Das Krankheitsbild der Borreliose - Gibt es weitere Übertragungswege?

Inhaltsangabe

1.  Einleitung S.  1

2.  Namensgebung, Biologie und Taxonomie der Lyme- Borreliose S.  2

2.1.  Die Entstehung des Namens der Lyme- Borreliose S.  2

2.2.  Die Charakterisierung des Erregers der Lyme- Borreliose S.  4

2.2.1.  Die Antigenstruktur bei Borrelia burgdorferi sensu lato S.  7

3.  Diagnostische Mittel zum Erkennen von Lyme- Borreliose S.  9

3.1.  Die serologische Diagnostik durch ELISA und IFT S.  10

3.2.  Die serologische Diagnostik mit Hilfe des Immunoblots S.  13

3.3.  Molekulare Diagnosemöglichkeiten S.  16

3.4.  Weitere diagnostische Möglichkeiten S.  18

3.5.  Labordiagnostische Grenzen und die Konsequenzen S.  21

4.  Die klinischen Manifestationen der Lyme- Borreliose S.  23

4.1.  Manifestationen des Krankheitsstadiums I S.  27

4.1.1.  Hautmanifestationen des Stadiums I S.  27

4.1.2.  Rheumatologische- und  

  Organmanifestationen des Stadiums I S.  29

4.1.3.  Sonstige Manifestationen des Stadiums I S.  29

4.2.  Manifestationen des Krankheitsstadiums II S.  30

4.2.1.  Hautmanifestationen des Stadiums II S.  30

4.2.2.  Rheumatologische Manifestationen des Stadiums II S.  32

4.2.3.  Organmanifestationen des Stadiums II S.  33

4.2.4.  Neurologische Manifestationen des Stadiums II S.  36

4.2.5.  Sonstige Manifestationen des Stadiums II S.  38

4.3.  Manifestationen des Krankheitsstadiums III S.  39

4.3.1.  Hautmanifestationen des Stadiums III S.  39

4.3.2.  Rheumatologische Manifestationen des Stadiums III S.  42

4.3.3.  Organmanifestationen des Stadiums III S.  45

4.3.4.  Neurologische Manifestationen des Stadiums III S.  46

4.3.4.1.  Lyme- Borreliose als Auslöser psychischer  

  Erkrankungen? S.  47

4.3.5.  Sonstige Manifestationen des Stadiums III S.  48

5. Therapie der Lyme- Borreliose S. 49

6. Die Übertragung von Lyme- Borreliose S. 55

6.1. Zecken als Vektoren von Lyme- Borreliose S. 55

6.2. Gibt es weitere Möglichkeiten für die Übertragung von Lyme- Borreliose? S. 64

7. Prävention von Lyme- Borreliose S. 72

8. Epidemiologische Daten der Lyme- Borreliose S. 75

9. Resumee, offene Fragen und Zukunftsperspektiven S. 77

10. Zusammenfassung S. 81

Tabellen- und Abbildungsverzeichnis

Literaturverzeichnis

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1. Einleitung

Borreliose könnte eine Erkrankung sein, die nicht nur durch Zecken übertragen wird. Diese These des Verfassers entstand nach einer selbst durchgemachten Borreliose im Anfangsstadium. Dabei erfolgte die Infektion höchstwahrscheinlich nicht durch den allgemein als Überträger akzeptierten Vektor Zecke, sondern durch ein anderes stechendes Insekt.

Aufgrund der Infektion erfolgte eine Auseinandersetzung mit der Erkrankung, mit der Erkenntnis, dass das Wissen um Klinik, Diagnostik, Therapie und Folgen bei dem Verfasser dieser Arbeit, aber auch bei vielen anderen im medizinischen Sektor Tätigen kaum oder gar nicht vorhanden ist, weswegen letztendlich auch die Idee zu dieser Arbeit entstanden ist.

Borreliose oder besser Lyme- Borreliose kann eine schwerwiegende Erkrankung beim Menschen darstellen.

Obwohl die Folgen gravierend sein können und die Krankheit in Deutschland, und weiteren Teilen Europas, Nordamerika und in weiteren Teilen der Erde weit verbreitet ist, ist das Wissen um das Gesamtspektrum und der daraus möglichen Folgen der Erkrankung in der Bevölkerung, aber auch bei Ärzten erschreckend gering.

Lyme- Borreliose ist eine durch Zecken übertragene Krankheit. Dieser Satz findet sich oft in der Literatur, aber es stellt sich die Frage, ob dies die alleinige Möglichkeit ist eine Lyme- Borreliose zu erwerben, da selbst in der Literatur andere Möglichkeiten nicht ausgeschlossen werden.

Die nachfolgende Arbeit gibt einen Überblick über die komplexe Krankheit der Lyme- Borreliose und stellt dabei die Möglichkeiten und die Problematik der Diagnostik, des klinischen Bildes und der möglichen Therapie der Erkrankung dar. Darauf aufbauend wird die Frage der Übertragung beleuchtet und Möglichkeiten anderer Infektionswege aufgezeigt, sowie mögliche präventive Maßnahmen beschrieben.

Aus dem Gesamtbild entstehende Fragen und mögliche weitere Forderungen und Perspektiven werden dabei diskutiert.

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2. Namensgebung, Biologie und Taxonomie der Lyme-

Borreliose

Die Lyme- Borreliose erscheint nach Sichtung der Literatur als eine komplexe Erkrankung. Dies bezieht sich auf fast alle relevanten Themengebiete, wie z.B. die Symptomatik, die Spätfolgen und die Diagnostik.

Selbst das als profan erscheinende Detail der Namensgebung der Erkrankung stellt sich bei genauerer Betrachtung als relativ kompliziert heraus. Es erscheint daher sinnvoll, sich der Krankheit Schritt für Schritt zu nähern und zunächst einmal die Entstehungsgeschichte der Namensfindung zu erläutern, um danach eine erste Beschreibung des bzw. der Erreger der Erkrankung folgen zu lassen.

2.1 Die Entstehung des Namens der Lyme- Borreliose

Die Entdeckung und somit die Entstehung des Namens der Lyme-Borreliose geht zurück bis in das Jahr 1975. Im Oktober dieses Jahres informierte eine Einwohnerin aus einem kleinen Ort im Bundesstaat Connecticut in den USA das „State Health Department“ des Landes über die Tatsache, dass zwölf Kinder in einer 5000 Einwohner umfassenden Gemeinde an einer Gelenkerkrankung litten. Es handelte sich dabei um Kinder aus dem Ort „Old- Lyme“.

Fast gleichzeitig wandte sich eine andere Einwohnerin ¹ aus Lyme mit den Berichten ihrer eigenen Krankheitsgeschichte sowie der ihrer Kinder, ihres Mannes und weiterer 35 Erkrankungsfälle von Nachbarn und Bekannten ebenfalls an das „State Health Department“ und zusätzlich an die rheumatologische Abteilung der Yale University School of Medicine. 2

Diese Berichte sorgten nun für epidemiologische und klinische Untersuchungen der beschriebenen Phänomene, was zunächst zur Beschreibung einer unbekannten Form von Arthritis führte, welche als Lyme- Arthritis bezeichnet wurde. Berichte von neurologischen-, kardialen- und Hauterkrankungen bei einem Teil der Patienten führten dazu, dass sämtlich beschriebene Erscheinungen mit dem Begriff „Lyme- ¹ Anmerkung:Bei den Einwohnerinnen handelte es sich um Mrs. Judith Mensch aus Old Lyme, sowie Mrs. Polly Murray aus Lyme.

² vgl.: Hertzer, P.; Lyme-Borreliose; 1989; S.1f.; vgl.: Horst, H.; Einheimische Zeckenborreliose bei Mensch und Tier; 1991; S. 11 ff.

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Krankheit“ zusammengefasst wurden ³ . Durch genaue Anamnesen und die Aussagen und Erinnerungen der Betroffenen entstand schnell der Verdacht, die Krankheit könnte durch Arthropodenstiche hervorgerufen werden. Im Herbst 1981 gelang es W. Burgdorfer den Erreger in Zecken (Ixodes Dammini) nachzuweisen. Die isolierten Spirochäten reagierten, sobald man sie mit den Seren von an der Lyme- Krankheit betroffenen Patienten zusammenbrachte. Des Weiteren entwickelten Kaninchen nach dem Stich von einer infizierten Zecke Hautläsionen, die denen der von der Lyme- Krankheit betroffene Personen beschriebenen und oder bei ihnen klinisch festgestellten Symptomen ähnlich waren ⁴ . Der Erreger, ein Bakterium in Form einer Spirochäte, wurde bald darauf genauer als Borrelie identifiziert und zu Ehren des Entdeckers Borrelia burgdorferi genannt. Mit der Möglichkeit des Nachweises des Erregers war es nun möglich, immer mehr Symptome und Erkrankungen diesem Erreger zuzuordnen. Vormals eigenständige Krankheitsbilder erschienen nun lediglich als eine mögliche Manifestation der Lyme-Krankheit. Dazu gehörten Krankheitsbilder der Haut ( z.B. Acrodermatitis Chronica Atropicans oder Lymphadenosis benigna cutis) genauso wie Nervale- ( z.B. das Bannwarth Syndrom) Organische- ( z.B. Lyme- Karditis) oder Gelenkserkrankungen ( Lyme- Arthritis) ⁵ . Die Schwierigkeit besteht nun darin, dass eine ganze Reihe dieser Erkrankungen auch andere Ursachen haben können, so dass eine genaueste Anamnese extrem wichtig ist.

Durch die Fülle von neuen Symptomen wurden immer häufiger eigenständige Namen verwendet und der Zusammenhang mit Borrelia burgdorferi fiel manchmal schwer. Im September 1985 wurde dann im Rahmen eines Internationalen Symposiums über die Lyme- Krankheit der Wunsch geäußert, der Krankheit und ihrem großen Symptomenkomplex einen einheitlichen Namen zu geben, um so eine Vereinfachung herbeizuführen. Seit dieser Zeit setzt sich zunehmend der Begriff Lyme- Borreliose durch ⁶ . Es bleibt also anzumerken, dass Begriffe wie Borreliose, Lyme- Krankheit, Zeckenkrankheit und auch Lyme- Borreliose ein und dieselbe Krankheit beschreiben, wobei der Begriff Lyme- Borreliose bevorzugt werden sollte,

³ vgl.: Hertzer, P.; Lyme-Borreliose; 1989; S. 1

⁴ vgl.: Hertzer, P.; Lyme-Borreliose; 1989; S.3; vgl.: Horst, H.; Einheimische Zeckenborreliose bei Mensch und Tier; 1991; S. 16 ff.

⁵ vgl.: Hertzer, P.; Lyme-Borreliose; 1989; S.7 ff.; vgl.: Burmester, G., R. ; Internistische Manifestationen bei der Lyme Borreliose; 2000; S,26 ff.

⁶ vgl.: Hertzer, P.; Lyme-Borreliose; 1989; S. 2

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um eine Verständigung zu vereinfachen und Missverständnisse, wie z.B. bei dem Begriff Zeckenkrankheit ( vgl. Kap.6.1.), zu vermeiden.

2.2. Die Charakterisierung des Erregers der Lyme- Borreliose

Als Erreger der Lyme- Borreliose wurde 1981 Borrelia burgdorferi identifiziert. Borrelien sind Bakterien und gehören zu den Spirochäten. Taxonomisch betrachtet ist Borrelia burgdorferi also eine Art und gehört zu der Gattung der Borrelien. Diese wiederum sind der Familie der Spirochaetaceae zugehörig, welche der Ordnung der Spirochaetales zugerechnet wird ⁷ . Es gibt viele verschiedene Arten von Borrelien, von denen einige ( z.B. Borrelia recurrentis, Borrelia duttoni; und Borrelia hermsii) als Auslöser des Rückfallfiebers ausgemacht wurden.

Die Art Borrelia burgdorferi als Auslöser der Lyme- Borreliose beim Menschen lässt sich bei genauerer Untersuchung noch weiter in Unterarten unterteilen, erscheint also als sehr heterogene Art, weshalb sie mittlerweile auch als Borrelia burgdorferi sensu lato bezeichnet wird. Durch diesen Begriff werden alle Unterarten mit eingeschlossen ⁸ . Ebenso ist es inzwischen gelungen, einige Unterarten von Borrelia burgdorferi bestimmten klinischen Manifestationen der Lyme- Borreliose zuzuordnen. So wird Borrelia burgdorferi sensu strikto mit der Lyme- Arthritis, Borrelia afzelii mit der Acrodermatitis Chronica Atropicans und Borrelia garinii mit der Meningoradikulitis assoziiert ⁹ .

In der folgenden Tabelle sind noch einmal die Erreger der Ordnung Spirochaetales soweit diese aus der Literatur zu entnehmen sind zusammengefasst und ihre Krankheitsauswirkungen beschrieben.

⁷ vgl.: Satz, N.; Klinik der Lyme- Borreliose; 1992; S.11; vgl.: Hertzer, P.; Lyme-Borreliose; 1989; S. 6 f.

⁸ vgl.: Göbel, U., B.; Die Biologie von Borrelia burgdorferi sensu lato; 2000; S.1f.

⁹ vgl.: ebd.

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Tab 1: Auswirkungen und Klassifikation der Spirochäten und Einteilung der Borrelien

Datenherkunft: siehe Tabellen- und Abbildungsverzeichnis Pos. 1

Die Verteilung der einzelnen Erregerarten in verschiedenen Ländern fällt ebenfalls sehr heterogen aus. So wurden in Nordamerika lediglich zwei Unterarten nachgewiesen, Borrelia burgdorferi sensu stricto und Borrelia andersonii. Mehrere weitere Proben ließen sich nicht eindeutig einordnen, stehen aber dennoch in enger Verbindung zu den oben genannten Unterarten ( evtl. 3. Gruppe).

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In Europa hingegen wurden fünf Unterarten klassifiziert: Borrelia burgdorferi sensu stricto, Borrelia garinii, Borrelia afzelii, Borrelia valaisiana und Borrelia lusitaniae. In Asien existieren die Unterarten Borrelia garinii, Borrelia afzelii, Borrelia japanoica, Borrelia turdii und Borrelia tanuki, wobei die letzten drei auf Japan beschränkt sind ¹⁰ .

Der Erreger der Lyme- Borreliose ist als Spirochäte gramnegativ und lässt sich nach Giemsa oder Warthin- Starry anfärben. Er ist durchaus im Lichtmikroskop nachweisbar ( Phasenkontrast oder Dunkelfeld), was aber oft durch die geringe Erregerdichte nicht funktioniert ¹¹ .

Die Größe von Borrelia burgdorferi sensu lato schwankt zwischen 10- 30 µm in der Länge und 0.2-0.25 µm in der Breite. Der Erreger weist eine nicht konstante Anzahl von Windungen auf. Die Zellwand besteht aus einer inneren, den Protoplasmazylinder umgebenden und einer trilaminaren äußeren Membran. An den Enden der Spirochäte ziehen von der inneren Membran ausgehend drei bis achtzehn ( je nach Art) hohle Endoflagellen in Richtung Mitte des Erregers. Die Endoflagellen sind dabei ständig von der äußeren Membran umgeben und erscheinen somit nicht an der Oberfläche ¹² .

Bei Borrelia burgdorferi sensu stricto wurde das Genom inzwischen aufgeschlüsselt. Laut Göbel besteht es aus einem linearen Chromosom mit insgesammt 900.000 Basenpaaren. Zusätzlich dazu wurden ca. 17 lineare und zirkuläre Plasmide mit einer Gesamtlänge von 500.000 Basenpaaren gefunden. Insgesamt gibt es anscheinend 853 Gene, die Proteine kodieren, welche wiederum wichtig für die DNA- Replikation , Transkription und Translation sowie Energiestoffwechsel und Stofftransport sind. Die auf den Plasmiden zu findenden Gene scheinen für die Antigenvariation, Immunevasion und die Virulenz des Erregers verantwortlich zu sein. Die Genregulation in den Erregern ist noch weitgehend unbekannt ¹³ . Die Heterogenität von Borrelia burgdorferi sensu lato findet sich auch in der DNA wieder, da laut Satz „DNA- Unterschiede zwischen amerikanischen und europäischen Erregerstämmen bestehen“ ¹⁴ . Unter Laborbedingungen teilt sich der Erreger ca. alle 8 -12 Stunden, es

¹⁰ vgl.: Gern, L., Humair, P., F.; Natural History of Borrelia burgdorferi sensu lato; 1998; S. 857

¹¹ vgl.: Satz, N.; Klinik der Lyme- Borreliose; 1993; S. 11 f.

¹² vgl.: Hayes, S., F.; Burgdorfer, W.; Ultrastructure of Borrelia burgdorferi; 1993; S. 29- 41

¹³ vgl.: Göbel, U., B.; Die Biologie von Borrelia burgdorferi sensu lato; 2000; S. 3f.

¹⁴ in: Satz, N.; Klinik der Lyme- Borreliose; 1993; S. 17, vgl. auch: Preac- Mursic, V.; Wilske, B.; Biology of Borrelia burgdorferi; 1993, S. 50 ff.

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sind aber auch Zeiten von bis zu 20 Stunden dokumentiert ¹⁵ , was bedeutet, dass die Wachstumsrate eher langsam ist ¹⁶ .

Borrelia burgdorferi sensu lato besitzt eine starke Gewebeaffinität und ist nur selten direkt im Blut nachzuweisen, wohingegen Borrelien in Geweben sehr lange persistieren können ¹⁷ . Es wurden weiterhin Hinweise darauf entdeckt, dass die Spirochäten sich nicht nur extrazellulär anlagern, sondern auch im Zytoplasma von Zellen persistieren können ¹⁸ .

2.2.1. Die Antigenstruktur bei Borrelia burgdorferi sensu lato

Wie jede lebendige Zelle, hat auch Borrelia burgdorferi sensu lato eine für jeden Erregerstamm typische Oberflächenstruktur mit an der Oberfläche präsenten Antigenen, die von der körpereigenen Immunabwehr eines Organismus erkannt und somit bekämpft werden können.

Die dabei wichtigsten sind die sogenannten Membranproteine, im Englischen auch Outer surface Protein ( OSP) genannt. Durch elektophoretische Versuche ( mit Polyacrylamidgel), bei denen sich die OSPs im nachhinein anfärben und in einer Bande darstellen lassen, wobei ihre Lage in der Bande ihrem spezifischen Gewicht ( gemessen in Kilodalton) entspricht, konnten dabei bis heute neben anderen vorhandenen Antigenen sieben immunrelevante OSPs nachgewiesen werden. Es handelt sich dabei um die Proteine A, B, C, D, E, F, G ¹⁹ , wobei jedes zu sich selbst eine teilweise erhebliche Heterogenität besitzt. So bestehen laut Göbel für das OSP A sieben verschiedene Serotypen, für das OSP C sogar dreizehn. Diese Serotypen lassen sich teilweise den einzelnen Unterarten von Borrelia burgdorferi sensu lato zuordnen ²⁰ . Auch lässt die Art der Oberflächenstruktur Rückschlüsse auf den Fundort der Borrelien zu, denn nachweislich findet man in infizierten Säugetieren vermehrt Borrelien mit dem OSP C, während in nicht saugenden Zecken fast nur Borrelien mit OSP A und oder OSP B als

¹⁵ vgl.: Shapiro, E., D., Gerber, M., A.; Lyme Disease; 2000; S. 533; vgl.: Göbel, U., B.; Die Biologie von Borrelia burgdorferi sensu lato; 2000; S. 2

¹⁶ Anmerkung: Um einen relativen Vergleich zu haben sei hier erwähnt, dass die Teilungsraten von Bakterien auch bei ca. 30 Minuten liegen können

¹⁷ vgl.: Preac- Mursic, V.; Wilske, B.; Biology of Borrelia burgdorferi; 1993; S. 48 f.

¹⁸ vgl.: Franz, J., K.; Priem, S.; Rittig, M., G.; Burmester, G. R.; Krause, A.; Studies on the Pathogenesis and treatment of Lyme arthritis; 1999; S. 981

¹⁹ vgl.: Göbel, U., B.; Die Biologie von Borrelia burgdorferi sensu lato; 2000; S. 2 f.; vgl.: Reed, K., D.; Laboratory Testing for Lyme Disease: Possibilities and Practicalities; 2002; S. 320

²⁰ vgl.: ebd.

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Oberflächenstrukturen nachweisbar sind ²¹ . Die Heterogenität europäischer Erregerstämme ist dabei anscheinend weit höher als die amerikanischer ²² . Neben den OSPs scheint auch das Flagellin, das Hauptprotein der Endoflagellen, von immunrelevanter Bedeutung zu sein, was verwundert, da die Endoflagellen eigentlich nicht mit der Oberfläche in Verbindung stehen ²³ . Interessanterweise werden die OSPs von den Genen der Plasmide in den Borrelien gesteuert. Das genetische Material der Plasmide ist laut Horst aber deutlich instabiler als das der Chromosomen ( die z.B. für die Ausprägung des Flagellins zuständig sind). Diese Instabilität könnte die Serovielfalt der einzelenen OSPs in Europa erklären sowie die mögliche schnelle Adaption der Erreger an veränderte Umweltbedingungen. 24

Auch scheint der Erreger in der Ausbildung seiner Oberflächenproteine optimal an seine Wirte und die Vektoren angepasst zu sein, was in Kapitel 6.1.2. noch einmal aufgezeigt wird. Inzwischen gibt es auch Hinweise darauf, dass die Oberflächenstruktur von Borrelia burgdorferi sensu lato maßgeblich an der erfolgreichen Disseminierung des Erregers beteiligt ist. So binden anscheinend menschliche Plasminogene und deren Aktivatoren an die Oberfläche der Spirochäten ²⁵ . Bei der Disseminierung heftet sich der Erreger nun an verschiedene Zellstrukturen des Wirtes, wie z.B. Matrix- Glycosaminglykane oder extrazelluläre Matrix- Proteine. Ein Oberflächenprotein von Borrelia burgdorferi sensu lato bindet z.B. an Decorin, ein Glycosaminokan auf kollagenen Fasern, was erklären könnte, warum Spirochäten häufig an Kollagenfasern angelagert nachgewiesen werden ( z.B. am Herzen, dem Nervensystem oder Gelenken) ²⁶ .

²¹ vgl.: Gomes- Solecki, M., J., C., Wormser, G., P., Schriefer, M., Neumann, G., Hannafey, L., Glass, J., D., Dattwyler, R., J.; Recombinant Assay for Serodiagnosis of Lyme Disease Regardless of OspA Vaccination Status; 2002; S. 196; vgl.: Göbel, U., B.; Die Biologie von Borrelia burgdorferi sensu lato; 2000; S. 3

²² vgl.: Preac- Mursic, V.; Wilske, B; Biology of Borrelia burgdorferi; 1993; S. 54

²³ vgl.: Göbel, U., B.; Die Biologie von Borrelia burgdorferi sensu lato; 2000; S. 2; vgl.: Hayes, S., F.; Burgdorfer, W.; Ultrastructure of Borrelia burgdorferi; 1993; S.33- 36; vgl.: Preac- Mursic, V.; Wilske, B.; Biology of Borrelia burgdorferi; 1993; S. 53 ff.

²⁴ vgl.: Horst, H.; Eigenschaften des Erregers Borrelia burgdorferi und Abwehrreaktionen des Körpers;

1991; S.24 ff.

²⁵ vgl.: Steere, A., C.; Lyme Disease; 2001; S. 116 f.

²⁶ vgl.: ebd.

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3. Diagnostische Mittel zum Erkennen von Lyme-

Borreliose

Das korrekte Erkennen der Lyme- Borreliose stellt sich aufgrund der Fülle der möglichen Symptome der Krankheit häufig als schwierig heraus. Nadelmann weist sogar darauf hin, dass die Krankheit auch gerne als proteisch bezeichnet wird, in Anlehnung an den wandlungsfähigen und vielgestaltigen griechischen Gott Proteus ²⁷ . Bei der Diagnostik werden daher verschiedene mögliche Wege beschritten. Das wichtigste Kriterium ist dabei immer der Versuch des Nachweises von Borrelia burgdorferi sensu lato als Auslöser der Infektion. Neben der Labordiagnostik ist es auch enorm wichtig, die klinische Symptomatik nicht aus den Augen zu verlieren, da oft, aufgrund häufig falscher Ergebnisse ²⁸ in der Serologie ²⁹ , nur beides zusammen interpretiert werden kann. Das Wissen um mögliche klinische Manifestationen der Lyme- Borreliose ist also von enormer Bedeutung ³⁰ und wird in Kapitel 4 weiter vertieft werden. Ein weiterer Aspekt ist die Expositionsanamnese, da mindestens ein Überträger der Erkrankung, die Zecke, bis heute identifiziert ist ( vgl. Kap. 6.1.). In Zeckengebieten mit bekannter hoher Durchseuchungsrate der Tiere mit Borrelia burgdorferi sensu lato kann das klinische Bild des Erythema Chronica Migrans bei Patienten als beweisend für die Infektion angesehen werden ³¹ . Eine weitere serologische Diagnostik erweist sich dabei als unnötig und nicht empfehlenswert. Sollte sie dennoch durchgeführt werden, weist eine Kultur, angelegt aus dem Erythem eine weit höhere Spezifität und Sensitivität auf als eine serologische Befundung. ³² .

Bei der serologischen Befundung wird heute empfohlen in Form einer Stufendiagnostik zu verfahren. ³³ . Dabei wird zunächst ein serologisches Verfahren durchgeführt (ELISA), das bei einem positiven Ergebnis durch eine andere Untersuchung (Immunoblot) verifiziert wird ³⁴ . Neben den oben genannten

²⁷ vgl.: Nadelmann, R., B.; Wormser, G., P.; Lyme borreliosis; 1998; S. 557

²⁸ Anmerkung: Gemeint sind falsch positive und falsch negative Ergebnisse

²⁹ vgl.: Priem, S.; Krause, A.; Labordiagnostik der Lyme Borreliose; 2000; S. 19

³⁰ vgl.: Strle, F.; Principles of the diagnosis and antibiotic treatment of Lyme borreliosis; 1999; S. 911

³¹ vgl.: Nadelmann, R., B.; Wormser, G., P.; Lyme borreliosis; 1998; S. 561

³² vgl.: Nadelmann, R., B.; Wormser, G., P.; Lyme borreliosis; 1998; S 561; vgl.: Strle, F.; Principles of the diagnosis and antibiotic treatment of Lyme borreliosis; 1999; S. 911

³³ vgl.: Robert Koch Institut (Hrsg.); Lyme Borreliose; Ratgeber Infektionskrankheiten 2001; S. 3; vgl.: Reed, K., D.; Laboratory Testing for Lyme Disease: Possibilities and Practicalities; 2002; S. 321

³⁴ vgl.: Kimmig, P., Hassler, D., Braun, R.,; Zecken: kleiner Stich mit bösen Folgen; 2000; S. 93 ff.

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serologischen Methoden gibt es weitere Möglichkeiten den Erreger nachzuweisen. Auf die einzelnen Methoden soll im Folgenden genauer eingegangen werden.

3.1. Die serologische Diagnostik durch ELISA und IFT

Der Begriff ELISA steht für „enzyme- linked immunosorbent assay“ ³⁵ und gehört mit dem IFT, dem Immunofluoroszenztest, heute zur Anfangsroutinediagnostik der Lyme- Borreliose. Vom Funktionsprinzip sind beide Untersuchungen ähnlich, weshalb sie auch zusammen abgehandelt werden. Beide Testmethoden sind geeignet, das Vorhandensein von spezifischen IgM und IgG Antikörpern, die auf Antigene von Borrelia burgdorferi sensu lato reagieren, nachzuweisen. Bei dem IFT wird dabei auf einen mit Antigen ³⁶ beschichteten Objektträger Patientenserum in verschiedenen Verdünnungen aufgetragen. Sollte das Patientenserum nun Antikörper gegen die Antigene von Borrelia Burgdorferi enthalten, so reagieren diese zwei Komponenten miteinander und agglutinieren. Die Antikörper in ihrer Eigenschaft als Gammaglobuline werden nun wiederum mit einem fluoreszenzmarkierten Antihumanglobulin behandelt und so gemarkert. Dadurch werden die Antigen/Antikörper- Reaktionskomplexe sichtbar gemacht und sind so nachweisbar. Die Befundung findet anhand der Menge der Reaktionskomplexe statt, ist also semiquantitativ ³⁷ . Die ELISA- Methode ist ähnlich der des IFT. Patientenserum wird mit den Antigenen von Borrelia Burgdorferi zusammengebracht, so dass eventuell vorhandene Antikörper mit den Antigenen agglutinieren können. Auch hier werden die Komplexe anschließend mit einem Antihumanglobulin behandelt. Dieses Antihumanglobulin ist allerdings mit einem Enzym versehen. Nun wird eine enzymspezifische Substanz hinzugefügt, so dass das an Antigen/Antikörper komplexe gebundene Antihumanglobulin gespalten wird. Diese Spaltprodukte, die mit der Konzentration der gebundenen Antikörpermoleküle in Wechselbeziehung

³⁵ vgl.: Wilske, B.; Preac- Mursic, V.; Microbiological Diagnosis of Lyme Borreliosis; 1993; S. 274

³⁶ Anmerkung: Bei den Antigenen handelt es sich entweder um Ganzzellpräparate, also Borrelien oder

um einzelne aus Borrelien isolierte Antigene, also z.B. einzelne Lipoproteine, die als Substanz gemischt und aufgeschichtet werden. Wichtige Antigene werden in Kapitel 2.2.1 beschrieben. vgl.: Horst, H.; Serodiagnostik; 1991; S.124; vgl.:Magnarelli, L., A., Fikrig, E., Padula, S., J., Anderson, J., F., Flavelli, R. A. Use of Recombinant Antigens of Borrelia burgdorferi in serologic Tests for Diagnosis of Lyme Borreliosis; 1996; S. 237 f.

³⁷ vgl.: Horst, H.; Serodiagnostik; 1991; S. 124

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stehen, können nun photometrisch gemessen werden ³⁸ , was wiederum Rückschlüsse auf die Menge der reagierenden Antikörper und somit auf eine eventuelle Infektion zulässt.

Der Vorteil der ELISA- Methode liegt darin, dass sie automatisiert werden kann, was zu einer Zeit- und Kostenersparnis führt.

Es gibt bis heute keinen einheitlichen Standard in der Durchführung des IFT und oder des ELISA- Tests, so dass Ergebnisse verschiedener Labore nicht miteinander zu vergleichen sind.

Die Tests unterscheiden sich dabei von Labor zu Labor in ihrer Sensitivität sowie Spezifität ³⁹ und so können auch die grundsätzlichen Ergebnisse

( positiv/ negativ) unterschiedlich ausfallen ⁴⁰ .

Ein weiteres Problem ist die Beschaffenheit des Antigenpräparates. Reed weist darauf hin, dass es bei den sogenannten Ganzzellpräparaten ( Borrelien) aufgrund ihrer zahlreichen Antigenpräsentationen oft zu Kreuzreaktionen mit Antikörpern, die eigentlich auf andere Mikroorganismen ausgerichtet sind, kommt, so dass ein falsch positives Ergebnis festgestellt wird. Das bedeutet, dass der Test den Patienten als mit Borrelia burgdorferi sensu lato infiziert kennzeichnet, obwohl dieser in Wirklichkeit nicht damit infiziert ist. Erkrankungen, die dies verursachen sind unter anderem: Infektionen mit dem Epstein- Barr- Virus, Helicobacter Pylori, Syphilis, bakterielle Endokarditis, Autoimmunerkrankungen sowie Infektionen mit anderen Spirochäten ⁴¹ .

Einige dieser Ganzzelltest werden inzwischen modifiziert, um ihre Sensitivität und Spezifität zu erhöhen und die Kreuzreaktionen zu vermeiden. So werden kreuzreaktive Antikörper vor der Testung adsorbiert und somit entfernt oder das Antigenpräparat wird künstlich mit zusätzlichen Borrelia burgdorferi sensu lato Antigenen angereichert ⁴² . Diese Anreicherung und Isolierung ist zur Zeit Gegenstand der Forschung, wobei wichtige Antigene identifiziert, teilweise modifiziert und der

³⁸ vgl.: Horst, H.; Serodiagnostik; 1991; S. 124

³⁹ Anmerkung: Die Senstitivität eines Testes beschreibt die Anzahl der positiven Ergebnisse bei Leuten, welche auch tatsächlich infiziert sind (richtig positiv). Die Spezifität beschreibt die Anzahl der negativen Ergebnisse bei Leuten, welche tatsächlich gesund sind ( richtig negativ). Eine hohe Sensitivität und Spezifität von möglichst 100% sollte also von jeder Testmethode angestrebt werden.

⁴⁰ vgl.: Reed, K., D.; Laboratory Testing for Lyme Disease: Possibilities and Practicalities; 2002; S. 321

⁴¹ vgl.: ebd.

⁴² vgl.: ebd.

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Testsubstanz gezielt zugegeben werden ⁴³ . So ist eine weitere Verbesserung der Spezifität und der Sensitivität der ELISA Tests zu erwarten und sogar der Nachweis von Antigenen, die bestimmte Krankheitsbilder auslösen könnten, scheint möglich ⁴⁴ . Diese Modifikationen sind umso wichtiger, als dass in Amerika inzwischen ein Impfstoff gegen die Lyme- Borreliose verabreicht wird, welcher aufgrund seiner Wirkweise serologische Tests häufig falsch positiv erscheinen lässt. So werden zur Zeit Antigene entwickelt, die es erlauben zwischen geimpften und real infizierten Personen zu unterscheiden, was wichtig ist, weil trotz Impfung eine Reinfektion möglich erscheint ⁴⁵ .

Eine weitere Abwandlung stellt die sogenannte ELISA- Capture Methode dar, bei der zuerst alle spezifischen IgM und IgG Moleküle mittels unspezifischen IgM und IgG Antikörpern absorbiert und erst anschließend mit den Borrelia burgdorferi Antigenen in Verbindung gebracht werden. Durch diese modifizierte Methode erhofft man sich Verbesserungen der Testergebnisse, was im Ergebnis aber immer noch umstritten ist ⁴⁶ .

ELISA und IFT sind zu Beginn einer Infektion mit Borrelia burgdorferi sensu lato häufig negativ, was auf die langsame Immunantwort des Körpers bei Borrelieninfektionen zurückzuführen ist. Spezifische IgM- Antikörper sind nach Priem und Krause frühestens 2 bis 4 Wochen und IgG- Antikörper ca. 5 bis 6 Wochen nach einer Infektion mit Borrelia burgdorferi sensu lato nachweisbar, wobei letztendlich bei 95% aller Patienten mit Spätmanifestationen ( also langer Erkrankungsdauer) der Lyme- Borreliose eine positive Serodiagnostik durchführbar ist ⁴⁷ .

⁴³ vgl.: Magnarelli, L., A., Ijdo, J., W., Padula, S., J., Flavell, R., A., Fikrig, E.; Serologic Diagnosis of Lyme Borreliosis by Using Enzyme-Linked Immunosorbent Assays with Recombinant Antigens; 2000; S. 1735 ff.

⁴⁴ vgl.: Heikkilä, T., Seppälä, I., Saxen, H., Panelius, J., Yrijänäinen, H., Lahdenne, P.; Species-Specific Serodiagnosis of Lyme Arthritis and Neuroborreliosis Due to Borrelia burgdorferi sensu stricto, B. afzelii, and B. garinii by Using Decorin Binding Protein A; 2002; S.453 ff.

⁴⁵ vgl.: Gomes- Solecki, M., J., C., Wormser, G., P., Schriefer, M., Neumann, G., Hannafey, L., Glass, J., D., Dattwyler, R., J.; Recombinant Assay for Serodiagnosis of Lyme Disease Regardless of OspA Vaccination Status; 2002, S. 193 ff.

⁴⁶ vgl.: Satz, N.; Klinik der Lyme- Borreliose; 1992; S. 77

⁴⁷ vgl.: Priem, S.; Krause, A.; Labordiagnostik der Lyme Borreliose; 2000; S. 18

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3.2. Die serologische Diagnostik mit Hilfe des Immunoblots

Die Methode des Immunoblottings wird nach positiver Befundung des ELISA- oder IFT- Tests durchgeführt, um die Ergebnisse zu verifizieren ( vgl. Kap. 3.) und so die Spezifität vorangegangener Tests zu erhöhen.

Im Gegensatz zu den oben beschriebenen Untersuchungen, bei denen lediglich das Vorhandensein von Borrelia burgdorferi spezifischen IgM- und IgG- Antikörpern bestimmt werden kann, besteht beim Immunoblotting die Möglichkeit, die IgM- und IgG- Antikörper speziellen Antigenstrukturen zuzuweisen, das heißt, man ist in der Lage zu bestimmen, auf welche Antigenstruktur von Borrelia burgdorferi sensu lato die Antikörper reagieren ⁴⁸ .

Zu diesem Zweck wird ein Antigenhomogenat ( Borrelien) durch Elektrophorese in seine antigenen Eiweißkomponenten auf Molekülgröße aufgetrennt. Dies geschieht, indem das Homogenat auf eine Gelschicht aufgetragen wird, die anschließend mit hoher Spannung und bei geringem Stromfluss unter Strom gesetzt wird. Durch den fließenden Strom werden die Moleküle des Homogenats, welche eine spezifische Ladung aufweisen, bis zu einem gewissen Punkt ( isoelektrischer Punkt) mittransportiert und lagern sich dort an.

Es entstehen sogenannte Banden auf dem Gel. Jede dieser Banden entspricht nun einem bestimmten Molekulargewicht ( gemessen in Kilodalton = kDa). Das eigentliche Molekulargewicht der einzelnen Antigene wurde in unabhängigen vorhergehenden Untersuchungen festgestellt, so dass es bekannt ist und deshalb die Banden nun den einzelnen Antigenen von Borrelia Burgdorferi sensu lato zugewiesen werden können.

Auf das nun fertig präparierte Gel wird in einem nächsten Schritt Patientenserum gegeben. Sind in dem Serum Antikörper vorhanden, so reagieren sie mit den für sie spezifischen Antigenen. Die Antigen/ Antikörper- Komplexe bilden eine sogenannte Präzipitatlinie und lassen sich durch Färbung darstellen ⁴⁹ . Nun besitzt Borrelia burgdorferi sensu lato wie jedes Bakterium eine Fülle von Antigenen und unter diesen gibt es solche, die ausschließlich bei Borrelia burgdorferi vorkommen, also hochspezifisch sind und andere Antigene, die so oder ähnlich auch

⁴⁸ vgl.: Reed, K., D.; Laboratory Testing for Lyme Disease: Possibilities and Practicalities; 2002; S. 321

⁴⁹ vgl.: Horst, H.; Eigenschaften des Erregers Borrelia burgdorferi und Abwehrreaktionen des Körpers;

1991; S. 27

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bei anderen Bakterien zu finden sind. Diese Antigene sind also wenig spezifisch ⁵⁰ . Wichtig für die Entwicklung dieser Untersuchung war es im Vorfeld auch, wirklich alle relevanten Antigene von Borrelia burgdorferi sensu lato zu identifizieren und zu isolieren, da schon bald klar wurde, dass Borrelia burgdorferi sensu lato im Rahmen seines Lebenszyklus über eine antigene Variabilität verfügt. So sind in Vivo, wie auch in Vitro, Veränderungen der Antigenstrukturen nachweisbar ⁵¹ ( siehe auch Kap. 6.1.2.).

Die Sensitivität für IgM- Antikörper scheint in der Frühphase der Erkrankung höher zu sein als bei der ELISA Technik ⁵² . Allerdings scheint das IgM- Immunoblotting eine geringere Spezifität zu besitzen als das IgG- Immunoblotting, weswegen empfohlen wird, bei Erkrankungen, die länger als 4 Wochen persistieren nur noch IgG- Antikörper zu testen ⁵³ .

Ein Problem ist, ebenso wie bei dem IFT und dem ELISA Test, eine fehlende Standardisierung.

So schwanken die Ergebnisse je nach verwendetem Antigenpräparat und Interpretationskriterien von Labor zu Labor ⁵⁴ . 1997 wurden in einer Studie von Hauser et al. Kriterien entwickelt, mit denen eine praktikable Interpretation von Immunoblot- Ergebnissen erreicht wurde.

Mit Hilfe dieser Kriterien erreicht die Untersuchung eine Spezifität von über 96%, wobei die Sensitivität von ca. 37% bis 56% schwankt, je nach getestetem Erreger und verwendetem Immunglobulin ⁵⁵ .

Die Kriterien werden in folgender Tabelle noch einmal aufgezeigt.

⁵⁰ vgl.: Kimmig, P., Hassler, D., Braun, R.; Zecken: kleiner Stich mit bösen Folgen; 2000; S 97 ff.

⁵¹ vgl.: Preac- Mursic, V.; Wilske, B; Biology of Borrelia burgdorferi; 1993; S. 52 ff.

⁵² vgl.: Priem, S.; Krause, A.; Labordiagnostik der Lyme Borreliose; 2000; S. 18 f.

⁵³ vgl.: Reed, K., D.; Laboratory Testing for Lyme Disease: Possibilities and Practicalities; 2002; S. 321

⁵⁴ vgl.: ebd.; vgl.: Priem, S.; Krause, A.; Labordiagnostik der Lyme Borreliose; 2000; S. 18

⁵⁵ vgl.: Hauser, U., Lehnert, G., Lobentanzer, R., Wilske, B.; Interpretation criteria for standardized Western Blots for three European Species of Borrelia Burgdorferi sensu lato; 1997; S. 1433 ff.

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Tab 2.: Kriterien für einen positiven Lyme- Immunoblot (modifiziert nach Hauser et al. 1997)

Datenherkunft: siehe Tabellen- und Abbildungsverzeichnis Pos. 2

Im Immunoblot lässt sich des Weiteren auch die Dauer der Infektion feststellen, da aufgrund der Art der körpereigenen Abwehr Antikörper auf einige Antigene von Borrelia burgdorferi sensu lato früher und auf andere erst später reagieren ⁵⁶ . Die folgende Tabelle verdeutlicht dies und zeigt auch sehr gut noch einmal die spezifische Bedeutung der einzelnen Antigene ( in diesem Fall für Borrelia burgdorferi sensu stricto)

⁵⁶ vgl.: Kimmig, P., Hassler, D., Braun, R.; Zecken: kleiner Stich mit bösen Folgen; 2000; S. 98 ff.

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Tab. 3: Die Bedeutung der Immunoblotbanden bei Borrelia burgdorferi sensu stricto

Datenherkunft: siehe Tabellen- und Abbildungsverzeichnis Pos. 3

3.3. Molekulare Diagnosemöglichkeiten

Bei dieser Methode handelt es sich um einen Nachweis von erregerspezifischen Nukleinsäuresequenzen. Durch eine Polymerase- Kettenreaktion (PCR) findet eine Vervielfältigung von speziellen gesuchten Nukleinsäuresequenzen statt, wodurch diese durch die exponentielle Zunahme an Substanz letztendlich nachweisbar werden ⁵⁷ .

Zu diesem Zweck muss zuerst einmal die DNA der zu untersuchenden Probe isoliert und gewonnen werden. Dafür stehen unterschiedliche Methoden zur Verfügung, die zur Anwendung kommen ⁵⁸ .

Als nächster Schritt werden sogenannte Primer der Probe hinzugefügt, welche so entwickelt und aufgebaut sind, dass sie nur an bestimmten Loki der DNA ansetzen,

⁵⁷ vgl.: Priem, S.; Krause, A.; Labordiagnostik der Lyme Borreliose; 2000; S. 21

⁵⁸ vgl.: Schmidt, B., L.; PCR in Laboratory Diagnosis of Human Borrelia burgdorferi Infections; 1997; S. 185