Populationsstruktur von Pseudomonas aeruginosa bei CF und COPD

Einleitung: Chronische Atemwegsinfektionen mit Pseudomonas aeruginosa sind typisch für Patienten mit Bronchiektasien oder Cystischer Fibrose (CF). P. aeruginosa kann auch aus dem Sputum erwachsener Patienten mit Chronisch obstruktiver Lungenerkrankung isoliert werden, allerdings ist die Rolle des Erregers im Infektionsverlauf weniger gut charakterisiert als bei anderen Erkrankungen. Methoden: Die Populationsbiologie von P. aeruginosa bei CF, COPD und bei akuten Infektionen wurde mittels Microarrays analysiert. Die Genauigkeit dieser Analyse lag durch Verwendung von Einzelnukleotidpolymorphismen zur Typisierung des Kerngenoms und zusätzlichen spezifischen Markern für mobile genetische Elemente (Geninseln) des akzessorischen Genoms bei >99,8%.

Es wurden 612 sequenzielle P. aeruginosa Isolate genotypisiert, die von 36 CF Patienten aus zwei großen CF Zentren über einen Behandlungszeitraum von 20 Jahren stammen. Die Verteilung der CF Klone wurde mit der globalen Populationsstruktur des Erregers verglichen. Außerdem wurde der Einfluss des jeweiligen Stammes und der adaptiven Radiation auf den klinischen Verlauf und die Schwere der Infektion untersucht. 134 P. aeruginosa Isolate von 39 erwachsenen COPD Patienten (kolonisiert seit bis zu 10 Jahren) wurden genotypisiert und mit der weltweiten Populationsstruktur von P. aeruginosa verglichen. Ergebnisse: Das Spektrum der infizierenden Klone war in CF und COPD vergleichbar (die am häufigsten anzutreffenden Klone beispielsweise waren die auch global dominierenden Klone PA14 und Klon C), aber verschieden von der Verteilung der Stämme, welche akute Infektionen wie Pneumonien und Keratitiden hervorrufen. Diskussion: Es wurde ein unterschiedliches Besiedlungsmuster in CF und COPD gefunden: Für COPD beispielsweise ist intraklonale Mikroevolution und ein häufiger Wechsel oder Verlust der Klone typisch. Nur sieben von 39 Patienten (18%) waren durchgängig mit demselben P. aeruginosa Klon über mehrere Jahre kolonisiert. Bei der CF dagegen tragen 60% der chronisch kolonisierten Patienten aus der CF Klinik Hannover nach über 10 Jahren noch den initial erworbenen Klon.