Co-Infektion mit Mycobacterium tuberculosisund Nocardia farcinica bei einer COPD-Patientin: ein Fallbericht

Die chronisch-obstruktive Lungenerkrankung (chronic obstructive pulmonary disease, COPD) ist eine häufige Atemwegserkrankung, die durch eine anhaltende Einschränkung des Luftstroms gekennzeichnet ist [1]. Viren und Bakterien sind die wesentlichen Erreger, die bei COPD-Patienten Atemwegsinfektionen verursachen. Aufgrund struktureller Veränderungen in der Lunge und immunologischer Veränderungen im Atmungssystem sind diese Patienten jedoch auch anfällig für Mycobacterium tuberculosis und relativ seltene Krankheitserreger [2]. China hat eine hohe Tuberkulosebelastung und einen Mangel an umfassender Forschung im Bereich Nokardiose. Die häufigsten Anfälligkeitsfaktoren für Mycobacterium tuberculosis und Nocardia spp. sind jedoch zugrunde liegende Lungenerkrankungen. Ein COPD-Patient hat ein 3-mal so hohes Tuberkuloserisiko [3]. Die COPD ist nachweislich ein Risikofaktor für die pulmonale Nokardiose (PN) [4, 5]. Dennoch ist eine gleichzeitige Infektion mit diesen beiden Erregern bei COPD-Patienten selten. Die Seltenheit von Co-Infektionen führt dazu, dass die Entdeckung eines Erregers den Verdacht auf das Vorhandensein anderer Erreger verringern kann [6]. Wenn COPD-Patienten mit diesen beiden Erregern co-infiziert werden, ist eine schnelle und genaue Identifizierung der beiden Erreger für eine passende Infektionstherapie von entscheidender Bedeutung. Dieser Fallbericht beschreibt gleichzeitig vorhandene Tuberkulose und Nocardia bei einer COPD-Patientin in einem allgemeinen Krankenhaus in Südwestchina.

Eine 79-jährige Landwirtin hatte bereits eine mehr als 10 Jahre andauernde Krankengeschichte bezüglich COPD und seit dem 10. Januar 2022 einen sich verschlimmernden Husten, Auswurf und Schnappatmung. Sie nahm zu Hause nur Medikamente in Form von inhalativen Steroiden und Levofloxacin ein. Am 23. Januar 2022 wurde die Patientin in das erste Krankenhaus eingeliefert. Eine Computertomographie (CT) des Thorax zeigte verstreute gefleckte Knötchen, fleckige Schatten und mehrere streifige Schatten. Eine mikrobiologische Untersuchung wurde aus unbekannten Gründen nicht durchgeführt. Die klinische Hauptdiagnose war eine akute Verschlimmerung der COPD.

Der Patientin wurde Ceftazidim (2 g, alle 8 Stunden) für die empirische Behandlung verschrieben. 7 Tage nach der Aufnahme in das Krankenhaus verlangte die Patientin aufgrund der ausbleibenden Remission ihre Entlassung.

Am 11. Februar 2022 wurde die Patientin für einen Monat in unser Krankenhaus eingeliefert, wobei ihre Hauptbeschwerden ein wiederkehrender Husten, Auswurf und Schnappatmung waren. Die Screeningtests auf Nukleinsäuren des neuartigen Coronavirus (2019), Grippevirus, Adenovirus und des respiratorischen Synzytialvirus im Rachenabstrich waren allesamt negativ. Die körperliche Untersuchung ergab bei der Aufnahme eine Körpertemperatur von 37,1°C, eine Herzfrequenz von 99 Schlägen/Minute, eine Atemfrequenz von 21/Minute, einen Blutdruck von 146/71 mmHg und eine Sauerstoffsättigung (SpO₂) von 94%. Ein CT-Scan des Thorax zeigte verstreute fleckige und knotige Weichgewebemassen mit verschwommenen Rändern in der Lunge (Abb 1). Die wesentliche Differenzialdiagnose bei der Aufnahme war eine akute Verschlimmerung der COPD, einschließlich pulmonaler bakterieller Infektion, Tuberkulose und pulmonaler Pilzinfektion. Die Proben des Auswurfs wurden wiederholt untersucht. Die Ergebnisse der säurefesten Färbung des Auswurfs (Abb 2), der Tuberkulose-DNA und von GeneXpert waren positiv. Weitere Untersuchungen umfassten Tests auf das HI (Human Immunodeficiency)-Virus, den 1,3-β-D-Glucan-Test, auf Aspergillus-Galactomannan, das Kryptokokken-Antigen und auf Antikörper für Legionella und Mycoplasma, die alle negativ waren; die weiteren Indikatoren im Blut der Patientin wie weiße Blutkörperchen und der Prozentsatz von Neutrophilen, Procalcitonin und Interleukin-6 waren erhöht. Da der mikrobiologische Nachweis auf Tuberkulose hindeutete, wurde bei der Patientin eine Tuberkulose-Erstlinientherapie mit Isoniazid, Rifampin, Pyrazinamid und Ethambutol eingeleitet. Sieben Tage nach Beginn der Tuberkulosetherapie entwickelte die Patientin Fieber und leichte Kopfschmerzen, während eine Remission der Atemwegssymptome ausblieb. Die CT des Gehirns der Patientin zeigte einen fleckigen Schatten mit geringer Dichte in den linken Basalganglien, wobei keine offensichtlichen Anzeichen einer Infektion vorlagen. Nach einem fachübergreifenden Beratungsgespräch zur Besprechung des neu aufgetretenen Fiebers und der leichten Kopfschmerzen der Patientin wurden eine Lumbalpunktion und eine Bronchoskopie durchgeführt, um Rückenmarksflüssigkeit (cerebrospinal fluid, CSF) und bronchoalveoläre Lavage-Flüssigkeit (BALF) für eine umfassende mikrobiologische Untersuchung zu erhalten. Die Analyse der CSF war unauffällig, und die Gram-Färbung der BALF zeigte verzweigte und fädig aufgereihte Gram-positive Stäbchen (Abb 3A), die mit den morphologischen Merkmalen von Nocardia spp. übereinstimmen. Die säurefeste Färbung, die Tuberkulose-DNA und GeneXpert der BALF waren alle positiv. Das Wachstum von Nocardia spp. wurde 4 Tage später in der Kultur bestätigt (Abb 3B). MALDI-TOF-MS (matrix-assisted laser desorption ionization-time-of-flight mass spectrometry, Massenspektrometrie nach Matrix-unterstützter Laser-Desorption/Ionisation mit Flugzeitanalyse) und eine Sequenzierung von partieller 16S ribosomaler Ribonukleinsäure (ribosomal ribonucleic acid, rRNA) wurden durchgeführt, wobei das Nocardia-Isolat als N. farcinica identifiziert wurde. Im vorliegenden Fall wurden Arten von antimikrobiellen Anfälligkeitsmustern mit denen des CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute)-Standards M62 verglichen [7]. Dieses Nocardia-Isolat war anfällig für Amoxicillin/Clavulanat, Imipenem, Amikacin, Ciprofloxacin, Moxifloxacin, Trimethoprim und Sulfamethoxazol (TMP/SMX), Linezolid und Minocyclin und resistent gegen Ceftriaxon, Tobramycin, Clarithromycin, Doxycyclin und Cefepim.

Der Patientin wurden Isoniazid, Rifampin, Pyrazinamid und Ethambutol als Behandlung gegen Tuberkulose und TMP/SMX (2 Tabletten, alle 8 Stunden) für die Behandlung gegen Nokardiose verschrieben (19 Tage). Der Zustand der Patientin wies eine allmähliche Verbesserung auf, das Fieber war gesunken. Die Patientin bestand aus finanziellen Gründen darauf, am 19. März 2022 entlassen zu werden. Die Nachbeobachtung der Patientin erfolgte in Abständen telefonisch und über die Anwendung WeChat. Ihre Familienangehörigen berichteten, dass sich der Zustand der Patientin einen Monat nach der Entlassung infolge der fortgesetzten Einnahme der Medikamente nicht verschlechterte. Drei Monate später verloren wir jedoch den Kontakt mit der Patientin.

COPD-Patienten können aus mehreren Gründen eine erhöhte Anfälligkeit gegenüber opportunistischen Erregern haben, darunter z.B. Veränderungen der bronchialen Struktur, eine bakterielle Besiedlung der unteren Atemwege, die die Ziliarmotilität verändert und Epithelschäden verursacht, die Verwendung von inhalativen Kortikosteroiden, die insbesondere die Alveolarmakrophagen schädigen, häufige Krankenhausaufenthalte oder Antibiotikabehandlungen und Begleiterkrankungen [5, 8]. Eine Literaturrecherche in der PubMed-Datenbank mit den Stichworten Nocardia und Tuberkulose ergab mehrere Fälle von PN, die fälschlicherweise als Tuberkulose bei COPD-Patienten diagnostiziert wurden, und Fälle von gleichzeitiger PN und Tuberkulose bei HIV-Patienten, aber eine Co-Infektion mit Nocardia und Mycobacterium tuberculosis bei COPD-Patienten wurde selten berichtet [9‒11].

Bei dem vorliegenden Fall handelt es sich um den seltenen Fall einer Co-Infektion mit Nocardia und Mycobacterium tuberculosis bei einer COPD-Patientin, ohne systemische immunsuppressive Faktoren.

China hat eine hohe Tuberkuloseprävalenz und rangiert an zweiter Stelle unter den 30 Ländern mit hoher Tuberkulosebelastung. Nach den Statistiken der Weltgesundheitsorganisation (World Health Organization, WHO) betrug die Zahl der neuen Tuberkulosepatienten im Jahr 2020 weltweit 9,9 Millionen, von denen die chinesischen Tuberkulosepatienten 8,5% ausmachten [12]. Es wurde eine starke Korrelation zwischen der Verwendung von inhalativen Steroiden und dem Risiko einer Tuberkulose bei COPD-Patienten festgestellt [13]. Da viele COPD-Patienten eine inhalative Steroidtherapie benötigen, sind sie besonders anfällig für Tuberkulose. Zudem werden sowohl inhalative Steroide als auch Levofloxacin häufig zur Kontrolle einer Verschlimmerung von Lungensymptomen verwendet. Als Zweitlinienmedikament gegen Tuberkulose kann Levofloxacin in Fällen von COPD diagnostische Schwierigkeiten in Bezug auf Kulturmedien verursachen [14]. Zudem sind klinische Manifestationen für Tuberkulose nicht spezifisch, was ebenfalls zu verfehlten Diagnosen oder einer verzögerten Behandlung führt. Unsere Patientin wies im vorherigen Krankenhaus eine akute Bronchopneumonie auf, bei der die klinische ätiologische Verfolgung unzureichend war und die ätiologische Diagnose nicht durchgeführt wurde. In der folgenden Laboruntersuchung der Patientin in unserem Krankenhaus wurde die Tuberkulose nach Untersuchung des Auswurfs bestätigt. Jedoch brachte die Tuberkulosebehandlung der Patientin keinerlei Nutzen; sie entwickelte Fieber und leichte Kopfschmerzen, was uns dazu veranlasste, eine umfassendere Untersuchung der Ursache und der Erreger durchzuführen.

Nocardia spp. sind verzweigte, filamentöse Gram-positive Bazillen, die weltweit in Boden, Staub, Wasser und verrottender Pflanzenmaterie vorkommen [15]. Menschen werden am häufigsten durch Inhalation von Isolaten in saprophytischen Umgebungen infiziert. Etwa zwei Drittel aller primären Infektionen mit Nocardia spp. treten in der Lunge auf [16]. Betrachtet man die anfänglichen Atemwegssymptome unserer Patientin, gefolgt vom Auftreten von Fieber und leichten Kopfschmerzen, war der Infektionsweg höchstwahrscheinlich die Inhalation. Sie arbeitete oft auf dem Bauernhof und war dort verrottender Pflanzenmaterie ausgesetzt. Zudem wird die COPD oftmals mit PN in Verbindung gebracht, wobei das zentrale Nervensystem (ZNS) die zweithäufigste Infektionsstelle ist; die Infektion erfolgt in der Regel durch die Verbreitung vom primären pulmonalen Streuherd [4, 5]. Eine Beteiligung des ZNS kann bei 3–26% der Patienten mit Nokardiose festgestellt werden [17]. Die Identifikation von Nocardia ist jedoch äußerst schwierig, da Kliniker noch kein umfassendes Verständnis bezüglich der Nokardiose besitzen und die Kultur von Nocardia kompliziert ist. Die morphologischen Merkmale der Bakterien und das Fortschreiten der Krankheit bei unserer Patientin haben uns dazu veranlasst, auf eine Nokardiose zu untersuchen. Eine mikroskopische Routineuntersuchung sämtlicher Proben von Atemwegsflüssigkeiten ist besonders wichtig. Die Bedeutung der mikroskopischen Untersuchung sollte hervorgehoben werden, da das Auftreten von verzweigten, ungleichmäßig gefärbten Gram-positiven Bazillen stark auf Nocardia spp. hinweist, außerdem kann sie Mikrobiologen bei der sorgfältigen Suche nach Nocardia-Kolonien als Orientierungshilfe dienen. Zudem steht die Metagenomik-Plattform in allgemeinen Krankenhäusern nicht zur Verfügung. Angesichts der Tatsache, dass die klinischen Anzeichen für die Differenzierung zwischen Tuberkulose und PN nicht spezifisch sind, wird eine bestätigte Tuberkulosediagnose den Verdacht auf andere Erreger stark verringern. Ein Mikrobiologielabor sollte verständigt werden, wenn Nocardia als möglich erachtet wird, um angesichts der potenziellen Notwendigkeit einer längeren Inkubation optimale Kulturbedingungen zu gewährleisten. Im Fall unserer Patientin war die Tuberkulosediagnose auf das standardmäßige mikrobiologische Untersuchungsverfahren in unserem Labor zurückzuführen. N. farcinica wurde in der BALF festgestellt, dies aufgrund seiner einzigartigen morphologischen Eigenschaften und eines starken Verdachts. Zudem ist die BALF im Vergleich zum Auswurf zuverlässiger, wenn es darum geht, die Ätiologie des unteren Atmungssystems zu bestimmen [18]. Daher ist es entscheidend, eine gründliche mikrobiologische Beurteilung durchzuführen, da es in der Regel schwierig ist, Nocardia zu isolieren und zu identifizieren, vor allem dann, wenn die Probe mit anderen Mikroorganismen kontaminiert ist.

Der vorliegende Fall beleuchtet mehrere wichtige Erfahrungswerte, einschließlich der Anerkennung der Möglichkeit einer gleichzeitigen Infektion mit Tuberkulose und PE bei COPD-Patienten. Das Vorhandensein von Tuberkulose schließt nicht zwangsläufig andere Infektionen aus. Eine umfassende Liste von Differenzialdiagnosen und eine sorgfältige diagnostische Beurteilung dieser Patienten sind für günstige klinische Ergebnisse von größter Bedeutung. Wiederholte mikrobiologische Untersuchungen sollten durchgeführt werden, um eine genaue Diagnose stellen zu können. Folglich sind mikrobiologische und mikroskopische Untersuchungen von hochwertigen Proben in chinesischen Krankenhäusern entscheidend. Aufgrund der genauen ätiologischen Diagnose wies die antiinfektiöse Behandlung unserer Patientin erste Erfolge auf. Die Einschränkung dieses Fallberichts besteht darin, dass keine umfassende Nachverfolgung dieses Falls durchgeführt wurde, was wiederum zu unvollkommenen Prognosedaten führte. In Zukunft werden weitere Daten bezüglich der Behandlung von Co-Infektionen erforderlich sein.

Verfassen des Artikels – Erstellung des ursprünglichen Entwurfs: Y.C.; Verfassen des Artikels – Überprüfung und Bearbeitung, Leitung: W.H. Formale Analyse und Untersuchung: alle Autoren. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Das Studienprotokoll wurde von der Ethikkommission der Abteilung für Intensivmedizin des Krankenhauses für traditionelle chinesische Medizin im Kreis Dianjiang genehmigt. Die Patienten wurden über den Zweck der Studie informiert. Vor der Studie wurde sowohl die mündliche als auch die schriftliche Zustimmung eingeholt. Ich bestätige, dass sämtliche Methoden entsprechend den relevanten Richtlinien durchgeführt wurden. Alle Verfahren wurden in Übereinstimmung mit den in der Deklaration von Helsinki von 1964 festgelegten ethischen Standards und ihren späteren Änderungen durchgeführt.

Für die Veröffentlichung dieses Fallberichts und der begleitenden Bilder wurde eine schriftliche Einverständniserklärung der Patientin eingeholt. Eine Kopie der schriftlichen Zustimmung liegt beim Redakteur dieser Fachzeitschrift zur Einsichtnahme vor.

Die Autoren erklären, dass keine Interessenskonflikte bestehen.

Yingzhu Chen, Wei Hu: Co-infection with Mycobacterium tuberculosis and Nocardia farcinica in a COPD patient: a case report. BMC Pulm Med 2023;23:136. DOI: 10.1186/s12890-023-02434-3. © 2023 The Author/s (Übersetzung; Abbreviations, Acknowledgements, Fundings, Availability of data and materials gekürzt), lizensiert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.de).