Laborinformationen

Tuberkulose-Diagnostik

Epidemiologie

Die Bedeutung der Tuberkulose als weltweit häufig vorkommende Infektionserkrankung ist seit der Entdeckung des Erregers Mycobacterium tuberculosis durch Robert Koch im Jahr 1882 nicht zurückgegangen. Weltweit verzeichnet die WHO 8 bis 9 Millionen neue Erkrankungen pro Jahr mit 2 bis 3 Millionen Todesfällen, darunter 400 000 Kinder und Jugendliche unter 15 Jahren (7, 15). Trotz erheblicher Erfolge in den letzten 10 Jahren erhalten etwa nur ein Viertel der Erkrankten weltweit eine ausreichende medikamentöse Therapie (6).

Deutschland gehört neben anderen westlichen Industriestaaten zu den Ländern mit niedriger Tuberkulose-lnzidenz (Neuerkrankungen / 100 000 Einwohner /Jahr). Die Absolutzahlen der letzten 16 Jahre sind Abb.1 zu entnehmen (7, 8). Dies ist allerdings kein Anlass zur Entwarnung, da die Migration aus Ländern mit hoher Tuberkulose-lnzidenz auch für die Epidemiologie in den westlichen Industriestaaten von Bedeutung ist. Neben anderen Regionen in Asien und Afrika trifft dies auch auf Russland und die uns benachbart liegenden Nachfolgestaaten der ehemaligen Sowjetunion zu. Durch die in den genannten Regionen ebenfalls hohe bzw. zunehmende HlV-Inzidenz wird dieses Problem noch verstärkt. In Russland werden pro Jahr 60 mikroskopisch positive Neuerkrankungen pro 100.000 Einwohner festgestellt (15).

2006 war in Deutschland der Anteil an Erkrankten, deren Geburtsland nach eigenen Angaben außerhalb Deutschlands liegt, bei 43%, im Kindesalter und bei jungen Erwachsenen war die Inzidenz 16 mal so hoch wie bei der deutschen Bevölkerung (6,2 pro 100.000 Einwohner).

Abb1.
Abb2.
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Resistenzsituation und Therapie

Weltweit kommt es zu einem Anstieg der Resistenzrate der Tuberkuloseerreger gegen Antituberculotica der ersten Wahl (Isoniazid: INH; Rifampicin: RMP; Ethambatol: EMB; Streptomycin: SM; Pyrazinamid: PZA). Besonders gefürchtet ist hierbei die „Multi-drug-resistance", (MDR) gegen die wirksamsten Antituberculotica INH und RMP (Abb. 2).Zusätzlich kommt es zu einem Anstieg von XDR-TB-Stämmen (Extensively-Resistant TB). Diese Resistenz beinhaltet eine MDR-Resistenz und eine zusätzliche Resistenz gegen ein Fluoroquinolon und eines oder mehr der folgenden i.v.-Medikamente: Amikacin, Kanamycin, Capreomycin.

Die Zunahme auch der Einzelresistenten (jetzt bei 12,8% in Deutschland 2006) bewog das Deutsche Zentralkomitee zur Bekämpfung der Tuberkulose (DZK), 2001 neue Empfehlungen zur medikamentösen Therapie auszusprechen, deren wichtigste Neuerung der Wechsel von der initialen Dreifach-Therapie zu einer Vierfach-Kombination war (3). Dies wurde im Mai 2001 ebenfalls im Deutschen Ärzteblatt publiziert (14). Der Sonderdruck: „ Richtlinien zur medikamentösen Behandlung der Tuberkulose im Erwachsenen- und Kindesalter“ kann bei folgender Adresse gegen eine Gebühr von 4,00 Euro (zzgl. Porto + 7% Mwst) bestellt werden:

Deutsches Zentralkomitee zur Bekämpfung der Tuberkulose
Lungenklinik Heckeshorn
Zum Heckeshorn 33
14109 Berlin
email: mailto:loddheck(at)zedat.fu-berlin.de

Diagnostik der Mykobakterien/L3-Sicherheitslabor

Die Diagnostik der Mykobakterien ist in den DIN-Normen und in den Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie festgelegt (4,12). Eine zuverlässige und möglichst schnelle Tuberkulose-Diagnostik ist ein zusätzlicher Faktor, um eine weitere Verbreitung zu verhindern, wie in den USA Anfang der 90-er Jahre erfolgreich demonstriert wurde. Nach einer Übergangsfrist von 2 Jahren darf seit dem 01.05.2003 die Identifizierung und Resistenzbestimmung positiver Mykobakterienkulturen nur noch in Laboratorien der Sicherheitsstufe L3 durchgeführt werden. Dies ist zurückzuführen auf die Klassifizierung von M. tuberculosis in die Risikogruppe 3 in der Richtlinie 93/88/EWG des Rates. Der Arbeitskreis Mykobakterien und der DIN-Ausschuss für Tuberkulosediagnostik hat diese Bestimmungen bei der Umsetzung in Deutsches Recht begleitet. Zum Schutz des Personals arbeiten wir in Heidelberg seit 1998 mit einem Labor der Sicherheitsstufe L3, das vom Regierungspräsidium und vom Gesundheitsamt Heidelberg am 09.06.1998 zugelassen wurde. Die Anzüchtung der Mykobakterien erfolgt mit dem Bactec MGIT (Mycobacteria growth indicator tube) von BD Diagnostic Systems und zwei Festkulturen. Das MGIT zeigt eine mit der C14-Palmitatstoffwechsel-Methode vergleichbare schnellere Anzüchtungszeit im Vergleich zu der Festkultur (Abb. 3). Proben mit einem hohen Gehalt an Mykobakterien können schon nach 7 bis 8 Tagen positiv sein. Im Gegensatz zu der C14-Palmitatstoffwechsel-Methode ist das MGlT-System eine nicht radioaktive Untersuchungsmethode.

Abb. 3

Die Resistenzbestimmung der Tuberkulosebakterien wurde ebenfalls von der C14-Palmitatstoffwechselmethode auf die MGlT-Methode umgestellt - bei einer identischen Zeitdauer von ca. 7-10 Tagen. Neben der konventionellen Resistenzprüfung mit der MGIT-Methode besteht auch die Möglichkeit, mit einer molekularen Methode die Rifampicin- und die Isoniazid-Resistenz innerhalb eines Tages von der gewachsenen Kultur zu bestimmen. Hier werden Mutationen in den rpoB und den katG-Genen bestimmt (2, 10).

Die Identifizierung der angezüchteten Mykobakterien erfolgt innerhalb eines Werktages mit molekularbiologischen Methoden, die bei uns in Zusammenarbeit mit dem NRZ entwickelt wurden (1, 13). Die Identifizierung des M. tuberculosis-Komplexes und der Nichttuberkulösen Mykobakterien (NTM) wird seit mehren Jahren auf molekularer Ebene durchgeführt. Seit einem halben Jahr wird auch die Identifizierung des M. tuberculosis-Komplexes (M. tuberculosis, M. africanum, M. microti, M. bovis, M. bovis BCG) mit molekularen Methoden durchgeführt (13). Die konventionelle biochemische Methode dauert 2 bis 4 Wochen. Für Sonderfälle werden noch biochemische Teste vorgehalten.

Zum Direktnachweis von Tuberkuloseerregern können Nukleinsäureamplifikationstechniken (NAT) eingesetzt werden. Bei uns kommt die SDA-Methode (Strand-displacement-amplification) der Fa. BD Diagnostics zur Anwendung. Sensitivität und Spezifität der bei uns durchgeführten Methode liegen bei mikroskopisch positiven Proben bei jeweils 100%, Bei mikroskopisch negativen Proben liegt die diagnostische Sensitivität (d. h. NAT im Vergleich zu Kultur und Krankheitsgeschichte) bei 90,5%, die Spezifität bei 99%. Derzeit weisen alle NAT-Methoden zwar eine wesentlich höhere Sensitivität als die Mikroskopie auf, sind derzeit aber noch weniger sensitiv als die Kultur, die daher immer mit angefordert werden sollte. Gesicherte Indikationen für den Nachweis von Mykobakterien mittels NAT sind: Mikroskopisch positive Proben und mikroskopisch zweifelhafte Proben bei besonderen Ausgangssituationen (chron. Lungenerkrankungen, schweres Krankheitsbild, Abgrenzung gegen NTM, Immunsuppression), mikroskopisch negative Proben bei klinisch begründetem Verdacht auf eine Tuberkulose und Untersuchung von Liquor. Drei Proben von einem Patienten erhöhen die Sensitivität auf fast 100% (5, 11).

Untersuchungsmaterial (5,12)

Sputum: 2-5 ml (mind. 2 ml)
Bronchialsekret: 1-5 ml (mind. 1 ml)
BAL: 20-50 ml
Punktionsflüssigkeiten: mind. 20 ml
Magennüchternsekret, Magenspülwasser: mind. 2 ml Zur Neutralisierung der Magensäure sollen Röhrchen mit Trinatriumphosphat benutzt werden, Bestellung kostenlos: Fa. Wörner Fax-Nr. 07121-579 926
Urin: 30-50 ml
Liquor: 5 ml wünschenswert
Gewebe: mit 1 ml NaCI befeuchteten OP-Gewebe ist immer besser als ein Abstrich
Wundabstrich: Falls kein Eiter eingeschickt werden kann, mit dem Tupfer soviel Material wie möglich aufnehmen, nur für die Tuberkulose-Diagnostik abnehmen. Für die allgem. Bakteriologie muss ein gesonderter Abstrich entnommen werden.
Blut: 5-10 ml EDTA oder Citrat Blut in der Spritze verschicken.

Bei noch nicht gesicherter Diagnose sind mindestens drei Proben an drei verschiedenen Tagen zu entnehmen. In diagnostisch besonders schwierigen Fällen kann eine größere Anzahl von Proben angezeigt sein.

Untersuchungsgang

Der Untersuchungsgang bei der Anforderung Mykobakterien beinhaltet eine mikroskopische Untersuchung (nicht bei Urinen) und eine kulturelle Anzucht der Erreger. Bei positivem kulturellen Befund erfolgt bei einem Erstisolat eine Identifizierung und eine Resistenzbestimmung. Zur Therapie-Verlaufskontrolle stellen die Mikroskopie und die Kultur die wichtigsten Parameter dar, die in 2-wöchigem Turnus (mindestens 1 mal monatlich) angefordert werden sollten. Wenn nach 2-monatiger Therapie Mykobakterien weiterhin anzüchtbar sind, muss eine erneute Resistenzprüfung durchgeführt werden.

Bei resistenten Isolaten werden Medikamente der zweiten Wahl (z. B. Prothionamid, Cycloserin, Quinolone, Makrolide, Aminoglykoside etc.) ausgetestet. Hierzu werden die Isolate an das NRZ (Nationales Referenzzentrum) geschickt.

Interferon-Gamma-Release Assay (IGRA)

Als weitere diagnostische Maßnahmen stehen die IGRA’s zur Verfügung. Sie haben einen besonders hohen Stellenwert bei der Ausschlussdiagnostik einer Tuberkulose (6-8 wochen nach TB-Kontakt) insbesondere bei einer latenten TB-Infektion (LTBI). Zur Diagnostik einer aktiven (akuten) Tuberkuloseerkrankung ist dieser Test alleine nicht einsetzbar.

Weitere Informationen entnehmen Sie bitte dem gesonderten Informationsblatt.

Infektionsverhütung

Die Richtlinien und Empfehlungen der Fachgesellschaften zur Infektionsverhütung der Tuberkulose in Gesundheits- und Sozialeinrichtungen sind in der Zeitschrift Hygiene und Medizin 1997 publiziert (9).

Literatur:

  • Boden, D., M. Weizenegger, K. Benz, W. Ponstingl, M. Hengstler, S. Rüsch-Gerdes, A. Fahr, J. Bartel. 1998. „Reserve Dot"-Hybridisierung zur schnellen Identifizierung von Mykobakterien - Spezies aus Kulturmaterial. Clin. Lab. 44: 687-692
  • Brossier, F., N. Veziris, C. Truffot-Pernot, V. Jarlier, W. Songakoff. 2006. Performance of the Genotype MTBDR line probe assay for detection of resistance to rifampicin and isoniazid in strains of Mycobacterium tuberculosis with low- and high-level resistance. J. Clin. Microbiol. 44 :3659-64.
  • Deutsches Zentralkomitee zur Bekämpfung der Tuberkulose. Richtlinien zur medikamentösen Behandlung der Tuberkulose im Erwachsenen- und Kindesalter. 2001. Pneumologie 55: 494-511
  • DIN 58943-3, 58943-7, 58943-8, 58943-0, 58943-32. Tuberkulosediagnostik. 1993-1996. DIN Deutsches Institut für Normung e. B. Berlin (Beuth)
  • DIN 58969-62. Methodenspezifische Anforderungen an den Nukleinsäurenachweis von Mycobacterium tuberculosis complex (MTC) 1998. DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Berlin (Beuth)
  • EuroTB 2008 und 2009, www.Eurotb.org
  • Epidemiologisches Bulletin Nr. 11, 2005, Robert Koch Institut
  • Epidemiologisches Bulletin, 2008, 2009, Robert Koch Institut
  • Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Krankenhaushygiene. Infektionsverhütung bei Tuberkulose in Gesundheits- und Sozialeinrichtungen. 1997. Hyg. Med. 10:523-535
  • Hillemann, D., M. Weizenegger, T. Kuhica, E. Richter, S. Niemann. 2005. Use of the Genotype MTBDR assay for rapid detection of rifampicin and isoniazid resistance in Mycobacterium tuberculosis complex isolates. J. Clin. Microbiol. 43: 3699-703.
  • MIQ1. Nukleinsäure Amplifikationstechniken. 2001. Roth A., H. Mauch, U. Göbel. In: Mauch, H., R. Lüttiben, S. Gatermann (Hrsg.) Qualitätsstandards in der mikrobiologisch - infektiologischen Diagnostik. Stuttgart (Gustav Fischer)
  • MIQ5. Küchler, R., G.E. Phyffer, S. Rüsch-Gerdes, J. Beer, H. Mauch. 1998. Tuberkulose, Mykobakteriose. In: Mauch, H., R. Lüttiben, S. Gatermann (Hrsg.) Qualitätsstandards in der mikrobiologisch-infektiologischen Diagnostik. Stuttgart (Gustav Fischer)
  • Richter, E., M. Weizenegger, S. Rüsch-Gerdes, S. Niemann. 2003. Evaluation of Genotype MTBC Assay for differentiation of clinical Mycobacterium tuberculosis complex isolates. J. Clin. Microbiol. 41:2672-2675
  • Tuberkulose-Therapie. Die Vierfach-Kombination soll Routine werden. 2001. Dtsch. Ärztebl. 18: 1164-1165
  • WHO Report 2008 und 2009. www.who.int/qtb
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Stand: Mai 2010