Ruhr-Universität Bochum Prof. Dr. med. L. Spätling Dienstort: Klinikum Fulda Abteilung: Frauenklinik

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1 Ruhr-Universität Bochum Prof. Dr. med. L. Spätling Dienstort: Klinikum Fulda Abteilung: Frauenklinik Evaluation des Festphasen-Immunoassay Chlamy-Check-1 zum Nachweis einer Chlamydien-Infektion der Endozervix im Vergleich zum Immunfluoreszenz-Test Syva MicroTrak - Chlamydia trachomatis Direktnachweis Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Medizin einer Hohen Medizinischen Fakultät der Ruhr-Universität Bochum vorgelegt von Thomas Düweling aus Pforzheim 2002

2 Dekan: Prof. Dr. med. G. Muhr Referent: Prof. Dr. med. L. Spätling Korreferent: Prof. Dr. rer. nat. M. Köller Tag der Mündlichen Prüfung:

3 meinen Eltern gewidmet

4 Inhaltsverzeichnis Kap. Seite 1. Abkürzungsverzeichnis Einleitung Geschichte der Chlamydien Bedeutung von Chlamydien-Infektionen Biologie der Chlamydien Taxonomie Morphologie Entwicklungszyklus der Chlamydien Pathogenese Diagnostik von Chlamydien-Infektionen Allgemeine Übersicht Zytologie Zellkultur Antigennachweis Molekulargenetische Nachweisverfahren Serologie Klinik von Chlamydien-Infektionen Urogenitalerkrankungen Zervizitis Urethritis Bartholinitis Endometritis Salpingitis Folgeerkrankungen und Risiken Epidemiologie Therapie Zielsetzung der Studie...34

5 Kap. Seite 3. Probandinnen und Methoden Probandinnen Einschlusskriterien Ausschlusskriterien Studienzentren Untersuchungsmethoden Untersuchte Parameter Gewinnung der Zervixabstriche Randomisierung Immunfluoreszenz-Test (Syva MicroTrak ) Material Grundlagen und Testprinzip Testdurchführung Testauswertung Festphasen-Immunoassay (Chlamy-Check-1) Material Grundlagen und Testprinzip Testdurchführung Testauswertung Statistik Datenerfassung Datenauswertung Ergebnisse Einteilung der Patientinnen Testergebnisse des Immunfluoreszenz-Tests und Festphasen-Immunoassays Diagnose Schwangere Nicht-Schwangere Studienzentrum...54

6 Kap. Seite Zusammenfassung der Ergebnisse des Immunfluoreszenz-Tests (IFT) Vergleich der beiden Testsysteme Prävalenzuntersuchungen zu Chlamydia trachomatis Studienzentrum Alter der Patientinnen Schwangerschaft Begleitdiagnose Diskussion Diagnostik von Chlamydien-Infektionen Festphasen-Immunoassay Immunfluoreszenz-Test Bewertung der eingesetzten Diagnoseverfahren (Methodenvergleich) Prävalenz von Chlamydien-Infektionen in verschiedenen Populationen Chlamydien-Infektionsprävalenz in verschiedenen Studienzentren Chlamydien-Infektionsprävalenz in unterschiedlichen Altersgruppen Chlamydien-Infektionsprävalenz-Unterschiede in Abhängigkeit von der Schwangerschaft Chlamydien-Infektionsprävalenz-Unterschiede in Abhängigkeit von der Begleitdiagnose Schlussfolgerungen Zusammenfassung Literaturverzeichnis Anhang Danksagung Lebenslauf...104

7 Abkürzungsverzeichnis 1 1. Abkürzungsverzeichnis Ag Antigen AK Antikörper ATP Adenosintriphosphatase Ca Carcinoma C-C-1 Chlamy-Check-1 CDC Centers for Disease Control and Prevention d Tag DIF direkter Immunfluoreszenz-Test (DFA, direct fluorescent antibody) DNA desoxiribonucleid acid EIA Enzym-Immunassay EK Elementarkörperchen ELISA enzyme-linked immuno sorbent assay gebh. geburtshilflich GTP Guanosintriphosphat gyn. gynäkologisch h Stunde HIV human immunodeficiency virus IFT Immunfluoreszenz-Test IgA Immunglobulin A IgG Immunglobulin G IgM Immunglobulin M inkl. inklusiv i.v. intravenös KBR Komplement-Bindungsreaktion LCR ligase chain reaction LGV Lymphogranuloma venereum LPS Lipopolysaccharid LPS-Ag Lipopolysaccharid-Antigen

8 Abkürzungsverzeichnis 2 MIF Mikroimmunofluoreszenz(-Test) min Minute ml Milliliter MOMP major outer membrane protein neg. negativ NGU nicht-gonorrhoische Urethritis nm Nanometer NPL Neoplasma o.b. ohne Befund PCR polymerase chain reaction PGU postgonorrhoische Urethritis PID pelvic inflammatory disease p.o. peroral pos. positiv RK Retikularkörperchen RNA ribonucleic acid rrna ribosomal ribonucleic acid SS Schwangerschaft SSW Schwangerschaftswoche STD sexual transmitted disease TMA transcription mediated amplifikation TU Tumor TWAR Taiwan acute respiratory disease ULS Unterleibschmerzen V. a. Verdacht auf z. B. zum Beispiel z. N. Zustand nach

9 Einleitung 3 2. Einleitung 2.1 Geschichte der Chlamydien Seit mehreren tausend Jahren sind beim Menschen durch Chlamydien verursachte Erkrankungen bekannt. Das Trachom, eine zur Erblindung führende Augenkrankheit, wurde schon ca v. Chr. in China und 2100 v. Chr. in Sumatra erwähnt. Das Eber sche Papyrus, das wohl älteste bekannte ägyptische Dokument aus der Zeit um ca v. Chr., enthält eine Abhandlung über diese granulomatöse Augenerkrankung und der zu ihrer Behandlung damals angewandten konservativen und chirurgischen Methoden (Thygeson 1962, Duke-Elder 1965). In der griechisch-römischen Klassik ist diese Erkrankung im gesamten Mittelmeerraum verbreitet, wo sie etwa ab Christi Geburt mit dem Namen Trachom rauhes Auge bezeichnet wurde, zurückgehend auf den sizilianischen Arzt Pedianus Diascarides (Oriel und Ridgeway 1982). In Nordeuropa war diese Ägyptische Augenkrankheit unbekannt bis sie im Mittelalter von Kreuzrittern, die aus Palästina zurückkehrten und in einer 2. Infektionswelle von französischen Soldaten, die aus dem Ägypten-Feldzug Napoleon Bonapartes 1798/99 heimkehrten, eingeschleppt wurde. Sie breitete sich bis zur Ostseeküste aus und fand im 19. Jahrhundert weite Verbreitung in Europa beschrieb John Hunter wahrscheinlich das Lymphogranuloma venereum (LGV), eine ebenfalls durch Chlamydien verursachte, chronisch verlaufende, systemische Geschlechtskrankheit in subtropischen und tropischen Ländern, die mit eitriger Einschmelzung stark vergrößerter Leistenlymphknoten (Bubonen) und fisteliger Entleerung des Inhalts nach außen einhergeht. Quellmaltz behauptete bereits 1750, dass die Neugeborenenkonjuktivitis durch die vaginale Ausscheidung der Mutter verursacht werde. Piringer zeigte 1841, dass der genitale Ausfluss tatsächlich für das menschliche Auge infektiös sein kann (Thygeson 1971). Durch die Entdeckung der Gonokokken durch Neisser 1879 und die 5 Jahre spätere Einführung der Crede schen Prophylaxe 1884 wurde die infektiöse und vor allem die polyätiologische Genese der Neugeborenenkonjunktivitis deutlich. Noch im selben Jahr beschrieb Kroner 1884 erstmals eine Ophthalmie des Neugeborenen ohne nachweisbare bakterielle Infektion (Jahn und Tetzel 1986), die Morax 1903 als conjunctivite amicrobienne bezeichnete.

10 Einleitung 4 Der Berliner Röntgenologe Halberstädter und der Hamburger Bakteriologe und Parasitologe von Prowazek stellten 1907 zum ersten Mal die für Chlamydia trachomatis typischen intrazytoplasmatischen Einschlüsse in Giemsa-gefärbten Konjunktivalgeschabseln von Orang- Utans dar, die sie zuvor mit menschlichem, trachomatösem Material experimentell infiziert hatten (Halberstädter und von Prowazek 1907). Sie vermuteten als Erreger ein Protozoon und nannten es Chlamydozoon (= Manteltier ), wovon sich der heutige Name ableitet. Zwei Jahre später gelang Halberstädter und von Prowazek 1909 auch der Nachweis von ähnlichen Einschlusskörperchen in menschlichem Material von Trachompatienten und auch in Konjunktivalabstrichen von Neugeborenen mit Einschluß-Blennorrhoe, der nichtgonorrhoischen Neugeborenenkonjunktivitis. Der Zusammenhang zwischen okulären und genitalen Chlamydien-Infektionen wurde von Fritsch et al eindeutig nachgewiesen, indem er auch das Vorhandensein von Einschlusskörperchen im Zervixsekret der Mütter infizierter Neugeborener, sowie in der Harnröhre der Väter belegte. Experimentell wies er die Infektiosität nach, indem er Material aus Augenabstrichen von Kindern mit Ophthalmia nongonorrhoica und aus Zervixabstrichen ihrer Mütter sowie aus Urethralabstrichen von Männern mit nicht gonorrhoischer Urethritis in die Konjunktiven von Pavianen inokulierte. In jedem dieser Fälle entwickelte sich eine pathologisch identische Einschluß-Blennorrhoe beschrieb von Wahl die postgonorrhoische Urethritis (PGU) als Resultat einer primären Mischinfektion mit Gonokokken und einem NGU-Agenz wurde dann das LGV durch Arbeiten von Durand et al. als eine eigenständige Erkrankung eingestuft. Einen großen Fortschritt in der LGV-Forschung brachte ein spezifischer Hauttest zur Diagnostik einer LGV- Infektion, der durch Frei 1925 eingeführt wurde. Er trug auch zur Klärung der Ätiologie der LGV-assoziierten Proktokolitis und Rektumstrikturen bei gelang zum ersten Mal die Isolierung des LGV-Erregers durch intrazerebrale Inokulation von Bubonenmaterial in Affen, später in Mäusen. Die Kultivierung der Erreger auf der Membrana chorio-allantoidea von Hühnereiern wurde 5 Jahre später möglich (Miyagawa et al. 1935). Im Jahr der ersten LGV-Erreger-Isolierung gelang auch während der Psittacose-Pandemie von die Isolierung des Psittacose-Erregers. Der dabei beobachtete Entwick-

11 Einleitung 5 lungszyklus von Chlamydia psittaci wies zu dem von Erregern von LGV-Patienten Ähnlichkeiten auf. Schließlich identifiziert Rake et al. (1941) den LGV-Erreger als Angehörigen der Chlamydiengruppe. Der Trachom-Erreger war schwieriger zu isolieren, da er, im Gegensatz zu den beiden zuvor genannten, für Mäuse nicht infektiös war. Tang et al. gelang 1957 erstmals die Isolierung von Chlamydia trachomatis aus mit Trachommaterial inokulierten Dottersäcken von Hühnerembryonen. Daraufhin wiesen Jones et al. (1959) Chlamydia trachomatis-erreger, die nicht LGV verursachen, in den Augen Neugeborener mit Konjunktivitis und in der Zervix der Mütter nach. 5 Jahre später gelang auch die erste Isolation von Chlamydia trachomatis aus der Urethra von Männern, die epidemiologisch mit dem Auftreten von Konjunktivitis in Zusammenhang gebracht werden konnten (Jones 1964, Rose und Schachter 1964). Ein entscheidender technischer Durchbruch gelang Gordon et al. im Jahr 1963 mit der Entwicklung einer Methode, die die Anzüchtung von Chlamydia trachomatis in einer Zellkultur ermöglichte (Gordon et al. 1963, Gordon und Quan 1965). Die Anzüchtung von Chlamydia trachomatis auf McCoy-Zellen, bestrahlte fibroblastenähnliche Tumorzellen von Mäusen, war die erste Methode, die zur Diagnostik von Chlamydien-Infektionen klinische Anwendung fand, da sie in Stunden Ergebnisse lieferte, und es möglich machte, auch größere Probenzahlen zu untersuchen. Die Entwicklung des Mikroimmunfluoreszenz-Tests (MIF) durch Wang und Grayston (1970) führte zu einer weiteren Vereinfachung der Diagnostik von Chlamydien-Infektionen und ermöglichte eine immunologische Unterscheidung von 15 Serotypen bei Chlamydia trachomatis. Chlamydien, die anfänglich als Protozoen und später als große Viren betrachtet wurden, ordnete Moulder 1966 eindeutig den Bakterien zu. Die bis dahin verwirrende Taxonomie wurde von Storz und Page 1971 neugeordnet und international vereinheitlicht. Sie ist aber bis heute nicht abgeschlossen. Erst in den letzten Jahren wurde eine dritte Chlamydienart entdeckt und durch Grayston 1989 Chlamydia pneumoniae benannt. Der bis dahin als TWAR-Agens

12 Einleitung 6 (Campbell et al.1987) bezeichnete Erreger wurde 1965 aus den Augen eines Kindes in Taiwan (TW 183) und 1983 aus Pharyngealabstrichen von Patienten mit akuten Respirationstrakterkrankungen (AR 39) in Seattle isoliert. In den letzten Jahren wurde die Chlamydiendiagnostik durch den Einsatz neuer Nachweismethoden wie der Polymerase Chain Reaction (PCR) verbessert und auch vereinfacht. Die Anwendung von zum Teil sehr teueren Testverfahren zur Routinediagnostik und zum Screening von größeren Patientengruppen wird jedoch immer mehr von ökonomischen Überlegungen bestimmt. 2.2 Bedeutung von Chlamydien-Infektionen Chlamydia trachomatis gehört zu den häufigsten sexuell übertragenen Erkrankungen (STD) in den westlichen Industrieländern, lange Zeit mit steigender Inzidenz (Weström 1980), und hat deshalb höchste medizinische und ökonomische Bedeutung, auch wenn nun nach neueren Untersuchungen die Inzidenz in den letzten Jahren wieder geringfügig zurückging (Skjeldestad und Norbø 1993). STDs werden durch Chlamydia trachomatis inzwischen rund 10mal häufiger verursacht als durch die bis dahin weiter verbreiteten Gonokokken (CDC 1985). Neben den akuten und direkten Erkrankungsbildern wie der nicht-gonorrhoischen und postgonorrhoischen Urethritis, der unkomplizierten Zervizitis, der Einschlusskonjunktivitis Erwachsener und dem in den westlichen Industrieländern weniger häufig vorkommenden Lymphogranuloma venereum (LGV) wird die Infektion mit Chlamydia trachomatis mit einer Reihe von weiteren bedeutenden Erkrankungen und Folgezuständen ursächlich in Verbindung gebracht. Während der negative Einfluss von Chlamydia trachomatis auf die weibliche Fertilität vor allem durch Beeinflussung des Tubenfaktors dokumentiert ist (Punonnen et al. 1979, Mardh 1980, Moore et al. 1982, Kane et al. 1984, Weström 1989 u. a.), liegen über den Einfluss auf die männliche Fertilität Studien mit widersprüchlichen Ergebnissen vor. Untersuchungen insbesondere von Spermiogrammparametern und der funktionellen Spermaqualität durch Hellstrom

13 Einleitung 7 et al. (1987), Eggert-Kruse et al. (1987) und Buhlinger-Göpfarth (1995) konnten keinen negativen Einfluss auf die Zeugungsfähigkeit nachweisen. Zu gegenteiligen Ergebnissen kamen Auroux et al. (1987) und Wolff et al. (1991). Sie fanden, bezogen auf ein Vergleichskollektiv, im Spermiogramm verminderte Spermienzahlen und im Postkoitaltest eine verringerte Spermienmotilität. Ebenso wie Chlamydia trachomatis-infektionen einen negativen Einfluss auf die weibliche und unter Umständen auf die männliche Fertilität haben, können Infektionen mit diesem Erreger, wie auch andere bakterielle Urogenitalerkrankungen, zu Schwangerschaftskomplikationen führen. Hierzu liegen Studien mit zum Teil jedoch widersprüchlichen Ergebnissen vor. Harrison et al. (1979) zeigte, dass menschliche Amnionzellkulturen mit Chlamydia trachomatis infiziert werden können, und damit eine Amnioninfektion möglich ist. Martin et al. (1988) wies als erster einen Zusammenhang zwischen mütterlichen Urogenitalinfektionen mit Chlamydia trachomatis und einer verkürzten Schwangerschaftsdauer sowie einer perinatalen Mortalität nach. Dagegen konnten Harrison et al. (1983) und Sweet et al. (1987) keinen Einfluss von maternalen Urogenitalinfektionen mit Chlamydia trachomatis auf die Häufigkeit von Schwangerschaftskomplikationen wie vorzeitiger Blasensprung, Amnionitis oder Frühgeburtlichkeit feststellen. Trotz dieser gegensätzlichen Ergebnisse spricht die Mehrzahl der vorliegenden Studien für einen Zusammenhang zwischen einer Infektion und vorzeitigem Blasensprung, Frühgeburtlichkeit, niedrigem Geburtsgewicht und erhöhter, perinataler Morbidität und Mortalität (Hoyme 1992). Das hohe Infektionsrisiko für das Neugeborene einer Mutter mit einer zervikalen Chlamydien-Infektion, verbunden mit einem hohen Morbiditäts- und Mortalitätsrisiko, ist jedoch in der Literatur anerkannt. Eine Chlamydien- Infektion der Zervix bei Schwangeren, die in Deutschland und Österreich mit regional unterschiedlichen Prävalenzen zwischen 2-11 % vorkommt (Hoyme 1992), wird in bis zu 60 % der Fälle bei einer vaginalen Entbindung auf das Neugeborene übertragen (Mardh et al. 1989). Bis zu 50 % der exponierten Kinder entwickeln eine Einschlusskonjunktivitis und bis zu 20 % erkranken an einer atypischen Pneumonie, die sich häufig beide erst nach der Entlassung aus der Klinik manifestieren (Standardkommission Infektion in der perinatalen Medizin 1992). Eine durch Chlamydia trachomatis verursachte Otitis media und Infektionen des

14 Einleitung 8 Nasopharyx wurden ebenfalls beobachtet (Hoyme 1992). Zusätzlich sind vaginale und rektale Infektion der Neugeborenen möglich (Schachter et al. 1986). 2.3 Biologie der Chlamydien Taxonomie Chlamydien haben in der Vergangenheit unter zahlreichen Bezeichnungen wie Bedsonia, Miyagawanella, Rakeia oder Trachoma-Inclusion-Conjuncticitis (TRIC)-Virus Eingang in die Literatur gefunden. Die heute vereinheitlichte und international gültige Einteilung geht auf Storz und Page (1971) zurück. Sie wurde jüngst um eine dritte Art ergänzt und durch Grayston et al. (1989) Chlamydia pneumoniae benannt. Nach dieser Systematik gehört der Ordnung Chlamydiales eine Familie Chlamydiaceae mit einer Gattung (=Genus) Chlamydia an. Der Gattung Chlamydia werden neuerdings die drei Arten (=Spezies) Chlamydia trachomatis, Chlamydia psittaci und Chlamydia pneumoniae (TWAR) zugeordnet. Die erste läßt sich anhand der Pathogenese in drei Biovare unterteilen, von denen zwei humanpathogen sind und die dritte tierpathogen (Maus) ist: Diese werden als Chlamydia trachomatis trachoma, Chlamydia trachomatis lymphogranuloma venereum (LGV) und Chlamydia trachomatis mouse bezeichnet (Schachter und Stamm 1995).

15 Einleitung 9 Tabelle 1: Taxonomie (nach Storz und Page 1971, *modifiziert von Grayston 1989) Reich (Regnum) Abteilung (Divisio) Klasse (Classis) Ordnung (Ordo) Familie (Familia) Gattung (Genus) Art (Species) Unterarten (Subsp.) Biovare Serovare Procaryotae Gracilicutes (keine Unterteilung) Chlamydiales Chlamydiaceae Chlamydia Chlamydia trachomatis Chlamydia psittaci C. t. trachoma C. t. lymphogranuloma venereum Keine differenziert A, B, Ba, C, D, E, F, G, H, I, J, K L1, L2, L3 Viele nicht identifizierte und systematisch kategorisierte Serovare Chlamydia pneumoniae* Keine differenziert

16 Einleitung 10 Immunologisch lassen sich bei den Biovaren von Chlamydia trachomatis trachoma und Chlamydia trachomatis lymphogranuloma venereum 12 bzw. 3, somit zusammen 15 verschiedene Serovare entsprechend der unterschiedlichen antigenen Ausprägung des major outer membrane protein (MOMP) differenzieren, die mit Großbuchstaben gekennzeichnet werden (siehe Tabelle 1), während das Chlamydia trachomatis mouse-biovar serotypisch homogen zu sein scheint. Die Art Chlamydia psittaci weist zahlreiche nicht genauer identifizierte und nicht systematisch kategorisierte Serotypen auf Morphologie Chlamydien sind außerordentlich kleine, unbewegliche, kokkoide, hoch polymorphe Organismen mit einem Durchmesser von nm und einem Molekulargewicht von ca. 600 x 10 6 Dalton. Durch diese geringe Größe unterscheiden sie sich deutlich von anderen Bakterien. Eine weitere Besonderheit ist das Vorkommen von zwei morphologisch und funktionell unterschiedlichen Entwicklungsformen. Der Übergang zwischen beiden ist graduell, und es existieren Zwischenformen. Die kleineren, kugeligen bis ovalen, elektronendichtes Kernmaterial und wenige Ribosomen enthaltenden Elementarkörperchen (EK) haben einen Durchmesser von nm. Sie weisen eine rigide, dreischichtige Membran auf. Die EKs sind resistent gegen äußere Einflüsse und können auch außerhalb von Wirtszellen überleben. Sie stellen die alleinige infektiöse Form der Chlamydien dar und sind metabolisch inaktiv, während die größeren ebenfalls runden bis ovalen Retikularkörperchen (RK), auch Initialkörperchen genannt, die obligat intrazellulär vermehrungsfähige, nicht infektiöse und metabolisch aktive Form darstellen. RKs haben einen Durchmesser von nm und, verglichen mit den EKs ein weniger dichtes, fibrilläres Kernmaterial, mehr Ribosomen und eine dünnere, flexiblere, zweischichtige Zellmembran. Beide Formen lassen sich nach Giemsa oder nach Castaneda, bzw. nach Gimenez anfärben. Sie sind gramnegativ oder variabel anfärbbar, wobei die Struktur und Zusammensetzung der Zellwand beider Entwicklungsformen der anderer gramnegativer Bakterien ähnelt. Muraminsäure, ein Baustein der Mureinschicht der Bakterienzellwand, wurde bisher nicht oder nur in Spuren nachgewiesen. Chlamydien besitzen wie andere Bakterien auch, aber im Gegensatz zu Viren, Ribonukleinsäure (RNA) und Desoxyribonukleinsäure (DNA), sowie Ribosomen und eine Anzahl von metabolisch aktiven Enzymen.

17 Einleitung 11 Chlamydien weisen an ihrer Oberfläche unterschiedliche Antigenstrukturen auf, die entweder genus- oder art-, bzw. serotypspezifisch sind und zur Identifizierung genutzt werden können. Alle Chlamydien besitzen ein gemeinsames gattungsspezifisches, hitzestabiles Lipopolysaccharidantigen (LPS-Ag) in der äußeren Membran der Zellwand. Es ist während des gesamten Entwicklungszyklus präsent. Aufgrund weiterer Antigenunterschiede des major outer membrane protein (MOMP) lassen sich die Trachoma- und Lymphogranuloma venereum-biovare von Chlamydia trachomatis in 12 bzw. 3 weitere Serovare mit Hilfe des Mikroimmunfluoreszenztest trennen. Die Trachoma-Serovare werden mit den Großbuchstaben A-K plus Ba und die LGV-Serovare mit L 1, L 2 und L 3 bezeichnet Entwicklungszyklus der Chlamydien Chlamydien sind obligate Zellparasiten, das heißt ihre Vermehrung ist nur intrazellulär im Wirt oder in vitro in Zellkultur und nicht auf zellfreien Nährböden möglich. Sie sind Energieparasiten und benötigen für ihren eigenen Stoffwechsel hochenergetische Verbindungen wie ATP und GTP von der Wirtszelle, sowie weitere niedermolekulare Synthesezwischenprodukte, um ihre eigene DNA, RNA, Proteine und kleinere spezifische Moleküle herzustellen. Chlamydien unterscheiden sich von allen anderen Bakterien durch einen für sie einzigartigen Entwicklungszyklus. Die Elementarkörperchen (EK) sind die alleinige infektiöse Form der Chlamydien. Sie sind metabolisch inaktiv und auf eine Existenz außerhalb der Wirtszelle spezialisiert. Elementarkörperchen sind für die Ausbreitung der Infektion auf weitere Zellen innerhalb des gleichen Wirtsorganismus oder nach Übertragung auf einen anderen Wirt für dessen Neuinfektion verantwortlich. Sie binden sich an spezielle Rezeptoren in der Zellwand der für eine Chlamydien-Infektion empfindlichen Zellen, bei Chlamydia trachomatis vornehmlich an Zylinderepithelzellen und bei LGV-Chlamydien an Lymphozyten. Nach Bindung an einen Rezeptor kommt es zur Phagozytose, indem sich die Zellmembran der Wirtszelle nach innen einstülpt und das EK, von einer Vakuole umschlossen, in das Zytoplasma aufgenommen wird.

18 Einleitung 12 Durch einen noch nicht bekannten Mechanismus kommt es nicht zur Bildung eines Phagolysosomen durch Verschmelzung des Phagosoms mit zytoplasmatischen Lysosomen, wie dies vom klassischen Phagozytoseablauf bekannt ist. Statt dessen setzt wenige Stunden nach Aufnahme des EK die Chlamydienvermehrung mit der Umwandlung des EK in ein Retikularkörperchen (RK) ein. Die Vermehrung läuft vollständig in diesem Vesikel ab. Das Vesikel, auch Einschlusskörperchen genannt, wird im weiteren Verlauf größer und Stunden nach der Infektion lichtmikroskopisch im gefärbten Präparat oder im Phasenkontrastmikroskop sichtbar. Das infektiöse, selbst aber nicht vermehrungsfähige EK wandelt sich dabei einige Stunden nach seiner Phagozytose in ein größeres, metabolisch aktives Retikularkörperchen (RK) um, synonym auch Initial- oder Partialkörperchen, welches sich frühestens 8-10 Stunden nach der Infektion durch Querteilung zu vermehren beginnt. Nach weiteren Stunden kondensieren die ersten Retikularkörperchen zentral und wandeln sich wieder in Elementarkörperchen zurück. Dieser Vorgang verläuft nicht synchronisiert, sondern kontinuierlich ab. Während sich einige Retikularkörperchen umwandeln, teilt sich die Mehrzahl weiter, bis die gesamte, sich vergrößernde Vakuole mit mehreren hundert Chlamydien ausgefüllt ist. Dabei wird fast das komplette Zytoplasma der Wirtszelle ausgefüllt und der Zellkern zur Seite gedrängt. Durch die fortschreitende Chlamydienvermehrung wird die Wirtszelle Stunden post infectionem beim Bersten der Vesikel- und Zellmembran zerstört. Dabei werden zwischen 10 bis maximal 1000 Chlamydien freigesetzt, die sich zu diesem Zeitpunkt zum größten Teil wieder zu Elementarkörperchen differenziert haben. Diese können weitere Zellen infizieren, während die freigewordenen Retikularkörperchen nicht infektiös sind. Damit ist der Vermehrungszyklus geschlossen (vgl. Abb.1). Der Replikationszyklus dauert zwischen 48 und 72 Stunden, kann aber auch deutlich langsamer ablaufen (Young 1990). In diesem Fall bleibt das intrazelluläre steady state erhalten, der Wirtszellmetabolismus ungestört und die Wirtszelle teilungsfähig. Teilt sich die infizierte Zelle, so werden die in ihr enthaltenen Chlamydien auf die Tochterzellen verteilt mit der Folge einer inaktiven Vermehrung, wie sie auch bei Virusinfektionen bekannt ist (Richmond 1985). Dieser Mechanismus und die ebenfalls mögliche Ausschleusung neu gebildeter Elementarkörperchen in Form einer Exozytose, können offensichtlich wesentlich zum Persistieren der Infektion beitragen (Moulder 1991).

19 Einleitung 13 Elementarkörperchen infektiös 48 Wirtszelle Epithel Vacuole 30 Stunden 8 Zellkern 20 Retikularkörper nicht infektiös Abbildung 1: Vermehrungszyklus von Chlamydia trachomatis

20 Einleitung Pathogenese Die Pathogenität der drei Biovare von Chlamydia trachomatis unterscheidet sich sowohl bezüglich des natürlichen Wirts, als auch bezüglich der Affinität zu Lymphozyten oder Zylinderepithelzellen. Während das Maus-Biovar in seinem natürlichen Wirt, der Maus, zu einer Pneumonie führt, sind die beiden menschlichen Biovare Trachoma und Lymphogranuloma venereum, für ein breites Spektrum von Erkrankungen verantwortlich. Sie lassen sich aufgrund ihrer Pathogenität für Mensch und Labortiere, als auch anhand ihrer Wachstumscharakteristika in der Zellkultur unterscheiden. Stämme des Trachom-Biovars parasitieren fast ausschließlich in lokal begrenzter Ausbreitung in Zylinder- und Übergangsepithelien der Schleimhäute, während LGV-Stämme invasiver sind und zu einer systemischen Erkrankung mit Befall des Lymphgewebes führen. Das Trachom-Biovar lässt sich immunologisch in 12 Serovare aufteilen, die teilweise stark unterschiedliche Krankheitsbilder bedingen (siehe Tabelle 2). Tabelle 2: Biovare und Serovare (differenziert mit Mikroimmunfluoreszenz) von Chlamydia trachomatis und assoziierte Infektionserkrankungen Biovar Häufigste Serovare Krankheit / Syndrom Chlamydia trachomatis A, B, Ba, C Trachom mit Erblindung trachoma D, E, F, G, H, I, J, K Einschlusskonjunktivitis (B, C), D, E, F, G, H, I, J, K, (L 3 ) Urogenitalinfektionen wie Urethritis, Zervizitis und Salpingitis, sowie Pharyngitis, Otitis media und Pneumonie beim Neugeborenen Chlamydia trachomatis lymphogranuloma venereum L 1, L 2, L 3 Lymphogranuloma venereum

21 Einleitung 15 Der Krankheitsverlauf und die klinische Manifestation einer Chlamydien-Infektion werden wie jede andere Infektionskrankheit, zum einen durch die Virulenz des Erregers, das heißt das Ausmaß der pathogenen Eigenschaften bei seiner Persistenz und Replikation bestimmt. Zum anderen resultieren sie aus der Heftigkeit der Entzündungsreaktion, die als Antwort des Wirtsorganismus auf den Parasiten erfolgt und auch durch anfallendes nekrotisches Wirtszellmaterial verursacht wird. Histomorphologisch zeichnet sich eine Chlamydien-Infektion durch eine massenhafte Ansammlung von polymorphkernigen Leukozyten (neutrophile Granulozyten) im Schleim und entlang der Schleimhautoberflächen aus. Die Mukosa selbst und die Submukosa sind dagegen diffus lymphozytär infiltriert, wobei die lymphozytären Infiltrate eine follikuläre Hyperplasie als Sekundärfollikel mit Germinalzentren zeigen (Winkler und Crum 1987). Im Verlauf der Entzündung kommt es zu einer Vasodilation und zu einer Gefäßeinsprossung in das Entzündungsgebiet, klinisch als Hyperämie zu erkennen. In späteren Entzündungsstadien ist eine Fibroblastenaktivierung mit ausgeprägter Narbenbildung durch Kollagenablagerungen typisch. Die Abwehrreaktion des Organismus führt bei den Stämmen des Trachom-Biovars zu einer überwiegend lokalisierten, lymphoproliferativen Immunantwort mit einer Tendenz zum selbstlimitierenden Verlauf der akuten Infektionskrankheit. Es kommt häufig zur Persistenz und chronischen Verläufen (Ward 1995). Im Verlauf der Infektionskrankheit führt die Immunantwort zur Bildung von Immunglobulinen. Während die LGV-Stämme, die zu einer systemischen Erkrankungen führen, eine deutliche Serokonversion mit Anstieg der IgM- und IgG-Titer verursachen, werden gegen die Trachom-Biovare hauptsächlich in der Mukosa und an ihrer Oberfläche lokalisierte IgA-AK gebildet. Dies erklärt das Scheitern der Versuche, gegen das Trachom zu immunisieren.

22 Einleitung Diagnostik von Chlamydien-Infektionen Allgemeine Übersicht Die ausschließlich klinische Diagnose von Chlamydien-Infektionen ist angesichts der vielfältigen und unspezifischen Symptomatik sowohl urogenitaler als auch respiratorischer Infektionen kaum möglich, so dass mikrobiologischen Nachweisverfahren ein hoher Stellenwert zukommt. Die im Folgenden dargestellten, zur Zeit verfügbaren alternativen Diagnoseverfahren erfüllen die Anforderung an Sensitivität und Spezifität unterschiedlich gut, sind aber unter Berücksichtigung der heutigen im Gesundheitswesen auftretenden Sparzwänge meist zu aufwendig und dadurch aus ökonomischer Sicht für umfangreich angelegte Screening- Untersuchungen ungeeignet. Das bewährteste Verfahren zum Direktnachweis von Chlamydien-Infektionen der Cervix uteri bzw. des gesamten weiblichen Urogenitaltrakts ist die Kultur von Chlamydien in lebenden Zellen, wobei sich die McCoy-Zellkultur gegenüber bebrüteten Hühnereiern durchgesetzt hat (Holländer 1989). Sie gilt als Goldener Standard mit einer Sensitivität von % und einer Spezifität von 100 %, scheint aber durch die PCR aus dieser Stellung verdrängt zu werden, mit der schon geringste Mengen von Erreger-DNA, auch nicht mehr lebensfähiger Chlamydien, nachgewiesen werden können (Biro et al. 1994, Frost et al. 1995). Der Erregernachweis mit der McCoy-Zellkultur kann jedoch, wie auch die PCR, nur in speziell dafür ausgerüsteten Labors durchgeführt werden. Aufgrund des technischen und zeitlichen Aufwandes, Ergebnisse liegen frühestens nach Stunden vor, ist die Zellkultur für die Routinediagnostik nur bedingt geeignet und wird nur noch von wenigen kommerziell arbeitenden Labors angeboten. Zudem kommt es durch Überwucherung der Kultur mit der meist vorhandenen und durch Antibiotikazugabe im Ansatz nicht ausreichend gehemmten Begleitflora (Stamm et al. 1984) sowie durch zytotoxische Effekte bedingt durch Hemmstoffe und Antikörper in den Sekreten des Urogenitaltrakts, wie sie vor allem bei Schwangeren und im männlichen Seminalplasma nachgewiesen wurden (Wolff et al. 1991) zu falsch-negativen Ergebnissen. Zu lange Transportzeiten oder ungünstige Transportbedingungen führen ebenfalls zu falsch-negativen Ergebnissen. Während die Zellkultur häufiger falsch-negative jedoch keine

23 Einleitung 17 falsch-positiven Ergebnisse aufweist, kann es bei der hoch sensitiven PCR schon durch geringste Verunreinigungen des Labormaterials mit kleinen Mengen von Erreger-DNA zu falsch positiven Befunden kommen. Auch die PCR erfordert einen hohen zeitlichen, personellen und gerätetechnischen Aufwand und ist entsprechend teuer. Die Laborvollkosten für eine PCR-Untersuchung werden von einem Großlabor in Heidelberg 1998 mit ca. 40,- DM veranschlagt. Die Kosten der dort nicht angebotenen Zellkultur liegen noch darüber. Mit Hilfe monoklonal hergestellter AK wurde der Chlamydiennachweis erheblich vereinfacht und somit der Zeit- und Kostenaufwand deutlich verringert. Da der Test auf dem Nachweis von Strukturbestandteilen auch toter Mikroorganismen beruht, sind längere Transportzeiten weniger problematisch (Krech 1986). Beim direkten Immunfluoreszenz-Test werden die Elementarkörperchen mit Fluoreszinmarkierten Antikörpern dargestellt und mikroskopisch ausgezählt. Gleichzeitig kann beurteilt werden, ob das Abstrichmaterial für den Nachweis einer Infektion Epithelzellen in ausreichender Anzahl und polymorphkernige Leukozyten enthält. Bei Betrachtung im Phasenkontrast besteht die Möglichkeit, eine bakterielle oder mykotische Begleitflora im selben Präparat zu erkennen. Die Beurteilung der gefärbten Abstriche ist jedoch ermüdend und nicht einfach und setzt eine große mikroskopische Erfahrung des Untersuchers voraus. So sind Sensitivität und Spezifität auch von der Fähigkeit des Untersuchers abhängig, Elementarkörperchen sicher zu identifizieren und Artefakte von diesen zu differenzieren. Außerdem werden sie zusätzlich von der für die Anerkennung eines positiven Ergebnis zugrunde gelegten Mindestzahl an nachgewiesenen EKs (cut off) beeinflusst. Eine Sensitivität zwischen 68 % und 100 %, sowie eine Spezifität zwischen 82 % und 100 % sind in zahlreichen Studien ermittelt worden (Taylor-Robinson und Thomas 1991). Die Laborvollkosten für diese Untersuchungsmethode werden von einem Heidelberger Großlabor 1998 mit 15,- DM pro Abstrich angegeben. Zur Routinediagnostik bietet sich der ebenfalls mit monoklonalen Antikörpern arbeitende, photometrisch auswertbare und damit personell wesentlich weniger aufwendige und für größere Probenzahlen besser geeignete Enzymimmunoassay (ELISA) an. Nachteilig ist eine

24 Einleitung 18 geringere Sensitivität von 64 % - 98 % und eine niedrigere Spezifität. Auch fehlt hierbei die Möglichkeit die Qualität des Probenmaterials zu beurteilen und eine Begleitinfektion zu erkennen. Die Laborvollkosten entsprechen mit 15,- DM pro Abstrichprobe denen der IFT- Untersuchung. Festphasen-Immunoassays, sogenannte Schnelltests, können ohne großen Zeit- und Arbeitsaufwand und ohne spezielle Fachkenntnisse direkt in der Klinik oder Arztpraxis durchgeführt werden. Ergebnisse sind bereits innerhalb von 30 Minuten zu erhalten. Für einen dieser Tests (Clearview Chlamydia Zweischrittassay, Unipath GmbH) konnte eine Sensitivität bzw. Spezifität von 73 % bzw. 99 % (Blanding et al. 1993) und 93,5 % bzw. 99 % (Arumainayagam et al. 1990) ermittelt werden. Grundsätzlich besteht im Gegensatz zur Zellkultur bei allen Antigennachweisverfahren, in Abhängigkeit von ihrer Spezifität, die Möglichkeit falsch-positiver Ergebnisse. Ihr Anteil ist bei einer niedrigen Prävalenz von Infektionen mit Chlamydia trachomatis in einer Population relativ hoch und kann sogar den Anteil richtig-positiver Befunde übertreffen. Ein positives Testergebnis sollte daher stets durch ein weiteres alternatives Testverfahren bestätigt werden. Falsch-positive Ergebnisse, die durch Kreuzreaktionen mit bakteriellen LPS-Antigenen entstehen, können durch die Zugabe von blockierenden Antikörpern vermindert und damit die Spezifität auf bis zu 98 % gesteigert werden (Pearlman und McNeeley 1992) Zytologie Der lichtmikroskopische Nachweis von Einschlusskörperchen in Giemsa und Jod- oder Gram gefärbten Epithelzellen war geschichtlich die erste Labormethode zur Diagnose von Infektionen mit Chlamydia trachomatis (Yoneda et al. 1975). Die zytologische Diagnose einer Chlamydien-Infektion oder ein Screening mittels des nach Papanicolaou gefärbten Zervixabstrichs zur Krebsvorsorge ist entgegen anders lautenden Berichten nicht möglich (Donath et al. 1985). Diese Beurteilung wird durch zahlreiche Studien gestützt (Paavonen and Purola 1980, Boon et al. 1983, Dorman et al. 1983, Forster et al. 1983, Giampaolo et al. 1983, Shafer et al. 1985).

25 Einleitung Zellkultur Die Zellkultur, die von Gordon et al. (1965) entwickelt und von Ripa und Mårdh (1977) durch eine Cycloheximidbehandlung der McCoy-Zellen zur Verbesserung der Sensitivität modifiziert wurde, ermöglicht die Isolierung und den Nachweis vermehrungsfähiger Chlamydien mit einer Spezifität von nahezu 100 %. Die Sensitivität liegt bei % (Biro et al. 1994, Frost et al. 1995) und ist sehr stark von unterschiedlichen Faktoren abhängig. So ist es notwendig bei der Abstrichentnahme eine ausreichende Menge (Zylinder-)Epithelzellen zu gewinnen, die lebensfähige Chlamydien enthalten. Darüber hinaus sind Chlamydien-toxische Einflüsse, wie z.b. Holz- oder Kalziumalginat-haltiges Tupfermaterial (Weström 1990) zu vermeiden. Für die Kulturzellen sind zytotoxische Einflüsse zu verhindern. Schließlich sind die Abstrichproben unter geeigneten Transportbedingungen nach möglichst kurzer Zeit in die Zellkultur einzubringen. Die Wahrscheinlichkeit eines positiven Isolierungsergebnisses sinkt mit der Zunahme der Zeitspanne, die zwischen Entnahme des Abstrichs und Beimpfung der Gewebekulturen liegt (Krech 1986). Die Sensitivität verringert sich auch durch Überwuchern der Kultur mit der durch Antibiotikazusatz nicht ausreichend gehemmten bakteriellen Begleitflora oder durch Präsenz von Hemmstoffen oder neutralisierenden Antikörpern in den Sekreten des Urogenitaltrakts (Stamm et al. 1984). Ungeachtet dieser Schwierigkeiten und des hohen Arbeits- und Zeitaufwands von Stunden bis zum Erhalt der Ergebnisse galt die Zellkultur lange Zeit als der Goldstandard zur Diagnose von Infektionen mit Chlamydia trachomatis. Diese Bewertung hat sich durch die Entwicklung der Polymerase- Kettenreaktion geändert.

26 Einleitung Antigennachweis Mit Hilfe monoklonaler AK wurde der Chlamydiennachweis erheblich vereinfacht und somit der Zeit- und Kostenaufwand deutlich verringert. Da der Test auf dem Nachweis von Strukturbestandteilen auch toter Mikroorganismen beruht, sind längere Transportzeiten weniger problematisch (Krech 1986). Beim direkten Immunfluoreszenz-Test (IFT) werden die Elementarkörperchen mit Fluoreszein-markierten Antikörpern dargestellt und mikroskopisch ausgezählt. Gleichzeitig kann beurteilt werden, ob das Abstrichmaterial Epithelzellen und polymorphkernige Leukozyten enthält. Bei Betrachtung im Phasenkontrast kann eine bakterielle Begleitflora im selben Präparat erkannt werden. Die Beurteilung der gefärbten Abstriche ist jedoch ermüdend und nicht einfach, weil sie eine große mikroskopische Erfahrung des Untersuchers voraussetzt. So sind Sensitivität und Spezifität von der Fähigkeit des Untersuchers abhängig, Elementarkörperchen sicher zu identifizieren und Artefakte von diesen zu differenzieren. Außerdem werden sie zusätzlich von der für die Anerkennung eines positiven Ergebnisses zugrunde gelegten Mindestzahl an nachgewiesenen EKs beeinflusst. Eine Sensitivität zwischen 68 % und 90 % (Hoyme 1998), sowie eine Spezifität zwischen 82 % und 100 % sind in zahlreichen Studien ermittelt worden (Taylor-Robinson und Thomas 1991). Zur Routinediagnostik bietet sich der photometrisch durchgeführte und damit wesentlich weniger aufwendige und für größere Probenzahlen besser geeignete Enzym-Immunassay (EIA) an. Nachteil ist eine reduzierte Sensitivität von 75 % bis 90 % und eine Spezifität zwischen 92 und 96 % (Hoyme 1998). Festphasen-Immunoassays, sogenannte Schnelltests, können ohne großen Zeit- und Arbeitsaufwand und ohne spezielle Fachkenntnisse in Klinik und Praxis durchgeführt werden. Ergebnisse liegen bereits innerhalb von 30 Minuten vor. Für einen dieser Tests (Clearview Chlamydia Zweischrittessay, Unipath GmbH) konnte eine Sensitivität von 73 % und eine Spezifität von 99 % ermittelt werden. Dabei waren 3,9 % der Patienten mit Chlamydien infiziert (Blanding et al. 1993).

27 Einleitung 21 Im Gegensatz zur Zellkultur besteht grundsätzlich bei allen Antigennachweisverfahren, in Abhängigkeit von ihrer Spezifität, die Möglichkeit, falsch positive Ergebnisse zu erhalten. Dieser Anteil ist bei einer niedrigen Prävalenz von Chlamydia trachomatis-infektionen relativ hoch und kann sogar den Anteil richtig positiver Befunde übertreffen. Ein positives Testergebnis sollte daher stets durch ein weiteres alternatives Testverfahren bestätigt werden. Falsch positive Ergebnisse, die durch Kreuzreaktionen mit bakteriellen LPS-Antigenen entstehen, können durch die Zugabe von blockierenden Antikörpern vermindert und damit die Spezifität auf bis zu 98 % gesteigert werden (Pearlman und McNeeley 1992) Molekulargenetische Nachweisverfahren Mit der Polymerase-Kettenreaktion (PCR), Ligase-Kettenreaktion (LCR) oder transcription mediated amplifikation (TMA) können geringste Mengen von DNA oder RNA von Chlamydia trachomatis im Abstrichmaterial entdeckt werden, indem die darin enthaltene, spezifische DNA bzw. RNA zuerst amplifiziert und anschließend nachgewiesen wird. Die hierfür benötigte Menge an Erregermaterial ist so gering, dass für den Kliniker erstmals auch die Möglichkeit der nicht-invasiven Probenentnahme besteht, da nun der Erregernachweis zuverlässig aus Erststrahlurin geführt werden kann (Lee et al. 1995, Pasternack et al. 1997, Stary et al. 1997). Diese Methoden sind jedoch so empfindlich, dass schon geringste Verunreinigungen des Labormaterials mit Chlamydia trachomatis-material zu falsch positiven Ergebnissen führen können (Dieterle 1995), wie auch ein hoher Gehalt an DNA bzw. RNA im Untersuchungsmaterial, z.b. bei bakterieller Vaginose oder Kolpitis (Hoyme 1992). Ebenso sind auch falsch negative Ergebnisse durch im Abstrichmaterial enthaltene Inhibitoren möglich, worauf erste Befunde im Urin von Schwangeren hindeuten (Jensen et al. 1997). Bei vergleichbarer Spezifität weisen PCR und LCR eine um mindestens 10 % höhere Sensitivität als die Zellkultur auf und haben die Bewertung der Zellkultur als Goldstandard verändert (Schachter 1994). Mit Hilfe der Hybridisierungs-Methode kann rrna von Chlamydia trachomatis durch eine chemiluminiszent markierte DNA-Sonde mit einer Sensitivität von 60 % bis 93 % und einer Spezifität von 83 % bis 99 % nachgewiesen werden (Hoyme 1992). Die Ergebnisse sind somit etwa vergleichbar mit denen des Enzym-Immunoassays.

28 Einleitung 22 Bei der Bewertung der Resultate hochempfindlicher Laborverfahren, wie der DNA-, bzw. rrna-nachweis, ist zu berücksichtigen, dass schon geringe Mengen von Chlamydia trachomatis-bestandteilen und damit auch von nicht lebens- bzw. vermehrungsfähigen Erregern nachgewiesen werden (Dieterle 1995). Dies ist vor allem bei der Nutzung dieser Methoden zur Therapiekontrolle zu beachten, da eine erfolgreiche Antibiose noch von positiven, posttherapeutischen Nachweisergebnissen gefolgt sein kann. Tabelle 3: Übersicht zur Labordiagnostik von Infektionen mit Chlamydia trachomatis Direktnachweise: Antigen-Detektion Enzym-Immunoassay (EIA) Direkter Immunfluoreszenz (DIF) Erregeranzucht in Zellkultur RNA/DNA-Hybridisierung Gen-Sonde Amplifikationsverfahren Ligase-Kettenreaktion (LCR) Polymerase-Kettenreaktion (PCR) Transcripted mediated amplification (TMA) Indirektnachweise: Antikörpernachweis (insbesondere bei infektionsassoziierten Folgerkrankungen wie Tubarsterilität und reaktiver Arthritis) Mikroimmunfluoreszenz-Test (MIF) Enzym-Immunoassay (EIA)

29 Einleitung Serologie Der Nachweis von Antikörpern gegen Chlamydia trachomatis mit Hilfe der Komplementbindungsreaktion, dem indirekten Immunfluoreszenz-Test oder mit Hilfe eines Enzym- Immunassays zur Diagnose einer Chlamydien-Infektion ist zum Routineeinsatz oder Screening nicht geeignet (Wang et al. 1975, Schachter 1980). Er kann sinnvoll sein, wenn ein direkter Erregernachweis, der prinzipiell anzustreben ist, nicht zuverlässig möglich ist. Dies ist der Fall bei chronisch persistierenden oder rezidivierenden Urogenitalinfektionen. Hilfreicher ist die Serologie bei epidemiologischen oder ätiologischen Studien, da ein negativer Test einen Antigenkontakt zwar nicht ausschließt, aber eine vorausgegangene Infektion unwahrscheinlich macht (Schachter 1984). Ein hoher positiver Vorhersagewert ergibt sich, wenn in einer serologischen Zweituntersuchung eine Serokonversion nachgewiesen werden kann, wie bei LGV-Infektionen üblich, oder wenn bei der Erstuntersuchung von Neugeborenen mit Verdacht auf Chlamydienpneumonie hohe IgM-Titer gefunden werden. Im Gegensatz zu der topischen Chlamydienkonjunktivitis entstehen bei dieser systemischen Infektion fast ausschließlich hohe IgM-Titer. Auch urogenitale Infektionen mit Chlamydia trachomatis können zur Bildung von IgG-, IgA- und IgM-AK führen. Hohe Titer in Zusammenhang mit klinischen Symptomen können auf eine aktive Infektion hinweisen (Petersen 1991). Es ist jedoch keine sichere Differenzierung zwischen einer zurückliegenden Erkrankung und einer aktuellen Infektion möglich. Ebenso lässt sich mit Hilfe der Antikörperbestimmung kein zuverlässiger Infektionsausschluss durchführen (Dieterle et al. 1995). Da mit der Komplementbindungsreaktion oder den verschiedenen photometrisch auswertbaren Enzym- Immunassays genusspezifische Antikörper gegen die gesamte Gattung Chlamydia, also sowohl Infektionen mit Chlamydia trachomatis als auch mit Chlamydia pneumoniae oder Chlamydia psittaci nachgewiesen werden, ist zur Bewertung der Ergebnisse der klinische Zusammenhang zu berücksichtigen. Der Nachweis von spezies- und serotypspezifischen AKs gegen das MOMP ist mit dem indirekten Immunfluoreszenz-Test möglich, jedoch aufwendiger und deshalb nicht immer verfügbar (Dieterle 1995).

30 Einleitung Klinik von Chlamydien-Infektionen Urogenitalerkrankungen Zervizitis Die Cervix uteri gilt als Haupteintrittspforte und ihr Zylinderepithel als Hauptinfektionsort, da für Chlamydia trachomatis, analog zu Neisseria gonorrhoe, das Zylinder- und Übergangsepithel (= Urothel), nicht jedoch das Plattenepithel die Wirtszellen stellen. Die Endozervix stellt auch zunächst das wesentliche Erregerreservoir dar. Das Vaginalepithel erwachsener Frauen kann dagegen nicht durch Chlamydia trachomatis infiziert werden (Hare und Thin 1983). Die Zervix gilt als Quelle für aufsteigende Infektionen in Endometrium, Tuben und kleines Becken, für die horizontale Übertragung auf den Sexualpartner und die vertikale Übertragung auf den Fetus bzw. das Neugeborene (Weström und Mårdh 1982, 1984, Winkler und Richart 1985). Der Zusammenhang zwischen einer Zervizitis und Chlamydia trachomatis wurde zuerst durch Dunlop et al. (1964) bei der ätiologischen Abklärung der Neugeborenenkonjunktivitis entdeckt. Die Infektion der Zervix mit Chlamydia trachomatis kann sich als akute Zervizitis manifestieren, gekennzeichnet durch ein Ödem und Erythem der Portio, sowie eine Kontaktblutung bei Ektopie und eventuell einem mucopurulenten Zervixsekret. Eine purolente Zervizitis ist klinisch durch sichtbares, gelbliches, endozervikales Sekret oder mikroskopisch durch mindestens 10 polymorphkernige Leukozyten pro Gesichtsfeld bei 1000facher Vergrößerung definiert. Die Mehrheit der Patientinnen mit einer Chlamydia trachomatis-infektion der Zervix sind jedoch asymptomatisch. Hier kann die Infektion unerkannt über Monate und sogar Jahre persistieren oder auch ohne Behandlung spontan eliminiert werden (McCormack et al. 1979, Schachter 1984, Stamm und Holmes 1984). Komplikationen können durch Keimaszension entstehen. Ebenso kann in der Schwangerschaft eine Infektion der Zervix zu Komplikationen bei Mutter und Kind führen.

31 Einleitung Urethritis Chlamydien-Infektionen der weiblichen Harnröhre sind im Vergleich zu Infektionen der Zervix seltener. Meist handelt es sich um eine gleichzeitige Infektion von Zervix und Urethra. Isolierte Infektionen der Urethra der Frau sind relativ selten (Holmes 1984). Symptome können bei Mann und Frau gleichermaßen auftreten und sind dann ähnlich ausgeprägt. Es kann zu Harndrang, Pollakisurie, Dysurie und auch Pyurie als sogenanntes akutes Urethralsyndrom kommen (Horner et al. 1995). Außerdem kann eine Infektion der Urethra bei der Frau zur Urethralinstabilität und Urgeinkontinenz beitragen (Haenggi et al. 1991). Über 90 % aller Frauen mit Chlamydien-positiver Harnröhrenkultur sind jedoch asymptomatisch (Petersen 1992). Die durch Chlamydien bedingte Urethritis manifestiert sich beim Mann durch Symptome wie Juckreiz und Brennen in der Harnröhre, sowie purolenten Ausfluss (Oriel und Ridgway 1983). Diese Nichtgonokokken-Urethritis (NGU), bei der Chlamydia trachomatis in % der Fälle als ursächlicher Keim angesehen wird, kann subjektiv sehr lästig sein, verläuft in der Regel jedoch mild bis asymptomatisch (Wiesmann 1989). Als Komplikation kann durch Keimaszension eine Prostatitis und Epididymitis entstehen (Berger et al. 1978, Møller und Mårdh 1980b). Bei Männern sind aufsteigende Infektionen jedoch eine Rarität. Zur Diagnostik eignen sich nur die Nachweisverfahren Zellkultur, Antigennachweis, molekulargenetische Nachweisverfahren sowie Serologie, da in der Routine-Urinbakteriologie bei Chlamydien-Infektionen der Urethra keine Bakteriurie nachgewiesen werden kann Bartholinitis Eine akute, meist einseitige Entzündung der Bartholinischen Drüse, insbesondere ihres Ausführungsganges, kann durch eine Infektion mit Chlamydia trachomatis allein oder zusammen mit einer Gonokokkeninfektion verursacht werden (Holmes 1984, Stamm und Holmes 1984). Verklebt der Ausführungsgang, so entsteht durch Sekret- und Eiterstau ein bis zu hühnereigroßes Empyem, der sogenannte Bartholinische Abszeß. Die Symptomatik ist durch Schwellung, Rötung, Spannungs- und Druckschmerz gekennzeichnet. Eine Chlamydien- Infektion der Bartholin-Drüse ist jedoch selten und verläuft meist als chronische und asymptomatische Besiedlung. Die Diagnostik ist anhand von intraoperativ gewonnenem Abstrichmaterial aus der Drüse oder dem eitrigen Exsudat möglich.

32 Einleitung Endometritis Eine Infektion des Endometriums und der Tuben erfolgt durch Keimaszension, die von der Zervix ausgeht. Dieser Entstehungsmechanismus ist für die Mehrheit der Endometritiden und Salpingitiden bekannt (Weström und Mårdh 1982, 1984, Winkler und Richart 1985). Dieser Ausbreitungsweg wurde bereits tierexperimentell durch Møller und Mårdh (1980a) an Affen (Cercopithecus aethiops) bestätigt, wo Chlamydia trachomatis durch Aszension eine Endometritis, eine Salpingitis und auch eine Peritonitis des kleinen Beckens verursacht hatte. Mårdh et al. (1981) beschrieb als erster eine solche durch Chlamydia trachomatis beim Menschen verursachte Endometritis. Er kalkulierte, dass ca. 11 % aller Chlamydienzervizitiden in den oberen Genitaltrakt aufsteigen. Eine durch Chlamydien verursachte Endometritis kann akut oder chronisch verlaufen und wie andere Endometritiden postpartal (nach vaginaler wie auch nach Kaiserschnittentbindung), nach Aborten und gynäkologischen Eingriffen (z.b. Interruptiones) auftreten. Häufig ist sie assoziiert mit durch Chlamydia trachomatis verursachter Zervizitis (Paavonen et al. 1985) oder Salpingitis (Mårdh et al. 1989). So entwickeln 34 % der Frauen, die vaginal entbunden haben, eine postpartale Endometritis, wenn vor der Entbindung der Zervixabstrich Chlamydien-positiv war, jedoch nur 8 % der Frauen mit einem Chlamydien-negativen Zervixabstrich (Wager et al. 1980). Histologisch ist eine Chlamydienendometritis durch eine Plasmazellinfiltration des Stromas gekennzeichnet. Zusätzlich können polymorphkernige Leukozyten, Lymphfollikel und Stromanekrosen auftreten (Greenwood und Moran 1981, Winkler et al. 1984). Symptomatisch kann sie mit Blutungsstörungen und Unterbauchschmerzen in Erscheinung treten. Auch eine Temperaturerhöhung oder Fieber sind mögliche Symptome. Infektionen des Endometriums mit Chlamydia trachomatis sind teilweise auch asymptomatisch. Die Materialgewinnung zum Nachweis von Chlamydia trachomatis im Endometrium erfolgt durch einen speziellen intrauterinen Abstrich, eine Endometriumaspiration oder durch eine Strichkürettage. Zusätzlich dazu sollten Abstriche von der Zervix und der Urethra gewonnen werden, da hier häufig gleichzeitig eine Infektion vorliegt. Ein negativer Zervixabstrich schließt eine Infektion des Endometriums nicht aus, da Chlamydia trachomatis dort auch isoliert nachgewiesen wurde (Kiviat et al. 1986).