Legionella pneumophila

Kurs: Basvetenskap 6 Typ: Bakterie · Gramnegativ stav · fakultativt intracellulär · aerob · miljöburen vattenpatogen

Snabbfakta

Fält	Värde
Agenstyp	Bakterie, gramnegativ, tunn pleomorf stav
Familj	Legionellaceae
Sjukdom	Legionärssjuka (legionellapneumoni) och Pontiacfeber
Gram och morfologi	Gramnegativ men färgas mycket dåligt med gramfärgning — använd silverimpregnering (Dieterle) eller DFA
Oxidas / katalas	Svagt positiv / positiv
Tillväxtkrav	Kräver L-cystein och järn(III) — växer inte på blodagar
Odlingsmedium	BCYE-agar (buffered charcoal yeast extract) med cystein, pH 6,9, 35 °C; växt efter 3–5 dygn
Rörlighet / sporer	Rörlig (polär flagell), inga sporer
Syrekrav	Aerob
Serogrupper	L. pneumophila har 15 serogrupper; serogrupp 1 orsakar 80–90 % av humanfallen
Reservoar	Vatten — varmvattensystem, kyltorn, bubbelpooler, duschar, luftfuktare, dekorativa fontäner; överlever i amöbor och biofilm
Smittväg	Inhalation av aerosol; aspiration av kontaminerat vatten. Ingen person-till-person-smitta
Optimal tillväxt i vatten	25–45 °C; dör vid >60 °C, vilar under 20 °C
Inkubationstid	Legionärssjuka 2–10 dygn (upp till 14); Pontiacfeber 24–48 timmar
R₀	0 — smittar inte mellan människor (ett enda misstänkt undantagsfall finns beskrivet i Portugal 2014)
Målorgan	Alveolära makrofager i lungan
Anmälningspliktig	Ja — anmälnings- och smittspårningspliktig

Vad är agenset?

• Legionella pneumophila är en gramnegativ, aerob, fakultativt intracellulär stav som lever i vatten och i amöbor.
• Släktet upptäcktes efter ett utbrott av pneumoni bland deltagare på American Legions kongress i Philadelphia 1976 (182 sjuka, 29 döda). Agenset identifierades 1977 och fick namn efter utbrottet.
• Bakterien är primärt en parasit på fritt levande amöbor (Acanthamoeba, Naegleria, Hartmannella). Alla dess virulensmekanismer har utvecklats för att överleva i amöbor — den mänskliga alveolarmakrofagen är evolutionärt en olyckshändelse som råkar likna en amöba tillräckligt mycket. Detta är ett av mikrobiologins tydligaste exempel på oavsiktlig patogenicitet.
• Den färgas mycket dåligt med gramfärgning och syns i praktiken inte i sputumutstryk — ett kliniskt viktigt fynd är rikligt med neutrofiler men inga bakterier i grampreparatet.

Klinisk pärla

Neutrofiler i sputum utan synliga bakterier i grampreparat ska väcka misstanke om legionella (eller om andra atypiska agens som Mycoplasma pneumoniae och Chlamydia pneumoniae).

Epidemiologi

• I Sverige anmäls cirka 100–200 fall per år, varav ungefär hälften är utlandsförvärvade (hotell- och resrelaterade).
• Legionella orsakar 2–9 % av all samhällsförvärvad pneumoni men en oproportionerligt stor andel av de fall som kräver intensivvård.
• Mortaliteten är 5–10 % vid samhällsförvärvad och behandlad sjukdom, men 30–50 % vid nosokomial legionella och hos immunsupprimerade.
• Riskfaktorer: ålder >50 år, manligt kön (2–3:1), rökning, KOL, diabetes, njursvikt, malignitet, immunsuppression — särskilt TNF-α-hämmare och kortison, eftersom cellmedierad immunitet är den avgörande försvarsmekanismen.
• Säsong: sommar och tidig höst, när kyltorn och luftkonditionering används mest.
• Kända utbrottskällor: kyltorn på köpcentrum och sjukhus (kan sprida aerosol flera kilometer), hotellduschar, bubbelpooler i butiksfönster, dekorativa fontäner, luftfuktare, biltvättar, kompostjord (L. longbeachae i Australien), och tandläkarunitens vattenledningar.
• Pontiacfeber har mycket hög attack rate (>90 %) i utbrottssituationer, medan legionärssjuka drabbar <5 % av de exponerade — samma exponering, helt olika utfall.

Smittvägar och smittsamhet

• Inhalation av aerosol med droppar <5 µm som når alveolerna — duschar, kyltorn, bubbelpooler, fontäner, luftfuktare.
• Mikroaspiration av kontaminerat dricksvatten är en viktig väg vid nosokomiala fall, särskilt hos patienter med sväljsvårigheter eller nasogastrisk sond.
• Jord och kompost för L. longbeachae.
• Ingen person-till-person-smitta — patienter behöver inte isoleras. Detta är en av de mest tentafrågade egenskaperna hos legionella.
• Bakterien förökar sig i biofilm i rörsystem och skyddas där mot klor; stillastående vatten, temperatur 25–45 °C, kalkavlagringar, gummipackningar och amöbor gynnar tillväxten.

Livscykel

1. I vattenmiljön lever Legionella i biofilm och inne i amöbor, där den förökar sig skyddad från klorering, uttorkning och biocider.
2. Amöban kan encystera med legionella inuti — cystan är extremt resistent och kan passera vattenverkens rening.
3. När amöban lyserar frisätts amöbovakuoler fulla av legionella, som är särskilt infektiösa och dessutom aerosoliseras lätt.
4. Bakterien växlar mellan en replikativ fas (icke-rörlig, icke-virulent, delar sig inuti värdcellen) och en transmissiv fas (rörlig, flagellerad, virulent, cytotoxisk) — regleringen sker via stringent respons (ppGpp) när näringen tryter.
5. Samma tvåfascykel används i amöban och i den mänskliga makrofagen.

Var och hur infekterar den? Tropism och patogenes

1. Aerosolen når alveolerna, där bakterien fagocyteras av alveolära makrofager — delvis genom coiling phagocytosis, en spiralformad upptagningsmekanism.
2. Dot/Icm — ett Typ IV-sekretionssystem — injicerar över 300 olika effektorproteiner i värdcellens cytosol. Detta är det största kända effektorarsenalen hos någon bakterie.
3. Effektorerna förhindrar fagosom-lysosomfusion och styr i stället om vakuolen till att rekrytera endoplasmatiskt retikulum-vesiklar, ribosomer och mitokondrier → den Legionella-innehållande vakuolen (LCV) blir en ER-liknande replikationskammare.
4. Bakterien förökar sig ostört i LCV i 8–24 timmar. Effektorer som SidM/DrrA och LepB kapar värdens Rab1-GTPas för att omdirigera vesikeltrafiken; AnkX och andra modifierar värdproteiner kemiskt.
5. När näringen tar slut växlar bakterien till transmissiv fas, uttrycker flagell och porbildande aktivitet, lyserar makrofagen och frisätts för att infektera nya celler.
6. Cellmedierad immunitet (Th1, IFN-γ, aktiverade makrofager) är den avgörande försvarsmekanismen — antikroppar hjälper föga. Detta förklarar varför TNF-α-hämmare, kortison och cellulär immundefekt är starka riskfaktorer, medan hypogammaglobulinemi inte är det.
7. Histologiskt uppstår en akut fibrinopurulent, ofta nekrotiserande pneumoni med massiv neutrofil- och makrofaginflammation och alveolär destruktion.

Virulensfaktorer

• Dot/Icm Typ IV-sekretionssystem med >300 effektorer — den centrala virulensdeterminanten; utan den kan bakterien inte replikera intracellulärt.
• Typ II-sekretionssystem (Lsp) — proteaser, lipaser, fosfolipas A och C, RNas; bidrar till vävnadsskada.
• Mip (macrophage infectivity potentiator) — peptidyl-prolyl-isomeras nödvändig för optimal makrofaginvasion och för passage genom epitelbarriären.
• Flagell (FlaA) — transmissiv fas, aktiverar dock även NAIP5/NLRC4-inflammasomen hos möss.
• LPS med ovanlig struktur — svag TLR4-aktivering; sero­grupp 1-specifik LPS-epitop är basen för urinantigentestet.
• Sideroformen legiobactin och järnupptagssystem — järnberoendet är absolut.
• Cystein-auxotrofi — bakterien kan inte själv tillverka cystein, vilket förklarar odlingskraven.
• Porbildande cytotoxin och fosfolipaser — makrofaglys.

Symtom och klinisk bild

Legionärssjuka (legionellapneumoni)

• Inkubationstid 2–10 dygn. Prodrom med sjukdomskänsla, huvudvärk och myalgi i 12–48 timmar.
• Hög feber (ofta >39–40 °C) med frossa; torrhosta som senare kan bli produktiv, dyspné, pleuritsmärta.
• Relativ bradykardi (Fagets tecken) — pulsen stiger inte i förhållande till febern. Ses även vid tyfoidfeber.
• Extrapulmonella symtom är kännetecknande och ofta framträdande:
  • Gastrointestinala: diarré (20–50 %), buksmärta, illamående, kräkningar. Diarré vid pneumoni är ett starkt legionellatecken.
  • Neurologiska: förvirring, konfusion, huvudvärk, letargi, ibland ataxi eller cerebellär dysfunktion. Encefalopatin står ofta i disproportion till lungfyndet.
  • Myalgi, artralgi.
• Laboratoriemönster (nästan en signatur):
  • Hyponatremi (Na <130 mmol/L) — vanligare vid legionella än vid annan pneumoni och en av de mest användbara ledtrådarna.
  • Hypofosfatemi.
  • Förhöjda transaminaser och LD.
  • Förhöjt CK och myoglobin, ibland rabdomyolys.
  • Hematuri och proteinuri; kan progrediera till akut njursvikt.
  • Kraftigt förhöjt CRP och prokalcitonin.
• Lungröntgen: unilaterala lobära eller fläckvisa infiltrat som ofta progredierar snabbt trots betalaktambehandling; pleuravätska hos ~30 %; kavitering hos immunsupprimerade. Radiologisk förbättring släpar efter klinisk med veckor till månader.
• Terapisvikt på betalaktam (penicillin, cefalosporin) är typiskt — legionella är intracellulär och betalaktamer når den inte.

Pontiacfeber

• En självbegränsande influensaliknande sjukdom utan pneumoni.
• Inkubationstid 24–48 timmar, hög attack rate (>90 % av exponerade).
• Feber, frossa, huvudvärk, myalgi, trötthet. Läker spontant på 2–5 dygn.
• Anses vara en toxisk/inflammatorisk reaktion på inhalerat bakteriematerial snarare än en egentlig infektion; ingen antibiotika behövs.

Tenta-fokus

Den klassiska legionellatriaden i tentafrågor: pneumoni + diarré + konfusion, med hyponatremi och relativ bradykardi, hos en rökande man >50 år som nyligen bott på hotell eller vårdats på sjukhus, och som inte svarar på penicillin.

Diagnostik

• Urinantigentest — snabbaste och mest använda metoden. Positivt inom 1–3 dygn efter symtomdebut, kvarstår veckor till månader och påverkas inte av påbörjad antibiotika. Begränsning: detekterar endast L. pneumophila serogrupp 1 (~80–90 % av fallen) — ett negativt urinantigen utesluter alltså inte legionella.
• PCR på nedre luftvägssekret (sputum, trakealsekret, BAL) — detekterar alla arter och serogrupper, hög sensitivitet; i dag förstahandsmetod tillsammans med urinantigen.
• Odling på BCYE-agar — referensmetod; nödvändig för att typa isolatet och matcha mot miljöprover vid smittspårning. Tar 3–5 dygn.
• DFA på luftvägssekret — snabbt men okänsligt.
• Serologi — fyrfaldig titerstegring; enbart retrospektiv nytta, serokonversion kan dröja 4–8 veckor.
• Gramfärgning av sputum: rikligt med neutrofiler, inga synliga bakterier — ett klassiskt indirekt fynd.
• Miljöprovtagning av vattensystemet vid varje nosokomialt eller utbrottsrelaterat fall.

Behandling och profylax

• Antibiotikan måste penetrera in i värdcellen — betalaktamer och aminoglykosider är därför verkningslösa trots eventuell in vitro-känslighet.
• Förstahandsval: levofloxacin eller moxifloxacin, alternativt azitromycin. Kinoloner har i observationsstudier något snabbare feberfrihet vid svår sjukdom.
• Behandlingstid: 5–10 dygn vid azitromycin, 7–10 dygn vid kinolon; 14–21 dygn vid immunsuppression, svår sjukdom, kavitering eller extrapulmonell spridning.
• Doxycyklin och rifampicin kan användas som tillägg vid svår sjukdom, men rifampicins tilläggsvärde är omdiskuterat och den interagerar kraftigt.
• Ingen isolering behövs — bakterien smittar inte mellan människor.
• Miljöprofylax är den centrala åtgärden:
  • Varmvatten ska hålla ≥60 °C i beredaren och ≥50 °C vid tappstället; kallvatten <20 °C.
  • Undvik stillastående vatten och blindledningar (“döda ändar”) i rörsystemet.
  • Regelbunden rengöring och biociddosering i kyltorn.
  • Termisk desinfektion (spolning med 70–80 °C vatten), klorchock, kopparsilverjonisering eller monokloramin vid påvisad kolonisering.
  • Vid sjukhusutbrott: byt duschmunstycken och slangar, spola sällan använda tappställen, använd sterilt vatten till luftvägsutrustning och till immunsupprimerade patienter.
• Anmälan och smittspårning — enskilda fall utreds för att hitta en gemensam vattenkälla; ett andra fall från samma hotell eller byggnad definierar ett kluster.
• Inget vaccin finns.

Tenta-fokus

Legionella smittar aldrig mellan människor. Källan är alltid vatten, och smittspårningen riktas mot vattensystemet, inte mot patientens kontakter. Kom också ihåg att urinantigentestet bara fångar serogrupp 1 och att PCR eller odling behövs för övriga.

Kopplingar

Relaterat: Legionärssjuka, Pontiacfeber, Mycoplasma pneumoniae, Chlamydia pneumoniae, Atypisk pneumoni, Typ IV-sekretionssystem, Acanthamoeba, Biofilm, Hyponatremi, Fagets tecken, Modul 3 - Luftvägs- och hudinfektioner & barnsjukdomar