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Fusobakterien

Gattung der Familie Fusobacteriaceae

Fusobakterien (Fusobacterium) sind eine Gattung obligat anaerober, gramnegativer,[1] nicht sporen­bildender Bakterien[2], die zu den Gracilicutes gehören. Einzelne Zellen sind schlanke, stäbchen­förmige Bazillen mit spitzen Enden.[3][4] Fusobakterien wurden 1900 von Courmont und Cade entdeckt und kommen in der tierischen und menschlichen Flora häufig vor.[5][6]

Fusobakterien

Fusobacterium novum in Flüssigkultur

Systematik
Abteilung: Fusobacteriota
Klasse: Fusobacteriia
Ordnung: Fusobacteriales
Familie: Fusobacteriaceae
Gattung: Fusobakterien
Wissenschaftlicher Name
Fusobacterium
Knorr 1922

Aufgrund ihrer Häufigkeit im menschlichen Rachen, der Mund-, Magen-Darm- und (weiblichen) Genitalflora wurden Fusobakterien lange Zeit als normaler Teil der menschlichen Flora betrachtet. Derzeit herrscht Konsens darüber, dass Fusobakterien immer als Krankheitserreger behandelt werden sollten.[7] Aktuell werden mehr als 13 Fusobakterien-Arten unterschieden. Fusobacterium nucleatum spielt als Krankheitserreger beim Menschen die Hauptrolle,[8] Fusobacterium necrophorum befällt Menschen und Tiere, insbesondere Rinder.[9]

Fusobakterien-Stämme sind an verschiedenen Krankheiten und Infektionen bei Tieren und Menschen beteiligt, darunter beim Menschen an Parodontalerkrankungen, dem Lemierre-Syndrom,[10] Mund-, Kopf- und Halsinfektionen sowie Darmkrebs und topische Hautgeschwüre,[11] bei Tieren u. a. an uterinen Infektionen,[12] der Moderhinke und der Lumpy Jaw Disease des Kängurus.

Die Behandlung von Fusobakterieninfektionen erfolgt in der Regel mit Antibiotika.

Geschichte

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Courmont und Cade entdeckten Fusobakterien im Jahr 1900.[5] Die erstmalige Dokumentation einer Infektion mit Fusobakterien erfolgte bereits 1898 durch Veillon und Zuber, wobei es sich um eine systemische Infektion eines Kleinkinds handelte.[13] Die Gattung wurde 1923 von Knorr vorgeschlagen.[14]

Arten

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Es werden aktuell mehr als 13 verschiedene Arten von Fusobakterien unterschieden, von denen zwei jeweils eigene Unterarten haben (F. nucleatum[15] und F. necrophorum[16]).[8][17]

Liste der gültig veröffentlichten Fusobacterium-Arten nach der LPSN (Stand 30. Juli 2024):[18]

  • F. animalis (Gharbia & Shah 1992) Kook et al. 2022
  • F. canifelinum corrig. Conrads et al. 2004
    Synonym: F. canium Conrads et al. 2004
  • F. equinum Dorsch et al. 2001 (sic! – nicht: F. aequinum)
  • F. gastrosuis De Witte et al. 2017
  • F. gonidiaformans (Tunnicliff & Jackson 1925) Moore & Holdeman 1970
  • F. hominis Liu et al. 2022
  • F. mortiferum (Harris 1901) Moore & Holdeman 1970
  • F. naviforme (Jungano 1909) Moore & Holdeman 1970
  • F. necrogenes (Weinberg et al. 1937) Moore & Holdeman 1970
  • F. necrophorum (Flügge 1886) Moore & Holdeman 1969
  • F. nucleatum Knorr 1922
  • F. perfoetens (Tissier 1905) Moore & Holdeman 1973 (sic! – nicht: F. perfoetans)
  • F. periodonticum Slots et al. 1984 (sic! – nicht: F. parodonticum)
  • F. russii (Hauduroy et al. 1937) Moore & Holdeman 1970
  • F. simiaeSlots & Potts 1982 (sic! – nicht: F. simae)
  • F. ulcerans Adriaans & Shah 1988
  • F. varium (Eggerth & Gagnon 1933) Moore & Holdeman 1969
  • F. vincentii (Dzink et al. 1990 ex Knorr 1922) Kook et al. 2022
  • F. watanabei Tomida et al. 2021

Noch nicht gültig veröffentlichte Arten

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Noch keine offiziell gültigen Veröffentlichungen gibt es für die folgenden vorgeschlagenen Arten (Stand 30. Juli 2024):[18]

  • „F. aquatile“ (Prévot 1938) Moore & Holdeman 1973
  • „F. hwasookii“ Cho et al. 2015
  • „F. massiliense“ Mailhe et al. 2017
  • „F. pseudoperiodonticum“ Park et al. 2019
  • „F. symbiosum“ Foglesong & Markovetz 1974
  • „Candidatus F. pullicola“ Gilroy et al. 2021

Neu klassifizierte Arten

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Andere zuvor deklarierte Fusobakterien-Arten wurden inzwischen umklassifiziert, d. h. in andere Gattungen verschoben, darunter (Stand 30. Juli 2024):[18]

  • F. plautii (alias F. plauti) ⇒ Flavonifractor plautii (Séguin 1928) Carlier et al. 2010
  • F. alocis ⇒ Filifactor alocis (Cato et al. 1985) Jalava & Eerola 1999
  • F. sulci ⇒ Eubacterium sulci (Cato et al. 1985) Jalava & Eerola 1999
  • F. prausnitzii ⇒ „Bacteroides praussnitzii“ Hauduroy et al. 1937

F. prausnitzii ist Teil der Clostridium leptum-Untergruppe unter Eubacterium-ähnlichen Organismen.[8] Einige Stämme von F. prausnitzii, einem bei gesunden Patienten vorkommenden Darmkommensalen, wurden 2002 vollständig in Faecalibacterium (Clostridiales: Ruminococcaceae) umklassifiziert.

Klinische Relevanz beim Menschen

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Fusobakterien können verschiedene Krankheiten und Infektionen beim Menschen verursachen, darunter

Mit zahlreichen weiteren Erkrankungen werden Fusobakterien in Verbindung gebracht: Es wird vermutet, dass Fusobacterium nucleatum an der Entstehung von Zahnfleischkrebs beteiligt ist. Fusobakterien werden häufig mit Colitis ulcerosa in Verbindung gebracht.[20] Forschungen zu Darmkrebs haben sowohl im Stuhl von Patienten[21] als auch im Tumor eine Überrepräsentation von Fusobakterien gezeigt.[22] Fusobakterien wurden auch mit HIV-Infektionen und einer suboptimalen Immunwiederherstellung in Verbindung gebracht.[23] Eine Studie zeigte Zusammenhänge zwischen Fusobakterium-Infektionen und dem Auftreten von Endometriose. Dabei wurde durch die Fusobakterien indirekt die Produktion der Zytokin-Familie Transforming Growth Factor beta angeregt, was zur Aktivierung und Mobilisierung von Myofibroblasten führte, welche wiederum die Endometriose zu triggerten.[24]

Im Juli 2024 veröffentlichten Anjali Chander, Miguel Reis Ferreira et al. eine Studie, nach der Fusobakterien umgekehrt durch Zerstörung der Tumorzellen bei Kopf- und Halskrebs (Plattenepithelkarzinom, englisch [oral] squamous-cell carcinoma, OSCC) einen günstigen Einfluss haben können. Eine solche Wirkung wurde für F. nucleatum (Fnuc) und F. periodonticum (Fper) gefunden. Für Mundbakterien der Gattung Prevotella (P. oralis) konnte eine solche Wirkung dagegen offenbar nicht bestätigt werden.[25]

Symptome und Behandlung

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Infektionen mit Fusobakterien verursachen häufig Symptome wie Fieber, Entzündungen und ein insgesamt krankhaftes Erscheinungsbild. Der Nachweis von Fusobakterien erfolgt in der Regel durch chirurgische Gewebeentnahme sowie die Untersuchung von Fäkalien und Blut.[1] Die Behandlung von Fusobakterien-Infektionen erfolgt in der Regel mit Penicillin oder den anaeroben Antibiotika Clindamycin oder Metronidazol falls die Fusobakterien Beta-Lactam-Antibiotika abbauen können.[26] Etwa 20 % der klinischen Stämme sind allerdings gegen Penicillin resistent.[27] Bleibt eine Fusobakterien-Infektion unbehandelt, kann dies zu schwerwiegenderen oder tödlichen Erkrankungen wie dem Lemierre-Syndrom führen. Infektionen wie das Lemierre-Syndrom betreffen vor allem jüngere Bevölkerungsgruppen, insbesondere männlichen Geschlechts.[5]

Einzelnachweise

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  1. ↑ a b Karen Arane, Ran Goldman: Fusobacterium infections in children. In: Canadian Family Physician. 62. Jahrgang, Nr. 10, Oktober 2016, S. 813–814, PMID 27737977, PMC 5063768 (freier Volltext) – (englisch).
  2. ↑ Marissa Broadley, Steven J. Schweon: Get the facts about Fusobacterium. In: Nursing2023. 47. Jahrgang, Nr. 5, Mai 2017, ISSN 0360-4039, S. 64–65, doi:10.1097/01.NURSE.0000515524.23032.d5, PMID 28445341 (amerikanisches Englisch, lww.com).
  3. ↑ M. Madigan, J. Martinko (Hrsg.): Brock Biology of Microorganisms. 11th Auflage. Prentice Hall, 2005, ISBN 978-0-13-144329-7 (englisch).
  4. ↑ C. W. Taber, D. Venes (Hrsg.): Taber's Cyclopedic Medical Dictionary. 22nd Auflage. F. A. Davis, 2013, ISBN 978-0-8036-2979-0, S. 983 (englisch).
  5. ↑ a b c Winson Cheung: Fusobacterium. In: Canadian Family Physician. 53. Jahrgang, Nr. 9, September 2007, S. 1451–1453, PMID 17872873, PMC 2234623 (freier Volltext) – (englisch).
  6. ↑ Rafael Garcia-Carretero, Marta Lopez-Lomba, Blanca Carrasco-Fernandez, Maria Teresa Duran-Valle: Clinical Features and Outcomes of Fusobacterium Species Infections in a Ten-Year Follow-up. In: Journal of Critical Care Medicine (Universitatea de Medicina Si Farmacie Din Targu-Mures). 3. Jahrgang, Nr. 4, Oktober 2017, S. 141–147, doi:10.1515/jccm-2017-0029, PMID 29967887, PMC 5769905 (freier Volltext) – (englisch).
  7. ↑ Aliyu SH, Marriott RK, Curran MD et al: Real-time PCR investigation into the importance of Fusobacterium necrophorum as a cause of acute pharyngitis in general practice. In: J Med Microbiol. 53. Jahrgang, Pt 10, Oktober 2004, S. 1029–35, doi:10.1099/jmm.0.45648-0, PMID 15358827 (englisch).
  8. ↑ a b c Diane Citron: Update on the Taxonomy and Clinical Aspects of the Genus Fusobacterium. In: Clinical Infectious Diseases. 35. Jahrgang, s1, September 2002, S. S22–S27, doi:10.1086/341916, PMID 12173104 (englisch).
  9. ↑ S. Tadepalli, S. K. Narayanan, G. C. Stewart, M. M. Chengappa, T. G. Nagaraja: Fusobacterium necrophorum: A ruminal bacterium that invades liver to cause abscesses in cattle. In: Anaerobe (= Foodborne and Gastrointestinal Pathogen Ecology and Control in the Intestinal Tract). 15. Jahrgang, Nr. 1, 1. Februar 2009, ISSN 1075-9964, S. 36–43, doi:10.1016/j.anaerobe.2008.05.005, PMID 18595747 (englisch, sciencedirect.com).
  10. ↑ a b Tejs Ehlers Klug, Maria Rusan, Kurt Fuursted, Therese Ovesen: Fusobacterium necrophorum: Most Prevalent Pathogen in Peritonsillar Abscess in Denmark. In: Clinical Infectious Diseases. 49. Jahrgang, Nr. 10, 15. November 2009, S. 1467–1472, doi:10.1086/644616, PMID 19842975 (englisch).
  11. ↑ a b Fu-Mei Shang, Hong-Li Liu: Fusobacterium nucleatum and colorectal cancer: A review. In: World Journal of Gastrointestinal Oncology. 10. Jahrgang, Nr. 3, 15. März 2018, S. 71–81, doi:10.4251/wjgo.v10.i3.71, PMID 29564037, PMC 5852398 (freier Volltext) – (englisch).
  12. ↑ M. L. S. Bicalho, V. S. Machado, G. Oikonomou, R. O. Gilbert, R. C. Bicalho: Association between virulence factors of Escherichia coli, Fusobacterium necrophorum, and Arcanobacterium pyogenes and uterine diseases of dairy cows. In: Veterinary Microbiology. 157. Jahrgang, Nr. 1, 25. Mai 2012, ISSN 0378-1135, S. 125–131, doi:10.1016/j.vetmic.2011.11.034, PMID 22186615 (englisch, sciencedirect.com).
  13. ↑ D Creemers-Schild, F Grounthoud, L Spanjaard, L G Visser, C N M Brouwer, E J Kuijper: Fusobacterium necrophorum, an emerging pathogen of otogenic and paranasal infections? In: New Microbes and New Infections. 2. Jahrgang, Nr. 3, Mai 2014, S. 52–57, doi:10.1002/nmi2.39, PMID 25356344, PMC 4184658 (freier Volltext) – (englisch).
  14. ↑ K. W. Bennett, A.YR 1993 Eley: Fusobacteria: New taxonomy and related diseases. In: Journal of Medical Microbiology. 39. Jahrgang, Nr. 4, 1993, ISSN 1473-5644, S. 246–254, doi:10.1099/00222615-39-4-246, PMID 8411084 (englisch).
  15. ↑ NCBI Taxonomy Browser: Fusobacterium nucleatum.
  16. ↑ NCBI Taxonomy Browser: Fusobacterium necrophorum.
  17. ↑ LPSN: Search: Fusobacterium §subspecies.
  18. ↑ a b c LPSN: A. C. Parte: Genus Fusobacterium Knorr 1922.
  19. ↑ Marianne Abele-Horn: Antimikrobielle Therapie. Entscheidungshilfen zur Behandlung und Prophylaxe von Infektionskrankheiten. Unter Mitarbeit von Werner Heinz, Hartwig Klinker, Johann Schurz und August Stich, 2., überarbeitete und erweiterte Auflage. Peter Wiehl, Marburg 2009, ISBN 978-3-927219-14-4, S. 263.
  20. ↑ Wenhao Su, Yongyu Chen, Pan Cao, Yan Chen, Yuanmei Guo, Siwei Wang, Weiguo Dong: Fusobacterium nucleatum Promotes the Development of Ulcerative Colitis by Inducing the Autophagic Cell Death of Intestinal Epithelial. In: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 10. Jahrgang, 27. November 2020, S. 594806, doi:10.3389/fcimb.2020.594806, PMID 33330137, PMC 7728699 (freier Volltext) – (englisch).
  21. ↑ J. Ahn, R. Sinha, Z. Pei, C. Dominianni, J. Wu, J. Shi, J. J. Goedert, R. B. Hayes, L. Yang: Human Gut Microbiome and Risk for Colorectal Cancer. In: J Natl Cancer Inst. 105. Jahrgang, Nr. 24, 18. Dezember 2013, S. 1907–1911, doi:10.1093/jnci/djt300, PMID 24316595, PMC 3866154 (freier Volltext) – (englisch).
  22. ↑ Alice Park: A Surprising Link Between Bacteria and Colon Cancer, Time.com, 18. Oktober 2011 (englisch). 
  23. ↑ Soo Ching Lee, Ling Ling Chua, Siew Hwei Yap, Tsung Fei Khang, Chan Yoon Leng, Raja Iskandar Raja Azwa, Sharon R. Lewin, Adeeba Kamarulzaman, Yin Ling Woo, Yvonne Ai Lian Lim, P’ng Loke, Reena Rajasuriar: Enrichment of gut-derived Fusobacterium is associated with suboptimal immune recovery in HIV-infected individuals. In: Scientific Reports. 8. Jahrgang, Nr. 1, 24. September 2018, ISSN 2045-2322, S. 14277, doi:10.1038/s41598-018-32585-x, PMID 30250162, PMC 6155144 (freier Volltext), bibcode:2018NatSR...814277L (englisch).
  24. ↑ Ayako Muraoka, Miho Suzuki, Tomonari Hamaguchi, Shinya Watanabe, Kenta Iijima, Yoshiteru Murofushi, Keiko Shinjo, Satoko Osuka, Yumi Hariyama, Mikako Ito, Kinji Ohno, Tohru Kiyono, Satoru Kyo, Akira Iwase, Fumitaka Kikkawa, Hiroaki Kajiyama, Yutaka Kondo: ​Fusobacterium infection facilitates the development of endometriosis through the phenotypic transition of endometrial fibroblasts. In: Science Translational Medicine, Band 15, Nr. 700, 14. Juni 2023, S. eadd1531; doi:10.1126/scitranslmed.add1531, PMID 37315109, ResearchGate:371573998 (englisch). Dazu:
  25. ↑ Anjali Chander, Jacopo Iacovacci, Aize Pellon, Rhadika Kataria, Anita Grigoriadis, John Maher, Cynthia Sears, Gilad Bachrach, Teresa Guerrero Urbano, Mary Lei, Imran Petkar, Anthony Kong, Tony Ng, Ester Orlandi, Nicola Alessandro Iacovelli, Loris De Cecco, Mara Serena Serafini, David Moyes, Tiziana Rancati, Miguel Reis Ferreira: ​Fusobacterium is toxic for head and neck squamous cell carcinoma and its presence may determine a better prognosis. In: Cancer Communications; doi:10.1002/cac2.12588, Epub 6. Juli 2024 (englisch). Dazu:
  26. ↑ Clindamycin. Davis, 2017, archiviert vom Original am 14. November 2017; abgerufen am 14. November 2017 (englisch).
  27. ↑ Stefano Di Bella, Roberta Maria Antonello, Gianfranco Sanson, Alberto Enrico Maraolo, Daniele Roberto Giacobbe, Chiara Sepulcri, Simone Ambretti, Richard Aschbacher, Laura Bartolini, Mariano Bernardo, Alessandra Bielli: Anaerobic bloodstream infections in Italy (ITANAEROBY): A 5-year retrospective nationwide survey. In: Anaerobe. 75. Jahrgang, Juni 2022, S. 102583, doi:10.1016/j.anaerobe.2022.102583, PMID 35568274 (englisch, elsevier.com).
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