Pathophysiologie

Die Inhalation von Mycobacteriumtuberculosis führt zu einem von vier möglichen Ergebnissen:

• Sofortige Clearance des Organismus
• Latente Infektion
• Ausbruch einer aktiven Erkrankung (Primärerkrankung)
• Aktive Erkrankung viele Jahre später (Reaktivierungserkrankung).

Bei Personen mit latenter Infektion und ohne zugrunde liegende medizinische Probleme tritt die Reaktivierungskrankheit in 5 bis 10 Prozent der Fälle auf. Das Risiko einer Reaktivierung ist bei Patienten mit HIV deutlich erhöht. Diese Ergebnisse werden durch das Zusammenspiel von Faktoren bestimmt, die sowohl dem Organismus als auch dem Wirt zuzuschreiben sind.

Primärerkrankung

Unter den etwa 10 Prozent der infizierten Personen, die eine aktive Erkrankung entwickeln, geschieht dies bei etwa der Hälfte innerhalb der ersten zwei bis drei Jahre und wird als schnell fortschreitende oder primäre Erkrankung bezeichnet.

Die Tuberkelbazillen verursachen eine Infektion in der Lunge, nachdem sie in Tröpfchen übertragen werden, die klein genug sind (5 bis 10 Mikrometer), um die Alveolarräume zu erreichen. Die infizierten Makrophagen produzieren Zytokine und Chemokine, die andere phagozytische Zellen anlocken, darunter Monozyten, andere Alveolarmakrophagen und neutrophile Granulozyten, die schließlich eine knotige granulomatöse Struktur bilden, die Tuberkel genannt wird. Wird die bakterielle Replikation nicht unter Kontrolle gebracht, vergrößert sich der Tuberkel und die Bazillen gelangen in die lokalen drainierenden Lymphknoten. Dies führt zu einer Lymphadenopathie, einer charakteristischen klinischen Manifestation der primären Tuberkulose (TB). Die Läsion, die durch die Ausdehnung des Tuberkels in das Lungenparenchym und den Befall der Lymphknoten entsteht, wird als Ghon-Komplex bezeichnet.

Bei der Erstinfektion kann es zu einer Bakteriämie kommen.

Die Bazillen vermehren sich so lange, bis sich eine wirksame zellvermittelte Immunreaktion (CMI) entwickelt, in der Regel zwei bis sechs Wochen nach der Infektion.Gelingt es dem Wirt nicht, eine wirksame CMI-Reaktion und eine Gewebereparatur einzuleiten, führt dies zu einer fortschreitenden Zerstörung der Lunge. Der Tumor-Nekrose-Faktor (TNF)-alpha, reaktive Sauerstoff- und Stickstoffzwischenprodukte und der Inhalt zytotoxischer Zellen (Granzyme, Perforin) können zur Entwicklung der kasernierenden Nekrose beitragen, die für die Tuberkuloseläsion charakteristisch ist.

Unkontrolliertes Bakterienwachstum kann zu einer hämatogenen Ausbreitung der Bazillen führen und eine disseminierte TB hervorrufen. Eine disseminierte Erkrankung mit Läsionen, die Hirsekörnern ähneln, wird als Miliartuberkulose bezeichnet. Die Bazillen können sich auch durch die Erosion der verkäsenden Läsionen in die Atemwege der Lunge ausbreiten – und der Wirt wird für andere ansteckend. Wird die Krankheit nicht behandelt, führt sie in 80 Prozent der Fälle zum Tod. Die übrigen Patienten entwickeln eine chronische Krankheit oder erholen sich. Die chronische Erkrankung ist durch wiederholte Episoden der Heilung durch fibrotische Veränderungen um die Läsionen herum und durch Gewebezerfall gekennzeichnet. Eine vollständige spontane Ausrottung der Bazillen ist selten.

Reaktivierungskrankheit

Reaktivierungs-TB entsteht durch die Proliferation eines zuvor ruhenden Bakteriums, das zum Zeitpunkt der Primärinfektion ausgesät wurde. Bei Personen mit einer latenten Infektion und ohne begleitende medizinische Probleme tritt die Reaktivierungskrankheit in 5 bis 10 Prozent auf. Immunsuppression wird mit Reaktivierungstuberkulose in Verbindung gebracht, obwohl nicht klar ist, welche spezifischen Wirtsfaktoren die Infektion in einem latenten Zustand halten und was die latente Infektion auslöst, um offen zu werden. Zu immunsuppressiven Bedingungen, die mit Reaktivierungstuberkulose in Verbindung gebracht werden, siehe vorheriger Artikel. Der Krankheitsprozess bei der Reaktivierungstuberkulose ist in der Regel lokal begrenzt (im Gegensatz zur Primärerkrankung): Es gibt nur wenig regionalen Lymphknotenbefall und die Läsion wächst. Die Läsion tritt typischerweise an den Lungenspitzen auf, und eine disseminierte Erkrankung ist ungewöhnlich, es sei denn, der Wirt ist stark immunsupprimiert. Es wird allgemein angenommen, dass eine erfolgreich eingedämmte latente Tuberkulose einen Schutz gegen eine spätere Tuberkuloseexposition bietet

Abbildung1. Pathophysiologie der Tuberkulose

Mit Genehmigung von Graham A. W. Rook, Keertan Dheda, Keertan Dheda und Graham A. W. Rook aus „Immune responses to tuberculosis in developing countries: implications for new vaccines“. Rook, Keertan Dheda, AlimuddinZumla in Nature Reviews Immunology published by Nature Publishing Group Aug 1,2005

Mikrobiologie

M.tuberculosis (MTB) gehört zur Gattung Mycobacterium, die mehr als 80 andere Arten umfasst. Tuberkulose (TB) ist definiert als eine Krankheit, die durch Mitglieder des M. tuberculosis-Komplexes verursacht wird, zu dem der Tuberkelbazillus (M. tuberculosis), M. bovis, M. africanum, M. microti, M. canetti, M. caprae und M. pinnipedi gehören.

Zellhülle: Die mykobakterielle Zellhülle besteht aus einem Kern von drei Makromolekülen, die kovalent miteinander verbunden sind (Peptidoglykan, Arabinogalaktan und Mykolsäuren) und einem Lipopolysaccharid, Lipoarabinomannan (LAM), von dem man annimmt, dass es an der Plasmamembran verankert ist.

Erhaltungsmerkmale: Die Zellwandbestandteile verleihen den Mykobakterien ihre charakteristischen Färbeeigenschaften. Der Organismus färbt mit der Gram-Färbung positiv. Die Mykolsäurestruktur verleiht dem Organismus die Fähigkeit, nach Anfärbung mit bestimmten Anilinfarbstoffen der Entfärbung durch sauren Alkohol zu widerstehen, was zu der Bezeichnung „Acid Fast Bacillus“ (AFB) führte. Die Mikroskopie zum Nachweis von AFB (mit der Ziehl-Neelsen- oder Kinyoun-Färbung) ist das am häufigsten verwendete Verfahren zur Diagnose von TB; eine Probe muss mindestens 10 koloniebildende Einheiten (KBE)/mL enthalten, um einen positiven Ausstrich zu erhalten. Eine einfachere, effizientere und empfindlichere Alternative ist die Mikroskopie von Proben, die mit einem Fluorfarbstoff (z. B. Auramin O) gefärbt wurden. Der mikroskopische Nachweis von Mykobakterien unterscheidet jedoch nicht zwischen M. tuberculosis und nicht-tuberkulösen Mykobakterien.

Wachstumsmerkmale: MTB sind Aerobier. Ihre Vermehrung wird durch die Anwesenheit von 5-10% CO2 in der Atmosphäre gefördert. Sie werden auf Nährböden mit hohem Lipidgehalt gezüchtet, z.B. Lowenstein-Jensen (LJ) Medium. Die Generationszeit von TB beträgt etwa 12-18 Stunden, so dass die Kulturen drei bis sechs Wochen bei 370 °C bebrütet werden müssen, bis die Vermehrung mikroskopisch sichtbar wird. Es wurden brotbasierte Kultursysteme entwickelt, die die Geschwindigkeit und Empfindlichkeit des Nachweises verbessern. Bei ausstrichpositiven Proben kann das BACTEC-System M. tuberculosis in etwa acht Tagen nachweisen (im Vergleich zu etwa 14 Tagen bei ausstrichnegativen Proben).

Drogensensitivitätstests: Mit dem Auftreten von immer mehr resistenten M.tuberculosis-Isolaten wird die Prüfung der Medikamentenempfindlichkeit immer wichtiger. Zusätzlich zu den konventionellen Methoden zur Prüfung der Medikamentenempfindlichkeit von M. tuberculosis wurden Methoden entwickelt, die sich auf automatisierte Systeme und PCR-basierte Tests stützen. Der Test zur mikroskopischen Beobachtung der Arzneimittelempfindlichkeit (MODS) ist ein weiterer Test zur Prüfung der Arzneimittelempfindlichkeit in Flüssigkulturen, der auf der Beobachtung des Wachstums von M. tuberculosis in einem flüssigen Brühe-Medium basiert, das ein Testmedikament enthält. Bei einer Auswertung von 3.760 Sputaproben unter Verwendung des MODS, des automatisierten MB/BacT-Systems und der Löwenstein-Jensen-Kultur lag die Sensitivität bei 98, 89 bzw. 84 Prozent und die mittlere Zeit bis zum Testergebnis bei 7, 22 bzw. 68 Tagen. Der Xpert MTB/RIF ist ein integriertes System, das die Probenvorbereitung in einem modularen Kartuschensystem und die Echtzeit-PCR kombiniert. Im Jahr 2010 wurde diese Technik von der WHO als Ersatz für die herkömmliche Abstrichmikroskopie zur Diagnose von arzneimittelresistenter TB oder TB bei HIV-infizierten Patienten empfohlen. Dieser Test hat nachweislich eine Sensitivität von mehr als 98 Prozent bei Sputumabstrich-positiven TB-Fällen und 75 bis 90 Prozent bei Abstrich-negativen TB-Fällen. Die Sensitivität beim Nachweis von rifampicinresistentem MTB lag bei über 97 Prozent, während die Spezifität zwischen 98 und 100 Prozent lag.Der Test kann in weniger als zwei Stunden Ergebnisse liefern. Hier wird die Rifampicinresistenz als Surrogat für multiresistente MTB bewertet.

Schlussfolgerung

Der Südsudan steht vor großen Herausforderungen bei der Bekämpfung der Tuberkulose. Dies ist teilweise auf ein begrenztes Labornetz und das Fehlen eines Tuberkulose-Referenzlabors zurückzuführen (Beobachtung des Autors).

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