Keuchhusten

(Pertussis)

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Was ist Keuchhusten?

Keuchhusten, auch Pertussis genannt, ist eine hoch ansteckende Krankheit, die durch Bakterien ausgelöst wird und durch Tröpfcheninfektion verbreitet wird. Keuchhusten gilt als eine klassische Kinderkrankheit, trifft in den letzten Jahren jedoch vermehrt Jugendliche und Erwachsene, da deren Impfungen häufig nicht regelmäßig aufgefrischt werden.

Zu Beginn der Erkrankung zeigen sich für ein bis zwei Wochen Erkältungs-Beschwerden mit Schnupfen, Husten und einem allgemeinen Schwächegefühl. Danach beginnt die Phase des quälenden Hustens mit anfallsartigen und krampfartigen Hustenstößen, die in einem Keuchen und Erbrechen enden. Nach dieser Phase, die vier bis sechs Wochen andauert, stellt sich in der Regel eine Besserung des Zustandes ein. Der Husten ist hartnäckig und kann noch ein paar Wochen andauern. Akute Keuchhusten werden mit Antibiotika therapiert. Eine Impfung kann Schutz vor einer Infektion bieten. 

Anzeichen und Symptome einer Keuchhusten-Infektion

Die klassischen Symptome von Keuchhusten sind ein paroxysmaler Husten, ein inspiratorisches Keuchen und Ohnmacht oder Erbrechen nach dem Husten. Bei heftigem Husten kann das Rippenfell reißen und zu einem Pneumothorax führen. Erbrechen nach einem Hustenanfall oder einem inspiratorischen Keuchen beim Husten lassen mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Keuchhusten-Erkrankung vermuten. Das Fehlen eines paroxysmalen Hustens oder einer posttussiven Emesis hingegen verringert die Wahrscheinlichkeit erheblich, dass es sich um eine Keuchhusten-Erkrankung handelt.

Die Krankheit beginnt meist mit leichten Atemwegsbeschwerden wie leichtem Husten, Niesen oder einer laufenden Nase. Dies wird als katarrhalisches Stadium bezeichnet. Nach ein bis zwei Wochen entwickelt sich der Husten klassisch zu unkontrollierbaren Anfällen mit jeweils fünf bis zehn starken Husten, gefolgt von einem "Keuchen", wenn die Person versucht zu atmen (paroxysmales Stadium). Hustenanfälle treten in der Regel in mehreren Episoden pro Stunde über den Tag verteilt auf. Diese Phase dauert in der Regel zwei bis acht Wochen, manchmal auch länger. Danach erfolgt ein allmählicher Übergang in das Rekonvaleszenzstadium, das in der Regel ein bis vier Wochen dauert. Dieses Stadium ist gekennzeichnet durch einen Rückgang der Hustenparoxysmen, sowohl in der Häufigkeit als auch in der Schwere, und ein Ende des Erbrechens. Eine Tendenz, nach dem Husten zu "Keuchen", kann noch längere Zeit bestehen bleiben, nachdem die Krankheit selbst abgeklungen ist.

Inkubationszeit der Pertussis

Die Zeit zwischen Exposition und Symptomentwicklung beträgt durchschnittlich 7-14 Tage (Bereich 6-20 Tage), selten bis zu 42 Tage.

Ursache des Keuchhustens

Pertussis wird durch das Bakterium Bordetella pertussis verursacht. Es ist eine durch die Luft übertragene Krankheit (Tröpfcheninfektion), die sich leicht durch Husten und Niesen einer infizierten Person ausbreitet.

Spread von anderen Tieren

Unsicherheiten gibt es bei B. pertussis und Keuchhusten als Zoonose seit etwa 1910, aber in den 1930er Jahren wurde die Erkenntnis gewonnen, dass die Bakterien ihre virulente Kraft verloren haben, wenn sie sich wiederholt auf Agarmedien ausbreiten. Dies erklärt die Schwierigkeiten, Ergebnisse aus verschiedenen Studien zu reproduzieren, da die vorimpfenden Behandlungen der Bakterien unter den Wissenschaftlern nicht standardisiert waren. Heute wird festgestellt, dass zumindest einige Primatenarten sehr anfällig für B. pertussis sind und einen klinischen Keuchhusten entwickeln, wenn sie niedrigen Impfdosen ausgesetzt sind. Die Bakterien können in Wildtierpopulationen vorhanden sein, was jedoch durch die Labordiagnose nicht bestätigt wird, obwohl Keuchhusten bei Wildgorillas bekannt ist. Einige Zoos haben auch einen langjährigen Brauch, ihre Primaten gegen Keuchhusten zu impfen.

Mechanismus des Keuchhusten-Erregers

Nach dem Einatmen haften die Bakterien zunächst am Flimmerepithel im Nasopharynx. Oberflächenproteine von B. pertussis, darunter filamentöses Hämaglutinin und Pertactin, vermitteln die Bindung an das Epithel. Die Bakterien vermehren sich dann. Bei Säuglingen, die an einer schwereren Erkrankung leiden, breiten sich die Bakterien bis in die Lunge aus. Die Bakterien scheiden eine Reihe von Toxinen aus.

Tracheales Cytotoxin, ein Fragment von Peptidoglycan, tötet Flimmerepithelzellen und hemmt dadurch den mukoziliären Aufzug, durch den Schleim entfernt wird. TCT kann zum Husten beitragen, der für Keuchhusten charakteristisch ist. Der Husten kann auch durch ein noch zu identifizierendes "Hustengift" verursacht werden. Pertussis-Toxin verursacht Lymphozytose durch einen unbekannten Mechanismus. Die erhöhte Zahl der weißen Blutkörperchen führt zu Lungenhochdruck, einer der Hauptursachen für den Tod durch Keuchhusten. Bei Säuglingen, die eine Enzephalopathie entwickeln, treten Hirnblutungen und kortikale Atrophie auf, wahrscheinlich aufgrund von Hypoxie.

Diagnosemöglichkeiten einer Pertussis

Für den behandelnden Arzt ist der Gesamteindruck des Patienten während der Anamnese ausschlaggebend, um eine Diagnose stellen zu können. Zu den in der Labordiagnostik verwendeten Methoden gehören die Kultivierung von Nasopharynxabstrichen auf einem Nährmedium (Bordet-Gengou-Medium), die Polymerase-Kettenreaktion (PCR), der direkte fluoreszierende Antikörper (DFA) und serologische Methoden (z.B. Komplementbindungstest).

Die Bakterien können von der erkrankten Person nur während der ersten drei Wochen der Krankheit wiederhergestellt werden, was die Kultivierung und DFA nach dieser Zeit unbrauchbar macht, obwohl die PCR für weitere drei Wochen eine begrenzte Nützlichkeit haben kann. Die Serologie kann bei Erwachsenen und Jugendlichen, die bereits seit mehreren Wochen infiziert sind, eingesetzt werden, um festzustellen, ob Antikörper gegen Keuchhustentoxin oder einen anderen Virulenzfaktor von B. pertussis im Blut der Person vorhanden sind. In diesem Stadium sind sie seit einigen Wochen ansteckend und können die Infektion auf viele Menschen übertragen haben.

Prävention einer Ansteckung mit Keuchhustenerregern

Die wichtigste Methode zur Vorbeugung von Keuchhusten ist die Impfung. Die Impfung wird in der Regel gut vertragen, da sie nicht mehr den ganzen Keim enthält, sondern nur noch die Bestandteile des Keims, die das Immunsystem dazu bringen Antikörper gegen den Erreger zu bilden. 

Impfstoff

Pertussis-Impfstoffe sind wirksam bei der Vorbeugung von Infektionen und werden von der Weltgesundheitsorganisation und den Centers for Disease Control and Prevention empfohlen. Der Impfstoff rettete 2002 schätzungsweise eine halbe Million Menschenleben. Der mehrkomponentige azelluläre Keuchhustenimpfstoff ist zu 71-85% wirksam. Trotz weit verbreiteter Impfungen hat sich Keuchhusten in geimpften Populationen gehalten und ist heute "eine der häufigsten durch Impfung vermeidbaren Krankheiten in westlichen Ländern". Das Wiederauftreten von Keuchhusteninfektionen im 21. Jahrhundert wird auf eine Kombination aus abnehmender Immunität und bakteriellen Mutationen zurückgeführt, die sich Impfstoffen entziehen.

Impfungen verleihen keine lebenslange Immunität; eine CDC-Studie aus dem Jahr 2011 ergab, dass der Schutz nur drei bis sechs Jahre dauern kann. Dies gilt für die Kindheit, die die Zeit der größten Exposition und das größte Risiko des Todes durch Keuchhusten ist. Ein Effekt der weit verbreiteten Immunisierung auf die Gesellschaft war die Verlagerung der gemeldeten Infektionen von Kindern im Alter von 1-9 Jahren auf Säuglinge, Jugendliche und Erwachsene, wobei Jugendliche und Erwachsene als Reservoir für B. pertussis und Säuglinge mit weniger als drei Dosen Impfstoff fungieren.

Eine Infektion führt zu einer unvollständigen natürlichen Immunität, die mit der Zeit nachlässt. Eine Studie aus dem Jahr 2005 besagte, dass die Dauer der Immunität, die durch eine Infektion erworben wurde zwischen sieben und zwanzig Jahre anhalte. Eine Immunität, die durch eine Impfung zustande kommt, schützt vier bis zwölf Jahre. Sowohl die WHO als auch die CDC stellten fest, dass die azellulären Keuchhustenimpfstoffe bei der Vorbeugung der Krankheit wirksam waren, aber nur begrenzte Auswirkungen auf Infektion und Übertragung hatten, was bedeutet, dass geimpfte Menschen als asymptomatische Infektionsreservoire fungieren konnten.

Behandlung einer Pertussis

Die Antibiotika Erythromycin, Clarithromycin oder Azithromycin sind in der Regel die empfohlene Behandlung. Neuere Makrolide werden wegen der geringeren Nebenwirkungsraten häufig empfohlen. Trimethoprim-sulfamethoxazol (TMP/SMX) kann bei Allergien gegen Erstlinienmittel oder bei Säuglingen mit einem Risiko für Pylorusstenosen durch Makrolide verwendet werden. Eine vernünftige Richtlinie ist die Behandlung von Menschen im Alter von >1 Jahr innerhalb von 3 Wochen nach Beginn des Hustens und von Säuglingen im Alter von <1 Jahr und von schwangeren Frauen innerhalb von 6 Wochen nach Beginn des Hustens.

Wird die Diagnose verspätet gestellt, verändern Antibiotika den Krankheitsverlauf nicht, und auch ohne Antibiotika sollten sie keine Keuchhusten mehr verbreiten. Antibiotika verringern bei frühzeitigem Einsatz die Dauer der Infektion und verhindern so die Ausbreitung. Kurzfristige Antibiotika (Azithromycin für 3-5 Tage) sind ebenso wirksam wie eine Langzeitbehandlung (Erythromycin 10-14 Tage) bei der Eliminierung von B. pertussis mit weniger und weniger schweren Nebenwirkungen. Menschen mit Keuchhusten sind vom Beginn des katarrhalischen Stadiums (laufende Nase, Niesen, Fieber) bis zur dritten Woche nach Beginn der Paroxysmen (mehrfacher, schneller Husten) oder bis 5 Tage nach Beginn einer wirksamen antimikrobiellen Behandlung infektiös. Effektive Behandlungen des damit verbundenen Hustens sind nicht entwickelt worden.

Prognose

Zu den häufigsten Komplikationen gehören Lungenentzündungen, Bronchitiden, Enzephalopathien und Mittelohrentzündungen verursacht sind. Die meisten gesunden älteren Kinder und Erwachsenen erholen sich vollständig, aber diejenigen mit komorbiden Bedingungen haben ein höheres Risiko für Morbidität und Mortalität.

Die Infektion bei Neugeborenen ist besonders schwerwiegend. Auch bei Säuglingen im ersten Lebensjahr sind Komplikationen wahrscheinlicher: Lungenentzündung (20%), Enzephalopathie (0,3%), Anfälle (1%), Gedeihstörung und Tod (1%) - vielleicht aufgrund der Fähigkeit des Bakteriums, das Immunsystem zu unterdrücken. Pertussis kann eine schwere paroxysm-bedingte zerebrale Hypoxie verursachen, und 50% der ins Krankenhaus eingelieferten Kinder leiden an Apnoen. Die gemeldeten Todesfälle durch Keuchhusten bei Säuglingen nahmen von 1990 bis 2010 deutlich zu.

Epidemiologie

Weltweit sind jährlich rund 16 Millionen Menschen von Keuchhusten betroffen. Eine Schätzung für 2013 ergab rund 61.000 Todesfälle - gegenüber 138.000 im Jahr 1990. Trotz generell hoher Abdeckung mit den DTP- und DTaP-Impfstoffen sterben jährlich mehrere hunderttausend Kinder an Keuchhusten. Pertussis ist eine der führenden Ursachen für durch Impfung vermeidbare Todesfälle weltweit. Etwa 90% aller Fälle treten in Entwicklungsländern auf. Mehr als 93% der gemeldeten Fälle traten bei Kindern unter 10 Jahren auf.

Die tatsächliche Inzidenz war wahrscheinlich viel höher. Nachdem in den 1940er Jahren Impfungen eingeführt wurden, sank die Keuchhustenhäufigkeit weltweit. Die Inzidenzraten sind seit 1980 gestiegen. Im Jahr 2015 waren es in den Vereinigten Staaten 20.762 Personen. Pertussis ist die einzige durch Impfung vermeidbare Krankheit, die in den USA mit zunehmenden Todesfällen verbunden ist. Die Zahl der Todesfälle stieg von vier im Jahr 1996 auf 17 im Jahr 2001, fast alle davon waren Kleinkinder unter einem Jahr. In Deutschland wurden im Jahr 2016 13.809 Fälle von Pertussis registriert. (Quelle: de.statista.com)

Geschichte des Keuchhustens

Entdeckung des Bakteriums

Bordetalla pertussis, das Bakterium, das Keuchhusten auslöst, wurde 1906 von Jules Bordet und Octave Gengou entdeckt, die auch die erste Serologie und Impfung entwickelten. Kurz nach der Kultivierung von B. pertussis begannen die Bemühungen, einen inaktivierten Ganzzell-Impfstoff zu entwickeln.

In den 1920er Jahren entwickelte Louis W. Sauer im Evanston Hospital (Evanston, IL) einen schwachen Impfstoff gegen Keuchhusten. 1925 war der dänische Arzt Thorvald Madsen der erste, der einen Ganzzell-Impfstoff in großem Maßstab testete. Madsen benutzte den Impfstoff zur Bekämpfung von Ausbrüchen auf den Färöern in der Nordsee.

Entdeckung des Impfstoffs

Im Jahr 1932 ist in Atlanta, Georgia, Keuchhusten ausgebrochen. Das veranlasste die Kinderärztin Leila Denmark mit dem Studium der Krankheit zu beginnen. In den folgenden sechs Jahren wurde ihre Arbeit im Journal of the American Medical Association veröffentlicht, und in Zusammenarbeit mit der Emory University und Eli Lilly & Company entwickelte sie den ersten Pertussis-Impfstoff.

1942 kombinierten die amerikanischen Wissenschaftler Grace Eldering, Loney Gordon und Pearl Kendrick den Pertussis-Impfstoff mit Diphtherie und Tetanustoxoiden, um den ersten DTP-Kombinationsimpfstoff zu entwickeln. Um die häufigen Nebenwirkungen der Keuchhustenkomponente zu minimieren, entwickelte der japanische Wissenschaftler Yuji Sato einen azellulären Impfstoff, der aus gereinigten Hämagglutininen (HAs: filamentöser Streptokokkenhals und Leukozytose-Förderer HA) besteht, die von B. pertussis ausgeschieden werden. Sato's azellulärer Keuchhustenimpfstoff wurde ab 1981 in Japan eingesetzt. Spätere Versionen des azellulären Impfstoffs in anderen Ländern bestanden aus zusätzlichen definierten Komponenten von B. pertussis und waren oft Teil des DTaP-Kombinationsimpfstoffs.

Kontroverse der Impfung gegen Keuchhusten

In den 70er und 80er Jahren brach eine Kontroverse über die Frage aus, ob die ganzzellige Keuchhustenkomponente in seltenen Fällen eine dauerhafte Hirnverletzung verursache, die so genannte Keuchhusten-Impfstoff-Enzephalopathie. Trotz dieser Behauptung empfahlen Ärzte den Impfstoff wegen des überwältigenden Nutzens für die öffentliche Gesundheit, da die behauptete Rate sehr niedrig war (ein Fall pro 310.000 Impfungen oder etwa 50 Fälle von den 15 Millionen Impfungen pro Jahr in den Vereinigten Staaten) und das Risiko des Todes durch die Krankheit hoch war (Keuchhusten töteten jedes Jahr Tausende Menschen, bevor der Impfstoff eingeführt wurde).

Studien zeigten keinen kausalen Zusammenhang zwischen dem DPT-Impfstoff und einer dauerhaften Hirnverletzung. Der vermeintliche Impfstoff-induzierte Hirnschaden erwies sich als Erkrankung der infantilen Epilepsie und hatte somit keinen Zusammenhang mit der Impfung gegen Keuchhusten. Das Journal of the American Medical Association bezeichnete die Verbindung 1990 als "Mythos" und "Unsinn". Vor diesem Zeitpunkt jedoch führte die Kritik an den Studien, die keinen Zusammenhang zeigten, und einige gut publizierte anekdotische Berichte über dauerhafte Behinderungen, die auf den DPT-Impfstoff zurückgeführt wurden, zu Anti-DPT-Bewegungen in den 70er Jahren.

Diese negative Publicity führte in mehreren Ländern, darunter Großbritannien, Schweden und Japan, zu einem Rückgang der Impfquote. Es folgte ein dramatischer Anstieg der Keuchhustenhäufigkeit. In den Vereinigten Staaten führten niedrige Gewinne und eine Zunahme von Klagen im Zusammenhang mit Impfstoffen dazu, dass viele Hersteller Anfang der 80er Jahre die Produktion des DPT-Impfstoffs einstellten. 1982 wurde die Fernsehdokumentation DPT: Vaccine Roulette stellte das Leben von Kindern dar, deren schwere Behinderungen von der Reporterin Lea Thompson fälschlicherweise dem DPT-Impfstoff angelastet wurden. Die daraus resultierende negative Publicity führte zu vielen Klagen gegen Impfstoffhersteller.

Bis 1985 hatten die Impfstoffhersteller Schwierigkeiten, eine Haftpflichtversicherung abzuschließen. Der Preis für den DPT-Impfstoff stieg in die Höhe, was dazu führte, dass die Anbieter ihre Einkäufe einschränkten und auch die Verfügbarkeit so eingeschränkt wurde. Bis Ende 1985 blieb nur noch ein Hersteller in den USA, der den Impfstoff herstellte. Um die Situation zu korrigieren, verabschiedete der Kongress 1986 den National Childhood Vaccine Injury Act (NCVIA), der ein bundesweites Null-Fehler-System zur Entschädigung der Opfer von Verletzungen durch vorgeschriebene Impfstoffe einführte. Die meisten Forderungen, die über die NCVIA eingereicht wurden, beziehen sich auf Verletzungen, die angeblich durch den Ganzzell-DPT-Impfstoff verursacht wurden. Die Besorgnis über Nebenwirkungen führte dazu, dass Sato 1981 einen noch sichereren azellulären Impfstoff für Japan einführte, der 1992 in den USA für den Einsatz in der Kombination DTaP-Impfstoff zugelassen wurde. Der azelluläre Impfstoff hat eine ähnliche Nebenwirkungsrate wie ein Td-Impfstoff (ein Tetanus-Diphtherie-Impfstoff, der keinen Keuchhusten-Impfstoff enthält).

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