Neisseria gonorrhoeae

Albert Neisser 1879; 1881 Einführung der Credé-Prophylaxe (1% Argentum nitricum) bei Neugeborenen durch den Gynäkologen Karl Credé.  

Neisseria gonorrhoeae (Gonokokken) sind obligat humanspezifisch pathogene,  gramnegative, in Kaffeebohnenform, paarweise angeordnete, strikt aerobe wachsende Diplokokken in der Gattung der Neisseria. Sie sind Katalase- und Zytochromoxidase-positiv. Gegenüber Umwelteinflüssen, insbesondere gegen Austrocknung sind Gonokokken sehr empfindlich (bei kulturellem Nachweis zu beachten). Neisseria gnonorrhoeae sind Erreger der Geschlechtskrankheit Gonorrhoe. Das Reservoir ist ausschließlich der infizierte Mensch.

Im Gegensatz zu Neisseria meningitidis haben Gonokokken keine echte Kapsel. Ihre Membran enthält Lipooligosaccharide (LOS), die Sialinsäure binden können wodurch sie eine kapselartige Struktur aufbauen können, die Serumresistenz und extrazelluläres Überleben im Wirt ermöglicht.

Pathogenitätsfaktoren: Gonokokken entziehen sich wirkungsvoll der humoralen Immunantwort des Wirtes indem sie ein Bündel an Pathogenitätskriterien produzieren, die es ihnen erlaubt, die lokalen Immunitätsbarrieren zu unterlaufen (Seifert HS 2019).

Hierzu gehören:

• Opaque Proteine (OPA =opacity, da sie die Kolonien trübe erscheinen lassen).  Gonokokken exprimieren verschiedene OPA-Proteine. Diese werden meist nicht gleichzeitig exprimiert. OPA-Proteine lagern sich der Zellwand auf und sind für den Organotropismus von Neisseria gonorrhoeae ursächlich. Die Keime binden über OPA-Proteine an CD66, Heparansulfat-Proteoglykan-Rezeptoren und CGM1 auf Fibroblasten, Epithelzellen und Makrophagen.
• Bemerkung: Jedes OPA-Gen hat mehrere sich wiederholende Sequenzen (repeats) aus 5 Nucleotiden. Diese werden regelmäßig herausgeschnitten oder dupliziert, wodurch sich der reading-frame ändert und neue Varianten der OPA-Proteine entstehen. Dieser Mechanismus wird als antigene Variation bezeichnet.
• Transporter für Transferrin und Laktoferrin: Transporter für Transferrin und Laktoferrin findet sich an der Oberfläche von Neisseria gonorrhoeae. Für diese Spezies ist die Eisenzufuhr essentiell ist.
• Haftpili: Gonokokken besitzen aus Pilin aufgebaute Pili, die für das Attachement an das Schleimhautepithel wichtig sind. Die Pili sind ebenfalls Antigen-variabel (Hill SA et al. 2009). Ohne Pili verlieren die Gonokokken ihre Virulenz!
• Penicillinase: Einige Stämme von Neisseria gonorrhoeae bilden eine meist Plasmid-kodierte Penicillinase und werden damit Penicillin-resistent.
• IgA1-Protease: Das von Neisseria gonorrhoeae Enzym IgA1-Protease ist in der Lage IgA-Antikörper zu spalten. Damit setzen Gonokokken einen wichtigen Abwehrmechanismus der Schleimhäute außer Kraft. Die IgA1-Protease spaltet den konstanten Fc-Teil des Antikörpers vom antigenbindenden Teil, Fab-Fragment, ab. Das Fc-Fragment dient der Bindung an den Fc-Rezeptor phagozytierender Zellen. Da das Fab-Fragment trotzdem spezifisch an die Epitope der Bakterien bindet werden die Bakterien durch diese körpereigenen Proteine  maskiert und von den Abwehrzellen nicht mehr als fremd erkannt (Antigen-Mimikry). Damit erklärt sich auch die Tendenz zur Chronifizierung der Infektion.  
• Lipoligosaccharide: Lipoligosaccharide auf der Bakterienoberfläche wirken schädigend auf die Epithelzelle, bedingen die Antigentät und bilden durch Bindung von Sialinsäure kapselartige Strukturen, die die Komplementwirkung hemmen. Im Einzelnen bindet Sialinsäure (N-Acetyl-Neuraminsäure) Protein H, degradiert C3b und entgeht dadurch einer Attacke durch den Komplement-MAK.
• Endotoxin: Das in der äußeren Membran liegende Endotoxin induziert eine heftige Entzündungsstruktur.

S.u. Klinik

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2. Eyre DW et al. (2018) Gonorrhoea treatment failure caused by a Neisseria gonorrhoeae strain with combined ceftriaxone and high-level azithromycin resistance, England, February 2018. Euro Surveill 23(27).
3. Hill SA et al. (2009) Pilin gene variation in Neisseria gonorrhoeae: reassessing the old paradigms. FEMS Microbiol Rev 33:521-530.
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5. Morel F et al. (2018) Use of Andromas and Bruker MALDI-TOF MS in the identification of Neisseria. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 37:2273-2277.
6. Seifert HS (2019) Location, Location, Location-Commensalism, Damage and Evolution of the Pathogenic Neisseria. J Mol Biol 431:3010-3014
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8. Weston EJ et al. (2018) Adherence to CDC Recommendations for the Treatment of Uncomplicated Gonorrhea - STD Surveillance Network, United States, 2016. MMWR Morb Mortal Wkly Rep 67:473-476.
9. Whiley DM et al. (2018) Genetic characterisation of Neisseria gonorrhoeae resistant to both ceftriaxone and azithromycin. Lancet Infect Dis18:717-718.
10. World Health Organization (WHO) 1990. Global surveillance network for gonococcal antimicrobial susceptibility Geneva: WHO; 1990. WHO/VDT/90-452. Available from: http://apps.who.int/medicinedocs/documents/s16348e/s16348e.pdf6