Yersinia pestis

• Domäne: Bakterien (Bacteria)
  • Abteilung: Proteobacteria
    • Klasse: Gammaproteobacteria
      • Ordnung: Enterobacterales
        • Familie: Yersiniaceae
          • Gattung: Yersinia
            • Art: Yersinia pestis

Die gramnegativen Stäbchen sind an den Polen anfärbbar, was unter dem Mikroskop wie eine Anhäufung von Sicherheitsnadeln aussieht. Ihre Form ist meist oval, jedoch ist das Bakterium pleomorph, es kann also verschiedene Gestalten annehmen. Das Bakterium bildet keine Geißeln aus.

Ein wichtiges Diagnosekriterium ist die Unbeweglichkeit des Bakteriums. Bei 37 °C besitzt Yersinia pestis eine Kapsel, was sich in einer schleimigen Schicht auf der Kultur äußert; bei niedrigeren Temperaturen wird keine Kapsel ausgebildet. Wie bei allen Yersinien sind plasmidkodierte Virulenzfaktoren vorhanden.

Die optimale Vermehrungstemperatur liegt bei 22 bis 28 °C, jedoch ist auch noch bei 4 °C eine Kälteanreicherung möglich. Yersinia pestis hat, im Gegensatz zu anderen Yersinia-Arten, keine ureolytische Aktivität und kann somit keinen Harnstoff spalten.

Das Bakterium kann monatelang in Sputum, Kot oder Eiter überleben, ebenso in Ektoparasiten eingetrocknet oder in Nagerhöhlen. Im Körper kann es sich intrazellulär oder extrazellulär vermehren. Yersinia pestis ist empfindlich gegenüber Schimmelpilzen und wird durch Sonneneinstrahlung innerhalb weniger Stunden abgetötet.

Das Erregerreservoir von Yersinia pestis bilden hauptsächlich Nagetiere (z.B. Ratten oder Mäuse). Die Übertragung erfolgt durch Vektoren, d.h. durch blutsaugende Parasiten wie Flöhe oder Zecken, welche die Erreger bei der Blutmahlzeit an infizierten Tieren aufnehmen.

Die Bakterien vermehren sich in den Parasiten und werden mit dem Wechsel des Wirts auf den Menschen übertragen. Eine Infektion ist auch durch den direkten Kontakt mit erkrankten Nagetieren möglich. Die Lungenpest kann auch über Tröpfcheninfektion übertragen werden, was heute jedoch sehr selten ist.

Yersinia pestis besitzt verschiedene Virulenzfaktoren, die für die Wirkung des Bakteriums verantwortlich sind:

• F1-Kapsel (phagozytosehemmend, nur bei 37 °C)
• Endotoxin (Lipid A)
• Koagulase
• Fibrinolysin
• Virulenzantigen V und W (nur bei 37 °C)
• Typ-III-Sekretionssysteme (T3SS)

Am Infektionsort kommt es zum Primäraffekt, in der Regel mit Bläschen- oder Pustelbildung. Über die Lymphbahn gelangen die Erreger schließlich in die Lymphknoten, die massiv anschwellen.

Yersinien injizieren über ein Typ-III-Sekretionssystem (T3SS) Effektorproteine, wie YopH und YopJ in Makrophagen. YopH ist eine Tyrosinphosphatase, die Signalproteine der fokalen Adhäsion dephosphoryliert und dadurch die Aktin-Reorganisation sowie die Phagozytose effektiv hemmt.

YopJ wirkt als Acetyltransferase und inhibiert durch Acetylierung von MAP-Kinase-Kinasen und der IKK sowohl den MAPK- als auch den NF-κB-Signalweg, wodurch die proinflammatorische Immunantwort der Makrophagen unterdrückt wird.

Die F1-Kapsel (caf1-Gen, pFra-Plasmid) wirkt antiphagozytisch und schützt die Bakterien zusätzlich vor der Elimination durch Makrophagen.

Bei einem Befall der Blutbahn kann es zu einer Sepsis (Blutvergiftung) kommen.

Yersinia pestis ist der Erreger der Pest. Man unterscheidet hierbei Lungenpest und Beulenpest.

Nach einer Inkubationszeit von 7 Tagen zeigen sich uncharakteristische Symptome wie Fieber, Übelkeit, Durchfall, Kopfschmerzen oder Schwindel. Durch das Anschwellen der Lymphknoten kommt es zum Bubo, der Pestbeule. Ohne Therapie beträgt die Sterblichkeitsrate 75 %, hauptsächlich durch Sepsis (Blutvergiftung).

Eine Lungenpest kann aus einer Beulenpest hervorgehen. Sie ist hochinfektiös und breitet sich ohne Vektor aus; ein besonders hohes Risiko der Verbreitung besteht bei feuchtkalter Luft. Die Inkubationszeit beträgt 2–3 Tage. Ohne Therapie endet die Lungenpest in 90 % der Fälle tödlich. Auch heute noch sterben 10–14 % der Erkrankten.

Der Erreger kann aus Blut, Sputum oder aus den Pestbeulen isoliert werden und danach entweder unter dem Mikroskop betrachtet oder in Kultur angezüchtet werden. Yersinia pestis zeigt auf Blut-Agar sowie in Nährbouillon Wachstum.

Die Pest wird mit Antibiotika behandelt. Mittel der Wahl ist Streptomycin. Außerdem werden Chloramphenicol, Chinolone, Cotrimoxazol und Tetrazykline eingesetzt.

Es gibt derzeit keinen weltweit zugelassenen und breit verfügbaren Impfstoff gegen eine Infektion mit Yersinia pestis verursacht wird. In den USA wurde der rekombinante Subunit-Impfstoff rF1-V, der die F1- und LcrV-Antigene enthält, 2018 als Orphan Drug für die präexpositionelle Prophylaxe von Pest durch die FDA zugelassen. Der Impfstoff ist aber nicht allgemein verfügbar und wird bislang nicht routinemäßig eingesetzt.

Historische Totimpfstoffe und lebend-attenuierte Impfstoffe sind aufgrund unzureichender Wirksamkeit, insbesondere gegen die Lungenpest, und Sicherheitsbedenken nicht mehr im Einsatz.

• Long und Marzi, Biodefence research two decades on: worth the investment?, Lancet Infect Dis., 2021
• Prentice und Rahalison, Plague, Lancet, 2007
• Jia et al., rLVS ΔcapB/Yp F1‑V single vector platform vaccine expressing Yersinia pestis F1 and LcrV antigens provides complete protection against lethal respiratory challenge with virulent plague bacilli, Hum Vaccin Immunother, 2025
• Derbise et al., Contribution of the type 3 secretion system to adaptive and innate immunity induced by a live Yersinia pseudotuberculosis plague vaccine, Vaccine, 2025