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Bedeutung von Legionellen und anderen
problematischen Mikroorganismen im
Wasserkreislauf
Landeskongress des BWK Recklinghausen, 11.05.2017
Priv. Doz. Dr. med. Norbert Schnitzler
Facharzt für Mikrobiologie und Infektionsepidemiologie
Gesundheitsamt Düren 1
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Inhalt des Vortrags
• Focus auf Legionellen • Andere Bakterien wie E. coli und Pseudomonas aeruginosa
zur Verdeutlichung der Sonderstellung von Legionellen
Kernfragen: • Welche Gesundheitsgefahren gehen von diesen Bakterien
aus? • Wo sind diese Bakterien zu erwarten oder wo gehören
diese Bakterien hin und wo nicht? • Wie steckt man sich letztlich an bzw. vermeidet dies?
E. coli; Quelle: CDC
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Mikrobiologie der Legionellen
Legionellen in Amöben
Kolorierte Transmissionselek-tronenmikroskopie Quelle: RKI
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Mikrobiologie der Legionellen
Was passiert normalerweise mit Bakterien in Amöben? Phagozytose bei Amöben: a. Phagozytose (aktive Aufnahme) b. Die Vereinigung von Phagosom und Lysosom bildet ein Phagolysosom. c. Aufgelöstes Material wird ausgeschieden oder assimiliert. Zeichenerklärung: 1. Krankheitserreger 2. Phagosom (Fressblase) 3. Lysosom (Verdauungsenzyme) 4. Reststoffe 5. Zytoplasma 6. Zellmembran
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Mikrobiologie der Legionellen Legionella pneumophila in Hartmannella vermiformis
Schwarze Pfeile: Legionellen; Weiße Sterne: Endoplasmatisches Retikulum; weiße Pfeile: Mitochondrien; Z: Zellkern (Quelle: A. Flieger; RKI)
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Mikrobiologie der Legionellen Makrophagen als Ersatzamöben!
• Makrophagen und Amöben gleichen sich in vielen Aspekten
• Legionellen unterscheiden nicht zwischen
Amöben und Makrophagen!
• Gelangen Legionellen in menschliche Fresszellen verhalten sie sich wie in Amöben.
• Kontakt mit Fresszellen in den Lungenbläßchen nur bei tiefer Einatmung möglich!
E. coli: Aufnahme durch Trinken und Nahrungsaufnahme
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Zwei wesentliche Erkrankungen: • Legionärskrankheit (Legionellen-
Pneumonie = Lungenentzündung) • Pontiac-Fieber (= harmlose
Erkältung)
Gesundheitsgefahren durch Legionellen
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Medizinische Aspekte - Klinik
Legionärskrankheit - Symptome: • Inkubationszeit: 2 - 14 (20) Tage • Zunächst Unwohlsein, Fieber, Kopf- und
Gelenkschmerzen, Reizhusten • Im Vordergrund steht die
Lungenentzündung unterschiedlicher Schwere
• Auch andere Organe (Niere, Leber, Magen, Nervensystem) können betroffen sein
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Medizinische Aspekte - Klinik
Röntgenaufnahme (A) und CT (B) der Lunge bei Krankenhausein-weisung, wiederholtes CT eine Woche später (C,D)
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Medizinische Aspekte - Klinik
Legionärskrankheit - Prognose: • Abhängig von frühzeitiger und adäquater
Therapie • Deshalb an Legionellen als Ursache
denken und in Diagnostik einbeziehen • Letalität: 5 - 15%, ohne Therapie (oder
falsche Therapie) > 15% • Bei Überlebenden dauerhafte
Schädigung der Lunge möglich (Fibrose), häufig aber komplette Heilung
E. coli: Hauptsächlich Magen-Darm-Infekte, Indikatorkeim für Eintrag in das Trinkwasser
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Medizinische Aspekte - Klinik
Pontiac-Fieber: • Ansteckung wie bei
Legionärskrankheit • Inkubationszeit nur 1 - 2 Tage • Symptome wie Legionärskrankheit
aber ohne Lungenentzündung und ohne Beteiligung anderer Organe
• nicht tödlich
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Medizinische Aspekte - Klinik
Pontiac-Fieber: Klinik = Erkältung
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Epidemiologie Manifestationsindex • Erkrankungsquote, d.h. wie viele
Menschen mit Kontakt zu Aerosol erkranken tatsächlich
• Pontiac-Fieber: bis zu 95% • Legionärskrankheit: 0,2 bis maximal
5% der Exponierten Wichtig: Fehlende Erkrankungsfälle bei wenigen Exponierten schließen Risiko nicht aus! E. coli: Erkrankungshäufigkeit
abhängig vom Stamm: Keine bis sehr viele Infektionen (EPEC, EHEC)
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Epidemiologie
Quelle: Eurosurveillance
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Epidemiologie
Risikogruppen • Männer meist häufiger betroffen • Alter > 60 (Kinder und
Jugendliche sehr selten betroffen) • Raucher • Chronische Herz-
Lungenerkrankungen • Abwehrgeschwächte Menschen
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Wo sind Legionellen zu erwarten?
Quelle: CDC-PHIL
Legionellenkolonie Stereolupe 10x Quelle: Schwanke, LANUV NRW
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Mikrobiologie der Legionellen
• kommen in geringer Anzahl in natürlichen Gewässern vor
• unter 20°C vermehren sich Legionellen kaum • gute Bedingungen bei 25°C bis 45°C (Optimum
37°C bis 43°C) • toleriert 50°C über Stunden und bis zu 60°C
kurzfristig • ab 60°C sterben Legionellen ab, ab 70°C schnell • Chlor wird sehr gut toleriert (1 bis 2 mg freies
Chlor/l sind für eine sicher Desinfektion erforderlich; TrinkwV erlaubt 0,3 mg/L zur kontinuierlichen Desinfektion)
• Relativ hohe Säuretoleranz
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Wo trifft man Legionellen deshalb an:
• In warmem Wasser • Amöben begünstigen das Wachstum und
die schnelle Vermehrung Rohwasser zur Trinkwassergewinnung
wenig belastet Warmwassersysteme (Trinkwasser und
Prozesswasser) belastet Abwasser und Kläranlagen z.T. stark
belastet Dadurch Belastung von
Oberflächengewässern möglich E. coli: In allen Oberflächengewässern, massiv in Abwasser/Kläranlagen, im Menschen!! Im Trinkwasser Indikator für Fäkaleintrag
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Wie steckt man sich mit Legionellen an (und wie nicht)
• Inhalation von Legionellen-
haltigen Aerosolen • Vordringen in die
Lungenbläschen erforderlich • Tröpfchengröße < 5 µm
erforderlich
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Russel-Falls in Australien (Quelle: wickipedia)
Quellen • Aerosole mit Tröpfchen von < 5µm (Lungengängigkeit) • Kaum natürliche Quellen
Klinik der Legionellose
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Klinik der Legionellose
Keine Quellen: • Keine Mensch zu
Mensch Übertragung
• Kein Risiko beim Trinken, nur bei massivem Verschlucken
• Keine Gefahr beim Schwimmen
Quelle: wikipedia
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Quellen • Waschbecken nahezu
ausgeschlossen • Duschen eher
überbewertet • Whirlpools, Springbrunnen,
Nebelmaschinen, Sprühanlagen • Autowaschanlagen • Verdunstungskühlanlagen
Klinik der Legionellose
Quelle: wikipedia
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Wie gelangen Legionellen in ein technische Anlagen wie
Rückkühlwerke?
• Füllwasser • Schmutzeinträge • Aerosole anderer technischer Anlagen
(Übertragung von Anlage zu Anlage)
Moos/Algengemisch auf Abluftgitter Rückkühlwerk (Quelle: Gesundheitsamt Düren)
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Verdunstungskühlanlagen
Quelle: Kryschi
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Was begünstigt das Wachstum und die Vermehrung von Legionellen in
technischen Anlagen?
• Jeglicher Eintrag von erschließbaren Materialien
• Oberflächenveränderungen (Korrosion)
• Biofilme • Wärme
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Merksatz: Vorkommen + Aerosolbildung = Risiko
• Trinkwasser: Duschen • Schwimm- und Badebecken:
Whirlpool • Prozesswasser: v.a.
Verdunstungskühler • Abwasser: ggf. Arbeitsschutz in
Kläranlagen • Belastete Oberflächengewässer:
Ohne Aerosole kein Risiko
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Wie kann das Risiko minimiert werden?
Trinkwasser: • Sachgerechter Betrieb v.a. bei der
Warmwasserbereitung (gemäß Trinkwasserverordnung)
• Besondere Maßnahmen in Risikobereichen (Gesundheitswesen)
Schwimm- und Badebeckenwasser: • Sachgerechter Betrieb • Besonderes Augenmerk auf Whirlpools
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Wie kann das Risiko minimiert werden?
Technische Anlagen: • Sachgerechter Betrieb insbesondere von
Verdunstungskühlanlagen (VDI 2047-2 bzw, BImSch) • Keine Verwendung von Wasser aus belasteten
Oberflächengewässern
„Eingangskontrolle des verwendeten Wassers“