Untersuchungen zu Legionellen-Kontaminationen in Warmwassersystemen in Süddeutschland

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Date:	17 December 2018
Referee:	Prof. Dr. Dr. André Gessner
Date of exam:	14 December 2018
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene
Keywords:	MALDI-TOF, Legionella spp., Hausinstallationen, Diversität, Trinkwasser
Dewey Decimal Classification:	500 Science > 570 Life sciences 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine 600 Technology > 620 Engineering & allied operations 600 Technology > 690 Buildings
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	38131

Abstract (German)

Legionellen sind wichtige Pathogene für den Menschen, die ernstzunehmende, teilweise lebensbedrohliche Erkrankungen wie Pneumonien verursachen können. Der wichtigste bekannte Infektionsweg ist die Inhalationsinfektion. Als wasser- und wärmeliebende Keime kommen Legionellen in Warmwassersystemen vor. Bei der Nutzung von Warmwasser (besonders beim Duschen) kommt es zu Aerosolbildung. Die Aerosole ...

Abstract (German)

Legionellen sind wichtige Pathogene für den Menschen, die ernstzunehmende, teilweise lebensbedrohliche Erkrankungen wie Pneumonien verursachen können. Der wichtigste bekannte Infektionsweg ist die Inhalationsinfektion. Als wasser- und wärmeliebende Keime kommen Legionellen in Warmwassersystemen vor. Bei der Nutzung von Warmwasser (besonders beim Duschen) kommt es zu Aerosolbildung. Die Aerosole können eingeatmet werden und so zu einer Legionelleninfektion der Lunge führen.
Bisher sind in der Literatur mehrere Untersuchungen zur Klärung von Infektionsketten beschrieben, ebenso wie die Kontaminationen von Warmwasserinstallationen. Die meisten Untersuchungen sind jedoch lediglich Fallberichte aus Krankenhäusern und Hotels, d. h. die Datenlage zur generellen Legionellenkontamination von Wasserleitungssystemen ist sehr begrenzt.
Mit Änderung der Trinkwasserverordnung sollte in Deutschland die Belastung der Warmwasserinstallationen verringert und eine bessere Datenlage sowie eine Desinfektion von kontaminierten Wassersystemen erreicht werden. Die notwendigen Untersuchungen beruhen auf der ISO 11731 und der Empfehlung des Umweltbundesamtes. Diese Methode liefert als Ergebnis die koloniebildenden Einheiten pro 100 mL von L. spp. (L. spp.).
In dieser Arbeit sollte untersucht werden, ob es durch den Einsatz der relativ neuen Technologie, Matrix-unterstützte Laser-Desorption/Ionisation (MALDI) mit anschließender Massenspektrometrie mittels Flugzeitanalysator (MALDI-TOF) möglich ist, die nach ISO 11731 geforderte Bakterienidentifizierung gleichwertig und verlässlich zu erreichen. Durch diese neue Methode sollte die präzise Keimartbestimmung schneller, effizienter, umweltschonender und kostengünstiger erzielt werden und dabei Zusatzinformationen, wie die Differenzierung verschiedener Legionellenspezies, erreicht werden können.
Die erhaltenen Zusatzinformationen ermöglichten es, verschiedene bisher unbekannte epidemiologische Aspekte zum Vorkommen von Legionellen in Wassersystemen zu erfassen. Das Vorkommen und die Verteilung von verschiedenen Legionellen-Arten in den Warmwassersystemen war bislang nur für wenige Einzelfälle beschrieben und es gab keine systematischen Analysen zum regionalen Verteilungsmuster verschiedener Legionellenspezies .
Ziele dieser Arbeit waren daher I) die Validierung der MALDI-TOF-Methode zur Differenzierung der verschiedenen im Trinkwasser vorkommenden Legionellenspezies sowie II) die Anwendung dieser Methodik zur Erfassung der regionalen Legionellenverteilung in Trinkwassersystemen des süddeutschen Raumes.

Translation of the abstract (English)

Legionellae constitute a frequent contamination of warm water systems and can lead to serious infections. Inhalation of Legionella spp. is a well-known infection path. As a water and warm related bacteria, Legionella spp. are often present in warm water systems. By using of contaminated systems (e.g. shower) an infection is possible by inhalation of aerosols. In the present literature are ...

Translation of the abstract (English)

Legionellae constitute a frequent contamination of warm water systems and can lead to serious infections. Inhalation of Legionella spp. is a well-known infection path. As a water and warm related bacteria, Legionella spp. are often present in warm water systems. By using of contaminated systems (e.g. shower) an infection is possible by inhalation of aerosols.

In the present literature are different studies about infection paths and contamination of warm water systems available. These studies describes case reports of hospitals and some on hotels. The data basis about Legionella contamination in warm water systems is limited.
After changes to the drinking water quality regulation in Germany the contamination in warm water systems should be reduced and more information generated. The method of examination in Germany is regulated by guideline ISO 11731 and DIN EN ISO 11731-2, and the results are reported as concentration of Legionella spp. in colony forming units per 100 mL.

The Matrix-assisted laser desorption ionization followed by time of flight detection mass spectrometry (MALDI-TOF MS) promises an accelerated identification of bacteria with high reliability and reduced expenditure. This MALDI-TOF method was tested as an alternative confirmation method with the benefit to identify the Legionella spp. directly.

With the knowledge of the different Legionella spp. new epidemiological aspects about the distribution and about the presents of Legionella spp. in warm water systems are possible.

Therefor the aims of this work was
i) The Validation of the MALDI-TOF technique to identify the different Legionella spp. in drinking water
ii) Use of the MALDI-TOF technique to acquire data about the regional distribution of different Legionella spp. in drinking water systems in southern Germany.

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