Stand: 04/2014 1

Allgemeine Angaben Name (Synonym): Fusarium oxysporum Schlechtendahl 1824 (emend. Snyder & Hansen 1940);

Gattungsbezeichnung nach lat. fusus (= Spindel) mit Suffix -arium (Ort; vgl. Herbarium) nach der Sporenform; Artname griech. oxys (= scharf, spitz)

Tax. Status: Anamorpher Ascomyzet; Teleomorph unbekannt; vermutlich in der Familie Nectriaceae; zahlreiche Synonyme. Gilt heute als Komplex morphologisch sehr ähnlicher Formen; eine akzeptierte Neugliederung auf genetischer oder molekularer Basis ist aber bisher nicht gelungen.

Risikogruppe: 1, + (BioStoffV); für gentechnische Arbeiten: 2 (GenTSV) Konsiliar-/Referenzlabor: Nationales Referenzzentrum für Invasive Pilzinfektionen am Leibniz-Institut für

Naturforschung und Infektionsbiologie (Prof. Dr. O. Kurzai), Adolf-Reichwein-Str. 23, 07745 Jena

Molekularbiologie, Morphologie und Physiologie : Morphologie: Das Kulturbild ist sehr variabel und stark von den Wachstumsbedingungen abhängig

(vgl. Abb.; Medieninformation: www.dsmz.de); schnellwüchsig, bis 0,5 cm/Tag bei 25 °C. Luftmyzel wollig, anfangs farblos, später auch mit blauroten Tönen. Die Rückseite ist farblos oder bläulich. Bei starker Konidienbildung können schleimige, orangefarbige Sporenmassen (Sporodochien) auffallen.

Die Konidienbildung erfolgt an flaschenförmigen, kurzen Bildungszellen (Phialiden), die einzeln oder in Gruppen an beliebigen Stellen des Luftmyzels gebildet werden. Einzellige Mikrokonidien (ellipsoid bis zylindrisch; 5 – 12 x 2,5 – 3,5 µm) werden meist schnell und in großer Zahl in schleimigen Köpfchen – nie in Ketten – gebildet; die mehrzelligen, dünnwandigen und typisch bananenförmigen Makrokonidien erreichen 25 – 50 µm Länge. Dickwandige, kugelige Chlamydosporen (8 – 10 µm Ø) werden bevorzugt unter Nährstoffmangel als Dauerstadien gebildet.

Physiologie: Ungewöhnlich ist die Fähigkeit, noch bei sehr geringen Nähr- und Sauerstoffkonzentrationen wachsen zu können. Das Temperaturmaximum für Wachstum liegt bei 37 °C, das Optimum zwischen 25 und 30 °C.

Identifizierung: Die Identifizierung gelingt nur an Reinkulturen unter optimalen Kulturbedingungen; diagnostisch ist der Nachweis von Chlamydosporen und Mikrokonidien in schleimigen Köpfchen auf kurzen, unverzweigten Phialiden. Verwechslungsmöglichkeiten bestehen vor allem mit Fusarien der Sektion Liseola (F. moniliforme (syn. F. verticillioides, F. fujikuroi), F. proliferatum und F. subglutinans), die im Koloniebild sehr ähnlich sind und nur durch mikromorphologische Merkmale sicher unterschieden werden können. Die starke natürliche Variabilität und der Einfluss von Kulturbedingungen auf die Ausprägung charakteristischer Strukturen erschweren die richtige Zuordnung. Klinische Isolate werden häufig als untypisch beschrieben.

Genetische und molekulare Untersuchungen bestätigen die Komplexität und Heterogenität von F. oxysporum, haben aber bisher keine taxonomisch verwertbaren Erkenntnisse gebracht. Die Identifizierung auf der Basis von ribosomaler DNA ist beschrieben worden.

Natürlicher Standort Weltweit verbreiteter, häufiger Bodenbewohner. Pathogenität Pathogen für: Pflanzen: als Erreger von Welkekrankheiten an zahlreichen Wild- und Kulturpflanzen

(z. B. Baumwolle, Raps, Mais, Spargel) von besonderer ökonomischer Bedeutung. Beim Menschen sind Erkrankungen äußerst selten; Einzelfälle von Infektionen wurden

erst in den letzten 25 Jahren bei schwer immunsupprimierten Patienten (z. B. Leukämie, Knochenmarkstransplatation) beschrieben, meist allerdings ohne zuverlässige Identifizierung des Erregers.

Keine Pathogenität im Tiermodell (Maus).

Fusarium oxysporum

Stand: 04/2014 2

Pathogenitätsfaktoren: unbekannt. Die Fähigkeit zum Wachstum unter Sauerstoffmangel begünstigt unter Umständen die Ausbreitung im Gewebe und in der Blutbahn. Gegen eine systemische Ansiedlung spricht aber das relativ niedrige Temperaturmaximum.

Infektiöse Stadien: vermutlich Konidio- bzw. Chlamydosporen oder besiedelte Pflanzenteile bzw. Erdpartikel

Allergenität: keine gesicherten Erkenntnisse Toxinbildung: im Vergleich zu anderen Fusarium-Arten eher gering bis fehlend. Nachgewiesen

wurden: Moniliformin, Beauvericin, Fusarinsäure, Fumonisin B, C und Nectriafuranone mit antibiotischer und phytotoxischer Aktivität. Die Humantoxizität ist nicht bestätigt.

Krankheit Bezeichnung: Haut- und Nagelinfektionen ; Keratitis ; systemische Infektionen (äußerst selten; nicht

ganz gesichert) Inkubationszeit: unbekannt Symptome: Die klinische Symptomatik ist ähnlich der anderer Pilzinfektionen (Hyalohyphomykosen):

Ulzerationen, Nagelzerstörung; Nekrosen Schwere, Verlauf und Prognose: Der Krankheitsverlauf wird durch den Immunstatus bestimmt. Die

Prognose bei eventuellen systemischen Infektionen (s.o.) ist an die Wiederherstellung des Immunsystems gebunden.

Pathologie: Gewebsnekrose Diagnose: Erregernachweis durch Histologie (unspezifisch) und Kultur. Blutkulturen bei

systemischen Fusariosen in etwa 50% der Fälle positiv. Therapie: keine spezifische Therapie. Die hohe Resistenz gegen viele bekannte Antimykotika

erschwert die Behandlung eventueller systemischer Infektionen; empfohlen werden Amphotericin B und Voriconazol. Wiederherstellung der Immunkompetenz ist wichtig. Oberflächliche Hautinfektionen sind therapierbar und ohne Risiko.

Prophylaxe (Prävention): Strikte Betriebshygiene im Krankenhaus; Überwachung möglicher Infektionsquellen (dauerfeuchte Bereiche: Duschen; Zimmerpflanzen; Luftbefeuchter; Kontaktlinsen)

Epidemiologie Übertragungswege und Eintrittspforten: Verletzungen durch Pflanzen oder Pflanzenteile bzw. Kontaktlinsen;

vermutet auch durch Einatmen oder Verschlucken von Konidio- oder Chlamydosporen. Erregerreservoire: F. oxysporum ist ein weltweit verbreiteter, häufiger Erreger von Pflanzenkrankheiten,

der auch im Boden langfristig überdauern kann. Mortalität/Letalität: unbekannt; meist kein sicherer Erregernachweis Widerstandsfähigkeit – Tenazität Resistenzen: relativ hohe Resistenz gegen viele Antimykotika ( in vitro: > 2 mg/ml Amphotericin B; >

600 mg/ml 5-Fluorcytosin; 33 mg/ml Ketoconazol)1

Arbeits- und Gesundheitsschutz/Gefährdungsbeurteilu ng Schutzstufe/Sicherheitsstufe: Schutzstufe 1 nach BioStoffV, Sicherheitsstufe 2 nach GenTSV Gefährdende Tätigkeiten/Expositionssituationen: keine speziellen Vorsichtsmaßnahmen; geringes Risiko

der Bildung von sporenhaltigen Aerosolen. Geringes Risiko beim Umgang mit infizierten Pflanzen (gezielte und ungezielte Tätigkeiten).

Tätigkeitsbezogene Schutzmaßnahmen: gute mikrobiologische Praxis Berufsbedingte Erkrankungen/gefährdete Personen und Berufsgruppen: keine Informationen

Stand: 04/2014 3

Literatur Bacon, C. W., Porter, J. K., Norred, W. P., Leslie, J.F.: Production of fusaric acid by Fusarium species.

Appl. Environ. Microbiol., 62 (11), 4039-4043, 1996 Boutati, E. I., Anaissie, E. J.: Fusarium, a significant emerging pathogen in patients with hematologic

malignancy: ten years’ experience at a cancer center and implications for management. Blood, 90, 999-1008, 1997

Dignani, M. C., Anaissie, E.: Human Fusariosis. Clin. Microbiol. Infect., 10 (Suppl. 1), 67 – 75, 2004 de Hoog, G. S., Guarro, J., Gené, J., Figueras, M. J.: Atlas of Clinical Fungi, 2nd ed., CBS & Universitat

Rovira i Virgili 2000; ISBN 90-70351-43-9 Guarro, J., Gené, J.: Opportunistic fusarial infections in humans. Eur. J., Clin. Microbiol. Infect. Dis., 14,

741-754, 1995 Nelson, P.E., Toussoun, T.A., Marasas, W.F.O.: Fusarium species. An Illustrated Manual for Identification,

Pennsylvania State University Press 1983; ISBN 0-271-00349-9 Nucci, M., Anaissie, E.: Cutaneous infection by Fusarium species in healthyand immunocompromised

hosts: implications for diagnosis and management. Clin. Infect. Dis., 35, 909-920, 2002 Nucci, M., Anaissie, E.: Fusarium infections in immunocompromised patients. Clin. Microbiol. Rev. 20, 695-

704, 2007 Pujol et al.: In-vitro antifungal susceptibility of clinical and environmental Fusarium spp. strains. J.

Antimicrob. Chemother. 39: 163-167 (1997) Vennewald, I., Wollina, U.: Cutaneous infections due to opportunistic molds: uncommon presentations.

Clinics Dermatol., 23, 565-571, 2005 Pitt, J.I., Hocking, A. D.: Fungi and food spoilage, 3rd ed., p. 106-108, Springer Verlag 2009; ISBN 978-

0-387-92206-5