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Opportunistische invasive Schimmelpilzinfektionen stellen für immungeschwächte Patienten eine ernsthafte Bedrohung dar. Ihre Häufigkeit und die damit verbundene Mortalität haben in den letzten zwei Jahrzehnten deutlich zugenommen (9). Dieser Anstieg ist vor allem bedingt durch die zunehmende Zahl prädisponierter Patienten. Diese umfassen nicht nur hämatologisch-onkologische Patienten (insbesondere Patienten nach Knochenmarkoder Stammzelltransplantation) und Patienten nach Organtransplantation, sondern zunehmend auch Patienten unter immunsupprimierender Therapie mit sog. Biologicals (wie z. B. TNF-a-Antagonisten), Patienten nach ausgedehnten chirurgischen Operationen und Frühgeborene.
| Trotz der wachsenden Bedeutung und der hohen Letalität stellt die Diagnostik invasiver Schimmelpilzinfektionen immer noch eine Herausforderung dar. Bei sinnvollem Einsatz der verfügbaren labordiagnostischen Möglichkeiten können diese jedoch eine frühzeitige Diagnosestellung und damit eine verbesserte Prognose der Patienten ermöglichen. Dem Aspergillus-Antigen-Nachweis kommt hierbei eine besondere Bedeutung zu. |
Unter den Erregern invasiver Schimmelpilzinfektionen stellen Aspergillus-Spezies, allen voran Aspergillus fumigatus, die häufigsten Erreger dar (siehe Abbildung 1). Arten der Mucorales-Pilze, wie Mucor spp., Rhizopus spp. und Absidia spp., haben in den letzten Jahren an Häufigkeit zugenommen. Sie finden sich aber dennoch wesentlich seltener als Aspergillus-Spezies. | |
Aspergillus spp. und deren Sporen kommen ubiquitär in der Umwelt in Erde, Staub, Wasser und Luft vor. Eine Exposition liegt damit sowohl im ambulanten Bereich als auch in der Klinik vor. Durch Einrichtung von Stationsbereichen mit HEPA-gefilterter Luft wurde versucht, die Exposition gegenüber Schimmelpilzsporen in der Klinik zu minimieren. Diese Maßnahmen haben sich jedoch nur als bedingt wirksam erwiesen, die Anzahl invasiver Aspergillus-Infektionen zu senken.
Die Manifestationen invasiver Schimmelpilzinfektionen sind vielgestaltig. Neben der klassischen pulmonalen Aspergillose mit entsprechenden klinischen und radiologischen Zeichen (trockener Husten, pulmonaler Rundherd mit Halo-Zeichen etc.), können invasive Aspergillus-Infektionen jedes Organ einschließlich des ZNS betreffen. Persistierendes Fieber und/oder unklare radiologische Befunde bei den folgenden Patientengruppen sollten Anlass sein, eine invasive Aspergillus-Infektion diagnostisch abzuklären:
 | Immunsupprimierte Patienten (Hämatologisch-onkologische Patienten, Patienten nach Transplantation, Therapie mit Biologicals etc., länger bestehende hoch dosierte Kortikoidtherapie etc.)
| | Patienten nach größeren Operationen, wie z. B. Herzoperationen
| | Frühgeborene
| | Patienten mit chronischen pulmonalen Erkrankungen
| | HIV-positive Patienten |
Bis in die 1990er Jahre hatte die invasive Aspergillose eine Letalität von 86% (pulmonale Aspergillose) bzw. 99% (cerebrale Aspergillose) (3). Trotz Einführung moderner, auch verbessert ZNS-gängiger Antimykotika, wie liposomalem Amphotericin B, Triazol-Antimykotika und Echinocandinen, liegt die durchschnittliche Letalität der invasiven Aspergillose immer noch bei 58% (6). Bei Patienten nach Knochenmarktransplantation und bei Patienten mit Beteiligung des ZNS liegt die Letalität sogar bei 87 bis 88% (6).
Der mikrobiologische Nachweis einer invasiven Aspergillose ist grundsätzlich mittels mikroskopischem Direktnachweis und kultureller Anzucht aus Sputum, BAL, Biopsien etc., Antigen-Nachweis im Serum und Liquor sowie PCR- Verfahren möglich. Da keines der verfügbaren Nachweisfahren eine hundertprozentige Sensitivität und Spezifität hat, sollten unterschiedliche Testverfahren kombiniert werden.
Die kulturelle Anzucht von Aspergillus spp. erlaubt einen eindeutigen Pilznachweis, gelingt jedoch nur bei max. einem Drittel der Patienten mit invasiver Aspergillose aus Sputum bzw. ca. 50% aus BAL (10). Dennoch ist die Kultur, auch aufgrund des möglichen Nachweises anderer pathogener Schimmelpilze, bei Patienten mit Verdacht auf invasive Schimmelpilzinfektion stets anzustreben! Ein Nachweis von Aspergillus spp.-DNA mittels PCR ist aus respiratorischen Sekreten, Blut und Liquor möglich, stellt jedoch aufgrund mangelnder Standardisierung der Methode, Kontaminationsgefahren und hoher Kosten derzeit noch keine Routinemethode dar.
Der Nachweis von Aspergillus-Antigen hat sich demgegenüber als früher und sensitiver Marker einer invasiven Aspergillus-Infektion etabliert. Er ist ferner ein Diagnosekriterium einer wahrscheinlichen („probable“) invasiven Aspergillus-Infektion der European Organization for Research and Treatment of Cancer (EORTC) und National Institute of Allergy and Infectious Diseases Mycoses Study Group (MSD) Konsensus-Gruppe (2).
Bei der Untersuchung auf Aspergillus-Antigen wird das Galaktomannan, ein Polysaccharid der Zellwand, mittels Enzymimmunoassay (ELISA) nachgewiesen. Das Galaktomannan wird während des Wachstums des Pilzes im Gewebe in die Blutbahn abgegeben und kann in Konzentrationen ab 1 ng/ml detektiert werden. Das Testergebnis wird quantitativ in Form eines Index angegeben. Kreuzreaktionen mit Zellwandbestandteilen von Candida spp. und anderen Pilzen treten nicht auf.
Der Aspergillus-Antigen-Nachweis wird primär im Serum durchgeführt. Bei klinischem Verdacht auf cerebrale Aspergillose sollte zusätzlich Liquor untersucht werden (5).
In Abhängigkeit des untersuchten Patientenkollektivs (Hämatologie, Transplantationspatienten, „probable“ oder „proven“ Aspergillus-Infektion etc.) liegt die Sensitivität und Spezifität des Tests bei 52 bis 100% bzw. 81 bis 100%.
Da es während einer Aspergillus-Infektion nicht zu einer kontinuierlichen Antigenämie kommt, zeigt das Galaktomannan im Serum eine kurzfristige Dynamik. Bei fortbestehendem klinischem Verdacht auf invasive Aspergillose sollte bei negativem Testergebnis daher zeitnah ein Folgeserum untersucht werden.
Ein generelles Screening mittels zweimalig pro Woche durchgeführter Aspergillus-Antigen-Nachweise kann bei Risikopatienten (siehe oben) eine frühzeitige Diagnosestellung einer invasiven Aspergillose ermöglichen. In mehreren Studien wurde gezeigt, dass der Galaktomannan-Nachweis dem Nachweis einer invasiven Aspergillose mittels anderer mikrobiologischer oder bildgebender Verfahren bei 30 bis 60% der Patienten um durchschnittlich 5 bis 8 Tage vorausging (1,4,11).
Da der Index-Wert des Aspergillus-Antigens im Serum bzw. Liquor mit dem Therapieerfolg korreliert, sind nach Diagnosestellung einer invasiven Aspergillose Kontrollen (etwa 1-2 Mal pro Woche) empfehlenswert (siehe auch Abbildung 2).
Unter Therapie mit semisynthetischen Penicillin-Antibiotika (Amoxicillin, Amoxicillin/Clavulansäure, Piperacillin, Piperacillin/Tazobactam etc.) können falsch positive Ergebnisse aufgrund produktionsbedingter Reste von Pilzbestandteilen im Antibiotikum auftreten. Das Testergebnis kann noch Wochen nach Absetzen des Antibiotikums positiv ausfallen.
Bei negativem Testergebnis und anhaltendem Verdacht auf eine invasive Aspergillose sind kurzfristige Kontrollen empfehlenswert, um auch kurzzeitige Antigenämien zu detektieren.
Ein positives Testergebnis weist auf das Vorhandensein von Galaktomannan in der Probe und damit auf eine invasive Aspergillus-Infektion hin. Aktuelle Studien haben gezeigt, dass ein niedriger Cut-off-Index von 0,5 einen hoch sensitiven Nachweis von Galaktomannan im Serum ermöglicht (7). Dieser niedrige Index wird auch in unserem Labor als Grenzwert für die Beurteilung des Testergebnisses herangezogen. Ein niedriger Cut-off-Index erhöht jedoch das Risiko falsch positiver Ergebnisse durch das ubiquitäre Vorhandensein von Aspergillus-Sporen in der Raumluft oder im Probengefäß. Positive Ergebnisse mit einem niedrigen Index-Wert von 0,5 bis 1 sollten daher stets kurzfristig in einer neuen Probe kontrolliert werden!
Die Untersuchung auf Aspergillus-Antigen wird von Montag bis Freitag durchgeführt und dauert in der Regel einen Tag. Die Abrechnung erfolgt nach EBM (Nr. 32686) bzw. GOÄ (Ziffer 4713).
Neben der Bestimmung von Aspergillus-Antigen ist auch der Nachweis von Antikörpern gegen Aspergillus spp. im Serum möglich. Risikopatienten für eine invasive Aspergillose weisen jedoch in der Regel eine verminderte humorale Immunantwort auf. Ferner ist der Antikörper-Nachweis für eine frühzeitige Diagnosestellung ungeeignet, so dass der Antikörper-Diagnostik zum Nachweis einer invasiven Aspergillose keine Bedeutung zukommt.
Bei klinischem Verdacht auf ein Aspergillom, d.h. dem lokalen Wachstum von Aspergillus spp. in einem vorbestehenden Hohlraum, wie zum Beispiel in den Nasennebenhöhlen oder in der Lunge (Emphysemhöhle, Kaverne nach Tuberkulose), ist die Antikörper-Diagnostik jedoch für die Diagnosestellung geeignet.
- Busca, A., F. Locatelli, A. Barbui, G. Limerutti, R. Serra, D. Libertucci, and M. Falda. 2006. Usefulness of sequential Aspergillus galactomannan antigen detection combined with early radiologic evaluation for diagnosis of invasive pulmonary aspergillosis in patients undergoing allogeneic stem cell transplantation. Transplant.Proc. 38: 1610-1613.
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April 2009
Prof. Dr. med. Nele Wellinghausen
Fachärztin für Mikrobiologie, Virologie und Infektionsepidemiologie
Fachärztin für Laboratoriumsmedizin
Telefon (0 75 1) 502-220
Dr. med. Ursula Weber
Fachärztin für Laboratoriumsmedizin
Fachärztin für Kinderheilkunde, Allergologie
Tel. (0 75 1) 502-210
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