Morbus Whipple - Dr. med. Axel von Herbay, Professor für Pathologie

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Pathologe
2001 · 22:82–88 © Springer-Verlag 2001
Übersicht
A. von Herbay
Pathologisches Institut der Universität Heidelberg
Morbus Whipple
Histologische Diagnostik nach der
Entdeckung von Tropheryma whippelii
Zusammenfassung
Seit der mikrobiologischen Entdeckung von
Tropheryma whippelii erfährt der Morbus
Whipple eine vermehrte Berücksichtigung in
der klinischen Medizin.Die Diagnostik erfolgt mittels Dünndarmbiopsie.Daher hat
das Wissen um die histopathologischen Kriterien bei dieser Erkrankung und deren Differenzialdiagnosen an Bedeutung zugenommen.PAS-positive Makrophagen im Dünndarm sind zwar der diagnostische Leitbefund, aber heute ist eine weiter differenzierende Betrachtung von Bedeutung.Beim
Morbus Whipple zu unterscheiden sind Makrophagen mit intensiv PAS-positiven, grobgranulären Partikeln im Zytoplasma (Typ 1)
von Zellen mit blass PAS-positivem, nicht
granuliertem Zytoplasma (Typ 3).Letztere
bleiben auch bei erfolgreicher Behandlung
noch für lange Zeit zurück, ohne die Diagnose einer intestinalen Remission zu beeinträchtigen.Weil jenseits des Dünndarms
meist auch eine systemische Infektion mit
Tropheryma whippelii vorliegt, die durch
Dünndarmbiopsien aber nicht repräsentativ
erfasst wird, erfolgen heute auch bei neurologisch asymptomatischen Patienten zusätzliche Untersuchungen des Liquors mittels
Zytologie und Polymerasekettenreaktion
(PCR).Speziell im Liquor ist zum Nachweis
der Eradikation von T.whippelii eine PCRAnalyse sicherer als eine zytologische Untersuchung.
Schlüsselwörter
Morbus Whipple · Tropheryma whippelii
Entzündliche Darmerkrankung · Pathologie ·
Polymerasekettenreaktion
82 |
Der Pathologe 1•2001
I
m Jahre 1907, vor bald 100 Jahren berichtete der amerikanische Pathologe
George Whipple1 kasuistisch die autoptischen Befunde eines 36-jährigen Mannes mit einer komplexen Symptomatik.
Dessen pathoanatomische Veränderungen waren geprägt durch Ablagerungen
von Fett und Fettsäuren in der Mukosa
des Dünndarms und den mesenterialen
Lymphknoten, sowie eine dichte Infiltration der Dünndarmmukosa mit schaumigen Makrophagen. Whipple deutete
seine Beobachtungen als eine Intestinal
Lipodystrophy [34]. Eine PAS-Färbung
stand ihm seinerzeit noch nicht zur Verfügung. Diese wurde erst Ende der
1940er-Jahre eingeführt und zeigte dann
auf, dass die intramukosalen Schaumzellen keine Lipide, sondern glykoproteinhaltige Partikel enthalten [34].
Anfang der 1960er-Jahre wurde mit
der Einführung der Elektronenmikroskopie offenbar, dass die PAS-positiven
Partikel in den Makrophagen Lysosomen mit zahlreichen stäbchenförmigen
Bakterien entsprechen [34]. Seither gilt
der Morbus Whipple als eine bakterielle
Infektionskrankheit [3]. Das WhippleBakterium konnte allerdings bis heute
nicht reproduzierbar kultiviert werden
[24, 27, 34]. So konnte bisher auch keine
konventionelle, d. h. phänotypische mikrobiologische Charakterisierung des
Bakteriums in vitro erfolgen.
Ende der 1980er-Jahre eröffnete das
neu entwickelte Prinzip, Bakterien genetisch zu analysieren und phylogenetisch
zu klassifizieren, eine Alternative zur
Kultivierung [33]. Mithilfe der seinerzeit
neuen Methodik der Polymeraseketten-
reaktion (PCR) gelang es ab 1991, durch
Kenntnis der DNA-Sequenz vom bakteriellen Gen für die 16S ribosomale RNA,
und einen Vergleich mit den Gensequenzen von anderen Bakterien, die Eigenständigkeit des Whipple-Bakteriums
innerhalb der Familie der Aktinomyzeten zu etablieren [16, 25, 32]. Für diese
neue Spezies wurde der Name "Tropheryma whippelii" vorgeschlagen [25]. Der
molekulare Weg zur Identifikation des
Whipple-Bakteriums bildete auch den
Ausgangspunkt für die Entwicklung von
diagnostischen PCR-Assays (s. unten).
Die genetische Identifikation von T.
whippelii, und die Verfügbarkeit einer
molekularen Nachweistechnik, haben
seit 1992 zu einer verbreiterten Aufmerksamkeit für den Morbus Whipple
geführt und seiner Erforschung neuen
Anschub gegeben. In diesem Beitrag sollen der aktuelle Wissensstand, und seine praktische Anwendung dargestellt
werden.
Epidemiologie
Der Morbus Whipple (MW) ist eine seltene Infektionskrankheit [3]. In der Bundesrepublik Deutschland werden pro
Jahr etwa 30 neue Erkrankungsfälle diagnostiziert (Inzidenz: ca. 0,4/1.000.000
Einwohner). Gemäß einer Studie von
Mitgliedern der Arbeitsgemeinschaft ga-
Priv.-Doz. Dr. A. von Herbay
Pathologisches Institut, Universitätsklinikum,
Im Neuenheimer Feld 220, 69120 Heidelberg,
E-Mail: [email protected]
Pathologe
2001 · 22:82–88 © Springer-Verlag 2001
A. von Herbay
Abstract
Since the microbiological discovery of Tropheryma whippelii,Whipple's disease has attracted to new attention in clinical medicine.
As small intestinal biopsy is the diagnostic
procedure, the impact of knowledge about
the histopathological features of Whipple's
disease and its differential diagnosis has increased.PAS-positive macrophages in the intestinal mucosa are the diagnostic hallmark,
but further subtyping of cells is important.In
Whipple's disease macrophages with intensely PAS-positive granular particles in the
cytoplasm (type 1) should be distinguished
from cells with faintly PAS-positive cytoplasm without granular particles (type 3).
The latter type of macrophages may persist
even for many years but does not affect a diagnosis of intestinal remission.However, as
systemic infection with T.whippelii is common, but intestinal biopsy specimens are not
representative for other organs, additional
investigations are performed.These include
analysis of the cerebrospinal fluid by means
of cytology and polymerase chain reaction,
even in patients without neurological symptoms.For ascertaining eradication of T.
whippelii in the cerebrospinal fluid, polymerase chain reaction is more reliable than cytology.
Keywords
Whipple's disease · Tropheryma whippelii ·
Small intestine · Inflammatory bowel disease ·
Pathology · Polymerase chain reaction
Number of Patients
Females
Whipple's disease: histopathological
diagnosis after the discovery of
Tropheryma whippelii
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0-0 9 10-1
Males
20-29 30-39 40-49 50-59 60-69 70-79 80-89
Age in Years
Abb.1 Aktuelles demographisches Spektrum des Morbus Whipple (104 Patienten; Arbeitsgemeinschaft Tropheryma whippelii, Universität Heidelberg; 10/1992–02/2000)
stroenterologische Pathologie innerhalb
der Deutschen Gesellschaft für Pathologie,
die Basisdaten von insgesamt 110 Patienten aus dem Zeitraum 1965–1995 zusammengeführt hat,war die Anzahl von Neuerkrankungen in Deutschland über die
letzten 3 Jahrzehnte ziemlich konstant
[13]. Die MW-Patienten wohnen in allen
Gegenden Deutschlands, eine regionale
Häufung von Erkrankungsfällen ist nicht
evident.Der überwiegende Anteil der Patienten sind Männer (etwa 80%), während nur rund 20% Frauen sind. Das
Durchschnittsalter aller Patienten beträgt
heute bei Erstdiagnose 56 Jahre (Abb. 1).
Gegenüber früheren Jahrzehnten hat sich
das Patientenalter um fast eine Dekade
verschoben [3,13].Dies begründet für die
klinische Praxis Probleme der differenzialdiagnostischen Abgrenzung von konkurrierenden anderen Erkrankungen im
höheren Lebensalter.
Ätiologie und Pathogenese
Die Infektion mit Tropheryma whippelii
erfolgt wahrscheinlich auf oralem Weg.
Hierfür sprechen der konstante Nachweis einer bakteriellen Invasion im oberen Dünndarm und die anatomisch begründbare, optionale Ausdehnung der
Infektion: vom Dünndarm in die drainierenden mesenterialen Lymphknoten,
dann weiter lymphogen in mediastinale
Lymphknoten, über den Ductus thoracicus ins Blut und hämatogen in innere
Organe. Die meist systemische Infektion mit T. whippelii führt aber nur
manchmal zu klinisch fassbaren organbezogenen Symptomen oder Fieber [3].
Die natürlichen Habitate des Whipple-Bakteriums sind bislang noch nicht
genau bekannt. Die weite Verbreitung
der Erkrankung in Deutschland spricht
epidemiologisch dafür, dass T. whippelii
relativ ubiquitär vorkommt [13]. Im Einklang damit wurde Tropheryma whippelii
im Klärschlamm von Kläranlagen nachgewiesen [17]. Diese Aspekte, wie auch
die aktualisierte phylogenetische Klassifikation des Bakteriums lassen annehmen,dass Tropheryma whippelii ein Umweltbakterium ist [13, 17]. Alternativ dazu wird auch die Hypothese vertreten,
T. whippelii sei ein kommensales Bakterium der menschlichen Flora. Die Befunde hierzu sind aber kontrovers [6, 19,
30]. Seit kurzer Zeit können einige genetische Varianten des Whipple-Bakteriums unterschieden werden [14, 18].
Die invasive Infektion mit T.
whippelii erfolgt vermutlich vor dem
Hintergrund einer individuellen Disposition. Schon seit den 1960er-Jahren ist
bekannt, dass MW-Patienten verschiedene immunologische Defizite aufweisen. Manche normalisieren sich nach erfolgreicher antibiotischer Therapie,
während andere auch danach fortbestehen [3]. Verschiedene Untersuchungen
bei einer Serie von 27 MW-Patienten haben eine persistierende Reduktion von
mononukleären Zellen im peripheren
Blut aufgezeigt, die auf der Zelloberfläche die α-Kette des Complement-Rezeptors-3 (CR3; CD11b) exprimieren [20].
Dieser Immundefekt könnte über verschiedene Mechanismen die Opsonierung, Phagozytose und Bakterizidie von
Leukozyten vermindern [20]. Die ImDer Pathologe 1•2001
| 83
Übersicht
Abb.2a–f Differenzialdiagnostik in Duodenalbiopsien: Morbus Whipple (MW) oder Pseudo-Whipple.
a MW-typische Makrophagen vom Typ I, b Plasmazellen mit Russell-Körperchen, c glykogenreiche glatte
Muskelzellen in der Lamina propria, d MW-typische
Makrophagen vom Typ III, e atypische Mykobakteriose
(MAI-Infektion) bei HIV+-Patienten, f vakuoläre Ablagerungen in der Mukosa (Fett?; Diagnose ungeklärt)
munpathogenese des Morbus Whipple
bedarf jedoch noch weiterer Aufklärung
[21].
Erstdiagnostik
Histologie
Das klinische Erscheinungsbild eines
Morbus Whipple ist recht vielgestaltig
[3], aber der Weg zur Diagnose verläuft
84 |
Der Pathologe 1•2001
praktisch immer über die Dünndarmbiopsie. Insofern hat der Histopathologe
eine zentrale Rolle. Histologisch einschlägig ist der Nachweis von Makrophagen im Schleimhautstroma, die im
Zytoplasma intensiv PAS-positive grobgranuläre Partikel enthalten (Abb. 2a).
Für diesen charakteristischen Aspekt
wird oft der historische, aus der Zytologie entlehnte Begriff „sickleform particle-containing“- (SPC-)Zellen verwen-
det [34], obgleich die Partikel in histologischen Schnittpräparaten gar nicht sichelförmig erscheinen. Die einzelnen
PAS-positiven Partikel entsprechen dabei Lysosomen, die prall mit den Whipple-Bakterien oder deren Abbauprodukten angefüllt sind (Differenzialdiagnosen: s. unten).
Die Infiltration der PAS-positiven
Makrophagen ist meistens diffus und
kontinuierlich in der Mukosa ausge-
nt. 28
rRNA
intergenic
spacer
16S rRNA-GEN (T. whippelii)
nt. 28-1495
nt. 200
23s
rRNAGen
whip1
whip3
267 bp
whip2
Abb.3 Prinzip des Heidelberger PCR-Assays zum diagnostischen DNA-Nachweis von Tropheryma
whippelii. Die Primer whip1 und whip2 amplifizieren ein für T. whippelii spezifisches DNA-Fragment
von 267 Basenpaaren (bp) aus dem bakteriellen Gen für die 16S ribosomale DNA (rRNA). Zur Bestätigung wird das PCR-Produkt anschließend hybridisiert mit dem Oligonukleotid whip3, das ein whipplespezifisches Fragment von 20 bp innerhalb des 267-bp PCR-Produkts erkennt [10, 16]. Alternativ
kann die Bestätigung auch durch eine direkte Sequenzierung des PCR-Amplifikates erfolgen
terielle Spezifität der histopathologischen Diagnose.
Bislang sind erst wenige Einzelfälle
bekannt, bei denen auf alleiniger Grundlage von PCR-Befunden in extraintestinalen Untersuchungsproben eine Infektion mit Tropheryma whippelii diagnostiziert wurde, während die Dünndarmbiopsie histologisch und (soweit getestet) im PCR-Assay whipple-negativ war.
Die meisten jener Fälle berichteten über
einen DNA-Nachweis von T. whippelii in
Herzklappengewebe [9]. Die geringe
Anzahl solcher Fallberichte lässt derzeit
annehmen, dass diese eher die „Ausnahme von der Regel“ darstellen und dass
die histologische Untersuchung von
Dünndarmbiopsien einen hohen Aufschlusswert hat.
Initiales Staging
dehnt. Bei manchen Patienten ist das Infiltrat allerdings diskontinuierlich verteilt („patchy“), oder seine zelluläre
Dichte ist geringer [11]. Um einen möglichen „sampling error“ zu vermeiden,
sollten zur Abklärung von klinischen
Verdachtsfällen möglichst 5 Biopsien
aus dem tiefen Duodenum untersucht
werden. Diese Anzahl wird erfahrungsgemäß aber nicht entnommen, wenn der
makroskopische Befund unauffällig erscheint, wie es bei etwa 1/3 der MW-Patienten berichtet wird. Bei rund 2/3 der
MW-Patienten ist der endoskopische
Befund im oberen Dünndarm jedoch
auffällig, die Mukosa erscheint infolge
von Lipidablagerungen als weiß-gelblich
gefeldert. Seltener als tröpfchenförmige
Lipidablagerungen (s.Abb. 2a) kommen
Lymphangiektasien vor, die dann immer
axial in den Zotten ausgebildet sind [11].
Die entzündliche Reaktion auf die
whipple-bakterielle Invasion bleibt weitgehend auf die Makrophagen beschränkt, während andere mononukleäre Leukozyten, einschließlich
Plasmazellen sowie eosinophile und
neutrophile Granulozyten kaum oder
gar nicht präsent sind [5, 11]. Diese zelluläre Zusammensetzung des entzündlichen Infiltrates ist sicher ungewöhnlich
für eine invasive bakterielle Infektion.
Dies legt die Annahme einer defekten
Mobilisation und Chemotaxis von anderen Leukozyten nahe [11].
Varianten dieser üblichen histologischen Befunde kommen bei bis zu 10%
der MW-Patienten vor. Hierzu gehören
das seltene ausschließlich submuköse
Vorliegen der MW-typischen Makrophagen sowie das seltene Vorkommen
von epitheloidzelligen Granulomen [11].
Molekulare Diagnostik
Ausgehend vom ersten beschriebenen
PCR-Assay [25], der noch nicht für diagnostische Untersuchungen konzipiert
war, sind mehrere verschiedene Modifikationen für PCR-Assays vorgenommen
worden [1, 2, 8, 10, 14, 22, 23]. Mittels geeigneter Oligonukleotide als Primer und
der Polymerasekettenreaktion ist es
möglich, in Untersuchungsproben spezifische DNA von T. whippelii nachzuweisen. Nur manche der PCR-Assays haben die diagnostische Spezifität und
Sensitivität kritisch geprüft und publiziert (Abb. 3).
Diagnostische Untersuchungen von
Duodenalbiopsien mittels PCR sind in
der Praxis nur dann sinnvoll, wenn zuvor histologisch PAS-positive Makrophagen nachgewiesen wurden.Von einer
PCR-Analyse histologisch PAS-negativer
Biopsien ist abzuraten, um unnötige Kosten und falsch-positive PCR-Befunde
zu vermeiden [6]. Insofern ist es zweckmäßig, zunächst immer alle endoskopisch entnommenen Biopsien histopathologisch zu untersuchen. Der spezifische Nachweis der DNA von T. whippelii
kann danach ohne weiteres in den formalinfixierten Gewebsproben durchgeführt werden. Er gelingt mit sensitiven
PCR-Assays praktisch immer [10, 23].
Diese ergänzende molekulare Diagnostik bekräftigt dann gleichsam die bak-
Nach etablierter Erstdiagnose wird klinisch zunächst durch weitere Untersuchungen abgeklärt, inwieweit bereits eine systemische Infektion mit T. whippelii
vorliegt, bevor mit der Therapie begonnen wird. Diese Staging-Diagnostik umfasst v. a. die Beurteilung der retroperitonealen Lymphknoten (Sonographie
des Abdomens), der mediastinalen und
peripherer Lymphknoten (RöntgenThorax, körperliche Untersuchung), des
Herzens (Röntgen-Thorax, Auskultation), den neurologischen Status einschließlich Liquoruntersuchung (mittels
Zytologie, s. unten, und spezifischem
PCR-Assay) sowie Laboruntersuchungen
(u. a. Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit,C-Reaktives Protein,Hämatokrit;
evtl. CD4/CD8-Quotient; [7]).
Zytologie
Die zytologische Untersuchung des Liquors von MW-Patienten ist erfahrungsgemäß nur dann ergiebig, wenn ein größeres Probenvolumen (ca. 8–10 ml) innerhalb von 30–60 min nach der Lumbalpunktion zellschonend zentrifugiert
wird. Das angefertigte Zellkonzentrat
wird gezielt PAS-gefärbt und sehr sorgfältig nach den meist nur spärlich vorhandenen SPC-Zellen abgesucht. Wenn
diese anspruchsvolle Logistik gewährleistet ist, dann wird bei rund 2/3 der Patienten mit intestinalem MW eine begleitende zerebrale Infektion nachgewiesen,
obwohl keine neurologische oder psychiatrische Symptomatik vorliegt [12]. Ein
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Übersicht
Tabelle 1
Morphologische Charakteristika der verschiedenen Typen von PAS-positiven Makrophagen beim Morbus Whipple im Dünndarm. (Nach [11])
Typ
Lichtmikroskopie
Elektronenmikroskopie
1
Ausschließlich oder überwiegend
grobgranuläres Zytoplasma, intensiv
PAS-positiv (SPC-Zellen)
Lysosomen, angefüllt mit zahlreichen
stäbchenförmigen Bakterien mit nur geringer
Degradation von Bakterien. Ultrastrukturelle
Details von Tropheryma whippelii können
erkannt werden
2
Einige grobgranuläre Partikel, intensiv
PAS-positiv. Im Hintergrund diffus oder
feingranuläres, blasses PAS-positives
Zytoplasma
Lysosomen, angefüllt mit Bakterien, die
unterschiedlich weit degradiert sind: Form
und Länge der Bakterien oft noch erkennbar,
Details der Zellwand nicht mehr beurteilbar
3
Diffus oder fein granuliertes, blass PASpositives Zytoplasma
Lysosomen, angefüllt mit Abbruchmaterial
der bakteriellen Zellwand. Mangels Nachweis
von intakten Bakterien keine Identifikation
möglich
4
Schaumiges Zytoplasma, minimale oder
fehlende PAS-Anfärbbarkeit
Nicht bekannt
whipple-positiver zytologischer Befund
im Liquor (oder PCR-Befund) gibt dann
Anlass zu einer intensivierten antibiotischen Therapie (s. unten). Erfolgt die zytologische Diagnostik unter suboptimalen Rahmenbedingungen, hat dies öfter
falsch-negative Befunde zur Folge.
tierten Bakterien im Zytoplasma wider,
wie ultrastrukturelle Untersuchungen
aufgezeigt haben [4, 11]. Die Bezeichnung PAS-positive Makrophagen ist insofern beim Morbus Whipple ein deskriptiver Sammelbegriff, der ein Spektrum umfasst. Hieraus sind 4 Phänotypen hervorzuheben (Tabelle 1; [11]).
Monitoring
Während der laufenden antibiotischen
Therapie werden, Bezug nehmend auf
die Befunde der initialen Staging-Diagnostik, v. a. jene Untersuchungen gezielt wiederholt, die zuvor einen abnormalen Befund ergeben haben. Der endoskopische Aspekt im tiefen Duodenum
ist im Allgemeinen bereits nach einigen
Monaten, spätestens aber nach 1 Jahr
normalisiert. Die Remission mesenterialer Lymphome erfordert dagegen oft
noch mehr als 1 Jahr.
Histologie
Die Rückbildung der histopathologischen Befunde im Dünndarm erstreckt
sich über mehrere Monate. Sie ist nicht
allein durch eine langsame numerische
Reduktion des Zellinfiltrates, sondern
v. a. durch qualitative Veränderungen
der PAS-positiven Makrophagen charakterisiert. Diese zytologisch gut sichtbaren Veränderungen spiegeln die fortschreitende Degradation der phagozy-
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Der Pathologe 1•2001
◗ Die MW-typischen Makrophagen
vom Typ 1 enthalten intensiv PASgefärbte, grob granuläre Partikel im
Zytoplasma. Die Intensität deren
PAS-Färbung ist deutlich kräftiger
als der Schleim in den Becherzellen.
Nur dieser Typ 1 entspricht dem historischen Begriff von SPC-Zellen.
◗ Die MW-typischen Makrophagen
vom Typ 3 haben ein nur blass PASgefärbtes, vermeintlich diffus im Zytoplasma verteiltes scholliges Material, während granuläre Partikel fehlen. Die Intensität der PAS-Färbung
ist deutlich schwächer als der
Schleim in den Becherzellen.
◗ Als Typ 2 der MW-typischen Makrophagen sind jene Zwischenformen
zusammenzufassen, die nebeneinander intensiv und blass PAS-gefärbtes
und sowohl granuläres als auch
scholliges Material im Zytoplasma
enthalten. Mithin ist der Typ 2 phänotypisch zwischen den Typen 1 und
3 einzuordnen.
◗ Abzugrenzen ist ferner ein Typ 4, bei
dem die schaumzelligen Makrophagen kein PAS-positives Material
mehr enthalten.
Anhand einer größeren Patientenserie
konnte aufgezeigt werden,dass vor Therapie überwiegend oder exklusiv Typ-1-Makrophagen vorhanden sind (s.Abb.2a).Im
Verlauf der antibiotischen Therapie
nimmt vorübergehend der Anteil von
Typ-2-Makrophagen zu [11]. Wenn mittels PCR keine spezifische DNA von T.
whippelii mehr nachzuweisen ist – meist
nach 6–12 Monaten Therapiedauer [10]
– dann sind parallel histologisch keine
Typ-1-Makrophagen mehr vorhanden
[10, 11]. Nach 1 Jahr Therapiedauer sind
fast nur noch Typ-3-Makrophagen nachzuweisen, vornehmlich in der basalen
Mukosa oder Submukosa (s. Abb. 2c).
Dieses residuelle Infiltrat persisiert oft
noch über noch viele Jahre, ohne dass
dies die Diagnose einer intestinalen Remission beeinträchtigt.
Die PAS-Reaktivität der Bakterien
begründet sich auf dem Glykoproteingehalt ihrer Zellwand. Sie bleibt auch
dann erhalten, wenn nach dem Zelltod
noch Bruchstücke von bakteriellen Zellwänden zurückbleiben. Die langfristige
Persistenz einer PAS-Positivität im Zytoplasma ist Ausdruck eines extrem
langsamen Abräumvorgangs des bakteriellen Zellabbruchmaterials, für den eine immunologische Ursache anzunehmen ist. Demgegenüber wird mittels eines PCR-Assays DNA von vitalen T.
whippelii nachgewiesen. Nach dem Zelltod wird die bakterielle DNA degradiert,
das PCR-Ergebnis wird negativ („Konversion“).
Eine intestinale Remission der Infektion ist nicht sicher repräsentativ für
den Therapieerfolg in anderen Organen
[10, 23]. Insofern ist der prognostische
Wert von Verlaufskontrollen im Dünndarm – auch mittels PCR – begrenzt.
Speziell um den Status im ZNS zu erfassen, sollte spätestens vor der Beendigung einer Therapie der Liquorbefund
kontrolliert werden. PCR-Untersuchungen des Liquors sind bevorzugt zu empfehlen, weil die zytologischen Befunde
während und nach Therapie oft schwer
interpretierbar („indeterminate“) sind
[12]. Ein whipple-positiver Liquorbefund hat auch beim Fehlen einer neurologischen Symptomatik eine reintensivierte Therapie zur Konsequenz.
Tabelle 2
Histologische Leitbefunde des Morbus Whipple in Duodenalbiopsien und ihre
Differenzialdiagnosen
Morbus Whipple
Differenzialdiagnosen
Histochemie/Immunhistochemie
PAS+-Makrophagen
Typ 1
PAS–-Zellen
Typ-1-ähnlich
D-PAS+, Grocott+
Bakterielle Antiseren+a
Plasmazellen mit Russell-Körperchen
Glatte Muskelzellen
Atypische Mykobakteriose
D-PAS+, Immunglobulin+
HE eosinophile Schollen
D-PAS+; Fontana+
HE braunes Pigment
D-PAS+/–, SM-Aktin+
D-PAS+, Z-N+
Submuköse Schaumzellen (normal?)
Fettstoffwechselstörungen
Paraproteinämie
?
Sudanrot+
?
Fettstoffwechselstörungen
Andere?
Sudanrot+
?
Lymphabflussbehinderung z. B.
bei Metastasen
Lymphabflussbehinderung z. B.
bei Lymphomen
–
Pseudomelanosis duodeni
Typ-2-ähnlich
Typ-3-ähnlich
PAS-Schaumzellen
Typ-4-ähnlich
Lipidablagerungen
Tröpfchenförmig in
Lamina propria
Lymphangiektasien
In der Mukosa
Evtl. Immunglobulin+
D-PAS Diastase-PAS-Färbung, Z-N Ziehl-Neelsen-Färbung, Fontana Versilberung nach Fontana.
a Kreuzreaktion, u. a. mit polyklonalen Antiseren gegen Streptokokken Gruppe B u. G.
Differenzialdiagnostik
Duodenalbiopsien
Der histologische Befund eines Morbus
Whipple im Duodenum ist sicher sehr charakteristisch. Gleichwohl kommen in der
Praxis gelegentlich Fehldiagnosen vor (Anteil: etwa 10%; eigene Serie).Ursächlich dafür ist die Fehlbewertung eines der 4 histologischen Leitbefunde (Tabelle 2).Am häufigsten werden PAS-positive glatte Muskelzellen, seltener PAS-positive Plasmazellen
mit scholligem Immunglobulin („Mott cells“) mit den MW-typischen Makrophagen
verwechselt (s. Abb. 2b,c). Praktisch kaum
Bedeutung hat die mögliche Verwechslung
mit einer Infektion durch Mycobacterium
avium-intracellulare (s.Abb.2e) oder Rhodococcus equi, die in der Literatur aber oft
angeführt wird [31].
Kolonbiopsien
Für die Erstdiagnostik eines MW ist die
Rektum- und Kolonschleimhaut grundsätzlich weniger geeignet. Zwar ist bei
manchen Patienten auch in Kolonbiopsien ein einschlägiges Infiltrat von Makrophagen mit granulären, intensiv PASanfärbbaren Partikeln vorhanden und
wird dort mitunter zuerst gefunden.Anlass zur Verwechslung können jedoch
andere PAS-positive Zellen geben, v. a.
mukoproteinhaltige Makrophagen (Muziphagen; [26, 29]). Weitere diagnostische Befunde sind beim MW in der Kolonmukosa nicht bekannt, insbesondere
fehlen dort stets Lipidablagerungen und
Lymphangiektasien.
Makrophagen noch breiter, als im
Dünn- und Dickdarm. Dies gilt selbst
dann, wenn morphologische Äquivalente der MW-typischen Makrophagen
vom Typ 1 vorliegen. Entsprechend zurückhaltend sind whipple-ähnliche Befunde in diesen Biopsien zu bewerten,
und eine weitere Abklärung durch ergänzende Untersuchungen ist anzustreben (PCR, Elektronenmikroskopie), v. a.
durch parallele Dünndarmbiopsien.
Therapie
Bis zur Verfügbarkeit von Antibiotika
war der Morbus Whipple eine letal verlaufende Erkrankung [34]. In den
1960er- und 1970er-Jahren wurde weithin eine orale Therapie mit einem Tetrazyklin praktiziert, deren Langzeitergebnisse aber unbefriedigend waren [15].Ab
Mitte der 1980er-Jahre wurde daher eine orale Therapie mit dem gut liquorgängigen, bakteriostatisch wirksamen
Trimethoprim-Sulfamethoxazol (Cotrimoxazol) empfohlen, das aber auch
nicht zuverlässig eine zentralnervöse Infektion mit Tropheryma whippelii eradiziert [12]. Heute wird daher eine intensivere Initialtherapie mit einem bakteriziden und gut liquorgängigen Antibiotikum empfohlen (z. B. Ceftriaxon), an
die sich eine längerfristige Erhaltungstherapie (mit Cotrimoxazol) anschließt.
Diese aktuelle Konzeption wird gegenwärtig in einer prospektiven Studie zur
Initialterapie des Morbus Whipple
(SIMW) geprüft [7]. In den seltenen Fällen einer antibiotikarefraktären Infektion mit Tropheryma whippelii kann eine
additive Immuntherapie, z. B. mit Interferon-γ, zur erfolgreichen Eradikation
beitragen [28].
Danksagung. Die eigenen Untersuchungen
erfolgten in langjähriger Zusammenarbeit
mit Priv.-Doz. Dr. Matthias Maiwald und Dr.
Hans-Jürgen Ditton als Arbeitsgruppe Tropheryma whippelii. Ermöglicht wurden sie
durch die Unterstützung von mehr als 200
Kollegen aus Pathologie, Innerer Medizin
und anderen Fachgebieten. Eine namentliche
Danksagung ist kaum mehr möglich. Allen
sei herzlich gedankt.
Andere Biopsien
In anderen Geweben, wie z. B. Lymphknoten-, Leber-, Gehirnbiopsien oder
Herzklappen, ist das differenzialdiagnostische Spektrum von PAS-positiven
Der Pathologe 1•2001
| 87
Übersicht
Literatur
1. Altwegg M, Fleisch-Marx A, Goldenberger D,
Hailemariam S, Schaffner A, Kissling R (1996)
Spondylodiscitis caused by Tropheryma
whippelii.Schweiz Med Wochenschr
126:1495–1499
2. Dauga C, Miras I, Grimont AD (1997) Strategy
for detection and identification of bacteria
based in 16S rRNA genes in suspected cases
of Whipple's disease.J Med Microbiol
46:340–347
3. Dobbins WO III (1987) Whipple's disease.
Charles C.Thomas, Springfield, IL
4. Dvorak AM (1989) Ultrastructural monitoring
of progress of Whipple's disease therapy.
Dig Dis Pathol 2:81–90
5. Ectors N, Geboes K, De Vos R, Heidbuchel H,
Rutgeerts P, Desmet V,Vantrappen G (1992)
Whipple's disease: a histological, immunocytochemical and electronmicroscopic study of
the immune response in the small intestinal
mucosa.Histopathology 21:1–12
6. Ehrbar HU, Bauerfeind P, Dutly F, Koelz HR,
Altwegg M (1999) PCR-positive tests for
Tropheryma whippelii in patients without
Whipple's disease.Lancet 353:2214
7. Feurle GE, von Herbay A, Marth T, Maiwald M
(1998).Studie zur Initialtherapie des Morbus
Whipple (SIMW).c/o Telefon 02631/981401,
E-mail: [email protected]
8. Gross M, Jung CH, Zoeller WG (1999) Detection
of Tropheryma whippelli DNA (Whipple's
disease) in faeces.Ital J Gastroenterol Hepatol
31:70–72
9. Gubler JG, Kuster M, Dutly F et al.(1999).
Whipple endocarditis without overt gastrointestinal disease: report of four cases.
Ann Intern Med 131:112–116
10. Herbay A von, Ditton HJ, Maiwald M (1996)
Diagnostic application of a polymerase chain
reaction assay for the Whipple's disease bacterium to intestinal biopsies.Gastroenterology
110:1735–1743
11. Herbay A von, Maiwald M, Ditton HJ, Otto HF
(1996) Histology of intestinal Whipple's
disease revisited.A study of 48 patients.
Virchows Arch 429:335–343
88 |
Der Pathologe 1•2001
12. Herbay A von, Ditton HJ, Schuhmacher F,
Maiwald M (1997) Whipple's disease: staging
and monitoring by cytology and polymerase
chain reaction analysis of cerebrospinal fluid.
Gastroenterology 113:434–441
13. Herbay A von, Stolte M, Otto HF, Borchard F,
Kirchner T, Ditton HJ, Maiwald M (1997)
Epidemiology of Whipple's disease in Germany.Analysis of 110 patients diagnosed in
1965–95.Scand J Gastroenterol 32:52–57
14. Hinrikson HP, Dutly F, Altwegg M (2000)
Evaluation of a specific nested PCR targeting
domain III of the 23S rRNA gene of "Tropheryma whippelii" and proposal of a classification
system for its molecular variants.
J Clin Microbiol 38:595–599
15. Keinath RD, Merrell DE,Vlietstra R, Dobbins WO
III (1985) Antibiotic treatment and relapse in
Whipple's disease: long-term follow up of 88
patients.Gastroenterology 88:1867–1873
16. Maiwald M, Ditton HJ, Herbay A von, Rainey F,
Stackebrandt E (1996) Reassessment of the
phylogenetic position of the bacterium
associated with Whipple's disease and determination on the 16S–23S ribosomal intergenic
spacer sequence.Int J Syst Bacteriol
46:1078–1082
17. Maiwald M,Schuhmacher F,Ditton HJ,Herbay A
von (1998) Environmental occurrence of the
Whipple's disease bacterium (Tropheryma
whippelii).Appl Environ Microbiol 64:760–762
18. Maiwald M, Herbay A von, Lepp PW, Relman DA
(2000) Organization, structure, and variability
of the rRNA operon of the Whipple's disease
bacterium (Tropheryma whippelii).J Bacteriol
182:3292–3297
19. Maiwald M, Herbay A von, Persing DH et al.
(submitted) Tropheryma whiipelli DNA is rare
in the intestinal mucosa of patients without
other evidence of Whipple's disease.
20. Marth T, Roux M, Herbay A von, Meuer SC,
Feurle GE (1994) Persistent reduction of
complement receptor 3 α-chain expressing
mononuclear blood cells and transient inhibitory serum factors in Whipple's disease.
Clin Immunol Immunopathol 72:217–226
21. Marth T, Neurath M, Cuccerini BA, Strober W
(1997) Defects of monocyte interleukin-12
production and humoral immunity in
Whipple's disease.Gastroenterology
113:442–448
22. Müller C, Petermann D, Stain C et al.(1997)
Whipple's disease: comparison of histology
with diagnosis based on polymerase chain
reaction in four consecutive cases.
Gut 40:425–427
23. Ramzan NN, Loftus E Jr, Burgart LJ et al.(1997)
Diagnosis and monitoring of Whipple disease
by polymerase chain reaction.
Ann Intern Med 126:520–527
24. Raoult D, Birg ML, La Scola B et al.(2000)
Cultivation of the bacillus of Whipple's disease.
N Engl J Med 342:620–625
25. Relman DA, Schmidt TM, MacDermott RP,
Falkow S (1992) Identification of the
uncultured bacillus of Whipple's disease.
N Engl J Med 327:293–301
26. Salto-Tellez M, Price AB (2000) The significance
of muciphages in otherwise normal colorectal
biopsies.Histopathology 36:556–559
27. Schoedon G, Goldenberger D, Forrer R et al.
(1997) Deactivation of macrophages with
interleukin-4 is the key to the isolation of
Tropheryma whippelii.J Infect Dis
176:672–677
28. Schneider T, Stallmach A, Herbay A von,
Marth T, Strober W, Zeitz M (1998) Treatment
of refractory Whipple's disease with interferon
gamma.Ann Intern Med 29:875–877
29. Shephard NA (2000).Muciphages and
other mucosal accumulations in the colorectal
mucosa.Histopathology 36:559–562
30. Street S, Donoghue HD, Neild GH (1999)
Tropheryma whippelii DNA in saliva of healthy
people.Lancet 354:1178–1179
31. Swartz MN (2000) Whipple's disease – past,
present, and future.N Engl J Med 342:648–650
32. Wilson KH, Blitchington R, Frothingham R,
Wilson JAP (1991) Phylogeny of the Whipple's
disease-associated bacterium.Lancet
338:474–475
33. Woese CR (1987).Bacterial evolution.
Microbiol Rew 51:221–271
34. Historische Literatur zitiert nach: von Herbay A
(1996), Untersuchungen zur Ätiologie und
Pathogenese des Morbus Whipple.Habilitationsschrift, Medizinische Fakultät der
Universität Heidelberg
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