Pneumozystose - Ursachen und Pathogenese

Ursachen der Pneumozystose

Der Erreger der Pneumozystose ist P. jiroveci, ein Mikroorganismus, dessen taxonomische Stellung noch nicht geklärt ist. Die meisten Forscher klassifizieren ihn als Protozoon (Subtyp Sporozoa, Klasse Haplospora). In den letzten Jahren mehrten sich jedoch Hinweise darauf, dass Pneumocystis hinsichtlich ribosomaler RNA-Nukleotidsequenzen Pilzen näher stehen. Es handelt sich um einen extrazellulären Parasiten mit einem vorherrschenden Tropismus für Lungengewebe, der Pneumozyten erster und zweiter Ordnung befällt. Bisher wurde nur eine Art von P. jiroveci identifiziert, jedoch wurden antigene Unterschiede zwischen vom Menschen und einigen Tieren isolierten Stämmen festgestellt.

Auch bei der Beurteilung der Entwicklungsstadien einer Pneumocystis gibt es unterschiedliche Auffassungen. Manche Autoren unterscheiden vier morphologische Formen, andere gehen von nur drei aus. Die erste Form, der Trophozoit, ist eine ovale oder amöboide Zelle mit einem Durchmesser von 1–5 µm. Von seiner Oberfläche gehen Auswüchse aus, mit deren Hilfe die Trophozoiten fest am Lungenepithel haften und daher im Sputum schwer zu erkennen sind. Die zweite Form, die Präzyste, ist eine ovale Zelle mit einem Durchmesser von 2–5 µm ohne Auswüchse. Die Wand der Präzyste besteht aus drei Schichten, und im Zytoplasma befinden sich mehrere Knoten (Teilungskerne). Die dritte Form, die Zyste, ist eine Zelle mit einem Durchmesser von 3,5–6 µm, deren Wände ebenfalls aus drei Schichten bestehen. Im Zytoplasma finden sich bis zu 8 intrazystische Körper mit einem Durchmesser von 1–2 µm und einer zweischichtigen Membran. Die intrazystischen Körper treten nach der Zerstörung der Zysten aus und werden zu extrazellulären Trophozoiten, wodurch ein neuer Lebenszyklus des Erregers beginnt. Pneumocystis dringt während der Replikation nicht in die Wirtszellen ein, sondern heftet sich an deren Oberfläche an. Es liegen keine Daten zur Toxinproduktion durch Pneumocystis vor. Pneumocystis werden nicht auf Nährmedien kultiviert.

Die Überlebensdauer von Pneumocystis in der Umwelt wurde nicht untersucht, aber die DNA des Erregers ist in der Luft von Räumen vorhanden, in denen sich Patienten befinden. Pneumocystis reagiert empfindlich auf Sulfonamide (Sulfamethoxazol) in Kombination mit Pyrimidinen (Trimethoprim), Sulfonen (Dapson), einigen Antiprotozoika (Pentamidin, Metronidazol) und Nitrofuranen (Furazolidon).

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Pathogenese der Pneumozystose

Die Pathogenese der Pneumocystis-Pneumonie ist mit einer mechanischen Schädigung der Wände des Lungeninterstitiums verbunden. Pneumozysten finden ihren gesamten Lebenszyklus in den Alveolen statt, an deren Wand sie sehr fest haften. Für ihre Entwicklung benötigen Pneumozysten viel Sauerstoff. Sie vermehren sich allmählich, füllen den gesamten Alveolarraum aus und erfassen immer größere Bereiche des Lungengewebes. Bei engem Kontakt der Trophozoiten mit den Wänden der Alveolen kommt es zu einer Schädigung des Lungengewebes, die Dehnbarkeit der Lunge nimmt allmählich ab und die Dicke der Alveolarwände nimmt um das 5- bis 20-fache zu. Infolgedessen entwickelt sich ein Alveolarkapillarblock, der zu schwerer Hypoxie führt. Die Bildung von Atelektasebereichen verschlimmert die Verletzung der Ventilation und des Gasaustausches. Bei Patienten mit Immundefizienzzuständen ist eine deutliche Abnahme der Anzahl der CD4+-Lymphozyten (weniger als 0,2x10 ⁹ /l) entscheidend für die Entwicklung einer Pneumocystis-Pneumonie.

Bei der Pneumocystis-Pneumonie werden drei Stadien des pathologischen Prozesses in der Lunge unterschieden: ödematös (dauert 7–10 Tage), atelektatisch (1–4 Wochen), emphysematös (Dauer variiert). Bei der Autopsie sind die Lungen vergrößert, dicht, schwer und blassviolett; das Lungengewebe reißt leicht, im Schnitt hat es ein marmoriertes Aussehen mit einer grau-bläulichen Tönung, der Ausfluss ist zähflüssig.

Die histologische Untersuchung im ödematösen Stadium zeigt schaumig-zelluläre Massen im Lumen der Alveolen und terminalen Bronchiolen, die Ansammlungen von Pneumozysten enthalten, um die sich Neutrophile, Makrophagen und Plasmazellen ansammeln. Ein solches schaumiges Alveolarexsudat kommt bei anderen Erkrankungen nicht vor – es ist ein pathognomonisches Zeichen einer Pneumozystose. Im atelektatischen Stadium findet sich eine Plethora, eine zelluläre Infiltration der interalveolären Septen mit deren anschließender Zerstörung, die im rezidivierenden Krankheitsverlauf bei einer HIV-Infektion am ausgeprägtesten ist. Tritt im letzten Stadium eine Genesung auf, kommt es zu einer allmählichen Rückentwicklung des Prozesses. Bei Rückfällen bei AIDS-Patienten können fibrozystische Veränderungen in der Lunge auftreten.

Bei AIDS kommt es in 1-5 % der Fälle zu einer Ausbreitung von Pneumozysten: Fast jedes Organ kann betroffen sein. In diesem Fall kann sich ein isolierter Fokus einer extrapulmonalen Pneumozystose oder eine Kombination aus pulmonalen und extrapulmonalen Läsionen entwickeln.