In vivo Kinetik des Plasmodium falciparum histidine-rich protein 2 bei Patienten mit unkomplizierter Malaria tropica

Abstract

Hintergrund: Die Malaria ist eine tropische Infektionskrankheit, die von Parasiten der Gattung Plasmodium hervorgerufen wird. Jährlich fordert sie etwa 600.000 Menschenleben, wobei die Hauptkrankheitslast von der Bevölkerung afrikanischer Länder südlich der Sahara getragen wird. Besonders schwere Krankheitsverläufe treten bei der Malaria tropica auf, hervorgerufen durch Plasmodium falciparum. Wird sie rechtzeitig diagnostiziert und adäquat behandelt, so ist ihre Prognose sehr gut. Reife Blutstadien von P. falciparum sequestrieren im Gefäßbett. Dadurch ist nur ein Teil der Gesamt-Parasitenlast durch Ausstriche des peripheren Blutes nachweisbar. Es wird angenommen, dass durch Bestimmung des P. falciparum-Proteins histidine-rich protein 2 (HRP2) im Blut die Gesamt-Parasitenlast besser als im Ausstrich geschätzt und somit auf die Schwere der Erkrankung und auf die Prognose geschlossen werden kann. In der vorliegenden Arbeit wird die in vivo Eliminationskinetik des HRP2 anhand von qualitativen Messungen mittels Schnelltests und quantitativen Messungen mittels enzymgekoppeltem Immunadsorptionstest (ELISA) sowie mögliche Einflussfaktoren darauf untersucht. Im Anschluss werden Berechnungsmodelle der Gesamt-Parasitenlast und die Eignung von HRP2-detektierenden Schnelltests zur Malariadiagnostik diskutiert. Methoden: Im zentralafrikanischen Gabun wurden 27 Patienten im Alter von 1,2 bis 23,3 Jahren mit unkomplizierter Malaria tropica nach Therapie mit Artesunat/Amodiaquin über einen Zeitraum von 28 Tagen beobachtet. Bei Einschluss in die Studie sowie an neun Follow-up Zeitpunkten wurden Blutproben gewonnen, bei denen mittels Lichtmikroskopie die Parasitämie, Gametozytenanzahl und Anteil an pigmentierten Monozyten bestimmt wurden. Außerdem wurde das Blut mit den Malaria-Schnelltests BinaxNOW®Malaria und Paracheck®Pf und einem HRP2-ELISA untersucht. Ergebnisse: Bei Einschluss in die Studie zeigte der im ELISA gemessene HRP2-Wert eine Spannweite von 0,05 bis 33,59 AU bei einem Median von 3,15 AU. Der Anfangs-HRP2-Wert korrelierte signifikant mit der Anfangsparasitämie (rs = 0,609; p < 0,002) sowie mit dem Anteil an pigmentierten Monozyten (rs = 0,543; p < 0,006). Die HRP2-Elimination kann mit einer Kinetik erster Ordnung beschrieben werden. Die mittlere HRP2-Eliminationshalbwertszeit betrug 4,21 Tage (SD: 3,08 Tage) und war unabhängig von der HRP2-Konzentration, Patientenalter und -geschlecht, der Anfangsparasitämie oder dem Nachweis von Gametozyten. Es lag eine hohe interindividuelle Varianz der Halbwertszeit vor. Die HRP2-detektierenden Schnelltests fielen bei 100% der Patienten bei Einschluss in die Studie positiv aus. Am Ende des Beobachtungszeitraumes hatten noch 55% der Patienten positive Testergebnisse. Die mittlere Dauer der persistierenden HRP2-Antigenämie wurde auf 20,52 Tage (Binax- NOW®Malaria) und 20,76 Tage (Paracheck®Pf) geschätzt und war signifikant mit der Anfangsparasitämie (BinaxNOW®Malaria: p < 0,001; Paracheck®Pf: p < 0,001) und mit der HRP2-Eliminationshalbwertszeit (BinaxNOW®Malaria: p < 0,01; Paracheck®Pf: p < 0,008) assoziiert. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse unserer Studie unterstützen die Annahme, dass das vor Therapiebeginn bestimmte HRP2 bedingt zur Berechnung der Gesamt-Parasitenlast verwendet werden kann. Allerdings kommt es durch die lange in vivo HRP2-Eliminationshalbwertszeit zu einer Akkumulation des HRP2 im Wirtsorganismus. Somit ist die Verwendung von HRP2 als Biomarker der aktuellen Gesamt-Parasitenlast und folglich der Schwere einer Malariainfektion vor allem in hochendemischen Gebieten eingeschränkt. Auch die hohe Varianz der Halbwertszeit lässt Berechnungsmodelle unsicher werden. Die Resultate der vorliegenden Studie zeigen deutlich, dass aufgrund der langen persistierenden HRP2-Antigenämie die diagnostische Aussagekraft von HRP2-detektierenden Schnelltests in einer Region mit holoendemischer Malaria tropica deutlich eingeschränkt ist. Ein signifikanter Teil positiver Testergebnisse kann durch persistierendes zirkulierendes HRP2 nach vorangegangener, erfolgreich therapierter Infektion entstehen. Die Anwendung von solchen Tests im klinischen Umfeld und die Ableitung einer therapeutischen Konsequenz sollten kritisch geschehen.