Cronobacter sakazakii: Infektionen bei Neugeborenen, Resistenzrisiko und Phagentherapie

Anlässlich des Internationalen Tages der Mikroorganismen richten wir den Fokus auf Cronobacter sakazakii.

Das fakultativ anaerobe Bakterium wurde ursprünglich Anfang der 1950er-Jahre aus klinischen Proben und Milchpulver isoliert. In den 1980er-Jahren wurde es von James J. Farmer III und seinen Kollegen bei den Centers for Disease Control and Prevention (CDC) offiziell als neue Art vorgeschlagen und als Enterobacter sakazakii bezeichnet. Anfang der 2000er-Jahre untersuchten Molekularbiologen die Taxonomie der Enterobacterales genauer. Mithilfe vergleichender DNA-DNA-Hybridisierung und der Multilocus-Sequenztypisierung konnten sie einen wesentlichen genetischen Unterschied zwischen E. sakazakii und anderen Enterobacter-Arten feststellen _[1]. Diese Erkenntnisse führten zu einer Änderung der Nomenklatur: Cronobacter wurde als neue Gattung etabliert und E. sakazakii im Jahr 2007 in C. sakazakii umklassifiziert _[2]. In den Jahrzehnten nach seiner erstmaligen Isolierung erwies sich C. sakazakii als bedeutender Faktor in der Neonatologie und rückte dadurch zunehmend in den Fokus der klinischen und wissenschaftlichen Forschung. Interessanterweise steht auch die Verbindung zu neonatalen Erkrankungen hinter der Namensgebung: Carol Iversen schlug den Gattungsnamen Cronobacter vor, der sich von Cronos, dem Titanen der griechischen Mythologie, ableitet. Dieser ist dafür bekannt, seine Kinder verschlungen zu haben, um zu verhindern, dass sie ihn stürzen _[1].

C. sakazakii ist ein gramnegatives, bewegliches pathogenes Bakterium, das hauptsächlich Neugeborene und Frühgeborene betrifft, aber auch immungeschwächte Erwachsene infizieren kann. Es kommt in natürlichen, industriellen und medizinischen Umgebungen vor, die Übertragung erfolgt jedoch hauptsächlich über pulverförmige Säuglingsnahrung (PIF). Verbesserte Vorschriften und Herstellungsverfahren haben dazu beigetragen, die Häufigkeit von C. sakazakii-Infektionen zu reduzieren. Die Nachweisrate in pulverförmiger Säuglingsnahrung sank von 12,6 % im Jahr 2004 auf 1-3 % im Jahr 2017 _[3]. Zu den Symptomen einer C. sakazakii-Infektion gehören Fieber, Schwierigkeiten bei der Nahrungsaufnahme, übermäßiges Schreien und Lethargie. Als mögliche Folgekomplikationen können Sepsis, nekrotisierende Enterokolitis und Tod auftreten.

Die Pathogenität wird durch verschiedene Virulenzfaktoren ermöglicht. So produziert das Bakterium beispielsweise das Außenmembranprotein A (ompA), das die Adhäsion und Invasion vermittelt. Dieses Protein erleichtert außerdem den Durchtritt durch die Blut-Hirn-Schranke, was den Zusammenhang mit schwerer neonataler Meningitis erklärt. Weitere Proteine, die zur Adhäsion an apikale und basolaterale Zelloberflächen beitragen, sind Inv, Omp und OmpF. Im Hinblick auf die Immunabwehr verfügen einige C. sakazakii-Stämme über sod-Gene, die für Superoxiddismutasen kodieren. Diese ermöglichen das Überleben unter sauren Bedingungen sowie unter oxidativem Stress, der durch Makrophagen verursacht wird. Darüber hinaus verfügt das Bakterium über mehrere Virulenzdeterminanten und Regulationssysteme, die das Überleben im Magen-Darm-Trakt unterstützen und es ihm ermöglichen, der komplementvermittelten Abtötung zu widerstehen. Dadurch kann sich die Infektion von einer intestinalen Besiedlung zu einer Bakteriämie und schließlich zu einer Invasion des zentralen Nervensystems entwickeln _[3].

Aufgrund des Risikos eines tödlichen Verlaufs ist eine frühzeitige antibiotische Behandlung von entscheidender Bedeutung. Untersuchungen zur Antibiotikaempfindlichkeit von C. sakazakii helfen Ärzten dabei, geeignete Behandlungsschemata festzulegen. So wurden beispielsweise in Oman die Empfindlichkeitsmuster gegenüber verschiedenen Antibiotika untersucht. Dabei zeigte sich die höchste Empfindlichkeit gegenüber Gentamicin (85,1 %), Trimethoprim-Sulfamethoxazol (82,8 %), Ciprofloxacin (81,4 %) und Amikacin (80,1 %) _[4]. Leider deuten gemeldete Todesfälle bei Säuglingen trotz intensiver Antibiotikabehandlung darauf hin, dass sich Antibiotikaresistenzen entwickelt haben. Daher sind Wissenschaftler bestrebt, alternative Behandlungsmöglichkeiten zu entwickeln. In einer aktuellen Studie untersuchten Seo et al. den Einsatz einer Phagentherapie zur Behandlung von C. sakazakii-Infektionen. Sie untersuchten die Aktivität des Phagen Chage1 gegen C. sakazakii und andere kommensale Darmbakterien und verwendeten hierfür eine Whitley A25 Arbeitsstation zur Kultivierung der anaeroben Arten. Der Phage zeigte keine Wirkung gegen nützliche Bakterien wie Bifidobacterium und Lactobacillus, wies jedoch eine antibakterielle Aktivität gegen C. sakazakii-Stämme auf. Darüber hinaus identifizierten sie aus dem Chage1-Genom ein Endolysin (LysCG1), das mit einem Maltose-bindenden Protein fusioniert wurde. Dabei zeigte sich, dass dieses Fusionsprotein ein breiteres Lyse-Spektrum aufwies als Chage1 allein. Dieser neuartige Phage und sein Endolysin könnten eine vielversprechende Behandlungsoption für Infektionen mit antimikrobiell resistentem C. sakazakii darstellen und letztlich dazu beitragen, die Zahl der Todesfälle zu reduzieren. Da dieser Phage keine Virulenzfaktoren oder Antibiotikaresistenzgene aufweist, könnte er zudem als potenzielles antimikrobielles Mittel für Anwendungen im Bereich der Lebensmittelsicherheit eingesetzt werden _[5].

Angesichts der zunehmenden antimikrobiellen Resistenzen ist es entscheidend, erfolgreiche alternative Therapien zur Behandlung von C. sakazakii-Infektionen bei Säuglingen zu entwickeln und gleichzeitig die Infektionsquelle in Lebensmitteln und pulverförmiger Säuglingsnahrung zu bekämpfen. Neuartige Phagen wie Chage1 – allein oder in Kombination mit anderen Molekülen wie Endolysinen – könnten resistente Stämme gezielt bekämpfen, Infektionen behandeln und dadurch letztlich die Zahl der Todesfälle reduzieren. Die Forschung auf diesem Gebiet ist von großer Bedeutung. Es bleibt zu hoffen, dass sie zur Entwicklung einer zugelassenen Alternative beiträgt, die sowohl im klinischen Bereich als auch bei der Lebensmittelherstellung eingesetzt werden kann.

Verfasst von DWS-Mikrobiologin Kirsty McTear

Referenzen:

1. Ali S, Fitzpatrick F. Of titans and taxonomy: The naming of Cronobacter sakazakii. CMI Communications. 2026 Mar;3(1):105157.
2. Iversen C, Mullane N, McCardell B, Tall BD, Lehner A, Fanning S, et al. Cronobacter gen. nov., a new genus to accommodate the biogroups of Enterobacter sakazakii, and proposal of Cronobacter sakazakii gen. nov., comb. nov., Cronobacter malonaticus sp. nov., Cronobacter turicensis sp. nov., Cronobacter muytjensii sp. nov., Cronobacter dublinensis sp. nov., Cronobacter genomospecies 1, and of three subspecies, Cronobacter dublinensis subsp. dublinensis subsp. nov., Cronobacter dublinensis subsp. lausannensis subsp. nov. and Cronobacter dublinensis subsp. lactaridi subsp. nov. INTERNATIONAL JOURNAL OF SYSTEMATIC AND EVOLUTIONARY MICROBIOLOGY. 2008 June 1;58(6):1442–7.
3. Zhang C, Liu S, Zhang B, Chen Y, Dong Q, Lan P, et al. Deciphering Cronobacter sakazakii Pathogenesis: From Host Invasion to Future Directions. Microorganisms [Internet]. 2026 Mar [cited 2026 Aug 11];14(3):572. Available from: https://www.mdpi.com/2076-2607/14/3/572
4. Mohan Bilikallahalli Sannathimmappa, Nambiar V, Salih M, Salah M, Ali M, Hasan A, et al. Clinical Profile and Antibiotic Susceptibility Patterns of Cronobacter sakazakii in the Northern Region of Oman. Saudi Journal of Medicine and Medical Sciences [Internet]. 2025 Jan 1 [cited 2026 Sept 3];13(1):32–8. Available from: https://journals.lww.com/sjmm/fulltext/2025/01000/clinical_profile_and_antibiotic_susceptibility.5.aspx
5. Seo J, Kong M. Evaluation of the Novel Bacteriophage Chage1 and Its Endolysin LysCG1 as Biocontrol Agents against Cronobacter sakazakii in Foods. Journal of Microbiology and Biotechnology. 2026 Mar 26;36.

Häufig gestellte Fragen:

Warum sind bakterielle Infektionen für Neugeborene und Säuglinge besonders gefährlich?

Bakterielle Infektionen sind für Neugeborene und Säuglinge besonders gefährlich, da sich ihr Immunsystem noch in einer frühen Entwicklungsphase befindet und ihre Fähigkeit, eine wirksame Reaktion auf Krankheitserreger auszulösen, daher eingeschränkt ist. Diese Infektionen können sich auf das Blut ausbreiten und eine Sepsis, Organschäden und möglicherweise den Tod verursachen.

Inwiefern erschwert die Antibiotikaresistenz die Behandlung bakterieller Infektionen?

Bakterien können durch den Erwerb genetischer Veränderungen resistent gegenüber antimikrobiellen Wirkstoffen werden. Dadurch können sie eine Behandlung überleben, die ihr Wachstum normalerweise hemmen oder die Bakterien abtöten würde. Zu den bakteriellen Mechanismen, die zur antimikrobiellen Resistenz beitragen, gehören Veränderungen der Angriffspunkte antimikrobieller Wirkstoffe, die Beeinflussung von Effluxpumpen und der enzymatische Abbau antimikrobieller Wirkstoffe.

Wie funktioniert eine Phagentherapie bei bakteriellen Infektionen?

Phagen, auch Bakteriophagen genannt, sind Viren, die Bakterien infizieren, indem sie an die bakterielle Zellwand binden und ihr genetisches Material in die Bakterienzelle injizieren. Anschließend nutzen sie die Zellmaschinerie des Bakteriums, um sich zu vermehren. Bei einer lytischen Infektion führen die neu gebildeten Phagen zur Lyse der Bakterienzelle und töten das Bakterium letztlich ab.