HIV und Tuberkulose in Afrika

I.N.M.I. "L. Spallanzani" I.R.C.C.S.
HIV und Tuberkulose in Afrika: Erprobung neuer
Testverfahren zur Diagnose der latenten Infektion mit
Mycobacterium tuberculosis bei HIV-seropositiven
Personen in Uganda
Doktorand: Leonhard Leidl, Betreuer: Priv. - Doz. Dr. med. Dipl.-Biol. Christoph Lange
Mycobacterium tuberculosis (lat. tuberculum = Knoten) ist der Erreger
der Tuberkulose. Er gelangt durch Tröpfcheninfektion in die Lunge und
führt dort zu einer Entzündung des Gewebes und zu einer Schwellung
der Lymphknoten. Das Immunsystem bildet zum Schutz des
Organismus Kapseln um die Mykobakterien, sog. Granulome, und
verhindert damit ihre weitere Ausbreitung. Allerdings können die
Mykobakterien über Jahre und z.T. Jahrzehnte in diesen Granulomen
überleben, es besteht eine latente Tuberkulose-Infektion. Wird das
Immunsystem geschwächt, können die Mykobakterien aus ihrer
Abkapselung ausbrechen und sich auf nahezu alle Organe des Körpers
verbreiten und diese schädigen.
Das HI-Virus (Humanes Immundefizienz-Virus) ist der Erreger des
erworbenen Immunmangel-Syndroms (AIDS). Das Virus bindet und
zerstört u.a. die CD4+ - Abwehrzellen und erleichtert es damit auch
anderen Infektionskrankheiten, den Körper zu befallen und schwere
Erkrankungen auszulösen („opportunistische Infektionen“). Aufgrund
seiner genetischen Variabilität kann das HI-Virus seine Oberfläche
kontinuierlich verändern, der Immunabwehr entkommen und rasch
Resistenzen gegen antivirale Medikamente bilden. Anfangs vermehrt
sich das Virus nur langsam und bleibt daher lange unbemerkt.
Menschen mit einer HIV-Infektion erkranken 20-mal häufiger
an einer Tuberkulose als Nicht-Infizierte.
95% aller globalen Tuberkulose-Fälle finden sich in
Entwicklungsländern. Die Gründe sind Hunger, Armut,
Migration und Kriege.
Vor allem Bewohner der Slums afrikanischer Megacities
sind bedroht: Tuberkulose ist die Haupt-Todesursache von
Menschen mit HIV-Infektion und verantwortlich für mehr als
die Hälfte aller Tode von HIV-Infizierten.
Methoden
Der Tuberkulin-Haut-Test (THT), der ELISPOT und der ELISA
wurden an 160 neudiagnostizierten HIV-positiven Patienten
angewandt, die keine Symptome einer aktiven TuberkuloseErkrankung zeigen und keine BCG-Impfung erhalten haben.
Die Studie wurde durchgeführt an der Poliklinik der
Makerere University in Kampala, Uganda.
Tuberkulose-Tode pro 100.000 / Jahr
Epidemiologie
Uganda
Im Jahr 2006 lebten weltweit etwa 39,5 Millionen
Menschen, die mit HIV infiziert waren. 2,9 Millionen
davon starben.
Von 1980 bis 1989 liegt die Zahl der
jährlichen Tuberkulose-Fälle pro
100.000 zwischen sechs und 19.
9 Millionen Menschen pro Jahr entwickeln eine
aktive Tuberkulose, 1/3 der Menschheit ist mit
Mycobacterium tuberculosis infiziert.
Ab 1990 steigen die Erkrankungen
aufgrund des sich rapide
ausbreitenden HI-Virus sprunghaft an
und erreichen im Jahr 2004 ihren
bisherigen Höhepunkt von 156 pro
100.000 Neuerkrankungen.
13 Millionen Menschen leiden an HIV
und Tuberkulose.
Registrierte TB-Fälle pro
100.000 Einwohner
In Afrika beträgt der Anteil der HIV-Infizierten an den
Tuberkulose-Patienten 40%, die Zahl der
Neuerkrankungen steigt jedes Jahr um 3%.
ELISPOT
Tuberkulin-Haut-Test (THT)
ELISA
Für den ELISPOT werden 250.000 weiße Blutkörperchen aus
dem Blut des Patienten über Nacht mit den Antigenen
ESAT-6 und CFP-10, die spezifisch sind für M. tuberculosis,
in Mikrotiter-Platten inkubiert. Die weißen Blutzellen
sezernieren auch hier Interferon-gamma, das von
Antikörpern am Boden der Platten gebunden wird. Mithilfe
eines zweiten bindenden Antikörpers und eines farbigen
Substrates kann das Interferon-gamma als kleiner Punkt
sichtbar gemacht werden. Dabei entspricht jeder Punkt
genau einer weißen Blutzelle. Besteht zwischen der
Nullkontrolle, die nicht mit den TB-spezifischen Antigenen
stimuliert wurde, und dem „echten“ Bluttest eine Differenz
von mindestens fünf Punkten, ist der ELISPOT positiv.
Beim THT wird Tuberkulin, ein Antigen von M. tuberculosis,
in die obere Hautschicht appliziert und nach 48 – 72 Stunden
der Durchmesser der entstandenen Rötung und Schwellung
(„Induration“) gemessen. Ist die Rötung größer als 5mm, gilt
der Test als positiv und der Patient hatte bereits Kontakt mit
M. tuberculosis. Diese Reaktion wird dabei verursacht durch
die Signalsubstanz Interferon-gamma, die von
Entzündungszellen ausgeschüttet wird. Allerdings reagiert
der THT auch falsch-positiv bei einer vorangegangenen
BCG-Impfung gegen Tuberkulose.
Der THT dient in dieser Studie als Kontrollparameter zur
Überprüfung des Ergebnisses von ELISPOT und ELISA.
Der ELISA verwendet Blutröhrchen, die ebenfalls mit
ESAT-6 und CFP-10 beschichtet sind. Hier wird
heparinisiertes Vollblut für 16 – 24 Stunden mit diesen
spezifischen Antigenen inkubiert. Danach wird Blutplasma
entnommen und in einem speziellen ELISA-Reader die
Menge an sezerniertem Interferon-gamma in jedem
Röhrchen gemessen. Dabei wird die Interferon-gamma –
Konzentration in der Nullkontrolle von der Konzentration
in jedem Teströhrchen abgezogen. Beträgt die Differenz
mindestens 0,35 IU/ml, so ist der Test positiv.
Interim Results
Bisherige Ergebnisse
72 Patienten mit einem mittleren Alter von 33
Jahren und einer mittleren Anzahl von 317 CD4+ Abwehrzellen pro µl sind bereits ausgewertet.
Der ELISPOT war in 59,7% positiv, der ELISA in
76,4% und der THT in 70,2% der Fälle. 3 von 72
ELISA-Tests waren unbestimmbar.
ELISPOT und ELISA stimmten in 66% (κ = 0,092)
überein, ELISPOT und THT in 56% (κ = 0,034) und
ELISA und THT in 68% (κ = 0,2).
Zusammenfassung
80,00%
70,00%
60,00%
50,00%
positive
40,00%
negative
30,00%
indeterminate
20,00%
10,00%
Die Sensitivität der Interferon-gamma Release Assays (ELISPOT, ELISA) scheint
von einer HIV-Infektion, zumindest bei moderater Immunsuppression, nicht
beeinflusst zu werden .
0,00%
T-SPOT.TB
QFT-G
TST 5-mm
Concordant Results
Das Verhalten der IGRA-Tests unter stärkerer Immunsuppression muss noch
weiter abgeklärt werden.
60,00%
50,00%
40,00%
T-SPOT.TB pos.
30,00%
Patienten
72
Alter (Median) CD4+ (Median)
33
317 / µl
T-SPOT.TB neg.
20,00%
10,00%
0,00%
QFT-G pos.
QFT-G neg.
Die IGRA-Tests zeigen mehr positive Ergebnisse als der THT, dennoch gibt es
bisher keine Erklärung für die nicht übereinstimmenden Resultate zwischen
ELISPOT und ELISA.