Borelioza 2007 Witecka-Knysz Dlaczego diagnostyka taka trudna.pdf

Diagnosta Laboratoryjny Kwiecień2007

http://www.kidl.org.pl

Borelioza: dlaczego diagnostyka jest tak trudna?

ElŜbietaWiteckaKnysz 2 ,MałgorzataKlimczak 2 ,KarolLakwa 3 ,Joannaśajkowska 1 ,SławomirPancewicz l ,Maciej

Kondrusik l ,SamborGrzegorczuk 1 ,RenataŚwierzbińska l ,TeresaHermanowskaSzpakowicz 1

1 KlinikaChoróbZakaźnychiNeuroinfekcjiAkademiiMedycznejwBiałymstoku

2 WojewódzkiZespółSpecjalistycznejOpiekiZdrowotnejweWrocławiu

3 EUROIMMUNPOLSKASp.zo.o.

Wstęp

Wykonywanerutynowowlaboratoriachtestyserolo

gicznewkierunkuboreliozyczęstosprawiajątrud

nościinterpretacyjne,poniewaŜodpowiedźimmuno

logicznamoŜeprzebiegaćodmiennieodtypowego

schematu opisywanego w przypadku innych cho

róbinfekcyjnych.Główneproblemy,jakienapoty

kamy w diagnostyce laboratoryjnej boreliozy, są

wynikiemstrategiiŜyciowychBorreliaburgdorferi,

skomplikowanejodpowiedziimmunologicznejinie

doskonałościmetoddiagnostycznych.

2.ZmiennośćantygenowaBorrelia

burgdorferi

Wdiagnostyceserologicznejtrzebabraćpoduwagę

ogromną,niespotykanąuinnychbakteriiheterogen

nośćipolimorfizmantygenów.Wzwiązkuztym

równiezróŜnicowanesąpowstającewodpowiedzi

nakontaktznimiprzeciwciała.StwarzatopowaŜne

trudnościwkonstruowaniutestówlaboratoryjnych,

które powinny wychwytywać z duŜą czułością

wszystkiewyprodukowaneprzeciwciała,przyrów

noczesnym uniknięciu reakcji krzyŜowych zprze

ciwciałamipowstałymipokontakciezinnymipato

genami.

Borrelia dokonuje zmiany swoich antygenów po

wierzchniowychjakowyrazadaptacjinazmieniają

ce się warunki środowiska (kleszcz / kręgowiec /

róŜnetkanki).Natomiastzmiennośćwobrębietego

samegoantygenunp.OspCprezentująrównieŜinne

gatunkiBorrelia,np.B. reccurentis powodującadur

powrotny,uciekającwtensposóbprzedwytworzo

nymijuŜspecyficznymiprzeciwciałami.

Unikanie odpowiedzi immunologicznej poprzez

zmianyantygenówpowierzchniowychprowadzido

prezentacji nowych antygenów układowiimmuno

logicznemu, przeciwko którym nie ma on jeszcze

wytworzonych przeciwciał. Dlatego przeciwciała

skierowane przeciwko pierwotnym antygenom nie

mogąspełniaćswoichochronnychfunkcji,aodpo

wiedźimmunologicznastajesięnieadekwatna.

Dodatkowymutrudnieniemjestpojawianiesię,lub

teŜzanikaniewieluantygenówwróŜnychstadiach

chorobyiwróŜnychstanachfizjologicznychBorre-

lia burgdorferi,wynikającychzuruchomieniauni

kalnychstrategiiŜyciowych.

StrategieŜyciowe

Borreliaburgdorferi

iichkonsekwencjediagnostyczne

1.ZmiennośćmorfologicznaBorrelia

burgdorferi

śywekomórkiBorrelia burgdorferi charakteryzu

jąsięunikalnymi,wyróŜniającymijespośródwięk

szościbakterii,cechami.Wodpowiedzinastresśro

dowiskowyruchliweformyspiralneprzeobraŜająsię

wcysty(formaL,bakteriapozbawionaścianyko

mórkowej, która przybiera formę sferyczną),

ukrywającmateriałgenetycznywoczekiwaniuna

powrót sprzyjających warunków. Proces ten jest

odwracalny,zarównowwarunkachinvitro,jakin

vivo.Zchwiląpowstaniacystznikająspecyficzne

antygeny, które były dotychczas rozpoznawane

przezukładimmunologiczny,coprowadzidoza

hamowania produkcji przeciwciał. Spadek pozio

muprzeciwciałlubichbraksprzyjaodtworzeniuspi

ralnejformykrętkazcysty.

Alternatywnym wyjaśnieniem nawracającej lub

przewlekłej manifestacji narządowej jest prze

trwanie w tkankach składników bakterii, które

prowokująreakcjezapalne.Borreliemogąwytwa

rzaćrównieŜformyb l e b s ,którezawierajągłów

nielipoproteinyOspA,OspB,OspDiniskocząste

czkowąlipoproteinęomasieod6do10kDa.Lipo

proteiny te są silnymi induktorami reakcji zapal

nych. Obecność tych pęcherzyków pozakomórko

wychzczynnymibiologicznielipopeptydamiwza

jętychtkankachmoŜeprzyczyniaćsiędoutrzymy

waniasięstanuzapalnegonawetwówczas,gdynie

obecnesązdolnedonamnaŜaniabakterie.

3.Wewnątrzkomórkoweprzebywanie

Borreliaburgdorferioraz

ukrywaniesiępatogenuwobszarach

immunologicznieuprzywilejowanych

Podczasinfekcjiprodukcjaprzeciwciałjestwolna,

ailośćprzeciwciałochronnychmoŜebyćzbytnis

ka,cojestpowodemniewystarczającejskutecznoś

ciobronyimmunologicznej.Dajetoszansębakte

riomdotarciadostreforganizmu,gdziesąchronio

neprzedatakiemprzeciwciał.Takiminiszamimogą

byćprzestrzeniewewnątrzkomórkowe(k.śródbłon

kaifibroblasty),ośrodkowyukładnerwowy,aparat

ruchuiinne.OpróczniemoŜnościprzedostaniasię

antybiotyków do niektórych przestrzeni zajmowa

–1–

Diagnosta Laboratoryjny Kwiecień2007

http://www.kidl.org.pl

nychprzezbakterie,utrudnionyjestteŜkontaktuk

ładu immunologicznego zakaŜonego pacjenta z

przebywającymi wewnątrzkomórkowo krętkami

Borrelia burgdorferi,czegoefektemjestbraklub

osłabienieodpowiedziimmunologicznejinieefek

tywne leczenie. Przebywanie Ŝywych bakterii we

wnątrz komórek i w miejscach niedostępnych dla

komórek układu immunologicznego wiąŜe, się z

niebezpieczeństwemwznowychorobypowydosta

niusiękrętkówzukrycia.Wtakichsytuacjachw

późnym okresie choroby moŜe niekiedy dojść do

produkcjiprzeciwciałtypowychdlawczesnychsta

diówchoroby.

WykonującbadaniaserologicznenaleŜywziąćpod

uwagę moŜliwość lokalnej produkcji przeciwciał

(kompartmentalizacji odpowiedzi immunologicz

nej),ograniczonejdookreślonychprzestrzeni(płyn

stawowy,PMR).Wtakichsytuacjachbadaniesuro

wicykrwimoŜeniewykazaćobecnościspodziewa

nychprzeciwciał,lubodpowiedźserologicznamo

ŜebyćwyraŜonasłabo.Jednorazowouzyskanyuje

mnywynikbadaniaserologicznego,szczególniewe

wczesnej fazie choroby, nie wyklucza zakaŜenia.

WiąŜesiętozestopniowymrozwojemodpowiedzi

humoralnej, w miarę prezentowania nowychanty

genów.

wojupełnejiprawidłowejodpowiedziimmunologi

cznej.Wszelkiezaburzeniamechanizmównieswoi

stychwewczesnymokresiezakaŜeniamogąunie

moŜliwić skuteczną eradykację patogenu w dal

szychetapachodpowiedziiwkonsekwencjidopro

wadzićdorozwojustanuprzewlekłegochoroby.

PodobniejakwwiększościzakaŜeń,jakopierwsze

pojawiająsięprzeciwciaławklasieIgM.Uwalniane

sąnapoczątkupierwotnejodpowiedziimmunologi

cznej. Charakteryzują się małym powinowactwem

doantygenu,sprzyjająsilnejaktywacjidopełniacza

(do400xbardziejniŜIgG)iwiązaniureceptorów

FcRnakomórkachŜernychorazfagocytozie.Nas

tępniepojawiająsięprzeciwciaławklasieIgG,któ

re stanowią główne immunoglobuliny w walce z

patogenami.

W miarę rozwoju procesu chorobowego, to jest

przechodzeniainfekcjiprzezkolejnestadia,obser

wujesięewolucjęprodukcjiprzeciwciałskierowa

nych przeciwko róŜnym antygenom, zaleŜnie od

stadium choroby. Wczesna odpowiedź immunolo

giczna(głównieprzeciwciaławklasieIgM)skiero

wanajestprzeciwkobiałkuflagellinyp41orazdo

białka OspC związanego z błonązewnętrzną.We

wczesnymetapieinfekcjiBorrelia burgdorferi uk

ład immunologiczny rozpoznaje zaledwie kilka

antygenów.Wmiaręupływuczasuodpowiedźim

munologicznarozszerzasięnacorazwiększąliczbę

białek antygenowych. Późniejsze stadia choroby

charakteryzują się obecnością przeciwciał skiero

wanych do wielu róŜnych białek, takich jak: p39

ip58,anastępnie:p83/100,p53,p43,p39,p30,p21,

Ospl7,pl4(pojawiająsięonetygodnie,miesiącei

latapóźniej).PrzeciwciałaantyOspCwklasieIgG

wpóźniejszychstadiachchorobysąobecnebardzo

rzadko. Dla kontrastu, przeciwciała antyOspC w

klasieIgMmogąutrzymywaćsięuniektórychpac

jentówprzezlata,nawetposkutecznejterapii.Tak

więcobecnośćspecyficznychprzeciwciałwklasie

IgMniemoŜestanowićjedynegokryteriumdiagno

stycznegopotwierdzającegoświeŜąinfekcję.

Podobnie jak w przypadku przeciwciał w klasie

IgM,odpowiedźimmunologicznawklasieIgGmo

ŜeutrzymywaćsięprzezlataidlategoniemoŜesłu

Ŝyćnp.monitorowaniuleczenia.Przeciwciała,któ

rezostaływyprodukowanewwynikuinfekcji,mo

gąbyćstwierdzanewekrwinawetpo10,aniekie

dypo20latachodmomentustwierdzeniachoroby

(wobuklasach),aleichobecnośćniejestwskaźni

kiemaktywnegozakaŜenia.Opróczstanówzwiąza

nychzewznowąchoroby,zreinfekcją,zprawidło

wąpamięciąimmunologiczną,mogąwystąpićzja

wiskaniezwiązanezinfekcjąBorrelia burgdorferi

np. reakcje krzyŜowe z nieswoistymi antygenami

krętków.

Odpowiedźimmunologiczna

nazakaŜenieBorrelią

PoukłuciuprzezkleszczabakterieBorrelia burg-

dorferi zajmująskórę,skądwciągukilkudnipotra

fiąsięprzedostaćdowielutkanek.Ciąglebrakjest

jednak kompletnych i pewnych informacji wyjaś

niającychprzebiegkolejnychfazinfekcjiboreliozo

wej,takichjak:mechanizmtransportubakteriiBor-

relia burgdorferi wewnątrznaczyń,rodzajczynni

ków umoŜliwiających krętkom opuszczenie syste

mu naczyniowego oraz szczegóły potwierdzonego

juŜklinicznieorganotropizmu.

WwynikuzakaŜeniaBorrelia burgdorferi,podob

niejakwwynikuinnychinfekcji,uruchomionyzo

stajecałyszeregreakcjiimmunologicznych,zarów

no swoistych, jak nieswoistych, mających nacelu

eliminacjępatogenu.

RozwójodpowiedziimmunologicznejwzakaŜeniu

Borrelia burgdorferi przebiega w kilku etapach.

Pierwszy etap, w którym nie wykrywa się swois

tychprzeciwciał,trwaokołotrzechtygodniodmo

mentu zakaŜenia. W tym czasie funkcjonują wro

dzonemechanizmyobronypolegającenadziałaniu

komórekŜernych(makrofagów,granulocytów),li

zozymu, interferonu, układu dopełniacza komórek

cytotoksycznych. W drugim etapie rozwija odpo

wiedźnabyta,czylinastępujerozpoznanieobcych

antygenówiprzygotowaniedorozpoczęciapełnej

swoistej odpowiedzi immunologicznej. Powstają

zarównolimfocytyBprodukująceswoisteprzeciw

ciała,jaklimfocytyTzreceptoramiwiąŜącymiob

cyantygen.Etaptenmawielkieznaczeniedlaroz

–2–

Diagnosta Laboratoryjny Kwiecień2007

http://www.kidl.org.pl

Trudnościwdiagnostyceboreliozy

Laboratoryjnądiagnostykęboreliozyutrudniainter

pretacjawyników,amianowicieniemoŜnośćodróŜ

nieniaaktywnegozakaŜeniaodprzebytegowprze

szłości,nawetwsytuacjigdywykrywaneprzeciw

ciała są całkowicie swoiste.PonadtostęŜeniewy

krywanychprzeciwciałniekorelujezestanemkli

nicznym pacjenta. Często wysokie stęŜenia prze

ciwciałklasyIgGstwierdzanesąupacjentówbez

objawówchoroby.Prowadzącdiagnostykęborelio

zynaleŜypamiętaćojejograniczeniachibraćpod

uwagę sytuacje prowadzące do fałszywych wyni

ków.

rymskierowanesąprzeciwciała.Manifestacjeklini

cznechoróbtkankiłącznejmogąprzypominaćbo

reliozę{np.zapalenieibólestawów,objawyneuro

logiczne),dlategowwątpliwychprzypadkachnale

ŜyprzeprowadzićdiagnostykęróŜnicowązchoro

bamiautoagresyjnymi.

2.Wynikifałszywieujemne

wserodiagnostyceboreliozy

Zbyt wcześnie wykonane badanie: Przeciwciała

wklasieIgMpojawiająsięzwykleok.4tygodnipo

zakaŜeniu,zaśprzeciwciałaIgGpojawiająsięza

zwyczajmiędzy4a8tygodniemodzakaŜenia.Dla

tego testy serologiczne (równieŜ Western błot)są

małoprzydatnewdiagnostycewczesnychstadiów

boreliozyzpowoduniskiejczułościtestównapo

czątku choroby. Testy serologiczne stają się bar

dziej uŜyteczne w późniejszych stadiach choroby,

kiedyichczułośćjestlepsza.

Defektimmunologicznystwierdzanyupacjenta:

słabaodpowiedźimmunologicznalubcałkowityjej

brak.Wsytuacjachtakichmetodypośredniezawo

dzą.

Obecność kompleksów immunologicznych. W

przypadkumasywnegozakaŜeniabakteriamiBorre-

lia burgdorferi moŜedojśćdozwiązaniakrąŜących

przeciwciałprzezantygenybakteryjne.Powstawa

nie kompleksów immunologicznych obserwuje się

szczególniewstanachostrych,gdyzakaŜeniejest

masywne. Przeciwciała występujące w postaci

kompleksówimmunologicznychniemogąbyćwy

kryteprzezpowszechniestosowanemetodyserolo

giczne(np.ELISA).IstniejemoŜliwośćrozbijania

kompleksówimmunologicznychwceluuwolnienia

przeciwciał, costwarzaszansęichoznaczenia.W

związkuztrudnościaminaturytechnicznejzwiąza

nymi ze standaryzacją tych metod, nie są jeszcze

dostępnetestykomercyjne,któremogłybybyćsto

sowanerutynowo.WtakiejsytuacjimoŜnaspróbo

waćpowtarzaćbadaniaserologicznenaprzestrzeni

długiegoczasu(niekiedykilkumiesięcy),poniewaŜ

wpóźniejszymokresiechorobywzrastaszansawy

kryciawolnychprzeciwciał.

Lokalna produkcja przeciwciał. Opisywane są

przypadkilokalnejprodukcjiprzeciwciał,np.wyłą

czniewpłyniestawowymlubwpłyniemózgowo

rdzeniowym(PMR).Wzwiązkuzistnieniembarie

ry płyn mózgowordzeniowykrew, produkowane

lokalnieprzeciwciaławPMR,mogąniebyćwykry

wanewsurowicykrwi.NaleŜywtakichsytuacjach

badaniewykonaćwobumateriałach:wekrwiiw

PMR,poczymobliczyćindeksprzeciwciał.

WpływantybiotykoterapiiwdroŜonejwpocząt

kowymstadiumchoroby.WtymprzypadkumoŜe

mieć miejsce osłabienie odpowiedzi humoralnej.

Wprawdzieistniejeszansawykryciaprzeciwciałw

kolejnych badaniach, ale czasami wyniki są stale

negatywne,mimoklinicznegorozpoznaniaborelio

zy(np.obecnośćrumieniawędrującego).

1.Wynikifałszywiedodatnie

wserodiagnostyceboreliozy

Ograniczenie diagnostyki do testów skryningo

wych.Niestety,wlaboratoriachwPolscenajczęś

ciejdiagnostykaboreliozypolegatylkonawykona

niutestuprzesiewowego.Przeprowadzonobadania

dotycząceczęstościwystępowaniareakcjifałszywie

dodatnichtestówskryningowych.Grupę202leśni

kówzokolicBiałegostokuocenionopodwzględem

obecnościprzeciwciałprzeciwkoBorrelia burgdor-

feri klasy IgG i IgM (osobno) za pomocą testów

skryningowychELISAtrzechproducentów.Wszy

stkie wyniki pozytywne i wątpliwe potwierdzono

testamiWesternblotzpełnymekstraktemBorrelia

afzelii i rekombinowanym antygenem VlsE. W

przypadkuprzeciwciałklasyIgGuzyskanowyniki

fałszywiedodatnietestówELISAuod3do27osób

(wzaleŜnościodproducenta).Wprzypadkuprze

ciwciał klasy IgM uzyskano wyniki fałszywiedo

datnietestówELISAuod20do74osób!Danete

obrazują,jakbardzoistotnejestwykonywanietes

tówWesternblot,któredziękiwysokiejswoistości

eliminująwynikifałszywiedodatnie.Rezygnacjaz

wykonania testów potwierdzających moŜe być

przyczyną błędnego rozpoznania boreliozy, czego

skutkiemczęstojeststosowanieniepotrzebnej,dłu

gotrwałej(34tygodnie!)antybiotykoterapii.

Reakcje krzyŜowe sąwynikieminnychinfekcji,

np.zakaŜeniakrętkiemTreponema pallidum,Ehrli-

chia,zakaŜeniawirusamiHerpes (szczególnieEp-

stein-Barr).Problemtendotyczyprzedewszystkim

przeciwciałwykrywanychwklasieIgM.Powodem

reakcjikrzyŜowychsąniektóreantygenyBorrelia,

którewystępująlicznierównieŜwinnychmikroor

ganizmach,np.:p41,p5860,p66,p68,p71,p73.

ReakcjekrzyŜowewpływająnawyniktestówprze

siewowych i mogą być zweryfikowane w testach

Westernbłot.

Hypergammaglobulinemie. W przypadku chorób

autoimmunologicznych z wysokim mianem auto

przeciwciał dodatnie wyniki oznaczeń przeciwciał

przeciw Borrelia burgdorferi charakteryzują się

częstonietypowymobrazemwodniesieniudosta

diumchorobyirodzajuantygenów,przeciwkoktó

–3–

Diagnosta Laboratoryjny Kwiecień2007

http://www.kidl.org.pl

Wewnątrzkomórkowe przebywanie Borrelia

burgdorferi. Kontakt układu immunologicznego z

patogenem jest niemoŜliwy i w konsekwencji po

wodujebrakoczekiwanychprzeciwciał.Dochwili

pojawienia się antygenów bakteryjnych we krwi i

rozpoznania ich przez układ immunologiczny, nie

mamoŜliwościwykryciaswoistychprzeciwciał.

Literatura

MurgiaR,PiazzettaC,CincoM,.:Cystic forms

of Borrelia burgdorferi sensu lato: induction, de-

velopment, and the role of RpoS.WienerKlini

scheWochenschrift,114(1314):5749(2002).

BrorsonO.,Brorson:An in vitro study of the

susceptibility of mobile and cystic forms of Borre-

lia burgdorferi to metronidazole.APMIS.107(6):

566576,(1999).

BrorsonO,BrorsonSH.:Transformation of cy-

stic forms of Borrelia burgdorferi to normal mo-

bile spirochetes.Infection,25:2406(1997).

Gruntar et al:Conversion of Borrelia garinii

cystic forms to motile spirochetes in vivo.

APMIS2001May;109(5):3838.

Outer Surface Lipoproteins of Borrelia burg-

dorferi Activate Vascular Endothelium in Vitro

Sellati TJ, Abresia LD, Radolf JD, Furie MB,

InfectionandImmunity,Aug.1996,p.31803187

Widhe Mona: Immune Responses in Human

Lyme Borreliosis.LinkopingUniversityMedical

DissertationsNo.778,2003.

Hauser U, Lehnert G, Lobentanzer r, Wilske

B.:Interpretation Criteria for Standarized West-

ern Blots for Three European Species of Borrelia

burgdorferi Sensu Lato.JournalofClinicalMic

robiology,June1997,35(6):14331444.

Akin E, McHugh GL, FIavell RA, Fikrig E,

SteereAG:The immunoglobulin (IgG) antibody

response to OspA and OspB correlates with seve-

re and prolonged Lyme arthritis and the IgG re-

sponse to P35 correlates with mild brief arthritis.

Infectlmmun1999Jan;67(1):17381.

Wnioski

Diagnostykaboreliozyniejestłatwa,poniewaŜnie

dysponujemyjednoznacznymtestem(cowynikaze

złoŜonejbudowyizmiennościantygenowejbakte

rii)orazzpowodutrudnościinterpretacyjnych.Nie

stety,Ŝadnazdostępnychmetoddiagnostykilabo

ratoryjnej boreliozy nic pozwala na odróŜnienie

aktywnegozakaŜeniaodśladupoprzebytymzaka

Ŝeniu.Wyjątekstanowihodowla,którajakojedyna

dowodzi obecności Ŝywych bakterii w badanym

materiale.

W diagnostyce serologicznej boreliozy naleŜy

zwrócićszczególnąuwagęnatokiedyijakimate

riałpobieranyjestdobadaniaorazczydiagnostyka

prowadzona jest zgodnie z obowiązującymi stan

dardamipostępowania.WynikinaleŜyinterpreto

waćzawszeuwzględniającstanklinicznypacjen

ta.Oewentualnympowtarzaniubadańserologicz

nych powinien decydować lekarz po przeanalizo

waniudotychczasowychwynikówipostępuchoro

by.Wprzypadkuutrzymywaniasięwyraźnychob

jawówklinicznychprzystałejseronegatywnościna

leŜy przeprowadzić narządową diagnostykę róŜni

cowąwkierunkuobecnościinnychschorzeńopo

dobnymobrazieklinicznymjakstwierdzanywbo

reliozie.

KalishRA,McHughG,GranąuistJ,SheaB,

RuthaxerR,SteereAC:Persistenz von Immuno-

globulin M oder Immunoglobulin G Antikorper

Reaktionen auf Borrelia burgdorferi 10-20 Jahre

nach einer aktiven Borreliose (Lyme Krankheit).

Clin.Infect.Dis.2001,Sept.15;33(6):7805.

–4–

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: