Helicobacter pylori

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Helicobacter pylori
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Wissenschaftlicher Name
Helicobacter pylori
(Marshall et al. 1985) Goodwin et al. 1989

Helicobacter pylori ist ein gramnegatives, mikroaerophiles Bakterium, das im menschlichen Magen vorkommt. Es gehört zu den heute sequenzierten Organismen.

Magenerkrankungen

Heute werden bestimmte Stämme des H. pylori für eine Reihe von Magenkrankheiten (beispielsweise Ulcus: 75 Prozent der Magengeschwüre, praktisch alle Zwölffingerdarmgeschwüre) verantwortlich gemacht, bei denen eine verstärkte Sekretion von Magensäure auftritt. Traditionelle Behandlungen gegen Entzündungen der Magenschleimhaut bestanden darin, entweder Mittel zu verabreichen, die die Magensäure neutralisierten, oder Medikamente, welche die Säureproduktion des Magens reduzierten. Heute wird zuerst untersucht, ob eine Infektion mit H. pylori vorliegt. Im Falle einer Infektion ist eine Behandlung zur Elimination des Bakteriums wirksam (Eradikationstherapie, siehe unten).

Krankheitsentstehung

Das Bakterium kann mittels des Enzyms Urease, das es an seiner Oberfläche anlagert, im sauren Magensaft überleben: Das Bakterium nistet sich in den Schleim ein, der die Magenschleimhaut vor Zerstörung schützt. Durch die Urease bildet sich eine Ammoniakwolke um das Bakterium, welche die Säure neutralisiert. Es provoziert eine Immunantwort des Körpers. Da jedoch die Verteidigungszellen des Körpers in dem Schleim und in der saueren Umgebung des Magens nicht überleben können, zerfallen sie und geben giftige Substanzen in die Umgebung ab. Somit ist die Entzündung der Magenschleimhaut ein Prozess, der durch die ungenügende Reaktion des Körpers auf H. pylori entsteht. Diese Reaktion kann zu einem Magengeschwür (sprich Ulcus) führen. Die Infektion mit dem Bakterium bedingt im Allgemeinen eine verstärkte Sekretion von Magensäure.

Wenn die chronische Magenschleimhautentzündung (Typ-B-Gastritis; B steht für bakterielle Gastritis, es gibt auch noch Typ A für autoimmune Gastritis und Typ C für chemisch-toxische Gastritis. Typ A, B und C stellen die chronischen Gastritiden dar. Von ihnen unterscheidet sich die akute Gastritis) über längere Zeit fortbesteht, kann es (wie bei vielen anderen chronischen Entzündungen auch) zur Entstehung von Krebs kommen. Gut wissenschaftlich nachgewiesen ist dies insbesondere für eine spezielle Form des Lymphdrüsenkrebses im Magen (MALT-Lymphom). In diesen Fällen kann die Behandlung der chronischen Helicobacter-pylori-Infektion zu einer Heilung des Krebs führen.

Einen weiteren, möglicherweise noch wichtigeren Faktor für die Entstehung der Entzündungsreaktion, entdeckte ein internationales Forscherteam am Institut Pasteur in Paris. Demnach dringt das Bakterium mit einem nadelartigen Fortsatz in die Zellen der Magenschleimhaut ein. Hierbei wird eine Substanz namens Peptidoglycan injiziert – der Keim selbst bleibt außerhalb der Zellen. Im Inneren der Zellen bindet das Peptidoglycan an ein spezifisches Rezeptormolekül, wodurch eine Reaktionskette in Gang gesetzt wird, die letztlich zur Entzündung der Magenschleimhaut führt. Offensichtlich wird H. pylori im Gegensatz zu vielen anderen pathogenen Keimen ohne diesen Eindringvorgang nicht vom Immunsystem erkannt, da die dafür zuständigen Oberflächenrezeptoren der Zellen nicht an das Bakterium binden.

Der von den Forschern entdeckte Injektionsmechanismus kommt nicht bei allen Stämmen von H. pylori vor. Dies erklärt warum nur ein Teil der infizierten Menschen an Magenschleimhautentzündung erkranken.

Literatur: Jérôme Viala et al.: Nature Immunology (Online-Vorabveröffentlichung, DOI: 10.1038/ni1131)

Übertragungsweg

Der Übertragungsweg des Bakteriums ist bis heute ungeklärt. Es scheint sich über den fäkal-oralen Weg zu verbreiten, das heißt Ausscheidung des Bakteriums über den Stuhlgang und vermutliche Wiederaufnahme durch Wasser beziehungsweise verschmutztes Essen (wie beispielsweise ungewaschenes Obst). Epidemiologische Daten weisen außerdem auf die Möglichkeit von oral-oralen oder einen gastro-oralen (Kontakt mit durch H. pylori infiziertem Magenschleim bei Erbrechen) Übertragungsmechanismus hin. Der Magen gilt nach derzeitigem Kenntnisstand als das Hauptreservoir für die Keime, was die letzteren Auffassungen stärkt. Ferner wird auch eine mögliche Übertragung durch Schmeißfliegen diskutiert. Es wurde eine zeitlang behauptet, dass das Vorkommen des Bakteriums im Zusammenhang mit dem sozioökonomischen Status steht. Jedoch haben Arbeiten aus der Schweiz und Deutschland diese Ansicht nicht stützen können. So sind etwa sieben Prozent der Jugendlichen in der Schweiz und Deutschland von H. pylori befallen, unabhängig vom Status. Nach bisherigen Untersuchungen sind etwa 50 Prozent der älteren Erwachsenen mit dem Bakterium kontaminiert. Jedoch bekommt nicht jeder ein Ulcus! Bei einer Beseitigung des Bakteriums besteht nur ein einprozentiges Risiko einer Wiederansteckung.

Prävalenz und Verbreitung

Mit einer Prävalenz von weltweit ca. 50% ist die H. pylori-Infektion eine der häufigsten chronischen bakteriellen Infektionen. Hierbei ist die Infektionsrate in Entwicklungsländer sehr viel höher als in den Industrienationen. In Deutschland sind insgesamt ca. 33 Millionen Menschen mit H. pylori infiziert, von denen ungefähr 10 bis 20% eine peptische Ulkuskrankheit entwickeln.

Für das weltweit verbreitete Bakterium konnten insgesamt 370 Stämme nachgewiesen werden, die in Details ihrer DNA-Sequenzen sehr große Unterschiede aufweisen. Für Epidemiologen und Ethnologen gleichermassen interessant ist die Tatsache, dass die Völkerwanderungen des Menschen und die Verbreitung von H. pylori gemeinsame Wurzeln haben.

Diagnostik

Der direkte Nachweis des H. pylori geschieht durch mehrere Probeentnahmen aus dem letzten Drittel des Magens und dem mikroskopischen Nachweis. Aus den Proben kann auch mittels eines Testes auf das vorhandensein der Urease geschlossen werden und damit indirekt auf das vorhandensein H. pylori. Auch kann man mittels eines Atemtestes das Bakterium mit hoher Wahrscheinlichkeit nachweisen. Beim Atemtest trinkt der Patient eine ¹³C Isotopen-markierte Harnstofflösung. Beim Vorhandensein des Bakteriums wird der Harnstoff durch die Urease gespalten und ¹³C markiertes Kohlendioxid abgeatmet, welches dann nachgewiesen werden kann. Da ¹³C ein stabiles Isotop ist, ist der Test völlig ungefährlich. Möglich ist auch der Nachweis des Keimes im Stuhl. Zuletzt besteht auch die Möglichkeit des Antikörpernachweises im Blut (Serologie).

Therapie

Die Therapie von H. pylori besteht aus der Kombination eines Protonenpumpenhemmers mit zwei Antibiotika (Eradikationstherapie). Als Protonenpumpenhemmer wird häufig Pantoprazol, Omeprazol oder Esomeprazol verwendet.

Therapieform	Protonenpumpenhemmer	Antibiotikum	Antibiotikum	Bemerkung zur Therapie		french triple	Pantoprazol	Clarithromycin	Amoxicillin	gutes Ansprechen		italian triple	Pantoprazol	Clarithromycin	Metronidazol	25 % Resistenz bei Metronidazol

Bei den Antibiotika werden Amoxicillin oder Metronidazol zusammen mit Clarithromycin kombiniert. Nach 7-tägiger Behandlung ist mit über 95 Prozent Erfolgsrate zu rechnen. Die Therapie mit Protonenpumpenhemmer, Amoxicillin und Clarithromycin („french triple“) erzielt die höchsten Eradikationsraten. Die zweite gängige Behandlung besteht aus Protonenpumpenhemmer, Metronidazol und Clarithromycin („italian triple“). Letztere bietet sich insbesondere bei Penicillinallergie an, da in diesem Fall Amoxicillin nicht verwendet werden darf.

Alternativ bietet die Quadruple-Therapie die Möglichkeit zur Eradikation. Hierbei wird ein Protonenpumpenhemmer mit Tetracyclin und Metronidazol sowie Wismut kombiniert. Bei 10-tägiger Anwendung ist der Erfolg 95%. Hierbei wird der Protonenpumpenhemmer über die Tage 1 bis 10 der Therapie appliziert, die beide Antibiotika und Wismut über die Tage 4 bis 10.

Mittels einem ¹³C-Harnstoff-Atemtest (nicht invasiv in der Ausatemluft) kann etwa sechs Wochen nach Therapieende der Erfolg nachgewiesen werden. Ursachen für Misserfolge können neben mangelnder Compliance eigentlich nur Antibiotika-Resistenz sein, daher vor einem neuem Therapieversuch den Keim kulturell anzüchten. Die Rezidivrate beträgt fünf Prozent pro Jahr.

Nicht jede Helicobacter-pylori-Infektion muss behandelt werden. Bei einem Magen- oder Zwölffingerdarmgeschwür mit nachgewiesenem H. pylori sowie beim Helicobacter-assoziierten MALT-Lymphom ist die Therapie jedoch zwingend erforderlich.

Menschheitsgeschichte

Bei einem Vergleich des Bakteriengenoms wurde festgestellt, dass es bevorzugt innerhalb von Familien weitergegeben wird. Das führt dazu, dass Bakterienstämme in unterschiedlichen geographischen Bevölkerungsgruppen genetisch unterscheidbar sind.

Die europäischen Stämme der Bakterien stammen beispielsweise aus dem Nahen Osten und aus Asien. Durch Vergleiche des Bakterienerbgutes sollte es möglich sein, die Ausbreitung der Bakterien, und somit indirekt Wanderbewegungen der Menschheit nachzuvollziehen.

Entdeckungsgeschichte

Dem deutschen Arzt und Forscher Robert Koch (1843-1910) gelang es im 19. Jahrhundert Bakterien durch Kultivierung, Mikroskopie und Übertragung in einen Kausalzusammenhang mit Infektionskrankheiten zu bringen. Er ebnete so den Weg in die medizinische Mikrobiologie und beschrieb die Bakterien - wie H. pylori.

Vor der Entdeckung des Bakteriums als Ursache von Geschwüren im Magen- und Zwölffingerdarm wurde die Theorie der „Übersäurung des Magens“ sowie Einfluss psychischer Faktoren als Grund für die Krankheiten angenommen. Man nahm an, dass das saure Magenmilieu eine Magenflora ausschließe. Barry Marshall und J. Robin Warren aus Perth, Western Australia, entdeckten H. pylori 1983. Ihre Entdeckung wurde von der medizinischen Forschung lange Zeit nicht ernst genommen. Erst 1989 kam es zum Durchbruch und das Bakterium wurde weltweit als Ursache des Ulcus angenommen. Seit 60 Jahren war bekannt, dass einige Bakterien krankmachende Organismen des Magen-Darm-Traktes waren und dort auch lebten. Im Dezember 2005 wurden Warren und Marshall für ihre Arbeiten zu H. pylori je zur Hälfte mit dem „Nobelpreis für Physiologie oder Medizin“ ausgezeichnet.

Ursprünglich wurde der Organismus Campylobacter pyloridis genannt (nach dem Pylorus). Später wurde es in Campylobacter pylori umbenannt, damit es besser zu den Namen anderer krankmachender Keime im Magen-Darm-Trakt passt. 1989 wurde es endgültig wegen des Bestandes an Enzymen und Funktionen Helicobacter pylori genannt.

Andere Arten von Helicobacter wurden seitdem auch in den Mägen anderer Säugetiere und Vögel entdeckt.

Weitere Strategie, Möglichkeit der Impfung

2005 trafen sich am Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie in Berlin Helicobacter-Experten aus Nordamerika, China und Europa, um über die Entwicklung und den Einsatz eines Impfstoffs zu diskutieren. Nach Thomas F. Meyer, Direktor des MPI für Infektionsbiologie, wird "die Gefährlichkeit von H. pylori immer noch generell unterschätzt. Mehr als die Hälfte aller Menschen ist damit infiziert, und man muss davon ausgehen, dass etwa zehn Prozent der Weltbevölkerung einmal im Leben an einem Magengeschwür erkranken." Ein Teil davon leidet danach an einem Magenkarzinom, das weltweit jährlich etwa 750 000 Opfer fordert. Es ist zehn- bis zwanzigfach häufiger als der seltene Speiseröhrenkrebs. Um den Zusammenhang dieser Krebsform, dem Sodbrennen mit dem Verschwinden des Magenkeims H. p. geht es vor einer Entscheidung über die Impfstrategie.

Malfertheiner u. a. schlagen im American Journal of Gastroenterology die Impfung vor allem in Ländern mit hohem Magenkrebsrisiko vor, also vor allem in China, Japan und den Staaten Lateinamerikas.

Eine Rolle bei der künftigen Entscheidung kann auch das Interesse der Pharmaindustrie spielen, die das sichere Geschäft mit den Antibiotika verständlicherweise hoch einschätzt.

Die Berliner Forscher warnen vor verfrühter Hoffnung auf die Möglichkeit zur Impfung. Ein zuverlässiger Impfstoff sei vor 2010 nicht verfügbar.

Genomforschung

Bereits im Jahr 1997 wurde die erste komplette Genomsequenz eines Vertreters der Art Helicobacter pylori publiziert. 1999 wurde eine zweite Sequenz veröffentlicht womit sich erstmals die Möglichkeit ergab, die Genomsequenzen von zwei Isolaten derselben Bakterienart zu vergleichen. Dabei zeigte sich, dass sich die beiden Isolate in etwa 10% der Gene unterschieden.

Literatur: Tomb, J.-F. et al., 1997. The complete genome sequence of the gastric pathogen Helicobacter pylori. Nature 388:539-547 und Alm RA et al., 1999. Genomic-sequence comparison of two unrelated isolates of the human gastric pathogen Helicobacter pylori. Nature 397:176-80.

Literatur

M. Kist, E. Glocker, S. Suerbaum: Pathogenese, Diagnostik und Therapie der Helicobacter-pylori-Infektion. In: Bundesgesundheitsblatt Band 48, Juni 2005, S. 669–678
Marshall BJ. Unidentified curved bacillus on gastric epithelium in active chronic gastritis. Lancet 1983;1((8336):1273–1275. PMID 6134060.
Marshall BJ, Warren JR. Unidentified curved bacilli in the stomach patients with gastritis and peptic ulceration. Lancet 1984;1(8390):1311–1315. PMID 6145023.
Helicobacter pylori in peptic ulcer disease. NIH Consensus Statement Online 1994 Jan 7-9.12(1):1-23. Cited 2004 Dec 21. Fulltext.
Helicobacter pylori and peptic ulcer. Centers for Disease Control and Prevention. Cited 2004 Dec 21. Fulltext.
Blaser MJ. An Endangered Species in the Stomach. Scientific American 2005;292(2):38-45. partial text. PMID 15715390.
Logan RPH, Walker MM. Clinical review: ABC of the upper gastrointestinal tract. Epidemiology and diagnosis of Helicobacter pylori infection. BMJ 2001;323:920–922. Full text. PMID 11668141.
Hans Schuh: Das Brennen im Bauch. In: DIE ZEIT 2005 Nr.38 vom 15.09.2005 über das krebserregende Magenbakterium und die Forderung nach rascher Entwicklung eines Impfstoffs.

Tsuji S, Kawai N, Tsujii M, Kawano S, Hori M. Review article: inflammation-related promotion of gastrointestinal carcinogenesis – a perigenetic pathway. Aliment Pharmacol Ther 2003;18(Suppl 1):82-9. PMID 12925144.
Viala J, Chaput C, Boneca IG, Cardona A, Girardin SE, Moran AP, Athman R, Memet S, Huerre MR, Coyle AJ, DiStefano PS, Sansonetti PJ, Labigne A, Bertin J, Philpott DJ, Ferrero RL. Nod1 responds to peptidoglycan delivered by the Helicobacter pylori cag pathogenicity island. Nature Immunol 2004;5:1166-74. Fulltext. PMID 15489856.
Populärwissenschaftlich: Artikel in der ZEIT vom 19.9.2005
Populärwissenschaftlich: SPIEGEL, Nr.34/1987, Seiten 168 und Seite 169

Weblinks

http://www.seilnacht.tuttlingen.com/referate/antazida.htm#1.7 Helicobacter pylori
http://science.orf.at/science/news/69445
www.wissenschaft.de: Helicobacter pylori hinterlässt Spuren im Magen Bei einer erneuten Ansteckung treten die Folgen der Infektion sehr viel schneller und ausgeprägter auf

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