Die Bewertung der Candida-Serologie bei der Diagnose von Organmykosen
Unter dem Begriff Candida-Mykose versteht man eine Infektion mit Candida-Arten. Sie kann von einer oberflächlichen Infektion der Haut und Schleimhäute bis hin zur generalisierten systemischen Infektion reichen. Der am häufigsten gefundene Erreger ist Candida albicans, gefolgt von Candida glabrata.
Es ist eine ganze Reihe von prädisponierenden Faktoren bekannt, die Voraussetzung für das Auftreten einer Candidose sind. Die Abgrenzung, ob dem Nachweis von Candida albicans für die Pathogenese der jeweiligen Erkrankung eine Bedeutung zukommt, ist ausgesprochen problematisch. Der Pilz wird häufig aus Mund, Magen-Darm-Trakt und Genitalbereich isoliert, ohne daß subjektive Beschwerden vorliegen.
Der Nachweis von Candida-Antikörpern hat nur einen diagnostischen Wert und sagt nichts über die Immunlage des jeweiligen Individuums aus.
Im folgenden werden die verschiedenen Methoden zum Nachweis von Candida-Antikörpern und Antigenen aufgezeigt und ihre Bedeutung und Grenzen im Rahmen der Mykosediagnostik diskutiert.
Die Immunantwort
Jedes Individuum hat zahlreiche Möglichkeiten sich mit mikrobiologischen Antigenen, in diesem Falle Strukturen von Candida-Zellen, auseinanderzusetzen. Beim ersten Kontakt eines Individuums mit einem Antigen wird es von den Zellen des Immunsystems erkannt und die reagieren entweder mit einer Immunantwort, oder sie entwickeln eine Toleranz. Die Immunreaktion kann den Weg der zellvermittelten Immunität nehmen oder die Bildung von Antikörpern induzieren. Ob die Immunantwort zellvermittelt oder über Antikörper abläuft, hängt von der Weise ab, in der das Antigen den Lymphozyten präsentiert wird:
Viele Immunreaktionen zeigen beide Arten der Immunantwort. Beim zweiten und jedem weiteren Kontakt mit dem Antigen ist der Typ der Immunantwort zwar weitgehend durch den ersten Antigenkontakt geprägt, unterscheidet sich aber qualitativ und quantitativ von der Erstantwort. Darauf soll später eingegangen werden. (Feldmann, M., Male,D., 1991)
Die Immunglobuline
Ein Teil dieser Reaktionen induziert die Bildung spezifischer Antikörper verschiedener Immunglobulinklassen (Ig) und führt zu einer meßbaren humoralen{1} Immunantwort. Sie kann als Folge einer direkten oder diapla zentar erworbenen Infektion oder nach der Applikation von Impfstoffen auftreten. Die humorale Antwort ist weniger von der Struktur der Antigene abhängig als vielmehr von der Reaktionslage des Immunsystems zum Zeitpunkt des Antigenkontaktes. Die zur Interpretation von Laborbefunden wichtigen Reaktionsabläufe sollen im folgenden kurz geschildert werden:
Ist es zum Antigenkontakt gekommen, reagiert der Organismus auf die Erstinfektion zunächst mit der Synthese antigenspezifischer IgM-Antikörper. Jedes Molekül besteht aus fünf sternförmig angeordneten identischen Untereinheiten. Die akute Infektion läßt sich von der subakuten häufig durch die Höhe des IgM-Titers unterscheiden. Unter besonderen Umständen (z. B. bei Zweitinfektion mit dem gleichen Erreger) können IgM-Antikörper im Akutstadium der Infektion fehlen. IgM-Antikörper aktivieren nach Bindung an ihr Antigen das Komplementsystem{2} über den klassischen Weg (beginnend mit C 1) und führen damit zu einer komlementabhängigen Opsonierung{3} und Zytolyse{4}.
Erst einige Tage (oder manchmal auch Wochen) später können auch IgG-Antikörper der gleichen Spezifität im Patientenserum nachgewiesen werden. Deutlich erhöhte IgM-Titer bei gleichzeitig niedrigen IgG-Titern zeigen einen kurzzeitig zurückliegenden Antigenkontakt an. Sind beide Titer etwa gleich hoch, berechtigt das in der Regel zu dem Schluß, daß die Infektion bereits einige Wochen zurückliegt. Niedrige IgG-Antikörpertiter bei fehlenden IgM-Antikörpern sind häufig Ausdruck einer länger zurückliegenden Infektion. Man nennt diesen Befund auch "serologische IgG-Narbe".
Die Synthese von IgM- und IgG-Antikörpern ist von verschiedenen Faktoren abhängig, von denen die spezifische Behandlung einer Infektion oder -nach Impfungen- die Eliminierung des Antigen aus dem Kreislauf sowie umgekehrt die Reaktionsbereitschaft des Immunsystems, auf den Antigenreiz weiter zu reagieren, als Beispiele genannt seien.
IgG wird durch Erinnerungszellen ("memory cells" - aus der Reihe der B-Lymphozyten) synthetisiert. Da die Klone dieses Zelltyps eine lange Lebenszeit haben, findet man erregerspezifisches IgG im Serum häufig jahre- und jahrzehntelang nach überstandener Infektion. Der Nachweis von IgG-Antikörpern ist deshalb in der Regel nicht geeignet, akute von langzeitig zurückliegenden Infektionen zu unterscheiden.
Andererseits kommt den IgG-Antikörpern bei vielen Erkrankungen offenbar eine Schutzinfektion bei Neuinfektionen mit dem gleichen Erreger zu.
Auch sie besitzen die Fähigkeit zur Komplementaktivierung über den klassischen und den alternativen Weg.
Zu beachten ist, dass sich die Antikörpertiter bei Erst- und Zweitinfektion wesentlich unterscheiden.
IgM-Antikörper bilden einen Großteil der Primärantwort, während die Sekundärantwort fast vollständig aus IgG besteht. Die Sekundärantwort hat eine kürzere Latenzphase und das Plateau der Antikörpertiter liegt viel höher als bei der Primärantwort (hervorgerufen durch bereits vorhandene Gedächtniszellen).
Es sei an dieser Stelle noch einmal darauf hingewiesen, daß die Höhe der Titer, abgesehen von der Art der Antigenbelastung, wesentlich vom Immunsystem des betroffenen Individuums abhängt.
Immunglobulin A ist mit etwa 10 % an der Globulinfraktion des Serums beteiligt. Das im Serum und verschiedenen anderen Körperflüssigkeiten (z. B. Speichel, Tränenflüssigkeit, Gelenk-, Pleura- und Peritonealergüssen) nachweisbare IgA wird in Plasmazellen der Lamina propria des Atmungs- und Verdauungstraktes synthetisiert, sowie in das Blut und andere Körperflüssigkeiten abgegeben.
IgA-Antikörper üben ihre Wirkung auf den riesigen Schleimhautoberflächen, aber auch in den Interzellularräumen der Schleimhäute aus. Sie binden und immobilisieren Antigene im "Vorfeld", bevor sie in den Wirtsorganismus eindringen können. Sie verhindern damit die Adhärenz, Kolonisation und Invasion von Mikroorganismen.
Sekrete (Mucus), proteolytische Enzyme und die Peristaltik oder das Flimmerepithel unterstützen dann die Elimination der Antigene.
Allein die Plasmazellen der Darmschleimhaut produzieren täglich etwa 2 g IgA.
Das Spektrum der Antigene, mit denen IgA reagieren kann, reicht von Viren, Bakterien, Pilzen und Parasiten zu bakteriellen Toxinen und Nahrungsmittelantigenen. Die diagnostische Bedeutung des Nachweises von erregerspezifischem IgA im Serum und anderen Körperflüssigkeiten (z. B. im Liquor cerebrospinalis bei der Beteiligung des ZNS an Infektionen) ist noch nicht abschließend geklärt. Bei einigen Infektionskrankheiten (z. B. Chlamydia-trachomatis-Infektionen) ist in letzter Zeit versucht worden, aus der Relation zwischen IgG- und IgA-Antikörpertitern Schlüsse auf das Krankheitsstadium zu ziehen (Bitter-Suermann, D., 1988; Müller, F. 1992).
IFT, HAT, ELISA?
Zur Diagnostik der Antikörpertiter stehen verschiedene Nachweisverfahren zur Verfügung.
Ein weit verbreitetes Nachweisverfahren ist der indirekte Candida-Hämagglutinationstest (Candida-HAT) (z. B. LD Labor Diagnostika GmbH, Heiden). Wegen Antigengemeinschaften werden gleichzeitig Antikörper gegen Candida albicans, C. tropicalis und C. glabrata und C. parapsilosis mit erfaßt. Dazu werden Schafserythrozyten mit Oberflächenstrukturen (Antigenen) von C. albicans beladen. Das Serum wird geometrisch ausverdünnt. Darin enthaltene spezifische IgG-, IgM- und IgA-Antikörper reagieren mit den Erythrozyten zu Immunkomplexen{5}, die zum Verklumpen und Sedimentieren der Erythrozyten führen.
Die größte Verdünnungsstufe, in der sich noch Antikörper nachweisen lassen, nennt man Titer.
Der sogenannte Normaltiter beträgt erfahrungsgemäß bis 1:160.
Ergänzt wird der Candida-HAT oft durch den indirekten Candida-Immunfluoreszenztest (Candida-IFT).
Durch Antigengemeinschaften erfaßt er die gleichen Arten, wie der Candida-HAT. Die im Serum vorhandenen Antikörper werden an Candida albicans-Zellen gebunden und durch fluoreszenzmarkiertes Antihumanglobulin sichtbar gemacht. Je nach verwendetem Konjugat (FITC-markiertes IgG oder IgA)
werden vorwiegend IgG-Antikörper erfaßt bzw. können IgA-Antikörper nachgewiesen werden. Die Titerangaben bei gesunden Personen variieren beträchtlich (zwischen 1:10 bis 1:80). IF-Titer werden später positiv als der HAT, da IgM-Moleküle nicht mit erfaßt werden, sie bleiben aber auch länger hoch.
Zum Nachweis von Candida-Antikörpern verschiedener Immunglobulinklassen verwendet man indirekte ELISA's. Dazu werden mit Antigen beschichtete Mikrotiterplatten{6} verwendet. Die im Patientenserum vorhandenen Antikörper binden an diese Antigene und werden dann mit immunglobulinklassenspezifischen Antikörpern, die mit einem Enzym gekoppelt sind, markiert. Ein zugegebenes Substrat wird durch das Enzym farblich umgesetzt. Die Messung der Farbtiefe ermöglicht dann eine Quantifizierung der Antikörpermenge (z. B. Institut Virion, Würzburg).
Der Candida-Antigen-Nachweis
Candida-Antigen wird mit einem indirekten Latex-Agglutinationstest nachgewiesen (z. B. CandTec, Ramco Laboratories Inc., Mt. Vernoun, Houston, Texas, USA, zu beziehen über Biermann Diagnostika, Bad Nauheim). Der Test weist ein thermolabiles Antigen unbekannter Natur nach. Er ist etwa bei 50% der tieflokalisierten Candida-albicans-Mykosen positiv. Titer < 1:4 werden als Hinweis auf eine disseminierte Candidose angesehen, negative Resultate schließen sie nicht aus. Bei immunkompetenten Patienten mit anti-Candida-Antikörpern wird das Antigen als Teil eines Immunkomplexes nicht erfaßt. Der Antigennachweis erfolgt unabhängig von der immunologischen Grundsituation des Patienten und stellt einen Momentstatus dar. Bei positivem Ausfall sind zusätzlich die Rheumafaktoren zu prüfen, da diese zu unspezifisch positiven Reaktionen führen können. Bei Patienten mit Infektionen durch C. stellatoidia, C. tropicalis und C. parapsilosis ist dieser Test ebenfalls positiv. (Werle, E. et al., 1994).
Die Immunitätslage bestimmt die Titerhöhe
Laut Müller, J. (1985) haben etwa 75 % der Bevölkerung Candida-Antikörper im Blut. Der Candida-HAT kann beim gesunden Menschen positiv oder negativ ausfallen. Dasselbe kann bei Patienten passieren, die tatsächlich eine Mykose haben (Meyran, O. 1988). Der Aussagewert ist also begrenzt. Außerdem gibt der Antikörpernachweis keine Auskunft über den Ort der Infektion (Fegeler, 1989).
Das Immunsystem des Patienten hat, wie oben bereits erwähnt wesentlichen Einfluß auf das klinische Bild einer Organ- und/oder Systemmykose. Es kann von einer Besiedelung hin bis zu fulminant verlaufenden septischen Formen mit Todesfolge reichen. Die Letalität liegt dabei zwischen 20 - 100%. Die Diagnostik muß hier zunächst einmal klären, welche prädisponierenden Faktoren bei dem Patienten vorliegen. Es gibt erkrankungsbedingte Faktoren (z. B. Diabetes mellitus, Immundefekte (u. a. AIDS), maligne Tumoren, Endokronopathien, chronische Infekte, etc.), therapiebedingte Faktoren (z. B. Corticosteroide, Immunsuppressiva, Zytostatika, Bestrahlung, Antibiotika, Verweilkatheter, u. a.) und andere Faktoren, wie z. B. Lebensabschnitte mit besonderer Empfänglichkeit, wie Früh- und Neugeborene, Schwangere, Menschen im Senium, Menschen mit starker mykotischer Exponierung im Beruf, Drogensüchtige, Alkoholabhängigkeit, etc.).
Liegen mehrere Faktoren auf einmal vor, erhöht sich das Risiko, eine System- oder Organmykose zu erwerben proportional. Bei Patienten, die aufgrund der prädisponierenden Faktoren als besonders gefährdet gelten, empfiehlt W. Fegeler (1989) ein regelmäßiges Monitoring mit Serodiagnostik und Kulturen (Stuhl, Mundabstrich, Urin).
Bei bestehendem Mykoseverdacht empfehlen Müller, H.-L. und Müller, J. (1986) Titerbestimmungen im Abstand von 3 - 5 Tagen. Brandl et. al. (1983) halten einen Titeranstieg um drei Stufen innerhalb weniger Tage für ein signifikantes Zeichen, Kaufman, L. und Reiss, E. (1990) halten gar 4 Titerstufen für nötig.
Erschwert wird die Interpretation der Befunde durch die Tatsache, daß gerade Sproßpilzbesiedelungen der Atemwege und der Lunge eine Antikörperbildung auslösen, ohne gewebliche Veränderungen hervorzurufen. Dieses Stadium ist kulturell und serologisch nicht von einer echten tiefen Mykose unterscheidbar und kann beim resistenzgeschwächten Intensivpatienten jederzeit in eine schwer verlaufende Mykose übergehen (Brandl, M. et al., 1984).
Die Diagnose
Serologische Befunde müssen immer mit dem klinischen Bild und der kulturellen Diagnostik zusammen interpretiert werden. Dabei ist folgendes zu beachten:
A: Der serologische Befund:
Er hängt im wesentlichen von der Abwehrlage des Patienten und von seinem "Normaltiter" ab. So konnten Tietz, H. J. et al. 1994 vier Candida-Sepsis Fälle auf Intensivstationen beobachten (hervorgerufen durch Candida glabrata), bei denen zwar Candida-Antigene nachgewiesen werden konnten, jedoch in keinem Fall erhöhte Candida-Antikörpertiter. Der Candida-Antigennachweis ist in 30 - 50 % der Fälle mit tieflokalisierten Mykosen negativ. Bestimmte Candida Arten werden durch die serologischen Untersuchungen gar nicht erst erfaßt.
Die meisten Menschen tragen Candida-Antikörper im Blut (s.o.). Im unselektierten internistischen Krankengut kann eine altersabhängige Prävalenz von anti-Candida-Antikörpern gefunden werden, wobei bei fast 20 % der über 80-jährigen ein Antikörpernachweis mittels HAT geführt werden kann (Werle, E. et al., 1994). Das ist durch die ständige geringgradige Immunisierung durch kommensale Besiedelung erklärbar. Titeranstiege belegen stets eine aktuelle immunologische Wirt-Erregerauseinandersetzung, d. h. mindestens eine Fungiämie. Diese sind allerdings in der überwiegenden Zahl der Fälle, selbst bei Risikopatienten selbstlimitierend und ohne klinische Folgen (Müller, J., 1990).
Prof. Dr. H. Lode aus Berlin stellte dieses Jahr auf der Jahrestagung der Paul-Ehrlich-Gesellschaft folgende serologische Befunde von Intensivpatienten vor: Es fielen 45 % der Antigentests positiv aus, bei Patienten, die gar nicht mit Pilzen besiedelt waren. Ebenso fiel der Test bei 55 % der Patienten, die Pilze ohne Kranheitszeichen im Nasen-Rachen-Raum hatten, positiv aus und bei den tatsächlich an Mykosen erkrankten zu 80 %. Er monierte die geringe Spezifität des Testes bei ausreichender Sensitivität. Das gleiche gelte auch für den Candida-HAT, der bei 70 % der nicht mit Pilzen besiedelten Patienten positiv war.
B. Die kulturelle Diagnostik:
Der Verdacht auf eine tiefliegende Mykose muß kulturell gesichert werden, was ebenfalls mit Schwierigkeiten behaftet ist. Eine Schwierigkeit liegt in der Spezifität des gewonnen Materials.
Die nachfolgende Tabelle gibt Kombinationen von Untersuchungsmaterialien zur Diagnostik von Organ- und/oder Systemmykosen an:
Untersuchungsmaterial Lokalisation der Mykose
Sepsis Cerebral Pulmonal Urogenital Retina
Blutkultur + (+) (+) (+) (+)
Liquor +
Urin + (+) +
Trachealsekret (+) +
Mundabstrich + + + + +
Analabstrich + + + + +
(+) = in Abhängigkeit vom klinischen Bild (Fegeler,W., Weidenfeller, P.,1990)
Zum Nachweis von Mykosen der Lunge wird Bronchialsekret oder Sputum verwendet. Allerdings wird Candida albicans auch im Sputum und in der Mundhöhle von 20 - 55 % sonst gesunder Probanden gefunden. Bei einer Candida-Enzephalitis hingegen sind die Liquorveränderungen so diskret, dass dieser Erregernachweis zu Lebzeiten nur selten gelingt (Fegeler, K., Nolting, S., 1900). Diese beiden Beispiele mögen verdeutlichen, wie schwierig die Interpretation der Ergebnisse insgesamt ist. Brandl und Mitarbeiter konstatieren 1984, dass der kulturelle Erregernachweis (Abstriche, Sputum, Bronchialsekret) wegen des praktisch ubiqutären Vorkommens von Candida-Arten nicht unbedingt als Indiz für das Vorliegen einer systemischen Candidiasis zu werten ist. Der Nachteil ist auch, daß die Ergebnisse aufgrund der Wachstumszeit der Pilze erst nach einigen Tagen vorliegen.
Eine wertvolle diagnostische Hilfe kann hier die routinemäßige Urinuntersuchung darstellen.
Candidazellen passieren die Nierenglomerula, so dass sie regelmäßig im Urin erscheinen, wenn z. B. eine Candidasepsis vorliegt. Krause und Mitarbeiter erzeugten bereits 1969 eine Candidaurie in einem Selbstversuch nach Einnahme einer hochdosierten Candida-Lösung durch einen gesunden Probanden.
Wichtig ist, dass der Urin richtig entnommen wird, damit ein positiver Befund nicht auf Verunreinigungen beruht. Es empfiehlt sich bei Mann und Frau gleichzeitig Abstriche von den Genitalien zu machen.
Als zuverlässiger Hinweis auf eine Hefeinfektion des Blutes gelten auch die weißlichen, runden Retinaläsionen, die man bei Spiegelung des Augenhintergrundes entdecken kann. Hier handelt es sich um kleine Candida-Kolonien.
Ist der kulturelle Nachweis der Pilze nicht möglich, so ist der Ausschluß von Pilzen an wesentlichen Orten eines Antigenkontaktes anzustreben (Fegeler,W., Weidenfeller, P. 1990).
C. Die klinische Symptomatik:
Wann soll an eine Systemmykose gedacht werden? T. Wegmann nennt 1988 hier folgende Kriterien:
- Verschiedene klinische Symptome mit oder ohne Temperaturerhöhung, die weder bakteriologische noch virologische geklärt werden können, jedoch an eine Infektionskranheit denken lassen.
- Septische Fieberzustände, die nicht auf übliche Antibiotika reagieren.
- Pneumonien, die nicht ins übliche Schema der bakteriellen oder primär atypischen Pneumonien passen.
- Infektionen des Harntraktes, die nicht auf antibiotische Behandlung reagieren.
- Meningitiden mit atypischem Verlauf, möglicherweise in Kombination mit Lungenveränderungen.
- Knochen- und Gelenkveränderungen: Spondylodiscitis, Osteochondritis.
- Relativ häufig liegt bei generalisierten Systemmykosen eine Hepatomegalie bzw. Splenomegalie vor, welche sonographisch oder computertomographisch erfaßt werden kann.
Die Therapie
Oberflächliche Schleimhautbesiedelungen durch Sproßpilze (Mund, Magen-Darm-Trakt, etc.) können sehr wirksam mit Nystatin oder Amphotericin-B therapiert werden. Insbesondere bei Patienten mit mehreren prädisponierenden Faktoren ist eine Sanierung der Schleimhäute anzustreben, um einer möglichen invasiven Besiedelung vorzubeugen.
Die bewährteste Therapie von invasiven Organ- und Systemmykosen, einschließlich der Mykosen der Atemwege und der Lunge ist eine Kombinationsbehandlung mit Amphotericin B + 5-Fluorocytosin (Goldstandard).
Des weiteren stehen die Triazole Ketoconazol, Itraconzol und Fluconazol zur Verfügung. Itraconazol wird in einer Dosierung von 100 - 200 mg angewendet und ist bei Dermatophyten-, Aspergillus- und Candida-Infektionen wirksam. Es ersetzt wegen des günstigeren Nutzen-Risiko-Verhältnisses in vielen Bereichen die Ketoconazoltherapie. Fluconazol erleichtert als wasserlösliches Imidazol die parenterale Behandlung. Aufgrund seiner besonderen pharmakokinetischen Eigenschaften wird es vor allem bei pilzbedingten Meningitiden und bei systemischen Candidosen angewendet. (Merk, F., 1993).
Es empfiehlt sich eine therapiebegleitende Kontrolle der Leberenzyme.
FUSSNOTEN
{1} in extrazellulären Körperflüssigkeiten vorhanden (Serum, Lymphe)
{2} Gruppe von Serumproteinen (ähnlich der Gerinnungskaskade), die an der Kontrolle von Entzündungen, der Aktivierung von Phagozyten und an der lytischen Zerstörung von Zellmembranen beteiligt sind. Das Komplementsystem wird über Interaktion mit dem Immunsystem aktiviert.
{3} Durch Anlagerung von Antikörpern auf dem Antigen wird dessen Phagozytose erleichtert.
{4} Durch das Zusammenwirken von Antikörper und Lymphozyten oder Monozyten wird die Zielzelle zerstört.
{5} Produkt einer Antigen-Antikörper-Reaktion.
{6} Kunststoffplatte mit 96 Vertiefungen, die als Reaktionsräume für immunologische Untersuchungen verwendet werden.