Legionellen
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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Legionellen sind stäbchenförmige, an einem der Pole begeißelte Bakterien der Familie Legionellaceae. Die Bakterien sind fast omnipräsent und kommen hauptsächlich in Süßwasserreservoiren vor, wurden allerdings auch in Salzwasser nachgewiesen. Sie sind die Verursacher der mit einer schweren Lungenentzündung einhergehenden Legionärskrankheit (auch Legionellose) und des sogenannten Pontiac-Fiebers, einer leichteren Verlaufsform der Legionellose ohne Lungenentzündung.
Was sind Legionellen?
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Legionellen der Familie Legionellaceae sind stäbchenförmige, gramnegative Bakterien mit unterschiedlichen Längen von etwa 2 bis 5 Mikrometer. Von den mehr als 60 bekannten Arten tritt vor allem das Bakterium Legionella pneumophila als Erreger der Legionärskrankheit und des Pontiac-Fiebers in Erscheinung. In etwa 90 Prozent der Fälle von Legionärskrankheit oder Legionellose ist dieses Bakterium das auslösende Pathogen.
Die aerob lebenden, nicht sporenbildenden Bakterien sind meist monopolar mit einer oder mehreren Flagellen begeißelt. Das bedeutet, dass sie sich aktiv fortbewegen können. Legionellen sind außerdem in der Lage, Biofilme zu bilden, die Schutz vor ungünstigen Umweltbedingungen und vor Bioziden bieten.
Die Bakterien sind zur Energiegewinnung auf Aminosäuren angewiesen, da sie beispielsweise Zucker nicht verstoffwechseln können. Zur Aufbereitung von Aminosäuren ist die Anwesenheit von Cystein und Eisen-III-Ionen erforderlich. Die Bakterien sind empfindlich gegen Austrocknung und können bei Temperaturen über 60 Grad Celsius nur wenige Minuten überleben.
Vorkommen, Verbreitung & Eigenschaften
Einige Arten, wie beispielsweise Legionella pneumophila, sind pathogen. Sie sind die Hauptverursacher der Legionärskrankheit oder Legionellose, die erstmals 1976 während eines Legionärstreffens in Philadelphia, USA, beschrieben wurde. Übertragungsweg war damals hauptsächlich die kontaminierte Klimaanlage des Hotels, in dem das Treffen stattfand.
Bei einer akuten Lungenentzündung als Folge einer Infektion mit Legionellen geschieht die Ansteckung nicht wie bei vielen anderen Lungenerkrankungen über eine Tröpfcheninfektion von Mensch zu Mensch, sondern durch das Einatmen feiner erregerhaltiger Wassertröpfchen (Aerosole). Eine Übertragung von Mensch zu Mensch ist bislang nur in einem einzigen Fall beschrieben worden. Eine erhöhte Ansteckungsgefahr besteht im Warmwasserbereich von Schwimmbädern, also unter Duschen und im Whirlpool, weil die Bakterien im lauwarmen Bereich die besten Vermehrungsbedingungen vorfinden.
Da Legionellen für ihre Energieversorgung auf Aminosäuren sowie auf die Anwesenheit der schwefelhaltigen Aminosäure Cystein und Eisen-III-Ionen angewiesen sind, sind die Bakterien häufig mit autotrophen Eisen-Mangan-Bakterien vergesellschaftet.
Eine gewisse Bedeutung haben auch Amöben für die Verbreitung von Legionella pneumophila. Die Bakterien werden zwar von den Amöben phagozytiert, entgehen aber der Lyse. Sie können sich im Innern der Amöbe vermehren und sind relativ gut gegen Gifte und Desinfektionsmittel geschützt. Diese freilebenden Wasseramöben bilden sogenannte Zysten als dauerhafte Überlebensformen, die ebenfalls Legionellen enthalten können. Die Legionellen finden in den infektiösen Amöbenzysten beste Überlebensbedingungen vor, da sie vor Austrocknung und Schadstoffen relativ gut geschützt sind. Das Überleben in den Zysten bietet eine gute Gewähr für einen dauerhaften Bestand der Bakterien, denn die Bakterien bilden keine Sporen oder sonstige überdauernde Formen.
Werden legionellenhaltige Amöben oder deren Zysten als feiner Wassernebel eingeatmet, gelangen die Bakterien bis in die Lunge und können dort eine Legionellose auslösen. Über den Verdauungstrakt aufgenommene Legionellen führen dagegen im Regelfall nicht zu einer Erkrankung; als Infektionsweg gilt hier allenfalls das Verschlucken von Wasser in die Luftröhre (Aspiration).
Analog zum Überleben in den Amöben, versteht es der Erreger auch, durch Produktion bestimmter Enzyme und Exotoxine der Auflösung in den Phagozyten nach ihrer Aufnahme zu entgehen und stattdessen vom Schutz durch die Phagozyten und von ihrem Weitertransport zu profitieren.
Krankheiten & Beschwerden
Das Infektionsrisiko hängt sehr stark von der Bakteriendichte und vom Status des eigenen Immunsystems ab. Besonders gefährdet sind Menschen mit geschwächtem Immunsystem oder mit künstlich supprimiertem Immunsystem, was beispielsweise nach einer Organtransplantation notwendig werden kann, um eine Abstoßungsreaktion zu vermeiden.
Auch eine Chemo- oder Strahlentherapie zur begleitenden Krebsbehandlung schwächt vorübergehend das Immunsystem, so dass die Gefahr für eine Infektion vorübergehend steigt.
Erfahrungsgemäß kommen Infektionen mit der Legionärskrankheit gelegentlich in räumlich eng begrenzten Gebieten gehäuft vor. Diese örtlichen Häufungen beruhen meist auf einer punktuell hohen Konzentration des Krankheitserregers. Beispielsweise sind Behälter und Leitungen für die Warmwasserversorgung bei unsachgemäßem Umgang prädestiniert für eine Anhäufung der Legionellen, wenn das Wasser nicht auf Werte über 60 Grad Celsius erhitzt wird und es zudem zu Ruhezeiten der Wasserreservoirs kommt. Das trifft etwa für Schulen zu, deren Warmwasserversorgung nicht nur an Wochenenden nicht genutzt wird, sondern bei denen die Temperatur zur Kostenersparnis auch auf Werte gesenkt wird, die optimale Entwicklungsmöglichkeiten für die Pathogene bieten.
In der Vergangenheit kam es auch zu Häufungen von Infektionen durch Klimaanlagen in öffentlichen Gebäuden und Hotels, wenn sich die Wasserabscheider der Anlage als Brutstätte für infektiöse Legionellen entpuppten. Die Keime wurden dann durch die Klimaanlage gleichmäßig in den Gebäuden verteilt. Ein vorsorglicher Umgang mit technischen Anlagen, der den Legionellen keine Gelegenheit zu außergewöhnlicher Vermehrung bietet, leistet daher einen wirksamen Infektionsschutz.
Entdeckung und Namensgebung
Die Gattung verdankt ihren Namen dem Ausbruchsgeschehen von 1976 in Philadelphia. Bei einem Treffen der Veteranenorganisation American Legion erkrankte eine größere Zahl von Teilnehmern an einer schweren Lungenentzündung, deren Ursache zunächst rätselhaft blieb. Erst nach monatelanger Suche gelang es Wissenschaftlern der amerikanischen Gesundheitsbehörde, ein bis dahin unbekanntes Bakterium aus dem Lungengewebe Verstorbener anzuzüchten. Der Erreger erhielt daraufhin den Namen Legionella pneumophila – „Legionella“ nach den betroffenen Legionären, „pneumophila“ im Sinne von „lungenliebend“.
Dass die Bakterien so lange unentdeckt geblieben waren, lag an ihren besonderen Ansprüchen: Auf den damals gebräuchlichen Nährböden wachsen sie nicht, und in der gewöhnlichen Gramfärbung lassen sie sich im Untersuchungsmaterial nur schlecht darstellen. Nachdem der Erreger einmal bekannt war, konnten Forscher auch ältere, bis dahin ungeklärte Krankheitshäufungen nachträglich zuordnen. Dazu gehört eine Häufung fieberhafter Erkrankungen in der Stadt Pontiac im US-Bundesstaat Michigan, nach der die mildere Verlaufsform bis heute Pontiac-Fieber heißt. Auch eingelagerte Blutproben aus früheren Jahrzehnten ließen sich rückwirkend auswerten. Sie zeigten, dass Legionellen keineswegs neu aufgetreten waren, sondern lediglich zuvor nicht erkannt worden waren.
Biofilme in Wasserleitungen
Legionellen leben im Wasser nur selten frei schwebend. Sie sitzen fast immer in Biofilmen – dünnen, schleimigen Belägen an der Innenseite von Rohren, in Duschschläuchen, an Strahlreglern und in Warmwasserspeichern. Solche Beläge bestehen aus einer Vielzahl unterschiedlicher Mikroorganismen, die in eine selbst gebildete Schicht aus Zuckern und Eiweißen eingebettet sind. Für die Legionellen ist dieser Verbund in mehrfacher Hinsicht günstig: Er schützt vor Strömung, vor Desinfektionsmitteln und vor Austrocknung, und er beherbergt zugleich die Amöben, in denen sich die Bakterien vermehren können.
Wie stark sich Legionellen in einer Hausinstallation anreichern, hängt vor allem von der Temperatur, von der Verweildauer des Wassers und vom Zustand der Leitungen ab. In kaltem Wasser vermehren sie sich kaum, in sehr heißem Wasser sterben sie ab; der kritische Bereich liegt dazwischen. Deshalb gelten lauwarme Leitungsabschnitte als besonders problematisch: lange Zuleitungen zu selten genutzten Zapfstellen, stillgelegte Leitungsstränge, die beim Umbau eines Gebäudes nicht zurückgebaut wurden, oder Warmwasserspeicher, die aus Gründen der Energieersparnis zu niedrig eingestellt sind. Kalk- und Rostablagerungen vergrößern die Oberfläche, auf der sich Beläge bilden können, und bestimmte Werkstoffe – etwa manche Kunststoffe und Gummidichtungen – geben Nährstoffe an das Wasser ab und begünstigen das Wachstum zusätzlich.
Aus dem Biofilm gelangen die Bakterien immer wieder in das fließende Wasser. Zur Gefahr wird das erst dort, wo Wasser zu feinem Nebel zerstäubt und eingeatmet werden kann: unter der Dusche, an Whirlpools, an Zierbrunnen, an Luftbefeuchtern oder an den Rückkühlwerken großer Klimaanlagen, deren Dampfschwaden unter ungünstigen Umständen bis in die Umgebung getragen werden.
Legionärskrankheit und Pontiac-Fieber
Eine Infektion mit Legionellen kann zu zwei sehr unterschiedlichen Krankheitsbildern führen. Die Legionärskrankheit ist eine schwere Lungenentzündung. Sie beginnt meist einige Tage nach dem Einatmen erregerhaltiger Aerosole mit Kopfschmerzen, Abgeschlagenheit und Schüttelfrost, gefolgt von hohem Fieber und zunächst trockenem Husten. Auffällig ist, dass viele Erkrankte zusätzlich Beschwerden zeigen, die man bei einer Lungenentzündung nicht zuerst erwartet: Durchfall, Übelkeit, Bauchschmerzen und vor allem Verwirrtheit und andere Störungen des Bewusstseins. Im Röntgenbild der Lunge zeigen sich Verschattungen, die sich von denen anderer Lungenentzündungen nicht sicher unterscheiden lassen – die Diagnose lässt sich daher nicht am Bild, sondern nur am Erregernachweis stellen.
Das Pontiac-Fieber verläuft dagegen deutlich milder und ohne Lungenentzündung. Es setzt schon nach Stunden bis wenigen Tagen ein und ähnelt einem grippalen Infekt mit Fieber sowie Kopf- und Gliederschmerzen. Die Beschwerden klingen in der Regel von selbst wieder ab. Warum derselbe Erreger einmal eine lebensbedrohliche Lungenentzündung und einmal nur eine kurze fieberhafte Episode auslöst, ist nicht abschließend geklärt. Diskutiert werden unter anderem die aufgenommene Erregermenge, die Beteiligung abgetöteter Bakterien und ihrer Zellbestandteile sowie Unterschiede in der Abwehrlage der Betroffenen.
Nachweis und Diagnostik
Legionellen stellen an das Labor besondere Anforderungen. Auf gewöhnlichen Nährböden wachsen sie nicht, weil ihnen dort das benötigte Cystein und das Eisen fehlen. Für die Anzucht wird deshalb ein eigens entwickelter Spezialnährboden verwendet, der sogenannte BCYE-Agar. Ihm sind neben Cystein und Eisensalzen auch Aktivkohle zugesetzt, die Stoffe bindet, welche das Wachstum der Bakterien hemmen. Selbst darauf wachsen Legionellen langsam, sodass die Kulturen mehrere Tage bebrütet werden müssen. Zusätze, die Begleitkeime unterdrücken, und eine Vorbehandlung der Probe mit Säure oder Hitze helfen, die Legionellen aus stark besiedeltem Material wie Sputum oder aus Wasserproben herauszuarbeiten.
Weil die Anzucht aufwendig ist und Zeit kostet, steht in der Krankenversorgung ein anderer Test im Vordergrund: der Nachweis von Legionellen-Antigen im Urin. Bestandteile der Bakterienhülle werden über die Nieren ausgeschieden und lassen sich dort schon früh im Krankheitsverlauf und innerhalb kurzer Zeit nachweisen. Der Test hat allerdings eine wichtige Einschränkung: Er ist auf eine bestimmte Untergruppe von Legionella pneumophila zugeschnitten. Erkrankungen durch andere Serogruppen oder durch andere Legionella-Arten können ihm entgehen, weshalb ein negatives Ergebnis eine Legionellose nicht ausschließt. Ergänzend kommen der Nachweis von Erbgut mittels Polymerase-Kettenreaktion aus Atemwegsmaterial sowie – vor allem für rückblickende Untersuchungen – der Nachweis von Antikörpern im Blut infrage. Für die Aufklärung eines Ausbruchs bleibt die Anzucht dagegen unverzichtbar, denn nur so lassen sich die Erreger aus dem Erkrankten und aus der verdächtigen Wasseranlage unmittelbar miteinander vergleichen.
Vorbeugung und rechtliche Vorgaben
Da Legionellen über die Wasserinstallation und praktisch nicht von Mensch zu Mensch weitergegeben werden, setzt die Vorbeugung an der Technik an. Die Trinkwasserverordnung verpflichtet die Betreiber größerer Warmwasseranlagen – etwa in Mehrfamilienhäusern, Hotels, Schulen, Sportstätten und Krankenhäusern – dazu, ihr Wasser regelmäßig auf Legionellen untersuchen zu lassen. Für das Untersuchungsergebnis ist ein technischer Maßnahmenwert festgelegt. Wird er überschritten, muss der Betreiber das Gesundheitsamt unterrichten, die Ursache ermitteln und die Anlage instand setzen. Die anerkannten Regeln der Technik verlangen darüber hinaus, dass Warmwasser durchgehend heiß gehalten und Kaltwasser kalt geführt wird und dass stillgelegte Leitungsabschnitte nicht im Netz verbleiben.
Der Nachweis von Legionellen bei einem erkrankten Menschen ist in Deutschland nach dem Infektionsschutzgesetz meldepflichtig. Das Labor meldet den Befund an das Gesundheitsamt, das den Fällen nachgeht und bei Häufungen nach einer gemeinsamen Quelle sucht. Weil Reisende ihre Erkrankung oft erst nach der Rückkehr bemerken, werden Fälle zusätzlich europaweit erfasst. Nur so lassen sich Erkrankungen, die auf dasselbe Hotel oder dasselbe Schiff zurückgehen, überhaupt als zusammenhängender Ausbruch erkennen.
Behandlung
Legionellen vermehren sich innerhalb menschlicher Fresszellen. Ein Antibiotikum kann sie deshalb nur erreichen, wenn es selbst in ausreichender Menge in die Zellen gelangt. Die häufig eingesetzten Penicilline und verwandte Wirkstoffe leisten das nicht und sind gegen Legionellen wirkungslos. Das ist ein Grund dafür, dass eine Legionellose überhaupt auffällt: Sie zeigt sich oft daran, dass eine Lungenentzündung auf die zunächst gewählte Behandlung nicht anspricht. Wirksam sind stattdessen Antibiotika aus den Gruppen der Makrolide und der Fluorchinolone, zu denen etwa Erythromycin und Ciprofloxacin und deren neuere Verwandte zählen. Das Pontiac-Fieber heilt dagegen in aller Regel von selbst aus.
Die Gattung und ihre Arten
Legionella ist die einzige Gattung ihrer Familie und wird den gramnegativen Bakterien zugeordnet. Der weitaus größte Teil der beschriebenen Arten wurde aus Wasser oder aus feuchtem Erdreich gewonnen, und nur ein kleinerer Teil ist überhaupt jemals bei erkrankten Menschen nachgewiesen worden. Innerhalb von Legionella pneumophila werden zudem mehrere Serogruppen unterschieden, die sich anhand von Merkmalen der Zellhülle voneinander abgrenzen lassen; für die europäischen Erkrankungsfälle steht eine von ihnen deutlich im Vordergrund.
Unter den übrigen Arten hat Legionella longbeachae eine Sonderstellung. Sie lebt nicht vorrangig im Wasser, sondern in Blumenerde und in Kompost, und wird beim Umgang mit solchen Substraten über aufgewirbelten Staub eingeatmet. In Australien und Neuseeland ist sie eine wesentliche Ursache der Legionärskrankheit, während in Europa die wasserbürtigen Arten überwiegen. Andere Arten wie Legionella micdadei treten fast ausschließlich bei Menschen mit stark geschwächter Abwehr in Erscheinung. Diese Unterschiede haben praktische Folgen: Wer ausschließlich an Wasserleitungen denkt, übersieht eine Ansteckungsquelle, die im Garten liegen kann.
Quellen
- Suerbaum, S., Burchard, G.-D., Kaufmann, S. H. E., Schulz, T. F. (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie.
ISBN: 9783662613849
- Hof, H., Dörries, R. (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie.
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- Kayser, F. H., Böttger, E. C., Deplazes, P., et al.: Taschenlehrbuch Medizinische Mikrobiologie.
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- Kramer, A., Assadian, O., Exner, M., et al. (Hrsg.): Krankenhaus- und Praxishygiene.
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- Neumeister, B., Geiss, H. K., Braun, R. W., Kimmig, P. (Hrsg.): Mikrobiologische Diagnostik.
ISBN: 9783137436027