Labor-Diagnostik der Pneumocystis-Pneumonie - neue Entwicklungen

Als Erreger schwerer Pneumonien mit interstitiellen Infiltraten, Dyspnoe, trockenem Husten, LDH- und Neopterin-Erhöhung spielt Pneumocystis sp. vor allem bei immunsupprimierten Patienten (HIV, Malignome, Transplantation) eine Rolle [16]. An einer Pneumocystis-Pneumonie (PCP) erkranken 17,8 % der AIDS-Patienten in Westeuropa und bis zu 45 % der HIV-infizierten in den USA sowie 5 - 25 % der Transplantierten und 1 - 25 % der Malignompatienten in den USA [9] [14]. In Einzelfällen wurde eine PCP auch bei Patienten nach Vergiftungen durch Inhalation von Insektiziden, bei Patienten mit Sichelzell-Krise, CMV, Sarkoidose oder IgG-2 Subklassen-Mangel nachgewiesen [6]. Kürzlich konnten wir eine PCP bei einem alkohol-abhängigen Patienten diagnostizieren, der nach einem chirurgischen Eingriff beatmet wurde [13]. P. jirovecii kommt aber auch bei bis zu 69 % der HIV-infizierten und 18 % der HIV-negativen Personen als Kommensale vor, ohne klinische Symptome zu verursachen [8] [9]. Ob diese Besiedlung bei immunsupprimierten Patienten zu einem erhöhten PCP-Risiko führt, ist bisher ungeklärt [9].

Pneumocystis sp. kommt weltweit vor und wurde außer beim Menschen auch bei vielen Säugetier-Spezies nachgewiesen. Die humanpathogene Art Pneumocystis carinii f. sp. hominis wurde 2002 in Pneumocystis jirovecii umbenannt, um sie von den tierpathogenen P.-carinii-Spezies abzugrenzen [17]. Eine Infektion oder Besiedlung von Menschen mit tierpathogenen Pneumocystis sp. wurde bisher nicht nachgewiesen.

Die Übertragung erfolgt über Schmier- und Tröpfcheninfektion. Nosokomiale PCP-Fälle, die von einem an PCP Erkrankten auf AIDS-Patienten und auf Knochenmarktransplantierte übertragen wurden, konnten durch Stammtypisierung nachgewiesen werden. Daher wird empfohlen, den Kontakt von Immunsupprimierten mit PCP-Patienten zu minimieren [12]. Die hohe Antikörper-Prävalenz in der Bevölkerung von bis zu 90 % deutet zudem auf einen frühen Kontakt mit dem Erreger im Kindes- und Jugendalter hin.

Mutationen im Dihydropteroat-Synthase(DHPS)-Gen von P. jirovecii, die für eine Resistenz gegen Sulfamethoxazol und andere Sulfonamide sprechen, wurden erstmalig 1994 beschrieben und konnten bei 19 bis 86 % der HIV-Patienten mit PCP oder vorausgegangener PCP-Prophylaxe nachgewiesen werden (Abb. [1]) [2] [10]. Bei PCP-Patienten ohne Co-trimoxazol (Trimethoprim-Sulfamethoxazol)-Prophylaxe treten DHPS-Mutationen nur in 29,7 % auf [10].

Abb. 1 Sulfamethoxazol-Resistenz-Mutationen von P. jirovecii bei HIV-positiven Patienten mit PCP (I = Italien, F = Frankreich, DK = Dänemark, J = Japan).

Im Folgenden werden die aktuellen Entwicklungen in der Pneumocystis-Diagnostik vorgestellt, die einen sensitiven und spezifischen Nachweis des Erregers in den verschiedenen Untersuchungsmaterialien ermöglichen (weitere Informationen und Einsendescheine zur Pneumocystis-Diagnostik finden sich unter www.tropen.med.uni-rostock.de).

kurzgefasst: Pneumocystis jirovecii (vormals „carinii”) kommt weltweit vor. Die Antikörper-Prävalenz in der Bevölkerung beträgt bis zu 90 %. Die Pneumocystis-Pneumonie ist vor allem bei Immunsupprimierten zu finden.

Literatur

• 1 Aliouat E M, Dujardin L, Martinez A, Duriez T, Ricard I, Dei-Cas E. Pneumocystis carinii growth kinetics in culture systems and in hosts: involvement of each life cycle parasite stage.  J Eukaryot Microbiol. 1999;  46 116-117
• 2 Armstrong W, Meshnick S, Kazanjian P. Pneumocystis carinii mutations associated with sulfa and sulfone prophylaxis failures in immunocompromised patients.  Microbes Infect. 2000;  2 61-67
• 3 Flori P, Bellete B, Durand F, Raberin H, Cazorla C, Hafid J, Lucht F, Sung R T. Comparison between real-time PCR, conventional PCR and different staining techniques for diagnosing Pneumocystis jiroveci pneumonia from bronchoalveolar lavage specimens.  J Med Microbiol. 2004;  53 603-607
• 4 Helweg-Larsen J, Eugen-Olsen J, Lundgren B. Rapid detection of dihydropteroate polymorphism in AIDS-related Pneumocystis carinii pneumonia by restriction fragment length polymorphism.  Scand J Infect Dis. 2000;  32 481-483
• 5 Iliades P, Meshnick S R, Macreadie I G. Dihydropteroate synthase mutations in Pneumocystis jiroveci can affect sulfamethoxazole resistance in a Saccharomyces cerevisiae model.  Antimicrobial Agents Chemother. 2004;  48 2617-2623
• 6 Krebs M, Watschinger B, Brunner C, Hassl A, Base W. Pneumocystis carinii in a patient with hypercalcaemia and renal failure secondary to sarcoidosis.  Wien Klin Wochenschr. 2002;  114 785-788
• 7 Larsen H H, Kovacs J A, Stock F, Vestereng V H, Lundgren B, Fischer S H, Gill V J. Development of a rapid real-time PCR assay for quantitation of Pneumocystis carinii f. sp. carinii.  J Clin Microbiol. 2002;  40 2989-2993
• 8 Maskell N A, Waine D J, Lindley A, Pepperell J C, Wakefield A E, Miller R F, Davies R J. Asymptomatic carriage of Pneumocystis jiroveci in subjects undergoing bronchoscopy: a prospective study.  Thorax. 2003;  58 594-597
• 9 Morris A, Lundgren J D, Masur H, Walzer P D, Hanson D, Frederick T, Huang L, Beard C B, Kaplan J. Current epidemiology of Pneumocystis pneumonia.  Emerg Infect Dis. 2004;  10 1713-1720
• 10 Nahimana A, Rabodonirina M, Helweg-Larsen J, Meneau I, Francioli P, Bille J, Hauser P M. Sulfa resistance and dihydropteroate synthase mutants in recurrent Pneumocystis carinii pneumonia.  Emerg Infect Dis. 2003;  9 864-867
• 11 Procop G W, Haddad S, Quinn J, Wilson M L, Henshaw N G, Reller L B, Artymyshyn R L, Katanik M T, Weinstein M P. Detection of Pneumocystis jiroveci in respiratory specimens by four staining methods.  J Clin Microbiol. 2004;  42 3333-3335
• 12 Rabodonirina M, Vanhems P, Couray-Targe S, Gillibert R P, Ganne C, Nizard N, Colin C, Fabry J, Touraine J L, van Melle G, Nahimana A, Francioli P, Hauser P M. Molecular evidence of interhuman transmission of Pneumocystis pneumonia among renal transplant recipients hospitalized with HIV-infected patients.  Emerg Infect Dis. 2004;  10 1766-1773
• 13 Riebold D, Hennig A, Loebermann M, Schareck W, Reisinger E C. Pneumocystis pneumonia in an alcoholic patient with prolonged mechanical ventilation.  Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2005;  , Elektronische Version verfügbar unter www.springerlink.com, DOI: 10.1007/s10096-005-1318-6
• 14 Serraino D, Puro V, Boumis E, Angeletti C, Girardi E, Petrosillo N, Ippolito G. Epidemiological aspects of major opportunistic infections of the respiratory tract in persons with AIDS: Europe, 1993-2000.  AIDS. 2003;  17 2109-2116
• 15 Smulian A G, Walzer P D. Serological studies of Pneumocystis carinii infection. Marcel Dekker, New York In: Walzer PD (ed.). Pneumocystis jiroveci pneumonia 1994: 141-151
• 16 Sowden E, Carmichael A J. Autoimmune inflammatory disorders, systemic corticosteroids and Pneumocystis pneumonia: A strategy for prevention.  BMC Infect Dis. 2004;  4 42
• 17 Stringer J R, Beard C B, Miller R F, Wakefield A E. A new name (Pneumocystis jiroveci) for Pneumocystis.  Emerg Infect Dis. 2002;  8 891-896
• 18 Tamburrini E, Mencarini P, De Luca A, Maiuro G, Ventura G, Antinori A, Ammassari A, Visconti E, Ortona L, Siracusano A. Diagnosis of Pneumocystis carinii pneumonia: specificity and sensitivity of polymerase chain reaction in comparison with immunofluorescence in bronchoalveolar lavage specimens.  J Med Microbiol. 1993;  38 449-453
• 19 Turner D, Schwarz Y, Yust I. Induced sputum for diagnosing Pneumocystis carinii pneumonia in HIV patients: new data, new issues.  Eur Respir J. 2003;  21 204-208
• 20 Wakefield A E, Stringer J R, Tamburrini E, Dei-Cas E. Genetics, metabolism and host specificity of Pneumocystis carinii.   Med Mycol . 1998;  36 183-193
• 21 Huang L, Crothers K, Atzori C, Benfield T, Miller R, Rabodonirina M, Helweg-Larsen J. Dihydropteroate synthase gene mutations in Pneumocystis and sulfa resistance.   Emerg Infect Dis. 2004;  10 1721-1728
• 22 Stein C R, Poole C, Kazanjian P, Meshnick S R. Sulfa use, dihydropteroate synthase mutations, and Pneumocystis jirovecii pneumonia.  Emerg Infect Dis. 2004;  10 1760-1765