Haupl et al.
Persistence of Borrelia
burgdorferi in ligamentous tissue from a patient with chronic Lyme
Borreliosis.
Arthritis Rheum 1993 Nov; 36(11): 1621-6. PMID: 8240439
48-årig kvinde med kendt flåtbid ved venstre ankel, udviklede nakkehovedpine og et makulært hududslet. 2 mdr. senere præsenterede hun sig med synsforstyrrelser; opthalmoskopi viste multifokal choroiditis, med 1 fokus sv.t. den 'gule plet'. Var seropositiv (IgG) for Borrelia på indirekte immunfluorescens-test og ELISA. Diverse undersøgelser for andre infektioner, specielt toxoplasmose var neg.
Behandling: doxycyclin 200 mg dgl. i 6 uger, synsforstyrrelserne og de objektive forandringer i øjet mindskedes.
4 uger efter endt behandling
udvikledes korte
episoder af asymmetrisk artritis, mest i fingrene (MCP-led
og PIP-led).
Rutine EKG viste negative P-takker med et ektopisk
pacested, der ikke havde været tilstede
på et EKG ved galdekirurgi året før.
Opthalmoskopi viste ingen tegn på genopblussen af choroiditis.
Diverse reumatologiske blodprøver var normale / negative.
Behandling: ceftriaxon 2g i.v. i 14 dg. I løbet af de næste 4 uger konverterede den ektopiske atriale rytme til normal sinus rytme og led-betændelsen svandt.
Pt. var symptomfri i 2
måneder, hvorefter synsforstyrrelserne
vendte
tilbage, og reaktivering af choroiditis
blev bekræftet ved opthalmoskopi.
Spinalvæsken normal, inkl. negativ borrelia-index.
Behandling: Roxithromycin 300 mg, sulfametoxasol 1600mg, trimethoprim 320mg dgl. påbegyndtes.
Imidlertid vendte
seneskedebetændelse og ledsmerter i
hånden tilbage
trods
behandling, og hun udviklede 'triggerfinger'
i løbet
af 2 uger samtidig med udtalt smerte i MCP-leddet
og
man foretog operation
med splitning af flexor
retinaklet. Makroskopisk var fundet typisk for
triggerfinger.
En
prøve fra det forandrede ligament blev udtaget, idet man
omhyggeligt
undgik
forurening af dens overflade, renset i sterilt saltvand og placerede
den i
kultur med BSK-medium.
Det postoperative forløb var ukompliceret. 6 uger efter start på antibiotika helede choroiditis op, men desværre med 70% synsnedsættelse, 3 uger senere forsvandt ledsmerterne. Efter 2 1/2 års opfølgning ingen recidiv.
Undersøgelser:Borrelia-serologi:
Initialt viste immunfluorescens-test for Borrelia (IF) pos. IgG, neg
IgM, ELISA
tilsvarende. IgG titer faldt hurtigt i løbet af
få uger
efter 1. terapi og
har siden været negativ på trods af progression af
symptomerne og
sygdommen.
Vævsprøven blev dyrket ved 37gr. [Borrelia dyrket
ved 37 gr. er mere
infektiøse end Borrelia dyrket ved 31 gr. PMID:
12137197].
Efter 3 ugers dykning fremkom levende spirocheter,
herefter benævnt som LW2, som blev brugt til videre
undersøgelser:
Immunoblot us., Borrelia specifik immunsera og monoklonale antistoffer overfor ospA og flagellin, sammen med en anden borrelia stamme PKo 2-85.
De fra pt. dyrkede
spirocheter undersøgtes med
PCR-teknik og Southern
Blot. Patientens stamme farvedes i diverse
undersøgelser med
samme
proteinmønster som PKo stammen [hvilket vel må
betyde at de to borrelia
stammer, patientens og 'standard' stammen, lignede hinanden meget eller
var identiske ?]
Immunoblot:
der anvendtes lyserede hele Borreliae som antigen, som nævnt
2 stammer
PKo
2-85 og LW2 (patientens egen).
Ved gentagne analyser på mange serumprøver fandtes kun svage uspecifikke bånd (75, 41 og 15kD) altså ikke typisk for stadium 3 borreliose.
PBMC antigenstimulationstest overfor de samme to stammer og ospA var positiv og udviste aktivitet i sammenhæng med sygdomsaktiviteten.
Elektronmikroskopi på ligamentvævet, viste at det var tæt infiltreret med spirocheter, og dannende membran-bundne hulrum gennem hele snittet.
Konklusion og diskussion:
- denne case demonstrerer et på alle måder - inkl. dyrkning, PCR-test og elektronmikroskopi - verificeret tilfælde af tilbagefald af borreliose på trods af gentagne og meget længere end normalt i Danmark anbefalede antibiotika kure, inkl. 14 dages IV ceftriaxon!
- kliniske bedringsperioder på de givne antibiotika, trods det faktum at Borrelia infektionen persisterer og dukker op igen
- et primært antistofniveau som faldt til under detektionsniveau, både ved IF og ELISA, på trods af persisterende infektion - dvs. UDVIKLET SERONEGATIVITET til trods for PERSISTERENDE AKTIV BORRELIA INFEKTION, bevist så godt som det overhovedet lader sig gøre med såvel positiv dyrkning, positiv PCR-test samt positiv elektronmikroskopi !
Forfatterne rejser derfor hypotesen, at der må være tale både om et inadækvat immunologisk respons, såvel som evasion af spirocheterne til 'privilegerede' steder – hvilket både gælder det indre øje og senevæv, hvor der er få / ingen blodkar og dermed dårlige transportveje for antibiotika og antistoffer.
Et specifikt immunologisk respons etableret i starten af infektionen, såvel humoralt (positive antistoffer) som cellulært var ikke i stand til at eliminere spirocheterne.
Senere i forløbet blev de immunologisk responser diskordante, med negativ humoral (antistof) og positiv cellulær immunitet, som det også har været beskrevet i en anden kohorte med kronisk sygdom (Dattwyler RJ et al. Seronegativ Lyme disease: dissociation of specific T- and B-lymphocyte response to Borrelia burgdorferi, NEJM 1988; 319:1441-46. PMID: 3054554).
Interessant nok var det cellulære immunforsvar også rettet mod ospA ved hver kliniske genopblussen, selvom anti-ospA antistoffer ikke kunne påvises ved immunoblot.
Selv i tilfælde af et utilstrækkeligt specifikt immunforsvar, burde behandlingen have elimineret spirocheterne og stoppet sygdoms-progressionen, men det skete ikke.
Pt. havde HLA-DR15 (split af
DR2) vævstypen, som
har været sat i forbindelse med dårligt respons
på antibiotisk
behandling ved kronisk Borrelia infektion
(Steere AC et al,
Association of chronic Lyme arthritis with HLA-DR4 and HLA-DR2 alleles,
NEJM 1990;323:219-23. PMID:
2078208)
En mulig forklaring på persistens af Borrelia er at spirocheterne enten udvikler resistens mod antibiotika (ikke laboratorie dokumenteret dengang, se note) eller at spirocheterne undslipper til steder hvor antibiotika koncentrationen ikke bliver høj nok. Spirocheternes lejring i vævsprøven - imellem collagen fibre i bradytrof tæt bindevæv [væv med langsomt stofskifte] understøtter den anden hypotese.
Ydermere har bevægeligheden
af spirocheterne vist
sig at være
større i flydende medier så viskøst som
ekstracellulær matrix
(Kimsey
RB et al. Motility of Lyme disease spirochetes in fluids as viscous as
the extracellular matrix.
J Infect Dis 1990 Nov;162(5):1205-8. PMID: 2230247)
Selvom elektronmikroskopisk undersøgelse blev
udført på væv der
forinden var
anvendt til dyrkning og in vitro ændringer derfor ikke kan
udelukkes,
er det
interessant at spirocheterne
tilsyneladende vandrede
i ekstracellulærmatrix uden af bevirke
destruktion af
vævet. Spirocheterne
sås også at invagineret
dybt ind i fibroblasterne,
hvilket tyder på gennemvandring af fibroblasterne.
Gennemtrængning af cellelag er tidligere påvist
(Comstock LE et al:
Penetration of endothelial
cell monolayers by Borrelia. Infect Immun 1989; 57:1626-28.
PMID: 2707862).
Konkluderende, kan såvel et utilstrækkeligt immunologisk respons, som undvigelsen af Borrelia til steder som er dårligt tilgængelige for antibiotika og immunologisk angreb være forklaringen på udvikling af kronisk [seronegativ] borreliose.
Se først min liste over artikler om [seronegativ] Dyrknings-,
PCR og/eller mikroskopi-verificerede tilfælde af
persisterende
Borreliose
(efter behandling)
- hvor ovenstående kasuistik også er med
(på
engelsk)!
Terekhova
D et al. Erythromycin resistance in Borrelia burgdorferi.
Antimicrob Agents Chemother 2002
Nov;46(11):3637-40. PMID: 12384380
PDF
- det første laboratorie-verificerede tilfælde af Borrelia burgdorferi resistens overfor et antibiotikum!
Sikker evidens for at Borrelia burgdorferi kan være antibiotika resistent får vi altså først 10 år efter at ...Hansen K et
al. i Roxithromycin
in Lyme borreliosis: discrepant results
of an in vitro and in vivo animal
susceptibility study and a clinical trial
in patients with erythema migrans.
Acta Derm Venereol. 1992
Aug;72(4):297-300. PMID: 1357894
Weber K. Treatment failure
in erythema migrans--a review.
Infection 1996 Jan-Feb; 24(1): 73-5 PMID: 8852475
- gennemgik litteraturen mhp. svigt af behandling for erythema migrans
og fandt:
Abstrakt:
"Hos patienter med erythema migrans kan behandlingen svigte. Persistens eller tilbagefald af erythema migrans, alvorlige følger som meningitis og artritis, overlevelse af Borrelia burgdorferi og signifikant og persisterende stigning af antistof titer mod B. burgdorferi efter antibiotisk behandling er stærke indikatorer for behandlingssvigt. De fleste, om ikke alle, antibiotika brugt indtil videre har været associeret med behandlingssvigt hos patienter med erythema migrans.
Roxithromycin og erythromycin er definitivt eller sandsynligvis ineffektive. Doxycyclin, amoxicillin, cefuroxime, ceftriaxone, azithromycin og højdosis penicillin synes lige gode.”
Dudle G et
al. [Meningitis after acute Borrelia burgdorferi
infection in HIV
infection].
Dtsch Med Wochenschr. 1997 Sep 26;122(39):1178-80. PMID: 8852475
– beskriver behandlingssvigt af et af ovennævnte – et andet makrolid antibiotikum - azithromycin i en HIV patient i 1997.
Andre årsager til behandlingsvigt af [makrolid], hvor der ikke er tale om egentlig antibiotika resistens kan skyldes, dårlig optagelse af stoffet via mave-tarm-kanalen som resulterer i for lav dosis af stoffet i vævene, dvs. under MIC (minimale hæmmende koncentration) eller under MBC (minimale baktericide = bakteriedræbende koncentration), dårlig gennemtrængelighed af membraner eks. cellemembraner, blod-hjerne-barriere ...
de Silva AM, Fikrig E, Hodzic E, Kantor FS, Telford
SR 3rd, Barthold
SW. Immune evasion by tickborne and host-adapted Borrelia
burgdorferi.
J Infect Dis 1998 Feb;177(2):395-400. PMID: 9466527
Radolf et al. [Infect Immun 1995 Jun; 63(6): 2154-63 PDF]
.. de unilamellære vesikler opnået på denne måde viste sig at være ydre membraner ved flg. kriterier (1) de indeholdt ospA og ospB, (2) de indeholdt ikke flagellin, NADH-oxidase aktivitet eller 60-kDa heat shock protein
Dorward DW et al. [Clin Infect Dis 1997 Jul; 25 Suppl 1: S2-8 PDF]
”Vesikel søjlerne manglede endoflagellin (p41) båndet”
Shoberg RJ et al. [Infect Immun 1993 Sep; 61(9): 3892-900 (PDF]
”Vesikler (cysts) af strain HB19 udtrykker ospA og ospB, men ikke flagellin ..”
Whitmire WM et al. [Infect Immun 1993 Apr; 61(4): 1460-7 PDF]
“Resultatet af dette studie demonstrerer at det specifikke humorale [antistof] respons er dirigeret mod extracellulære membran blebs, som mangler spirochaeternes 83-, 60- og 41-kDa antigener”
Bledsoe et al. [J Bacteriol 1994 Dec; 176(24): 7447-55 PDF]
.. kun lidt flagellin var tilstede i ydre membran prøven. Dette viste at ydre membraner var relative fri for kontaminring med cytoplasmatiske, indre membraner og flagellinkomponenter.”
Sadziene A et al. [J Clin Invest 1991 Jul; 88(1): 82-92 PDF]
– om der findes varianter af Borrelia der mangler flagellin, som er dårlige til at trænge over endothel
Sellek RE et al. [Infect Immun 2002 Sep;70(9):4851-8 PDF]
Fandt at Borrelia mister flagellin antigenet i løbet af nogle in vivo vækstcykli, hvilket går ud over bevægeligheden, men i den kroniske fase (3 måneder efter infektion) kunne spirochaeter dyrkes fra blære og nyre og isolatet fra nyren havde samme antal flagella og bevægelighed som den oprindelige inokulerede stamme!
Dvs. parasitterne tilpasser sig værtens immunreaktion, hvilket er en smart overlevelsesmekanisme og i grunden ikke er en særligt overraskende, og det kan forklare de særlige sygdomsmønstre, med gentagne tilbagefald af sygdomsaktivitet efter forholdsvis ’immun-kontrollerede’ og dermed mindre symptomatiske perioder – for hver eneste gang mikroben skifter ’overfrakke’ efterlades allerede dannede antistoffer jo inaktive og mikroben ser ny ud for immunsystemet, som må begynde forfra hver gang!
Når flagellin ikke er til stede på spirokæten, stimuleres immunsystemet ikke til dannelse af anti-flagellin, der er det ENESTE antistof som den danske Borrelia antistof test undersøger for!
Barbour AG et al. [Emerg
Infect
Dis 2000
Oct;6(5):449-457 HTM
PDF]
Antigen variation er en metode til at modvirke værtens immunreaktion, som benyttes af diverse mikrober, hvis fællesnævner er en tendens til at give kronisk persisterende infektion ~ ’perfekte parasitter’!
Georgilis K et al.
Fibroblasts protect the
Lyme disease spirochete, Borrelia burgdorferi, from
ceftriaxone in
vitro.
J Infect Dis 1992 Aug; 166(2): 440-4. PMID: 1634816
Fra abstract: .. humane forhuds fibroblaster beskyttede B. burgdorferi fra den ellers dødelige virkning af 2 dages behandling med ceftriaxone 1 µg/ml, 10-20 x den minimale baktericide koncentration. I fravær af fibroblaster overlevede ingen mikroorganismer og spirochaeterne blev heller ikke beskyttet mod virkningen af ceftriaxon, når cellerne var dræbt (fikseret) med glutaraldehyd eller fibroblast lysat, dvs. en levende celle var nødvendig [for at beskytte spirochaeterne]. Organismens evne til at overleve i fibroblaster var ikke relateret til infektiviteten. Fibroblaster beskyttede B. burgdorferi mod ceftriaxon udsættelse i mindst 14 dage.
Brouqui P, Badiaga
S, Raoult D. Eucaryotic
cells protect
Borrelia burgdorferi from the action of penicillin
and
ceftriaxone but not from the action of doxycycline and erythromycin.
Antimicrob Agents Chemother 1996 Jun;40(6):1552-4. PMID: 8726038
PDF
Montgomery RR et
al. The fate of Borrelia
burgdorferi, the
agent for Lyme disease, in mouse
macrophages. Destruction, survival, recovery.
J Immunol 1993 Feb 1;150(3):909-15. PMID: 8423346
(PDF)
Girschick HJ et al.
Intracellular
persistence of Borrelia burgdorferi in human
synovial
cells.
Rheumatol Int 1996;16(3):125-32. PMID: 8893378
Fra abstract: ”Behandling med ceftriaxon fjernede extracellulære Borrelia burgdorferi, men spirochaeter kunne reisoleres efter lyse (opløsning) af synovial-cellerne. Borrelia burgdorferi persisterede inden i synovial celler i mindst 8 uger. ”
Hvor langt kommer man mon så med de her i landet gængse 10 dages behandling for Borrelia?
Klempner MS et al.
Invasion of human skin
fibroblasts by the Lyme disease spirochete, Borrelia
burgdorferi.
J Infect Dis 1993 May;167(5):1074-81. PMID: 8486939
Fra abstrakt: Ved scanning elektron mikroskopi fandtes B. burgdorferi tæt adhærent til fibroblaster dyrket i enkelt cellelag efter 24-48 timer, men blev fjernet fra celleoverfladen ved behandling med ceftriaxon (1 µg/ml) i 5 dg. På trods af fravær af levedygtige spirochaeter på celleoverfladen efter antibiotisk behandling, kunne levedygtige spirochaeter isoleres fra lysater af fibroblast laget. B. burgdorferi så lejret i den perinukleære region inden i fibroblasterne ved laser scanning konfokal mikroskopi. Disse observationer viser at B. burgdorferi kan adhærere til, vandre igennem og invadere humane fibroblaster og forblive levedygtige!
Aberer E et al.
Heterogeneity of Borrelia
burgdorferi in the
skin.
Am J Dermatopathol 1996 Dec;18(6):571-9. PMID: 8989928
Forf. beskriver anvendelsen af høj opløsnings videomikroskopi og farvning med borrelia-specifikke monoklonale flagella-antistoffer (H9724), og at borrelia lignende strukturer kunne påvises i erythema chronicum migrans (fra hvilke borrelia senere kunne dyrkes), fra acrodermatitis chronica atrophicans, og i morphea. Udover typiske borrelia, bemærkede vi farvede strukturer, der var identiske med borrelia i en ’hud-injektions model’ og med borrelia voksende på agar og identiske med dyrkede borrelia efter udsættelse for hyperimmune sera og / eller antibiotika. Vi konkluderer at de H9724- reaktive strukturer repræsenterer forskellige former af B. burgdorferi ikke artefakter. Disse ”atypiske” former af B. burgdorferi kan repræsenterer levende morfologiske varianter af denne bakterie.
Tylewska-Wierzbanowska
S, Chmielewski T.
The
isolation of Borrelia burgdorferi spirochetes from
clinical material in
cell line cultures.
Zentralbl Bakteriol. 1997 Oct;286(3):363-70. PMID:
9361382
Fra
abstrakt:
bakterierne
var tilstede i vækstmediet og på/ i
muse fibroblaster undersøgt med indirekte immunfluorescens
assay. … Levedygtige spirochaeter kunne også
detekteres i Eagle's
medium fra en L-929 fibroblast celle linie kultur, efter cirka 2-5
dages inkubation med blod, CSF eller synovial væske fra Lyme
borreliose
patienter. Bakterierne
var tilstede i vækstmedium og på / i endothel celler
undersøgt med indirekte immunfluorescens assay.
Chary-Valckenaere
I et al. Ultrastructural
demonstration of intracellular
localization of Borrelia burgdorferi in Lyme
arthritis.
Br J Rheumatol
1998 Apr;37(4):468-70. PMID: 9619908 PDF
Citat:
Eksperimentelle studier har vist at spirochaeter kan
trænge igennem humane synovial celler og overleve derinde
trods en kur
med ceftriaxon, som kun fjerner de ekstracellulære patogener
10). Dette
studie afslører at B. burgdorferi også kan skjule
sig i
synovial celler efter en inkomplet antibiotika kur.
Hulinska D et al.
Intracellular
morphological events observed by electron microscopy on neutrophil
phagocytosis of Borrelia
garinii.
J Spiro Tick Diseases 1995; 2:82-86.
Wang P et al.
Detection of Borrelia DNA in Circulating
Monocytes as Evidence of Persistent Lyme Disease.
J Spiro Tick Diseases 7(1):16-19, 2000.
Undertegnede har såmænd også kunnet fotografere noget der ligner hele spirochaeter i granulocytter i buffy-coat udstryg. Det var naturligvis meget tydeligere i mikroskopet end på disse to desværre ret uskarpe billeder:
Se også mørkefelts-mikroskopi video af Viljanen af tube phagocytosis af Borrelia burgdorferi http://www.utu.fi/research/tic/viljanen/ - som viser real time internalisering af B. burgdorferi i en immuncelle. Bemærk de mange lysende prikker der bevæger sig rundt og tidvis nærmest kastes af spirochaeten ~ ’granules’.
Noget tyder på at Borrelia burgdorferi ligefrem kan invadere og udradere værtens immunceller?
lykkes det Borrelia at sætte netop de B- og T-lymfocytter ud af spillet, som kan gøre noget ved den, opstår der en selektiv immundefekt, der kan sikre Borrelia frit spil frem over?
dræber Borrelia
B-cellerne (hukommelses-cellerne)
der
er rettet mod den, kan bakterien formentlig stoppe en
iværksat
antistof-produktion mod den for altid?
Dorward DW et al.
Invasion
and cytopathic killing of human lymphocytes by spirochetes causing Lyme
disease.
Clin Infect Dis 1997 Jul; 25 Suppl 1:S2-8. PMID: 9233657
Fra
abstract: "..
vi
inkuberede B. burgdorferi med primære
og dyrkede humane leukocytter. Vi fandt at B. burgdorferi
aktivt adhærerer til, invaderer og DRÆBER
menneskelige B- og T-celler.
Signifikant celledrab begyndte indenfor 1 time efter blandingen.
De celleskadende effekter varierede mht. værtscelle linie og
species,
levedygtighed og
graden af svækkelse af spirochaeterne. Både
spirochaeternes virulens og
lymfocytternes følsomhed kunne være
fænotypisk
selekterede, pegende på at både bakterielle og
værts faktorer bidrager
til sådanne interaktioner. .."
Perticarari S et
al. Lymphocyte apoptosis
co-cultured with Borrelia
burgdorferi.
Microb Pathog 2003 Oct;35(4):139-45. PMID: 12946326
Fra
abstract: “..vi
undersøgte hvor vidt in vitro dyrkning af
lymfocytter med spirochaeter ville inducere apoptose
(“programmeret celledød”) i humane
lymfocytter. Mononukleære
celler blandedes i forskellige forhold mellem celler og spirochaeter
.. vore data viser at spirochaeter var i stand til at
inducere apoptose i lymfocytter,
fænomenet var associeret med antal spirochaeter,
inkubationstiden
og mængden af IL-10 i blandingskulturen. Apoptose medieredes
formentlig
vis Fas og de involverede celler var overvejende CD4.”
Netop CD4-celler synes at være vigtig for bekæmpelsen af Borrelia:
Bockenstedt LK et
al. CD4+ T helper 1
cells facilitate regression of murine Lyme carditis.
Infect Immun. 2001 Sep;69(9):5264-9. PMID: 11500394 PDF
Fra abstrakt: ”Disse resultater viser at αβ T cells kan fremme resolutionen af Borrelia carditis (hjertebetændelse) i mus og dette er det første arbejde der demonstrerer en gavnlig rolle for CD4+ T hjælper celler ved denne sygdom.
Når man læser Haupl al’s artikel kan man naturligvis ikke lade være med at stille flg. spørgsmål til de overordnede infektionsmedicinere og mikrobiologer, som ”håndtering” af komplicerede infektioner hører under:
/ Marie
Kroun, læge
2003/09