Aspergillus fumigatus
Medizinische Expertise: Dr. med. NonnenmacherQualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 1. September 2026Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.
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Als Aspergillus fumigatus wird ein Schimmelpilz aus der Gattung Aspergillus bezeichnet. Er gilt als hohes Gesundheitsrisiko für Menschen mit einer Immunschwäche.
Was ist Aspergillus fumigatus?
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Der Schimmelpilz Aspergillus fumigatus entstammt der Gattung Aspergillus (Gießkannenschimmel). Die lateinische Bezeichnung „fumigatus“ ist auf die rauchgrüne Pilzfärbung zurückzuführen. Sie kommt durch ein Pigment innerhalb der Sporen zustande.
Bei dem Aspergillus fumigatus handelt es sich um einen humanpathogenen Pilz. Das bedeutet, dass er beim Menschen Erkrankungen hervorrufen kann. So werden durch ihn Schimmelpilzgifte (Mykotoxine) wie Gliotoxin, Fumagillin, Fumitremorgine, Verrucologen und Sphingofungine synthetisiert.
Vorkommen, Verbreitung & Eigenschaften
Das Wachstum des Aspergillus fumigatus findet in stark flockigen oder tief gefalteten Kolonien statt. Die glatten kurzen Konidienträger erreichen eine Höhe von rund 300 Mikrometern. Gelegentlich können sie sogar 500 Mikrometer aufweisen. Ihr Durchmesser beträgt zwischen 5 und 8 Mikrometern.
Ein weiteres typisches Merkmal ist ihre grünliche Färbung bis zum Vesikel hin. An den Stielen erfolgt eine Öffnung in Vesikel mit einem Durchmesser von 20 bis 30 Mikrometern. Sie weisen die gleiche Färbung wie die Konidienträger auf. Ihre Fruchtbarkeit besteht zumeist nur in der Oberhälfte. Die Konidien haben die Form einer Kugel und verfügen über eine unregelmäßige Oberfläche. Ihr Durchmesser schwankt zwischen 2,5 und 3 Mikrometern.
Der erste Lebensabschnitt des Aspergillus fumigatus findet als Konidie statt. Die äußerst kleinen Schimmelpilzsporen sind überaus widerstandsfähig gegen Austrocknung, hohe Temperaturen und sogar Desinfektionsmittel. Verfügen die Sporen über genügend Nährstoffe und Wasser, können sie keimen, sodass sich einzelne Hyphen bilden. Diese Hyphen verzweigen sich im weiteren Verlauf in zunehmendem Maße. Dadurch kommt es zur Ausprägung eines sogenannten Myzels (Hyphengeflecht).
An der Myzeloberfläche entstehen einzelne Konidienträger. Die Funktion dieser Köpfchen ist das Herstellen von weiteren Sporen. Je Konidienträger entstehen ungefähr 10.000 neue Pilzsporen. Die Verbreitung der Sporen erfolgt durch den Wind. Ihr Vermehrungsprozess findet asexuell statt.
Beim Aspergillus fumigatus handelt es sich um einen saprophytischen Pilz. Das heißt, dass er sich von toten Pflanzenteilen ernährt. Mithilfe seines versatilen Metabolismus ist er in der Lage, viele Stoffe zu zersetzen. Darüber hinaus wächst er noch bei Temperaturen um 50 Grad Celsius und übersteht kurzzeitig auch die Hitze im Inneren von Komposthaufen.
In den Menschen gelangen die Sporen des Aspergillus fumigatus durch die eingeatmete Luft. Sie sind so klein, dass sie bis in die menschlichen Alveolen (Lungenbläschen) vordringen können. Eine andere Übertragungsmöglichkeit stellen Haut- oder Schleimhautverletzungen dar.
Zu den bevorzugten Kontaktorten gehören Kompost, Biotonnen, Blumenerde sowie Tapeten. Aber auch Feuchtigkeitsansammlungen in der Wohnung oder im Keller können die Verbreitung des Aspergillus fumigatus fördern.
Krankheiten & Beschwerden
Während der Schimmelpilz für Menschen mit einem intakten Immunsystem meist keine Bedrohung darstellt, gelten Personen mit einem geschwächten Abwehrsystem aufgrund von Vorerkrankungen oder der Einnahme von Immunsuppressiva als besonders gefährdet. Bei gesunden Menschen werden die Schimmelpilzsporen vom Immunsystem erfolgreich bekämpft, bei erkrankten Personen können sie sich hingegen in der Lunge, den Nasennebenhöhlen oder im Gehörgang festsetzen und dort eine Pilzinfektion auslösen.
Allein in Deutschland kommt es Jahr für Jahr zu etwa 5000 Infektionen mit Aspergillus fumigatus. Etwa 90 Prozent aller Aspergillosen werden von dieser Schimmelpilzart verursacht. Bei der invasiven Form endet die Infektion bei etwa jedem zweiten Erkrankten tödlich.
Ein großes Problem ist, dass nur wenige Wirkstoffgruppen zur Verfügung stehen, mit denen sich die Aspergillose bekämpfen lässt. Die Forschungen nach weiteren wirkungsvollen Arzneimitteln dauern weiterhin an. Behindert wird das Voranschreiten der Forschungen durch den Umstand, dass sich Aufbau und Stoffwechsel von menschlicher Zelle und Pilzzelle ähneln. Aufgrund der dramatischen Krankheitsverläufe verabreichen die Ärzte schon bei bloßem Verdacht auf eine Aspergillose Antimykotika, die über ein breites Wirkungsspektrum verfügen.
Es gibt unterschiedliche Arten von Pilzinfektionen, die durch Aspergillus fumigatus entstehen. Sie hängen davon ab, welches Organ von dem Befall betroffen ist. So gibt es u. a. das Aspergillom in den Nasennebenhöhlen. Es zeigt sich im Rahmen von Nasennebenhöhlenentzündungen, sodass die Patienten den Pilzbefall oft gar nicht bemerken. Im schlimmsten Fall breitet sich der Pilz bis ins Gehirn aus.
Von einem Aspergillom in der Lunge sind oft Menschen betroffen, die unter Lungenkrankheiten wie bakteriellen Lungenentzündungen, Tuberkulose oder einem Bronchialkarzinom leiden. Dabei siedeln sich die Pilzsporen in Hohlräumen der Lunge an, die durch diese Erkrankungen entstehen. Darüber hinaus sind schwere allergische Reaktionen möglich, die sich durch Husten und Auswurf bemerkbar machen.
Systematik und Verwandtschaft
Aspergillus fumigatus gehört innerhalb der Gattung Aspergillus zur Sektion Fumigati, in der eine Reihe eng verwandter Arten zusammengefasst ist. Die Gattung selbst zählt zu den Schlauchpilzen. Lange galt Aspergillus fumigatus als reiner Konidienbildner ohne geschlechtliche Fortpflanzung; erst später wurde eine geschlechtliche Form nachgewiesen, für die zunächst ein eigener Gattungsname geführt wurde. Seit für jeden Pilz nur noch ein gültiger Name gilt, sind solche Zweitnamen in Aspergillus aufgegangen.
Praktisch bedeutsam ist, dass in der Sektion Fumigati mehrere Arten vorkommen, die unter dem Mikroskop und auf dem Nährboden kaum von Aspergillus fumigatus zu unterscheiden sind. Sie werden als kryptische Arten bezeichnet und lassen sich erst durch das Ablesen bestimmter Genabschnitte sicher trennen. Das ist keine reine Benennungsfrage, denn einige dieser Arten sprechen deutlich schlechter auf die üblichen Antimykotika an als Aspergillus fumigatus selbst. Wenn eine Behandlung nicht anschlägt, gehört die genaue Artbestimmung deshalb zu den ersten Überlegungen.
Das Erbgut von Aspergillus fumigatus ist vollständig entziffert und verteilt sich auf acht Chromosomen. Auffällig ist die große Zahl von Genabschnitten, die für die Bildung von Stoffwechselprodukten wie Farbstoffen, Giften und Signalstoffen zuständig sind. Ein erheblicher Teil davon bleibt unter Laborbedingungen stumm und wird erst unter bestimmten Umweltreizen abgelesen — ein Grund dafür, dass die Fähigkeiten des Pilzes bis heute nicht vollständig überschaubar sind.
Virulenzfaktoren und Abwehr des Körpers
Aspergillus fumigatus ist kein an den Menschen angepasster Erreger. Seine Eigenschaften haben sich im Zerfallsmaterial des Bodens bewährt und wirken dort, wo sie auf einen abwehrgeschwächten Menschen treffen, gleichsam als Nebenwirkung. Drei Merkmale sind dabei entscheidend. Erstens die geringe Größe der Konidien, die klein genug sind, um bis in die Alveolen vorzudringen, statt in den oberen Atemwegen hängenzubleiben. Zweitens die Wärmeverträglichkeit: Der Pilz wächst bei Körpertemperatur ausgezeichnet und übersteht auch die Temperaturen eines Komposthaufens. Drittens die Genügsamkeit — er verwertet sehr unterschiedliche Stoffe und kommt auch mit wenig Sauerstoff zurecht, wie er in entzündetem Gewebe herrscht.
Hinzu kommen Eigenschaften, die der Erkennung durch die Abwehr entgegenwirken. Die ruhende Konidie ist von einer Schicht wasserabweisender Eiweiße überzogen, die die darunterliegenden Zellwandbestandteile abdeckt; solange diese Schicht unversehrt ist, lösen die Sporen kaum eine Entzündungsreaktion aus. Erst wenn sie zu keimen beginnen, wird die Hülle abgeworfen und die Abwehr angestoßen. Melaninartige Farbstoffe in der Sporenwand erschweren zusätzlich die Abtötung durch Fresszellen. Der Pilz gibt außerdem eiweißspaltende Enzyme ab und entzieht dem Gewebe Eisen mithilfe eigener Bindemoleküle; ohne diese Eisenaufnahme ist er im Körper kaum vermehrungsfähig. Das von ihm gebildete Gliotoxin hemmt Abwehrzellen in ihrer Funktion.
Beim gesunden Menschen scheitert der Pilz an einer mehrstufigen Abwehr. Der Flimmerschlag der Atemwegsschleimhaut befördert eingeatmete Sporen wieder heraus, Makrophagen in den Lungenbläschen nehmen sie auf, und auskeimende Hyphen werden von Granulozyten angegriffen. Fallen die Fresszellen aus — etwa bei einer ausgeprägten Neutropenie, also einem Mangel an neutrophilen Granulozyten — oder wird ihre Funktion durch Kortikosteroide gedämpft, kann der Pilz in Gewebe und Blutgefäße einwachsen. Das erklärt, warum dieselbe alltägliche Sporenbelastung für den einen völlig folgenlos bleibt und für den anderen bedrohlich wird.
Allergische Erkrankungen
Neben Infektionen löst Aspergillus fumigatus eine Reihe von Erkrankungen aus, bei denen nicht der Pilz das Gewebe zerstört, sondern die überschießende Reaktion des Immunsystems auf seine Bestandteile. Die häufigste Form ist eine bloße Sensibilisierung: Der Körper bildet Antikörper gegen Pilzeiweiße, was sich in einem Hauttest oder in einer Blutuntersuchung zeigt und bei Menschen mit Asthma bronchiale die Beschwerden verstärken kann.
Deutlich schwerwiegender ist die allergische bronchopulmonale Aspergillose. Dabei siedelt der Pilz dauerhaft im Schleim der Bronchien, ohne in die Schleimhaut einzuwachsen, und unterhält eine anhaltende allergische Entzündung. Betroffen sind vor allem Menschen mit langjährigem Asthma sowie Patienten mit Mukoviszidose, deren zäher Schleim dem Pilz gute Bedingungen bietet. Kennzeichnend sind wechselnde Verschattungen in der Bildgebung, zäher, oft bräunlicher Auswurf und stark erhöhte Antikörperwerte. Bleibt die Erkrankung unerkannt, können sich die Bronchien dauerhaft erweitern (Bronchiektasen) und vernarben.
Eine dritte Form ist die allergische Entzündung der Lungenbläschen nach wiederholtem Einatmen sehr großer Sporenmengen. Sie tritt bei bestimmten Tätigkeiten auf, bei denen verschimmeltes Material bewegt wird — etwa beim Umsetzen von feuchtem Heu, bei Arbeiten an Kompostanlagen oder in Mälzereien. Hier steht nicht die Besiedlung im Vordergrund, sondern die Reaktion auf die eingeatmete Menge; entsprechend zielt die Vorbeugung auf Staubminderung und Atemschutz am Arbeitsplatz. Schließlich kann der Pilz in den Nasennebenhöhlen eine allergisch geprägte, zähschleimige Entzündung unterhalten, die häufig mit Nasenpolypen einhergeht.
Nachweis und Diagnostik
Der Nachweis ist anspruchsvoll, weil sich in Proben aus den Atemwegen fast immer Pilzsporen aus der Umgebungsluft finden lassen. Der bloße Nachweis von Aspergillus fumigatus im Sputum beweist deshalb noch keine Erkrankung; erst das Zusammentreffen von Laborbefund, Bildgebung, Beschwerden und Risikolage ergibt ein verwertbares Bild.
Angezüchtet wird der Pilz auf einem zuckerhaltigen Nährboden; die Kolonien wachsen rasch und nehmen die kennzeichnende rauchgrüne Farbe an. Für die Untersuchung tieferer Atemwegsabschnitte wird bei einer Bronchoskopie Spülflüssigkeit gewonnen. Neben Anzucht und Mikroskopie werden darin und im Blut Zellwandbestandteile des Pilzes gesucht: Ein Test weist ein Zuckermolekül nach, das wachsende Hyphen abgeben, ein zweiter einen bei vielen Pilzen vorkommenden Zellwandbaustein. Ergänzend stehen Verfahren zur Vervielfältigung von Pilzerbgut zur Verfügung.
Bei den allergisch bedingten Formen wird anders vorgegangen. Hier werden gegen Aspergillus gerichtete Antikörper im Blut bestimmt, sowohl die für Soforttypallergien kennzeichnenden als auch solche, die auf eine länger bestehende Auseinandersetzung hinweisen. Ein Allergietest auf der Haut kann die Sensibilisierung sichtbar machen. In der Bildgebung liefert die Computertomographie die entscheidenden Hinweise: bei der invasiven Form etwa Rundherde mit einem Randsaum aus eingeblutetem Gewebe, bei der allergischen Form mit Schleim gefüllte, erweiterte Bronchien.
Behandlung und Resistenzentwicklung
Zur Behandlung stehen im Wesentlichen drei Wirkstoffgruppen zur Verfügung. Die Azole hemmen die Bildung eines Bausteins der Pilzzellmembran; zu ihnen gehören unter anderem Voriconazol und Itraconazol. Amphotericin B lagert sich in die Membran ein und macht sie durchlässig; es wird heute überwiegend in fettumhüllten Zubereitungen verwendet, die verträglicher sind. Die Echinocandine wie Caspofungin greifen den Aufbau der Zellwand an. Welche Gruppe in Frage kommt, richtet sich nach der Form der Erkrankung und nach dem Zustand des Patienten. Bei den allergisch bedingten Formen steht nicht die Abtötung des Pilzes im Vordergrund, sondern die Dämpfung der Entzündung.
Seit einigen Jahren werden zunehmend Stämme von Aspergillus fumigatus gefunden, die auf Azole nicht mehr ansprechen. Ursache sind Veränderungen an dem Gen, das die Zielstruktur dieser Wirkstoffe herstellt; besonders verbreitet sind zwei Veränderungsmuster, bei denen zugleich ein Steuerabschnitt vervielfacht und ein Baustein des Eiweißes ausgetauscht ist. Auffällig ist, dass solche Stämme auch bei Menschen auftreten, die nie zuvor ein Azol erhalten haben. Als Erklärung gilt der Kontakt des Pilzes mit azolhaltigen Pflanzenschutz- und Materialschutzmitteln in der Umwelt, etwa auf Pflanzenabfällen, in Blumenzwiebellagern und auf Komposthaufen. Weil sich unempfindliche Stämme äußerlich nicht von empfindlichen unterscheiden, gewinnt die Empfindlichkeitsprüfung im Labor zunehmend an Bedeutung.
Vorbeugung bei gefährdeten Patienten
Da die Sporen allgegenwärtig sind, lässt sich der Kontakt nicht vollständig vermeiden — die Belastung aber sehr wohl senken. In Bereichen, in denen Menschen nach einer Stammzelltransplantation oder unter intensiver Chemotherapie behandelt werden, wird die Zuluft über Schwebstofffilter geführt und der Raum unter leichten Überdruck gesetzt, damit keine ungefilterte Luft aus dem Flur nachströmt. Bau-, Abriss- und Renovierungsarbeiten in der Umgebung solcher Stationen gelten als besonderes Risiko und werden durch Staubschutzwände, Absaugung und abgetrennte Wege begleitet.
Im persönlichen Umfeld betroffener Patienten geht es vor allem darum, große Sporenmengen zu meiden: Topfpflanzen und Blumenerde, Kompost und Bioabfall, Heu und Stroh, Bauschutt sowie das Aufwirbeln von Staub in Kellern und auf Dachböden. Auch Lebensmittel mit sichtbarem Schimmelbewuchs gehören dazu. Nach einem Wasserschaden ist die rasche Trocknung der betroffenen Bauteile die wirksamste Maßnahme, weil Schimmelwachstum ohne anhaltende Feuchtigkeit ausbleibt. Für einzelne Patientengruppen mit besonders hohem Risiko wird zudem eine vorbeugende medikamentöse Behandlung erwogen; darüber entscheidet die behandelnde Klinik anhand der jeweiligen Grunderkrankung.
Quellen
- Suerbaum, S., Burchard, G.-D., Kaufmann, S. H. E., Schulz, T. F. (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie.
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- Hof, H., Schlüter, D. (Hrsg.): Duale Reihe Medizinische Mikrobiologie.
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- Jung, N., Rieg, S. (Hrsg.): Klinikleitfaden Infektiologie.
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- Kroegel, C., Costabel, U., Bals, R., et al. (Hrsg.): Referenz Pneumologie.
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- Berger, D. P., Engelhardt, M., Duyster, J.: Das Rote Buch – Hämatologie und Internistische Onkologie.
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