Das Akronym „HACEK“ ist in der klinischen Mikrobiologie weit verbreitet, auch wenn seine Aussprache etwas umstritten ist (hay-sek oder hah-sek?). Das Akronym steht für Haemophilus, Aggregatibacter, Cardiobacterium, Eikenella und Kingella: Alle HACEK-Mitglieder sind anspruchsvolle gramnegative Bakterien, die mit infektiöser Endokarditis assoziiert sind.
HACEK-Organismen sind mit infektiöser Endokarditis assoziiert
Die HACEK-Gruppe basiert nicht auf taxonomischen Beziehungen, sondern auf der Neigung der Organismen, Endokarditis zu verursachen. Alle HACEK-Organismen sind Kommensalen des menschlichen Oropharynx, aber es ist nicht vollständig geklärt, wie sie zu distalen Stellen gelangen und dort Krankheiten verursachen. Eine Hypothese besagt, dass sie sich hämatogen ausbreiten, nachdem sie beim Zähneputzen, bei der Zahnreinigung oder im Anschluss an orale Erkrankungen wie Parodontitis ins Blut gelangt sind.
Die meisten Endokarditiden werden durch grampositive Bakterien (meist Staphylokokken oder Streptokokken) verursacht, eine Minderheit durch gramnegative Bakterien oder Pilze. In einer kürzlich durchgeführten multinationalen Studie wurden 1,4 % der Endokarditisfälle auf HACEK-Organismen zurückgeführt. Im Folgenden werden die am häufigsten isolierten Spezies aus der HACEK-Gruppe vorgestellt.
Haemophilus parainfluenzae ist einer der häufigsten mit Endokarditis assoziierten HACEK-Organismen. Im Gegensatz dazu wird H. influenzae, das ansonsten bekannteste und am häufigsten isolierte Mitglied der Gattung, nur selten mit infektiöser Endokarditis in Verbindung gebracht.
H. parainfluenzae wurde ursprünglich 1922 von Thomas M. Rivers beschrieben, der es aus Grippepatienten isolierte. Er unterschied es von H. influenzae aufgrund seines Bedarfs an NAD (V-Faktor), aber nicht an Hemin (X-Faktor), im Gegensatz zu H. influenzae, das beide benötigt. Rivers stellte zunächst die Hypothese auf, dass es sich um einen Erreger der Influenza handelt, obwohl wir heute wissen, dass diese Krankheit durch das Influenzavirus verursacht wird.
Seine Isolierung von H. parainfluenzae bei Influenzapatienten war wahrscheinlich zufällig, da es sich um einen Kommensalen des menschlichen Oropharynx handelt. Es ist keine Ursache für Mundkrankheiten wie Karies oder Parodontitis und wird bevorzugt aus Zahnbelag von gesunden Zähnen isoliert. Außerhalb der Mundhöhle ist H. parainfluenzae in der Lage, eine Vielzahl von Infektionen wie Otitis media, Abszesse und Lungenentzündungen zu verursachen, obwohl es eine seltene Ursache für diese Infektionen ist.
Aggregatibacter actinomycetemcomitans wurde ursprünglich von R. Klinger im Jahr 1912 aus einer aktinomykotischen Läsion isoliert, und sein Artname bedeutet „mit Aktinomyceten vorkommend“. Der ursprüngliche Gattungsname Actinobacillus“ bezog sich auf die inneren Sternformen, die die Kolonien auf festen Nährböden bilden. Im Jahr 2006 wurde die Gattung in Aggregatibacter umbenannt, was die Neigung der Organismen dieser Gattung widerspiegelt, in Brühkulturen als diskrete Klumpen (Aggregate) zu wachsen.
Obwohl A. actinomycetemcomitans am besten für seine Rolle bei infektiöser Endokarditis bekannt ist, ist es auch ein Erreger von Parodontalerkrankungen. Es wird insbesondere mit der lokalisierten aggressiven Parodontitis (LAP) in Verbindung gebracht, einer Form der Parodontalerkrankung, von der vor allem Jugendliche betroffen sind. Diese Form der Erkrankung schreitet vom Auftreten der Symptome bis zum Zahnverlust innerhalb weniger Monate voran, im Gegensatz zu den Jahren, die bei der Parodontitis Erwachsener zu beobachten sind.
Die Besiedlung mit virulenten Stämmen von A. actinomycetemcomitans ist bei Personen afrikanischer Abstammung am häufigsten, bei den meisten anderen ethnischen Gruppen jedoch relativ selten. Bei afroamerikanischen Jugendlichen kann die Kolonisierungsrate bis zu 16,7 % betragen, wobei eine Untergruppe von Trägern (bis zu 20 %) eine LAP entwickelt.
Cardiobacterium hominis wurde erstmals 1962 beschrieben und aus Patienten mit Endokarditis isoliert. Wie andere HACEK-Organismen findet man C. hominis im Oropharynx, aber selten im Magen-Darm-Trakt. Er wird jedoch nur selten aus oropharyngealen Proben isoliert, was möglicherweise auf eine Überwucherung durch andere Kommensalen zurückzuführen ist. Im Gegensatz zu den anderen Mitgliedern der HACEK-Gruppe wird C. hominis nur sehr selten mit anderen Krankheiten als Endokarditis in Verbindung gebracht.
Eikenella corrodens ist zu Ehren von M. Eiken benannt, dem Mikrobiologen, der den Organismus zuerst entdeckte. Der Name der Art weist darauf hin, dass sie sich in die Oberfläche fester Agarmedien einbohrt (oder korrodiert). Diese Grübchenbildung ist mit dem Vorhandensein von Pilinen verbunden, die für die Adhäsion an Wirtsgewebe wichtig sein können. Er gehört zur Familie der Neisseriaceae, kann aber auf selektiven Medien für Neisseria spp. wie Thayer-Martin-Agar nicht gefunden werden.
Unter den HACEK-Organismen ist Eikenella eine seltenere Ursache für Endokarditis, kann aber auch an anderen Stellen Krankheiten verursachen. Zusammen mit A. actinomycetemcomitans gehört es zu den wenigen Organismen, die mit Parodontalerkrankungen in Verbindung gebracht werden. Außerdem wird E. corrodens mit Infektionen nach traumatischer Inokulation aus der Mundhöhle in Verbindung gebracht und findet sich in bis zu 42 % der Abszesse aus menschlichen Bisswunden.
Kingella kingae wurde von Elizabeth King entdeckt und später nach ihr benannt, einer Mikrobiologin, die während ihrer Tätigkeit bei den Centers for Disease Control and Prevention viele neue Arten charakterisierte. Wie Eikenella gehört sie zu den Neisseriaceae, kann aber im Gegensatz zu Eikenella in der Regel auf Thayer-Martin-Agar isoliert werden.
Im Vergleich zu anderen Keimen der HACEK-Gruppe wird K. kingae nur selten bei Endokarditis isoliert. Er ist jedoch eine wichtige Ursache für Osteomyelitis/septische Arthritis bei Kindern im Alter von 6 Monaten bis 3 Jahren. Der Organismus kann auch durch Tröpfcheninhalation von Mensch zu Mensch übertragen werden und verursachte 2004 einen Ausbruch von septischer Arthritis bei Kindern, die eine Kindertagesstätte besuchten.
Klinische Identifizierung von HACEK-Organismen
Früher wurden HACEK-Organismen mit Endokarditis in Verbindung gebracht, bei der kein Erreger isoliert werden konnte (so genannte „kulturnegative Endokarditis“). Dies wurde auf das langsame Wachstum in alten Formulierungen von Blutkulturflaschen zurückgeführt und führte zu Empfehlungen für eine verlängerte Inkubation (>5 Tage), wenn der Verdacht auf das Vorhandensein dieser Organismen bestand. Moderne Blutkulturgeräte weisen HACEK-Organismen jedoch zuverlässig innerhalb einer 5-tägigen Inkubationszeit nach.
HACEK-Organismen können auf routinemäßig verwendeten nicht-selektiven Medien isoliert werden, wobei sie oft besser auf Schokoladenagar als auf Blutagar wachsen. Sie können nicht von selektiven Medien isoliert werden, die für enterische Keime bestimmt sind, wie z. B. MacConkey-Agar. Die Identifizierung kann mit automatischen Systemen durchgeführt werden, die Leistung kann jedoch suboptimal sein. Wie bei vielen anderen Organismen entwickelt sich MALDI-TOF zu einer potenziellen Identifizierungstechnologie für die HACEK-Gruppe.
Empfindlichkeitstests und Behandlung von HACEK-Organismen
Die Richtlinien des Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) sind für HACEK-Organismen in den Dokumenten M45 (Aggregatibacter, Cardiobacterium, Eikenella und Kingella) oder M100 (Haemophilus) enthalten. Trotz standardisierter Methoden ist die Empfindlichkeitsprüfung schwierig, und diese Organismen wachsen in 60 % der Fälle nicht in Broth-Dilution-Panels.
Es kann jedoch sein, dass eine Empfindlichkeitsprüfung nicht immer notwendig ist, da der wichtigste Resistenzmechanismus in dieser Gruppe die Expression einer oder mehrerer Beta-Laktamasen ist, für die das CLSI Routinetests mit chromogenen Substraten empfiehlt. Resistenzen gegen Cephalosporine sind selten, und die aktuellen Richtlinien der Infectious Diseases Society of American (IDSA) zur Endokarditis empfehlen Ceftriaxon zur Behandlung.
Schlussfolgerung
Die HACEK-Gruppe umfasst kommensale Organismen des menschlichen Oropharynx. Obwohl sie am bekanntesten für die Verursachung infektiöser Endokarditis sind, verursachen sie auch andere Krankheiten wie Parodontitis, Abszesse und septische Arthritis.
Mitglieder dieser Gruppe sind seit 60 bis 100 Jahren bekannt, aber in der Vergangenheit waren sie schwer zu kultivieren und zu identifizieren. Moderne Fortschritte in der Instrumentierung von Blutkulturen und der MALDI-TOF-Massenspektrometrie haben jedoch das Wachstum und die Identifizierung erleichtert. Empfindlichkeitstests sind nach wie vor schwierig, aber aufgrund der nahezu universellen Empfindlichkeit gegenüber Cephalosporinen nur selten erforderlich.