TY  - THES
A1  - Mutterer, Elisabeth
T1  - Keimspektrum bei erster Harnwegsinfektion im Kindesalter
T1  - Resistance Pattern of the first instance of urinary tract infection
N2  - Die antibiotische Therapie von Harnwegsinfekten sollte möglichst rasch und effektiv erfolgen. Dabei ist einerseits das schnelle Erreichen von Symptomfreiheit, andererseits die Abwendung drohender Spätschäden, insbesondere am Nierenparenchym, das vorrangige Ziel. Bei der Auswahl eines geeigneten Antibiotikums ist es von besonderer Bedeutung, das genaue Keimspektrum und Resistenzmuster des vorliegenden Patientenkollektivs zu kennen, um von Anfang an eine bestmögliche Therapie zu gewährleisten. Aufgrund örtlich definierter Unterschiede wurde vorliegende retrospektive Studie erstellt, um die Resistenzmuster uropathogener Keime für die Universitätskinderklinik Würzburg über einen Zeitraum von 1999 bis 2004 zu untersuchen und mittels Therapieempfehlungen die Behandlung von Harnwegsinfektionen zu optimieren. Dabei richtete sich das Augenmerk auf die Erstinfektion, wodurch 140 Kinder aus einem Kollektiv von 400 Patienten extrahiert werden konnten. Die höchste Inzidenz zeigte sich insgesamt im Kleinkindesalter (2-6 Jahre), wobei die männlichen Patienten im Durchschnitt jünger als die weiblichen waren. Kinder mit pathologischem Harntrakt wurden in die Studie eingeschlossen, was dazu führte, dass auch seltenere Keime gefunden wurden. Unverändert an erster Stelle präsentierte sich Escherichia coli, der sich ausgesprochen resistent gegen die Antibiotika darstellte, die auch häufig bei interkurrierenden Atemwegsinfekten eingesetzt werden. Das Keimspektrum des gesunden Urogenitaltraktes umfasste insgesamt fünf Erreger; die selteneren Keime inclusive Pseudomonas aeruginosa kamen nur bei Harnwegsanomalien vor. Sogenannte Problemkeime, wie beispielsweise Proteus mirabilis und Pseudomonas aeruginosa, spielten vor allem bei pathologischem Harntrakt eine Rolle und präsentierten sich – wie erwartet – zum Teil multiresistent. Die besorgniserregende Entwicklung steigender Resistenzraten für Cotrimoxazol (28 %) und Aminopenicilline (40 %) ließ sich auch in der UKK Würzburg nachweisen. Dabei fiel besonders die extreme Auswirkung von vorangehender antibiotischer Therapie auf, die die Resistenzen bei Aminopenicillinen auf 55 % und bei Cotrimoxazol sogar auf 71-83 % steigerte. Somit können beide Antibiotika nicht mehr als Mittel der ersten Wahl in der UKK Würzburg empfohlen werden. Die beste Wirksamkeit fand sich für Cephalosporine, deren orale Verabreichung beim unkomplizierten und intravenöse Applikation beim komplizierten HWI anzuraten ist. Bei letzterem sollte aufgrund der Enterokokkenwirksamkeit eine Kombination mit Aminopenicillinen in Erwägung gezogen werden. Bei pathologischem Harntrakt bieten sich Aminoglykoside in einer Kombinationstherapie an, beispielsweise zusammen mit Ceftazidim oder Ampicillin. Über Nitrofurantoin konnte leider keine Aussage getroffen werden, da keine diesbezüglichen Testungen vorlagen. Aufgrund der stets fortschreitenden Resistenzentwicklung sollte eine regelmäßige Evaluation der regionalen Keimlage und Resistenzmuster erfolgen.
N2  - The antibiotic treatment of urinary tract infections should happen as fast and effectively as possible. The highest priority here is on the one hand to get rid of the symptoms and on the other hand to avert the threat of long-term damage, particularly on the renal parenchyma. In choosing a suitable antibiotic it is important to know the precise microbiological occurrence and resistance pattern of the patients concerned in order to be able to guarantee the best treatment from the start. Because of local differences we designed this retrospective study to analyze the resistance pattern of uropathogenic germs in the University Children’s Hospital in Würzburg in the period from 1999 to 2004 in order to optimise the therapy of urinary tract infections with treatment recommendations. To this end we turned our attention to the first instance of urinary tract infection. In doing so we extracted 140 children out of a collective of 400 patients. The highest incidence rate was found between the ages of 2 to 6 years, whereas the mean age of the male patients was younger than the female. Children with pathologic urinary tract were included in this study, which circumstance led to the detection even of rare germs. Unchanged in first position appeared Escherichia coli, which was highly resistant to the antibiotics often used in the therapy of acute respiratory diseases. The bacterial spectrum of the healthy urinary tract contained five germs altogether, the rare ones, including Pseudomonas aeruginosa, were only found with pathological urinary tract. The so-called problematic germs, such as Proteus mirabilis and Pseudomonas aeruginosa, were important especially in abnormal urinary tracts. As expected, these germs were to some extent multiresistant. We were able to illustrate the alarming development of growing resistance rates of co-trimoxazole (28 %) and aminopenicillins (40 %) in the UKK Würzburg. Here the extreme effect of previous antibiotic treatment was particularly conspicuous, which caused an increase in the resistance to aminopenicillins to 55 % and of co-trimoxazole to as much as 71-83 %. For this reason we cannot recommend these antibiotics as first line drugs in the UKK Würzburg. The highest potency was found with cephalosporins. We suggest the oral use of these in cases of uncomplicated urinary tract infection and the i.v.-application for complicated ones. In the latter case a combination with aminopenicillins should be taken into consideration because of their efficacy for Enterococcus spp.. Furthermore, the combination with aminoglykosides is advisable in cases of pathological urinary tract, for example with Ceftazidime or Ampicillin. Unfortunately we couldn’t give a statement for Nitrofurantoin because of unavailable tests. Due to constantly progressing resistances a regular re-evaluation of the regional state of germs and their resistance patterns is necessary.
KW  - Harnwegsinfektion
KW  - Kind
KW  - Keimspektrum
KW  - Resistenzmuster
KW  - Erreger
KW  - Antibiotika
KW  - resistance
KW  - urinary tract infection
KW  - childhood
KW  - germs
KW  - antibiotics
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-48953
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TY  - THES
A1  - Maibaum, Maria
T1  - Molekulargenetische Untersuchungen zur Persistenz und Genomvariabilität von Escherichia-coli-Isolaten von Patientinnen mit chronisch rezidivierenden Harnwegsinfektionen
T1  - Molecular genetic investigations of persistence and gene variability of Escherichia coli isolates from patients with chronic recurrent urinary tract infections
N2  - Harnwegsinfektionen gehören zu den häufigsten Infektionskrankheiten des Menschen und werden überwiegend durch uropathogene Escherichia coli (UPEC) ausgelöst. Die genaue Erforschung der Krankheitserreger durch molekularbiologische Verfahren könnte zur Entwicklung neuer diagnostischer Methoden sowie zu besseren Präventions- und Therapiestrategien führen. In der vorliegenden Studie wurden 166 Stuhl- und 86 Urinisolate, die von Patientinnen mit chronisch rezidivierenden Harnwegsinfektionen gewonnen wurden, auf das Vorhandensein der Virulenzfaktoren alpha-Hämolysin, P-, S- und Typ-1-Fimbrien sowie den zytotoxisch-nekrotisierenden Faktor 1 sowohl geno- als auch phänotypisch untersucht. Weiterhin wurde mit Hilfe der Rep-PCR und der Pulsfeldgelelektrophorese ein Identitäts-Screening durchgeführt, so daß sämtliche E. coli-Isolate zu 46 Stuhl- und 16 Urinklonen zusammengefaßt werden konnten. Alle untersuchten Gene fanden sich bei den Urinklonen häufiger als bei den Stuhlklonen, dabei war das Typ-1-Fimbrien-Gencluster jeweils am häufigsten vorhanden. Im Gegensatz zu den Stuhlstämmen exprimierten alle hly positiven Urinstämme dieses Toxin auch, die Fimbrienproduktion überwog dagegen bei den Stuhlisolaten. Bezüglich der Klinik korrelierte die Pathogenität der Urinklone mit der Aktivitätsstufe, bei den Stuhlklonen konnte dieser Zusammenhang nicht nachgewiesen werden. Bedingt durch den chronischen Krankheitsverlauf der Patientinnen wiesen die E. coli-Isolate dieser Studie ein geringeres pathogenes Potential auf als vergleichbare Isolate akuter Infektionsereignisse. Es konnten keine Deletionen von Pathogenitätsinseln beobachtet werden. Auffallend war, daß unter der Langzeitmetaphylaxe mit AcimethinR sämtliche untersuchten Pathogenitätsfaktoren seltener auftraten. Bei der Beobachtung der einzelnen Patientinnen über einen längeren Zeitraum hinweg (Januar bis Oktober 1998) konnten mehrfach Persistenzen verschiedener Klone von bis zu 9 Monaten nachgewiesen werden.
N2  - Urinary tract infections belong to the most common human infectious diseases and are mostly caused by uropathogenic Escherichia coli (UPEC). In the following study 166 stool- and 86 urine strains were isolated from 11 patients suffering from chronic urinary tract infections and as well genetically as phenotypically tested on the possession of hemolysin, P-, S- and type-1-fimbriae and cytotoxic necrotizing factor type 1. Besides they were analyzed by so called Rep-polymerase chain reaction and pulse field gene electrophoresis. With this identity-screening all strains could be divided into 46 stool- and 16 urine clones. All investigated gene clusters existed more often on the urine as on the stool clones. The type-1-fimbriae gene cluster was always the most frequent virulence factor. More toxic UPEC isolates correlated with clinical gravity of disease, whereas virulence of stool clones had no connection with disease activity. Due to chronic progress of disease these E. coli strains possessed less virulence factors than comparable isolates from acute infection phases. There was no proof of deletions of pathogenicity islands. All clones isolated under prophylaxis with AcimethinR carried less pathogen factors than strains without therapy. Persistence of several clones could be observed up to 9 months.
KW  - Harnwegsinfektion
KW  - Escherichia coli
KW  - Genomvaribilität
KW  - urinary tract infection
KW  - Escherichia coli
KW  - gene variability
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-4581
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TY  - THES
A1  - Hess, Petra
T1  - Genetische und molekularbiologische Analyse von fim Determinanten bei Citrobacter freundii und Escherichia coli
T1  - Genetical and molecular biological analysis of fim determinants from Citrobacter freundii and Escherichia coli
N2  - Citrobacter freundii sind Gram-negative, bewegliche, stäbchenförmige Bakterien aus der Familie der Enterobacteriaceae. Als opportunistischer Erreger kann C. freundii beispielsweise Harnwegsinfektionen und Neugeborenen-Meningitis verursachen. Die Internalisierung von C. freundii 3009 in das Endosom von Harnblasenepithelzellen (T24) erfolgt in vitro über einen ausschließlich Mikrotubuli-abhängigen Mechanismus. Als genetische Grundlage der Invasionskompetenz von C. freundii 3009 wurde in Vorarbeiten eine im Chromosom lokalisierte Invasionsdeterminante identifiziert, die eine hohe Identität zum Typ 1 Fimbrien Gencluster (fim) von Salmonella enterica serovar Typhimurium aufweist. Diese in Plasmid pTO3 klonierte Invasionsdeterminante vermittelt nicht-invasiven E. coli K12 Stämmen Invasivität. Im Gegensatz dazu sind rekombinante E. coli K12 Klone, die das fim Operon aus S. enterica serovar Typhimurium bzw. E. coli oder andere E. coli Adhäsindeterminanten tragen, nicht invasiv. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die für die Invasionsfähigkeit von C. freundii 3009 essentiellen Gene der klonierten Invasionsdeterminante ermittelt. Dies geschah zum einen durch Subklonierung von Teilen des Plasmids pTO3. In anschließenden Invasionsassays wurden die entsprechenden E. coli K12 Klone hinsichtlich ihrer Fähigkeit zur Invasion untersucht. Die Internalisierung des Wildtyps C. freundii 3009 sowie der invasiven rekombinanten E. coli K12 Stämme konnte nicht nur, wie erwartet, mittels Mannose, sondern auch mittels Chitinhydrolysat [(GlcNAc)n] inhibiert werden. Zum anderen wurden C. freundii Wildtypmutanten konstruiert, in denen der zentrale Teil der Invasionsdeterminante deletiert ist. Diese chromosomalen Deletionsmutanten weisen im Vergleich zum Wildtyp 3009 eine deutlich reduzierte Invasionsrate in die humane Harnblasenepithelzellinie T24 auf. Für die Komplementante wurde die Wiederherstellung des invasiven Phänotyps demonstriert. Darüber hinaus ist bekannt, dass C. freundii 3009 in humane mikrovaskuläre Endothelzellen aus dem Gehirn (HBMEC) eindringen und dort replizieren kann. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass sowohl C. freundii 3009 als auch der, die fimCf Determinante tragende, rekombinante E. coli Stamm HB101pPH1 in der Lage sind, im Tiermodell mit neugeborenen Ratten die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden. Neben der Analyse der Funktion der klonierten C. freundii 3009 fim Determinante in Invasionsassays und mittels Mannose-sensitiver Hefeagglutination, wurden die Genprodukte selbst ebenfalls nachgewiesen. Durch radioaktive Markierung der für die Invasivität essentiellen Proteine nach induzierter Transkription in einem T7 Phagenexpressionssystem konnten die Molekulargewichte von FimCfA, FimCfD, FimCfF und FimCfH ermittelt werden. Diese stimmen mit den von der DNA Sequenz abgeleiteten Molekulargewichten gut überein. Sowohl mit C. freundii 3009 als auch mit entsprechenden rekombinanten E. coli K12 Stämmen gelang es in Westernblots, das Adhäsin FimCfH an der Bakterienoberfläche nachzuweisen. Dies konnte auch für FimCfF in denselben rekombinanten E. coli K12 Stämmen gezeigt werden. Allerdings scheinen die FimCf Proteine nicht zu einem Pilus assembliert zu werden, da in elektronenmikroskopischen Untersuchungen von C. freundii 3009 oder die fimCf Determinante tragenden E. coli K12 Stämmen niemals Fimbrien beobachtet werden konnten. Da auch bestimmte Typ 1 Fimbrien Varianten aus E. coli über das Adhäsin FimEcH die Internalisierung der Bakterien in Blasenepithelzellen zu induzieren vermögen, wurden die fimEc Gencluster aus den beiden human pathogenen E. coli Stämmen 536 (uropathogenes Isolat) und IHE3034 (Neugeborenen-Meningitis Isolat) kloniert. Zudem wurde die Invasionsfähigkeit des E. coli K1 Stamms IHE3034 und der fim negativen Insertionsmutante IHE3034-2 charakterisiert. Typ 1 Fimbrien werden als wichtige Virulenzfaktoren von uropathogenen E. coli (UPEC) angesehen. Trotzdem konnte eine Reihe von klinischen UPEC Isolaten identifiziert werden, die diesen Adhäsintyp nicht mehr exprimieren. Genetische Untersuchungen im Rahmen dieser Arbeit ergaben, dass in 11 Isolaten das fimEc Operon vollständig aus dem Chromosom der Bakterien deletiert ist. In den übrigen 6 Isolaten ist noch ein Teil des 3´-Endes des Gens fimECH vorhanden. Außerdem ist in die Deletionsstelle dieser 6 Isolate ein IS1 Element von E. coli inseriert. In den übrigen uropathogenen Isolaten sind auch angrenzende DNA Bereiche von der Deletion betroffen. Abschließend kann festgestellt werden, dass eine fim ähnliche Determinante in C. freundii 3009 als Invasionssystem fungiert. Die Typ 1 Fimbrien der E. coli Stämme 536 und IHE3034 sind zwar notwendig, aber nicht hinreichend für die Invasivität. Obwohl Typ 1 Fimbrien als wichtige Virulenzfaktoren von uropathogenen E. coli gelten, ist dennoch in einer Reihe von klinischen UPEC Isolaten das fimEc Operon deletiert.
N2  - Citrobacter freundii, which belong to the family of Enterobacteriaceae, are Gram-negative, motile and rod shaped bacteria. As an opportunistic pathogen they are known to be involved in urinary tract infections as well as in newborn meningitis. In vitro, the internalization of C. freundii 3009 into the endosomes of the urinary bladder epithelial cell line T24 exclusively follows a microtubule dependent mechanism. Previously, a chromosomal invasion determinant of C. freundii 3009 has been identified and cloned in plasmid pTO3. This invasion determinant shows high identity to the type 1 fimbrial gene cluster (fim) of Salmonella enterica serovar Typhimurium. Interestingly, non-invasive E. coli K12 strains become invasive, when they are transformed with plasmid pTO3. In contrast, recombinant E. coli K12 strains harbouring the fim operon of either S. enterica serovar Typhimurium and E. coli, respectively, or other E. coli adhesin determinants were not invasive. In this work the genes of this chromosomal determinant, which are essential for invasiveness, were identified. This was achieved on one hand by subcloning parts of the invasion determinant of plasmid pTO3. Subsequently, the ability of the resulting plasmids to confer invasiveness to E. coli K12 strains was examined by gentamicin protection assays. Interestingly, the internalization of those recombinant E. coli K12 strains is not only inhibited by an analogue of the natural receptor of the adhesin FimCfH, namely mannose, but also by chitin hydrolysate [(GlcNAc)n]. On the other hand, mutants of wild type C. freundii 3009 were constructed by deleting the central part of this particular invasion determinant. These chromosomal deletion mutants showed a considerable lower invasion rate of the human epithelial cell line T24 in comparison to the wild type. Complementation of one of these mutants fully restored the wild type phenotype. Furthermore, it is known that C. freundii 3009 is capable to invade and replicate in human brain microvascular endothelial cells (HBMEC). The results presented here demonstrate that not only C. freundii 3009 is capable to breach the blood-brain-barrier in a newborn rat animal model, but also recombinant E. coli strain HB101pPH1 which carries the chromosomal fimCf determinant. In addition to the functional analysis of the C. freundii 3009 fim determinant by performing gentamicin protection assays and mannose sensitive yeast agglutination, the expression of the corresponding gene products was shown. Proteins essential for invasion, namely FimCfA, FimCfD, FimCfF and FimCfH, were specifically radio labelled using a T7 phage expression system and their molecular weight was determined. The observed molecular weights are in agreement with the calculated ones from deduced amino acid sequences. Furthermore, the presence of the fimbrial adhesin minor subunit FimCfH on the outer surface of C. freundii 3009 as well as appropriate recombinant E. coli K12 strains was shown using Westernblot technique. Expression of the minor subunit FimCfF on the outer surface was also shown for the recombinant E. coli K12 strains using the same technique. However, electron microscopic studies of C. freundii 3009 or E. coli K12 strains harbouring the fimCf determinant indicate that FimCf protein subunits are not assembled in hair like appendages called fimbriae. Since certain type 1 fimbrial variants of E. coli are able to induce bacterial internalization by bladder epithelial cells via the adhesin FimEcH, the fimEc gene cluster from human pathogenic E. coli strains 536 (uropathogenic isolate) and IHE3034 (newborn meningitis isolate) were cloned in order to examine the role of type 1 fimbriae of these strains in invasiveness. In addition, E. coli K1 strain IHE3034 and the isogenic fim negative insertion mutant IHE3034-2 were characterized for their invasion capability. Although type 1 fimbriae are known to be an indispensable virulence factor of uropathogenic E. coli (UPEC), several clinical UPEC strains, which are incapable of expressing this particular adhesin, were isolated and identified. By performing genetic analysis, it could be demonstrated that the fimEc operon is completely deleted from the chromosome in 11 of those isolates. In another 6 isolates the presence of only the 3´-end of the gene fimECH could be found. Furthermore, an IS1 element inserted in the fim deletion was identified in these 6 strains. In the remaining 11 isolates also the DNA region adjacent to the fimEc cluster was affected by this deletion process. In conclusion, it was ascertained that in C. freundii 3009 a fim like determinant functions as an invasion system. Type 1 fimbriae of E. coli strains 536 and IHE3034 are necessary but not sufficient to confer invasiveness. Although type 1 fimbriae of uropathogenic E. coli are known to be an important virulence factor, in several clinical uropathogenic E. coli strains the fimEc operon was deleted.
KW  - Citrobacter freundii
KW  - Virulenzfaktor
KW  - Molekulargenetik
KW  - Citrobacter freundii
KW  - UPEC
KW  - Invasion
KW  - Typ 1 Fimbrien
KW  - Harnwegsinfektionen
KW  - Citrobacter freundii
KW  - UPEC
KW  - invasion
KW  - type 1 fimbriae
KW  - urinary tract infection
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-7635
ER  -