Tuberkulose: „Proteonomischer Fingerabdruck“ ermöglicht schnelle Diagnose
Freitag, 15. September 2006
London - Die Diagnose einer aktiven Tuberkulose erfordert noch immer den kulturellen Nachweis der Erreger, dessen Ergebnis erst nach mehreren Wochen vorliegt. Ein neues Verfahren verspricht dagegen eine Schnelldiagnose. Gemessen werden die Veränderungen, die die Infektion in den Proteinen im Serum hinterlässt. Dieses neue Verfahren, das auch als „proteonomischer Fingerabdruck“ bezeichnet wird, erzielte in einer Pilotstudie im Lancet (2006; doi:10.1016/S0140-6736(06)69342-2) eine diagnostische Treffsicherheit von bis zu 90 Prozent.
Dass Infektionen Spuren im Blutserum hinterlassen, ist seit der Entdeckung der Antikörper bekannt. Bei der Tuberkulose hilft der Nachweis von Antikörpern aber nicht weiter, da viele Menschen, vor allem in den Entwicklungsländern latent infiziert sind. Das heißt, sie sind permanent mit Mycobacterium tuberculosis besiedelt, ohne zu erkranken. Dem Körper ist es gelungen, die Erreger zu isolieren, vielleicht sogar zu eliminieren. Aus diesem Grund ist auch die Aussagekraft des Tuberkulintests begrenzt. Er kann nicht zwischen latenter Infektion und aktiver Erkrankung unterscheiden. Aktive Erkrankungen lösen im Körper eine andere Abwehrreaktion aus als latente Erkrankungen. Deshalb könnte ein neues Verfahren, das als „proteonomischer Fingerabdruck“ bezeichnet wird, bei der Diagnose behilflich sein.
Für das Verfahren wird im ersten Schritt das Blut von Tuberkulose-Patienten untersucht. Dabei kommen neue Geräte zur Massenspektrometrie (Surface-enhanced laser desorption ionisation time of flight - SELDI-ToF) zum Einsatz, die die gleichzeitige Quantifizierung einer Vielzahl von Eiweißen ermöglichen. Dies ist heute zu vertretbaren Kosten möglich. Dieser „proteonomische Fingerabdruck“ wird nicht nur bei den Patienten abgenommen, sondern auch bei Vergleichspersonen, damit die Unterschiede erkennbar werden.
Die Gruppe um Sanjeev Krishna vom St. George's Hospital in London hat als Vergleichsgruppe nicht ausschließlich gesunde Probanden gewählt. Es befanden sich auch Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen darunter, bei denen es zu einer „ausgeprägten“ Immunreaktion kommt, sowie Patienten mit Sarkoidose und schweren Atemwegserkrankungen, die leicht mit einer Tuberkulose verwechselt werden können. Zudem achteten die Forscher darauf, dass die Proben von Menschen mit unterschiedlicher ethnischer Herkunft stammten. Viele stammten aus Gambia, Uganda und Angola, wo die Tuberkulose häufig ist und ein solcher Test am ehesten zum Einsatz käme.
Mithilfe komplexer kybernetischer Modelle wurde dann der „proteonomischer Fingerabdruck“ erstellt, der später an einer prospektiven zweiten Gruppe von Patienten validiert wurde. Um den späteren Test zu vereinfachen (und damit dessen Kosten niedrig zu halten), versuchten die Forscher einzelne Proteine ausfindig zu machen, deren Konzentration bei der aktiven Tuberkulose besonders deutlich verändert sei. Am Ende hatten sie einen stark vereinfachten Fingerabdruck entwickelt, der nur auf vier Proteinen beruhte: Mit Amyloid A, Transthyretin, Neopterin und dem C reaktiven Protein wurde eine diagnostische Genauigkeit von 78 Prozent erzielt. Sie kann durch die Einbeziehung 16 weiterer Enzyme auf 90 Prozent erhöht werden.
Ein Schnelltest wäre in Afrika und anderen Regionen mit hoher Verbreitung der Tuberkulose sicher willkommen. Seine Entwicklung ist aber noch nicht abgeschlossen. So ist offen, wie viele Proteine er am Ende enthält. Die Forscher arbeiten daran, ihn weiter zu vereinfachen. Statt der teuren Massenspektrometrie könnten – auf der Basis von Antikörpern gegen die einzelnen Serumproteine – einfache Teststreifen entwickelt werden. Die Intensität des Farbumschwungs ließe sich mit einfachen Geräten quantifizieren. Die Berechnung könnte ein beliebiger Laptop übernehmen. © rme/aerzteblatt.de