Staphylokokken

Rosenbach, 1884

Staphylokokken sind rundliche, nicht bewegliche, weintraubenähnlich angeordnete, grampositive, nicht sporenbildende, katalasepositive, fakultativ anaerobe Kugelbakterien mit einem Durchmesser von 0,5–1,5 µm. Sie sind unbeweglich und sind somit in Paaren oder in unregelmäßigen (weintraubenähnlichen) Haufen angeordnet. Temperaturoptimum des Wachstums und der Vermehrung 30–37 °C. Eine weitgehende pH-Toleranz und Resistenz gegen Austrocknung machen sie vergleichsweise unempfindlich.

Viele Arten weisen einen hohen Anteil von verzweigten Fettsäureketten in ihren Membranlipiden auf. Staphylokokken spielen als Besiedler der Haut sowie der Schleimhäute des Oropharynx beim Menschen und bei warmblütigen Wirbeltieren eine große Rolle als Infektionserreger. Sie sind sie fakultativ pathogen. Die größte medizinsichee Bedeutung der bekannten Staphylokokken-Spezies besitzt Staphylococcus (S.) aureus. Weiterhin kommen sie auch in der Umwelt (Gewässer, Luft, Lebensmittel; Medizinprodukten wie Plastikkanülen, plastischen Gelenkmaterialien) vor.

In der Gattung Staphylococcus sind fast 50 Arten enthalten. Zahlreiche Arten werden noch in Unterarten aufgeteilt (s.a. List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature). In der Medizin erfolgt eine Einteilung der Staphylokokken nach der Koagulase-Reaktion in:

• Koagulase-positive Staphylokokken (Staphylococcus aureus)
• und
• Koagulase-negative Staphylokokken (beispielhaft: Staphylococcus epidermidis).

Mittels differenzierter Nachweismethoden (z.B. MALDI-TOF-Massenspektrometrie) können heute zahlreiche Arten exakt voneinander unterschieden werden.

Koagulasepositive Staphylokokken: Die Staphylokokken-Spezies mit der höchsten pathogenen Potenz sowie generell einer der bedeutendsten Krankheitserreger beim Menschen ist die koagulasepositive Spezies. In der Humanmedizin werden Koagulase-positive Staphylokokken meist mit Staphylococcus aureus gleichgesetzt. Insbesondere multiresistente Stämme (MRSA) sind wegen der schlechten Therapierbarkeit mit Antibiotika ein Problem.

• Staphylococcus aureus (vollständig: Staphylococcus aureus subsp. aureus)
• (S. intermedius)

Bisher ausschließlich bei Tieren bzw. nur sehr selten im Zusammenhang mit Infektionen beim Menschen nachgewiesen:

• Staphylococcus agnetis (koagulasevariabel)
• Staphylococcus aureus subsp. anaerobius
• Staphylococcus delphini
• Staphylococcus hyicus (koagulasevariabel)
• Staphylococcus intermedius (selten – insbes. nach Hundebissen – auch bei menschlichen Wundinfektionen)
• Staphylococcus lutrae
• Staphylococcus pseudintermedius
• Staphylococcus schleiferi subsp. coagulans

Koagulasenegative Staphylokokken: Die koagulasenegativen Staphylokokken sind in der Regel Besiedler der Haut- und Schleimhäute ohne Krankheitsbedeutung. Sie besitzen jedoch medizinische Bedeutung bei immunsupprimierten Patienten. Weiterhin verursachen sie therapeutische Probleme im Zusammenhang mit sogenannten Polymer-assoziierten Infektionen (Plastikinfektionen), das heißt einer Besiedlung von Kunststoffoberflächen (zum Beispiel Katheter, künstliche Herzklappen, künstliche Gelenke; Problem der Biofilmbildung). Beim Menschen können insbesondere folgende Spezies in Erscheinung treten:

• Staphylococcus epidermidis
• Staphylococcus saprophyticus (Verusacher der Honey-moon-Zystitis)
• Staphylococcus haemolyticus
• Staphylococcus lugdunensis
• Staphylococcus hominis
• Staphylococcus warneri

Weitere 45 Spezies, die beim Menschen allerdings selten vorkommen.

Virulenzfaktoren von S. aureus, modifiziert nach Horn (2019)

• Protein A: Zellwandassoziiertes Protein
• Katalase: Sekretorisches Protein Sauerstoffradikale Begrenzung der Wirkung von Sauerstoffradikalen
• DNAse Sekretorisches Protein Nukleinsäuren Erbgutschädigung
• α-Toxin: Sekretorisches Protein, Schädigung der Endothelzellen; intravasale Koagulation
• β-Toxin: Sekretorisches Protein, Schädigung von Erythrozyten; Monozyten
• Sphingomyelinase: Hämolyse; sklerale Ödeme; hämorrhagische Organveränderungen
• TSST-1 und Enterotoxine: Sekretorische Proteine: Superantigene Wirkung; Lebensmittelintoxikation.
• Exfoliative Toxine: Sekretorisches Protein; Bindung an keratohyaline Granula im Stratum granulosum
• PVL:  Sekretorisches Protein; stimuliert und vernichtet polymorphkernige Leukozyten
• Koagulase: Oberflächenassoziiertes Protein
• Prothrombin:Oberflächenhaftung; Fibrinogenaktivierun
• Elastin-bindendes Protein: Oberflächennahes Exotoxin Bestandteile der extrazellulären Matrix (Elastin)
• Fibrinogen-bindendes Protein (Clumping Faktor A und B): Zellwandassoziiertes ProteinAnbindung und Aktivierung von Fibrinogen, Aktivierung der Gerinnungskaskade; Aktivierung der Thrombozyten
• Kollagen-bindendes Protein: Zellwandassoziiertes Protein, direkte Anbindung an Kollagen
• Staphylokinase: Extrazelluläres Protein Serin-Protease Fibrinolyse
• Fibronectin-bindendes Protein: Zellwandassoziiertes, Protein Multiadhäsionsproteine in der extrazellulären Matrix Anheftung/Kolonisierung

Staphylokokken (Singular Staphylococcus) ist eine von Alexander Ogston in Anlehnung an den von Billroth 1874 geprägten Begriff Streptokokken eingeführte Bezeichnung, die sich aus den Bestandteilen staphyle (griech.)= Weintraube und kokkos (griech) =Kern zusammensetzt.