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Untersuchungen zur Diagnostik des Buruli-Ulkus mittels ... · PDF fileDas Buruli Ulkus ist gegenwärtig die dritt-, in einigen westafrikanischen Ländern bereits die zweithäufigste

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Text of Untersuchungen zur Diagnostik des Buruli-Ulkus mittels ... · PDF fileDas Buruli Ulkus ist...

  • Aus der Abteilung für Infektions- und Tropenmedizin

    Leiter: Prof. Dr. med. Thomas Löscher

    Medizinische Poliklinik Innenstadt

    Kommisarischer Leiter: Professor Dr. med. Martin Reincke

    Klinikum der Universität München

    Untersuchungen zu Diagnostik und Therapie des Buruli Ulkus mittels

    tropenadaptierter Labormethoden in endemischen Regionen:

    Etablierung eines diagnostischen Netzwerkes in Ghana

    vorgelegt von

    Dr. med. Gisela Bretzel

    2009

  • Für meine Eltern

    2

  • Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis .............................................................................................................. 5

    Einleitung ................................................................................................................................... 6

    Historischer Überblick ........................................................................................................... 6

    Erreger ................................................................................................................................... 6

    Epidemiologie......................................................................................................................... 7

    Transmission .......................................................................................................................... 8

    Klinisches Bild und Differentialdiagnose .............................................................................. 8

    Labordiagnose........................................................................................................................ 9

    Therapie ............................................................................................................................... 11

    Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ........................................................................................ 13

    Entwicklung und Etablierung einer an tropische Bedingungen adaptierten diagnostischen

    PCR in Ghana ...................................................................................................................... 13

    Etablierung eines diagnostischen Netzwerkes in Ghana ..................................................... 13

    Validierung der Methode unter Feldbedingungen ............................................................... 14

    Entwicklung eines Ansatzes zur Stufendiagnostik des Buruli Ulkus .................................... 14

    Bestimmung der Sensitivität verfügbarer diagnostischer Methoden für unterschiedliche

    Untersuchungsmaterialien abhängig von Erkrankungsformen und Art der Therapie......... 14

    Untersuchungen zur Möglichkeit einer kurativen Exzision und Standardisierung der

    Exzisionsgröße ..................................................................................................................... 14

    Untersuchungen zum Behandlungserfolg der BUD-Chirurgie ohne bzw. mit begleitender

    antimykobakterieller Therapie ............................................................................................. 15

    Diskussion der eigenen Arbeiten.............................................................................................. 16

    Dry reagent-based PCR as a novel tool for laboratory confirmation of clinically

    diagnosed Mycobacterium ulcerans-associated disease in areas in the tropics where

    M. ulcerans is endemic......................................................................................................... 16

    External quality assurance for the laboratory diagnosis of Buruli ulcer disease in

    Ghana. .................................................................................................................................. 19

    A stepwise approach to the laboratory diagnosis of Buruli ulcer disease........................... 21

    Dry reagent-based polymerase chain reaction compared with other laboratory methods

    available for the diagnosis of Buruli ulcer disease.............................................................. 26

    Comparative study on the sensitivity of different diagnostic methods for the laboratory

    diagnosis of Buruli Ulcer Disease. ...................................................................................... 31

    3

  • Post-surgical assessment of excised tissue from patients with Buruli ulcer disease:

    progression of infection in macroscopically healthy tissue. ................................................ 35

    Excision of pre-ulcerative forms of Buruli Ulcer Disease: a curative treatment? .............. 37

    The outcome of patients after surgical treatment with or without antimycobacterial

    treatment in Ghana............................................................................................................... 40

    Zusammenfassung und Bewertung der Forschungsergebnisse................................................ 43

    Diagnostik ............................................................................................................................ 43

    Therapie ............................................................................................................................... 49

    Weiterführende Studien............................................................................................................ 53

    Evaluierung von Feinnadelaspiraten im Vergleich zu anderen Untersuchungmaterialien. 53

    Co- und Superinfektionen von BUD-Läsionen durch nicht-tuberkulöse Mykobakterien..... 53

    Sequenzbasierte Detektion mit Rifampicin- und Streptomycinresistenz assoziierter

    Genmutationen in klinischen M. ulcerans Isolaten .............................................................. 54

    Anwendung unserer Forschungsergebnisse auf andere endemische Regionen................... 54

    Literaturverzeichnis.................................................................................................................. 56

    Danksagung.............................................................................................................................. 62

    Originalarbeiten........................................................................................................................ 64

    4

  • Abkürzungsverzeichnis Abb. Abbildung AITM Abteilung für Infektions- und Tropenmedizin BNITM Bernhard Nocht Institut für Tropenmedizin bp Base pairs (Basenpaare) BUD Buruli Ulcer Disease cm Zentimeter d diem (Tag) DAHW Deutsche Lepra- und Tuberkulosehilfe e.V. DNA Desoxyribonucelic acid (Desoxyribonukleinsäure) DRB-PCR Dry reagent based PCR (Trockenreagenz-PCR) DT Drug Treatment (antimykobakterielle Behandlung) E. coli Escherichia coli EQA External Quality Assurance (externe Qualitätssicherung) FNA Feinnadelaspirat g Gramm GBUI Global Buruli Ulcer Initiative HIV Human immunodeficiency virus (Hi-Virus) hsp Heat Shock Protein (Hitzeschock Protein) IS Insertionssequenz ITS Internal transcribed spacer kb Kilobasen KCCR Kumasi Centre for Collaborative Research in Tropical Medicine kg Kilogramm M. Mycobacterium Mb Megabasen mg Milligramm mm Millimeter PCR Polymerase chain reaction (Polymerase-Kettenreaktion) RNA Ribonucleic acid (Ribonukleinsäure) ROM Reduced range of motion (Bewegungseinschränkung) rpoB RNA Polymerase Beta Untereinheit rRNA Ribosomale RNA S Svedberg SOP Standard Operating Procedure (Standardarbeitsanweisung) SPR Slide positivity rate (Positivitätsrate mikroskopischer Präparate) ST Surgical Treatment (chirurgische Behandlung) ST+ Surgical Treatment plus antimykobakterielle Therapie TAG Technical Advisory Group on Buruli Ulcer u.a. Unter anderem VNTR Variable number tandem repeats WHA World Health Assembly WHO World Health Organisation (Weltgesundheitsorganisation) z.B. Zum Beispiel

    5

  • Einleitung Historischer Überblick

    Die Erstbeschreibung ausgedehnter, zur klinischen Diagnose eines Buruli Ulkus („Buruli

    Ulcer Disease“, BUD) passender Hautulzera stammt von dem britischen, in Uganda tätigen

    Arzt Sir Albert Cook aus dem Jahr 1897. Peter MacCallum und Kollegen beschrieben im Jahr

    1948 sechs weitere Fälle aus der Region um Bairnsdale nahe Melbourne, Australien. Ihnen

    gelang die Erstisolierung des Erregers, Mycobacterium ulcerans. Aufgrund der Herkunft der

    ersten australischen Patienten ist die Erkrankung im südlichen Australien bis heute auch unter

    dem Namen „Bairnsdale ulcer“ bekannt. In den sechziger Jahren des 20. Jahrhunderts wurde

    ein gehäuftes Auftreten des Buruli Ulkus im Buruli County in Uganda (heute: Nakasongola

    District) beobachtet. Die derzeit meist gebrauchte Bezeichnung „Buruli Ulkus“ hat hier ihren

    Ursprung. Zu Beginn der achtziger Jahre des letzten Jahrhunderts wurden zunehmend neue

    Fälle aus weiteren Ländern, mit Schwerpunkt in West Afrika beschrieben. Die

    Weltgesundheitsorganisation (WHO) gründete als Reaktion auf die stetig steigenden

    Fallzahlen 1998 die Global Buruli Ulcer Initiative (GBUI). Die World Health Assembly

    (WHA) verabschiedete schließlich im Jahr 2004 eine Resolution mit dem Ziel der

    Verbesserung von Überwachung und Kontrollmaßnahmen, sowie einer Intensivierung der

    Forschung (50, 51)

    Erreger

    Mycobacterium ulcerans, ein grampositives, säurefestes, nicht-chromogen