Moderne Diagnostik

Infektionen mit verschiedenen Krankheitserregern lösen neben der serologischen Antwort über Antikörper auch gleichzeitig die zelluläre Immunantwort in Form von spezifischen T-Lympozyten aus.

Der EliSpot (Enzyme-linked immunospot assay) kann diese T-Zellen nachweisen. Die peripheren mononukleären Zellen des Bluts ( Blutzellen (PMBCs, Peripheral Blood Mononuclear cells) ) werden aus Vollblut isoliert und ohne weitere Modifikation in den EliSpot eingesetzt. Dort werden spezifische T-Zellen durch die Zugabe von spezifischen Antigenen (Proteine des Erregers) zur Produktion von Interferon- gamma angeregt. Dieses wird durch Antikörper auf dem Boden der Platte gebunden und mithilfe eines Substrats nach Farbentwicklung detektiert. Dabei entspricht ein Spot EINER spezifischen T-Zelle. Die Anzahl wird ausgewertet und anhand dessen eine Diagnose erstellt.
Sobald die Erreger im Körper nicht mehr aktiv sind, sollte die T-zelluläre Immunantwort zeitnah verschwinden und der EliSpot folglich negativ ausfallen.
Der Nachweis der T-Zell Immunantwort mithilfe des EliSpots ist insbesondere bei Erkrankungen, die neben aktiven Infektionen auch latente Phase etablieren können, klassischen Methoden voraus. So wird er erfolgreich bei der Detektion der Tuberkulose bei Rindern und Menschen eingesetzt.

Den Behandlungserfolg einer effektiven Therapie einer Borreliose serologisch zu überprüfen ist nicht möglich, da der Antikörpertiter im Blut über Jahre hinweg bestehen bleiben kann. Kürzlich erfolgte Infektionen mit Borrelien induzieren auch oft erst Wochen später eine Antikörper-Produktion. Daneben kann der Nachweis von Borrelien-spezifischen Antikörpern trotz Infektion je nach Patient aber auch negativ ausfallen.

Hier kann der EliSpot die diagnostische Lücke schliessen:

• Der Test reflektiert die aktuelle Aktivität des Erregers bei sowohl chronischen als auch
  frischen/akuten Infektionen mit Borrelia burgdorferi sensu lato.
• Der EliSpot ist hochsensitiv, und kann bereits eine einzige auf Borrelia burgdorferi
  reagierende T-Zelle detektieren. Mit Nachweisgrenzen, die bis zu einer Zelle in 100.000
  erreichen, ist der EliSpot eines der empfindlichsten verfügbaren zellulären Testverfahren.
• Der EliSpot ist zwischen 20- und 200-mal sensitiver als ein gewöhnlicher
  ELISA-Antikörpertest.
• Der EliSpot ist damit ähnlich sensitiv wie ein RT-PCR-Test (Real Time PCR),
  aber er detektiert das Erreger-Protein anstelle der mRNA (engl. messenger-RNA,
  Boten-RNA).
• Der EliSpot kann bei der Überwachung von Therapien hilfreich sein. Er sollte für
  gewöhnlich 4 bis 8 Wochen nach dem Ende einer effektiven Therapie negativ
  ausfallen und bleiben.

Die Methode der PCR („Polymerse-chain reaction“, Polymerase-.Ketten Reaktion) wurde im Jahr 1983 von Kary Mullins entwickelt und wird bis heute als Standardmethode in der Molekularbiologie und Diagnostik weltweit verwendet.
Bei der PCR werden, ausgehend von dem isolierten Erbmaterial (DNA) der zu untersuchenden Probe, spezifische, kurze, definierte DNA Abschnitte verfielfältigt. Dazu werden spezifische Primer verwendet, die den Beginn des zu vervielfältigenden DNA Abschnittes „markieren“.
Der Vorgang der PCR besteht aus etwa 20–50 Zyklen, die in einem sogenannten Thermocycler durchgeführt werden.
Jeder Zyklus besteht aus drei Schritten:

• Denaturierung: Zunächst wird die doppelsträngige DNA auf 94–96 °C erhitzt, um die
  Stränge zu trennenDanach wird schnell auf 65 °C abgekühlt, um die Rückbildung der
  Doppelhelix zu verhindern.
• Annealing : Die Temperatur wird ca. 30 Sekunden lang auf einem Wert gehalten, der
  eine spezifische Anlagerung der Primer an die DNA erlaubt.
• Elongation: Schließlich füllt die DNA-Polymerase die fehlenden Stränge mit freien
  Nukleotiden auf. Sie beginnt immer am 3‘-Ende des angelagerten Primers und folgt
  dann dem DNA-Strang.

Nach Abschluss der PCR wird eine Reverse Hybridisierung durchgeführt. Dabei werden die aus der PCR erhaltenen Amplifikate an spezifische DNA Sequenzen angelagert und so ein hochspezifischer Errgernachweis (falls vorhanden) ermöglicht. Mitgeführte Negativ- und Positivkontrollen erhöhen zusätzlich Spezifität und Sicherheit der Methodik.

Die von den Borrelien verursachte Lyme Borreliose wurde nach dem Namen der Ortschaft “Old Lyme”, Connecticut, an der Ostküste der USA benannt, da in der Region um “Old Lyme” die ersten Erkrankungsfälle in den 70er Jahren beschrieben wurden. Die Borrelien wurden 1982 nach Ihrem Entdecker, Dr. Willy Burgdorfer (verstorben 2014) als Borrelia burgdorferi benannt. Diese Spirochäten sind eine Vektoren-übertragene Bakterienart, die vornehmlich über Zecken (Ixodes ricinus, gemeiner Holzbock) in Europa übertragen wird. Mindestens drei Arten – B. afzelii, B. garinii und B. burgdorferi sensu stricto – können die sogenannte Lyme-Borreliose beim Menschen auslösen. Weiter als pathogen beschrieben sind auch B. spielmanii, B. myiamotoi und andere.

Die Lyme Borreliose ist eine entzündliche Multisystem-Erkrankung. Dabei können zahlreiche Organe und Körperteile btroffen sein und verschiedene Syptome ausgelöst werden.
Nur ca. 50% der frischen Borrelien-Infektionen können durch die “Wanderröte“ (Erythema migrans) nach einem Zeckenstich als sicheres Zeichen einer Infektion diagnostiziert werden. Die Infektion mit Borrelien kann in Folgestadien zu Gelenkentzündungen (Lyme Arthritis), neurologischen (Neuroborreliose) und vielen anderen Beschwerden führen. Die Lyme Borreliose kann sich auch in chronisch verlaufenden Entzündungen des Gehirns, des Herzens und des Nervensystems äußern.

Da die Kultivierung des Erregers aus Geweben schwierig und oft erfolglos ist, hat die Serologie (Antikörpernachweis) derzeit (noch) die größte diagnostische Bedeutung. Problematisch ist aber, dass Antikörper oft bei klinisch völlig gesunden Individuen (sowohl mensch, als auch Hunde und Pferd) über lange Zeit nachgewiesen werden können.
Zudem ist nicht klar, inwiefern andere Borrelien-Arten wie z.B. B. afzelii, B. garinii oder B. spielmanii nachweisbar oder gar pathogen sind. Deshalb sucht die Wissenschaft nach hochspezifischen Borrelien-Proteinen und deren Serumantikörpern, die für die für die Diagnostik eines aktiven Infektionsgeschehens verwendet werden können. Das Oberflächenprotein VlsE und seine Untereinheit C6 (IR 6) konnten bisher als hochspezifische Marker bei humanen und caninen Infektionen ermittelt werden, da Antikörper gegen diese Proteine oft nur im Fall einer aktiven Infektion gebildet werden (Liang et al. 2000; Philipp et al. 2001).

Die Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME oder TBEV, Tick-borne encephalitis Virus) wird durch ein Virus des Genus Flavivirus in der Familie der Flaviviridae verursacht. Dieser Virusfamilie gehören weitere humanpathogene Erreger an wie z.B. das Dengue-, Gelbfieber- oder das West-Nil-Virus.

In Deutschland kommt der sogenannte zentraleuropäische Subtyp vor, der vor allem durch die Zecke Ixodes ricinus übertragen wird. Daneben gibt es auch einen fern­öst­lichen und einen sibirischen Subtyp, die in Europa im baltischen Raum und an der finnischen Küste sowie im asiatischen Raum vorkommen und dort von der Zecke I. persulcatus übertragen werden.
In den FSME-Verbreitungsgebieten Deutsch­lands sind ca. 0,1-5% der Zecken mit dem Virus infiziert:

Klinische Symptomatik

Eine FSME-Erkrankung verläuft typischerweise in zwei Phasen: Zu Beginn sind un­spe­zi­fischen, grippeähnlichen Beschwerden, die sich nach einer kurzen symptomfreien Pause. Zu den spezifischen neuro­logischen Ma­ni­fes­ta­ti­onen der FSME (Meningitis, Enzephalitis, Myelitis) entwickeln. Circa 70-95% der In­fek­tio­nen 70 bis 95% verläuft jedoch asymptomatisch oder unerkannt durch Ausbleiben der zweiten Phase. Möglich sind jedoch auch schwere Verläufe (meist nur bei Erwachsenen) mit der Gefahr von bleibenden neurologischen Beschwerden (Paresen, andauernde Kopfschmerzen etc). Häufig kommt es je­doch selbst nach schweren Verläufen zur völligen Heilung. Bei ca. 1% der Erkrankten mit ZNS-Beteiligung führt die Erkrankung zum Tode. Erkrankte sind nicht ansteckend .(Robert Koch-Institut: FSME: klinische Symptomatik)

Babesien sind einzellige Organismen, die in Menschen und Tieren (Rinder, Pferde, Hunde, Schafe und andere) die sogenannte Babesiose hervorrufen können. Sie parasitieren dabei in den Roten Blutkörperchen und zerstören diese. Die Zerstörung (Platzen) der Erythrozyten führt zu den für die Babesiose charakteristischen Symptomen: Fieber, Anämie (Blutarmut) und Ikterus (Gelbsucht), häufig kaffeebraun bis rot gefärbter Harn.
Babesiose wird mit Malariamitteln behandelt. Leichtes Fieber, Übelkeit und Ermüdung können noch Wochen oder gar Monate nach der Behandlung anhalten.

Bei Hunden ist die Babesiose eine schwere Erkrankung, die unbehandelt innerhalb weniger Tage zum Tode führt, meist aufrund von Atemnot und Nierenversagen. Dabei unterscheidet man die akute Form mit deutlichen Syptomen wie Blutarmut, Blutharn, Fieber, Abgeschlagenheit, Entzündung der Magenschleimhaut, Milzvergrößerung usw. Die weniger häufig vorkommende „perakute Form“ zeigt sich nur durch unspezifische Symptome wie Fieber und Fressunlust, ist aber bereits nach 1 bis 2 Tagen tödlich. Daneben gibt es auch eine zentralnervöse Form der Babesiose, die sich durch epileptische Anfälle und Lähmungen bemerkbar macht. Die zeckenübertragene sogenannte „Hundemalaria“ wird meist von Babesia canis canis hervorgerufen.
Der Grad der klinischen Erscheinungen hängt von verschiedenen Faktoren ab. Auch die Infektionen mit B. canis vogeli und den „kleinen Babesien“ verlaufen milder.

Rickettsien sind gramnegative Bakterien mit einem ausschließlich intrazellulären Vermehrungszyklus. Sie werden nach Howard Ricketts benannt, dem amerikanischen Mikrobiologen, der im Jahre 1906 Rickettsien erstmalig als Erreger des Rocky-Mountain-Fleckfiebers beschrieb (1).

Alle bisher bekannten Rickettsien werden durch Vektoren in der Natur und auch auf den Menschen übertragen. Grundsätzlich kommen dafür Zecken, Flöhe, Läuse und Milben in Frage.
Rickettsien werden serologisch und molekularbiologisch in drei große Gruppen eingeteilt:

Zeckenbissfiebergruppe (spotted fever)

Mitglieder sind R. rickettsii (Rocky-Mountains-Fleckfieber); R. akari und R. conorii (Boutonneuse-Fieber); R. africae, R. sibirica, R. australis und R. japonica

Fleckfiebergruppe (typhus)

R. prowazekii als Verursacher des klassischer Typhus und R. typhi (murines Fleckfieber )

Tsutsugamushigruppe (Ahnenrickettsien) mit O. tsutsugamushi.

Therapeutisch wird meist Doxycyclin zur behandlung eingesetzt.
In Diskussion ist hierbei auch Rickettsien (mit oder ohne Borrelien als Coinfektion) als Auslöser des „CSF“ (Chronic fatigue syndrome, Chronisches Erschöpfungssyndrom).

Das Bakterium Anaplasma phagocytophilum wird durch durch Zecken übertragen und löst beim Menschen eine fieberhafte Erkrankung, die Humane Granulozytäre Anaplasmose, aus. Auch Tiere wie Hunde (Canine Anaplasmose), Katzen, Pferde und Wiederkäuer können infiziert werden.

Früheren Arten Ehrlichia phagocytophilum, Ehrlichia equi und das HGE-Agens wurden zur neuen Art Anaplasma phagocytophilum zusammengefasst.
Die verursachte Krankheit wird daher heute auch nicht mehr als humane granulozytäre Ehrlichiose (HGE), sondern als humane granulozytäre Anaplasmose bezeichnet.
Rund 65 bis 75 % aller Infektionen verlaufen asymptomatisch. Tritt eine symptomatik auf, kommt es zu hohem Fieber und grippeähnlicher Symptomatik mit Kopf-, Glieder-, Muskel- und Gelenkschmerzen. Seltener treten Bauchschmerzen, Übelkeit, Erbrechen und Durchfälle auf.
Bei der HGA kann es zu schweren Komplikationen kommen: Multiorganversagen, Meningoenzephalitis und ein akutes Atemnotsyndrom, welche vor allem bei immunsupprimierten Patienten (HIV, Organtransplantation) auftreten. Die Letalität einer symptomatischen Anaplasmose liegt bei 2 bis 3 %.

Bei Hunden verläuft eine klinisch manifeste Erkrankung durch Anaplasma phagocytophilum meist mit Abgeschlagenheit, Fieber und Fressunlust. Typisch ist eine Abnahme der Blutplättchen mit Neigung zu Blutungen. Sehr häufig kommen dabei Nasenbluten, punktförmigen Blutungen der Schleimhäute und Organblutungen vor. Durch die Organblutungen ausgelösten Entzündungsreaktionen kann es zu Husten, vermehrtem Trinken, Magen-Darm-Symptomen und neurologischen Symptomen kommen (Anfälle, Ataxie und propriozeptive Defizite).
Aßerdem kann die Infektion zu Muskelverhärtungen, Polyarthritis, Gelenkschwellungen und Lahmheit führen. Bei einer Coinfektion mit Borrelien sind die Krankheitszeichen meist stärker ausgeprägt.