Diagnose: Legionellen im Trinkwasser

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Legionellen im Trinkwasser? – Neues Diagnoseverfahren entwickelt
Keime im Trinkwasser sind immer wieder ein Problem. Trotz strenger Kontrollen und umfassender Hygienemaßnahmen kommt es immer wieder zu Verunreinigungen. Dabei können auch sogenannte Legionellen übertragen werden, die schwere Lungenentzündungen verursachen und bisher im Trinkwasser nur schwierig nachzuweisen waren. Jetzt haben Forscher des Braunschweiger Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) jedoch ein sehr genaues und schnelles Diagnoseverfahren auf molekularer Ebene entwickelt, das die Diagnostik und die Ursachenforschung bei Legionellen-Infektionen stark verbessert.

Heizungen, Duschen, Klimaanlagen – Legionellen sind weit verbreitet
Legionellen sind zum Beispiel in Warmwassererzeugungs- und Warmwasserverteilungsanlage, Schwimmbädern, Klimaanlage, Duschen, Wassertanks aber auch Kaltwasserleitungen mit Wärmeeinwirkung von außen relativ häufig vorzufinden. Wassertemperaturen von 25 bis 59 Grad Celsius, bei langer Verweilzeit und gleichzeitiger Frischwasserzufuhr bilden für Legionellen die optimalen Lebensbedingungen. Über Aerosole, feinste Tröpfchen in der Luft, gelangen die eine stäbchenförmigen Bakterien tief in die Atemwege, wo sie die Legionärskrankheit mit einer entsprechenden Lungenentzündung auslösen können. Obwohl alle Legionellen potenziell humanpathogen (auf den Menschen übertragbar) sind, ist bislang nur der Erregertyp Legionella pneumophila als Auslöser der Legionärskrankheit für den Menschen. Da sich die Bakterien jedoch nur schwer isolieren und kultivieren ließen, war ein Nachweise der unterschiedlichen Erregertypen bisher äußerst kompliziert.

Neues Diagnoseverfahren verbessert Nachweismöglichkeiten
Um diesen Missstand zu beheben, haben Forscher des Braunschweiger Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) jetzt ein neues Diagnoseverfahren auf molekularer Ebene entwickelt, dass sie in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Applied and Environmental Microbiology" veröffentlichten. Mit dem Verfahren können einerseits jegliche Legionellen im Trinkwasser aufgespürt werden, anderseits lässt sich problemlos feststellen, ob sie zu einem für den Menschen gefährlichen Stamm gehören. „Bisher war es oft sehr schwierig, die Ursache einer Epidemie schnell festzustellen, da man die Bakterien, ihre Virulenz und ihre Herkunft nicht genau bestimmen konnte", erklärte Manfred Höfle, Forscher am HZI. Höfle ergänzte: „Allein bei Legionella pneumophila gibt es 14 Untergruppen, sogenannte Serotypen. Die Unterscheidung dieser verschiedenen Serotypen ist sehr aufwändig, da Legionellen sich nur schwer isolieren lassen: Sie wachsen sehr langsam oder werden von konkurrierenden Bakterien überwuchert."

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Nachweis anhand sich wiederholender DNA – Abschnitte
In dem neuen Diagnoseverfahren werden die Erreger daher über die charakteristischen Abschnitte ihrer DNA nachgewiesen, erklärte Manfred Höfle. Dabei sei es seinem Forscherteam erstmals gelungen, die bekannten Verfahren zur Gewinnung und Vervielfältigung von Legionellen-DNA so anzupassen, dass ein Nachweis der einzelnen Bakterienstämme direkt aus einer Wasserproben möglich ist, so der der Spezialist vom HZI. Höfle erläuterte, dass „in der Vergangenheit (…) die Konzentrierung und Aufreinigung von DNA aus Trinkwasser problematisch (war). Zudem wurde der notwendige genetische Auflösungsgrad bisher nicht erreicht." Gemeinsam mit seinem Forscherkollegen, die viel Erfahrung aus der Analytik von Wasserproben und dem Nachweis darin enthaltener Keime mit eingebracht haben, gelang es jedoch die Schwierigkeiten durch verbesserte Verfahren zu überwinden. „Wir können jetzt kurze, sich wiederholende DNA-Abschnitte, sogenannte tandem repeats, im Erbgut der Legionellen nachweisen", erklärte Höfle, wobei die Tandemabschnitte farbig markiert werden und vergleichbare Muster für die verschiedenen Bakterienstämme ergeben. „Damit können wir nicht nur überprüfen, welchen Keim die Wasserprobe enthält, sondern auch, wie krankmachend er für den Menschen ist", so der Fachmann weiter. Das neue Diagnoseverfahren könnte nach Ansicht von Manfred Höfle zukünftig einen bedeutenden Beitrag für das Risikomanagement von Trinkwassersystemen leisten. Nicht nur die generelle Qualität ließe sich besser überprüfen, sondern das Verfahren helfe auch beim Aufspüren von Biofilmen (Ablagerung von Mikroorganismen an der Wasseroberfläche oder an Kontaktstellen zu festen Gegenständen), die das Vorkommen von Legionellen begünstigen.

Auch in Deutschland häufig Erkrankungen durch Legionellen
Legionellen wurden 1976 erstmals bei einem Veteranentreffen der „American Legion“ im Bellevue-Standfort Hotel in Philadelphia festgestellt. Von 4.400 Delegierten erkrankten 180 und 29 starben an einer schweren Lungeninfektionen. Bis die Gesundheitsbehörden den Charakter einer Seuche erkrankten, war die Legionärskrankheit schon in vollem Gange. Der Nachweis des Bakteriums im Lungengewebe eines verstorbenen Veteranen gelang erst Anfang 1977. Seither wurden Legionellen weltweit nachgewiesen und auch in Deutschland kommt es immer wieder zu vereinzelten Infektionen. Ein Ausbruch der Legionärskrankheiten mit Seuchencharakter ist hierzulande jedoch verhältnismäßig selten. Allerdings ereignete sich ein solcher Vorfall Anfang Januar 2010 im Raum Ulm. Hier erkrankten nach offiziellen Angaben 64 Personen an der Legionärskrankheit und fünf Menschen verstarben an den Folgen. Als Quelle der Infektion stehen dabei in erster Linie die Kühltürme eines Blockheizkraftwerks in der Nähe des Ulmer Hauptbahnhofs unter Verdacht. Derzeit untersucht daher die Technischen Universität Dresden, das von den Kühltürmen ausgehende Risiko. (fp, 14.10.2010)