Etablierung und Evaluierung eines molekularen Wurmdiagnostikverfahrens (Real-Time-PCR) in Tansania

Hintergrund: Von den weltweit mehr als zwei Milliarden mit Würmern
(griech. Helminthen) infizierten Menschen sind schätzungsweise etwa
22 Millionen zusätzlich mit HIV koinfiziert und verbleiben durch
die krankheitsbedingte Produktivitäts- und Leistungsminderung in
einer Abwärtsspirale. Trotz großangelegter globaler Versuche,
Helminthosen mit präventiven Massenbehandlungen einzudämmen, gibt
es weiterhin großen Forschungs- und Handlungsbedarf. Eine
sensitivere und zuverlässigere Diagnostikmethode als die klassische
Stuhlmikroskopie ist dringend erforderlich. Problemstellung und
Zielsetzung: Etablierung eines molekularen Wurmdiagnostikverfahrens
(Multiplex-Real- Time-Polymerase Chain Reaction) am Mbeya Medical
Research Center (MMRC)-Labor im einkommensschwachen Tansania zur
Detektion verschiedener Helminthen im Stuhl und direkter Vergleich
mit der Merthiolat- Jod-Formalin (MIF)-Mikroskopie sowie dem
derzeitigen Diagnostikgoldstandard der Kato-Katz (KK)-Mikroskopie.
Klärung der Frage, ob das neue Verfahren wirklich sensitiver und
für weitere Untersuchungen einsetzbar ist. Prüfung der Wirksamkeit
von zur Massenbehandlung eingesetzten Medikamenten und Untersuchung
von Besonderheiten bei HIV-Helminthen-koinfizierten Probanden mit
Hilfe des neuen Verfahrens. Material und Methoden: Zwischen 2008
und 2011 Probensammlung, Erhebung der HI-Viruslast und
CD4-Zellzahl, Stuhlmikroskopie nach der MIF- und KK-Methode, sowie
Etablierung, Validierung, Durchführung und Evaluierung der
Real-Time-PCR (RT-PCR) für 179 Probanden in Mbeya, Tansania. 118
Studienteilnehmer wurden nach einer Einmalgabe von 400 mg
Albendazol gegen intestinale Nematoden und 40 mg/kg Praziquantel
gegen Schistosomeninfektionen mit der Mikroskopie sowie der RT-PCR
nachuntersucht. Zusammenfassung 108 Ergebnisse: Bei fast allen
Probanden lagen laut WHO-Klassifikation leichte Infektionen vor.
Eine externe sowie interne Qualitätskontrolle bestätigte die
Validität unserer RT-PCR. Der Methodenvergleich ergab eine hohe
Diskordanz zwischen den einzelnen Verfahren. Die RT-PCR wies 2,2
mal mehr Infektionen als MIF und 1,4 mal mehr Infektionen als KK
nach. Bei etwa 17% der untersuchten Probanden lag ein
Polyparasitismus vor. Mit der RT-PCR wurden mehr Mischinfektionen
nachgewiesen. Ein niedriger Cycle Threshold (CT) korrelierte mit
einer hohen Eizahl und umgekehrt. Die Infektionsstärke bei
HIV-Wurmkoinfizierten Probanden unterschied sich nicht von der
HIV-negativer Probanden. HIV-Positive schieden trotz ihrer
Immunschwäche nicht weniger Schistosomeneier am Tag aus als
Nichtinfizierte. Ein Polyparasitismus lag bei HIV-Positiven (37%
Mischinfektionen) nicht häufiger als bei HIV-Negativen (43%
Mischinfektionen) vor. Schlussfolgerung und Ausblick: Die RT-PCR
erwies sich als wesentlich sensitiver als die Mikroskopie bei der
Detektion von Hakenwürmern und Schistosomeninfektionen; nicht aber
bei Askarideninfektionen. Als alleinig eingesetztes
Diagnostikverfahren am MMRC hat sie daher keinen Bestand. Sie wird
für zukünftige Studien als sensitives Zweitverfahren, das
Hakenwurm-, Schistosomen- und Mischinfektionen besser nachweisen
kann, neben der klassischen Kato-Katz-Mikroskopie Anwendung finden.
Durch diese Arbeit konnte der Grundstein für die Diagnostik
zukünftiger Studien am MMRC gelegt werden, die im Rahmen des
IDEA-Projektes, einer großen afrikanisch-europäischen
Forschungsinitiative, die unter anderem wurminduzierte
Immunantworten in Bezug auf Koinfektionen mit HIV, Malaria und
Tuberkulose und den Einfluss von Würmern auf Impfstoff-induzierte
Immunantworten untersucht, durchgeführt werden. Es sollten weitere
Studien zur Sensitivität der verwendeten RT-PCR-Protokolle an
anderen Standorten durchgeführt werden. In Mbeya wurde das
Verfahren nach meiner Abreise erfolgreich weitergeführt, sodass
inzwischen fast 1000 Stühle mit der RT-PCR untersucht worden sind.