Borrelien: Klassifikation & Therapie

Borrelien

Borrelien sind gramnegative, mikroaerophile Spirochäten. Aufgrund ihrer geringen Größe sind sie in der Gram-Färbung nicht leicht zu erkennen, können aber durch Dunkelfeldmikroskopie, Giemsa- oder Wright-Färbung sichtbar gemacht werden. Spirochäten sind in der Lage, sich mittels axialer Filamente im periplasmatischen Raum zu bewegen. Um das Immunsystem des Wirts zu umgehen, exprimieren Borrelien Variationen an unterschiedlichen Oberflächenproteinen. Ixodes-Zecken, Ornithodoros-Zecken und die menschliche Körperlaus dienen als Vektoren. Zu den daraus resultierenden Krankheiten gehören die Borreliose Borreliose Lyme-Borreliose und das Rückfallfieber Rückfallfieber Rückfallfieber.

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Inhalt

Allgemeine Merkmale

Pathogenese

Klinik

Vergleich von Spirochäten

Quellen

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Allgemeine Merkmale

Eigenschaften des Erregers

Gramnegative, korkenzieherförmige Spirochäten
Größer als Treponema-Arten
Visualisierung:
- Dunkelfeldmikroskopie
- Wright- oder Giemsa-Färbung
- Mit Gram-Färbung nur schwer sichtbar zu machen
Mikroaerophil
Umgeben von einer zusätzlichen phospholipidreichen äußeren Membran; wenig freiliegende Proteine Proteine Proteine und Peptide
Schwierig auf gewöhnlichen Medien zu kultivieren; üblicherweise wird Barbour-Stoenner-Kelly (BSK)-Medium verwendet.

Dunkelfeldmikroskopie von Borrelia burgdorferi — Dunkelfeldmikroskopie von *Borrelia burgdorferi*
Bild: “Borrelia burgdorferi (CDC-PHIL-6631) lores” von CDC. Lizenz: Public Domain

Klinisch relevante Arten

Borreliose Borreliose Lyme-Borreliose:
- B. burgdorferi
- B. afzelii
- B. garinii
Rückfallfieber Rückfallfieber Rückfallfieber:
- Durch Zecken übertragene Krankheiten treten bei verschiedenen Arten auf und umfassen:
  - B. hermsii
  - B. turicatae
  - B. miyamotoi
  - B. hispanica
  - B. duttoni
  - B. persica
- Durch Läuse übertragen: B. recurrentis

Pathogenese

Reservoirs

Nagetiere
Vögel
Fledermäuse
Menschen (B. recurrentis)

Infektionsweg

Zecken
- Durch Speichelinjektion
- Zecken sind in der Regel sehr klein und der Biss wird oft nicht bemerkt.
- Eine längere Bindung ist mit einem höheren Übertragungsrisiko verbunden.
- Vergesellschaftete Arten
  - Ixodes scapularis (Hirschzecke)
  - Ornithodoros
Laus
- Spezies: Pediculus humanus corporis (menschliche Körperlaus)
  - Lebt auf Kleidung
  - Ernährt sich nur von Menschen
- Infektion mit B. recurrentis durch Zerquetschung der Laus
  - Kann durch Risse in der Haut Haut Haut: Aufbau und Funktion oder Bindehaut Bindehaut Anatomie des Auges (durch Reiben der Augen) eindringen
  - Nicht durch Läusespeichel oder -kot übertragen

Virulenz

Motilität
- Besitzen zahlreiche axiale Fäden
  - Dünne Endoflagellen im periplasmatischen Raum
  - Ermöglicht es ihnen, sich drehend zu bewegen
- Bewegt den Organismus durch Blut und die extrazelluläre Matrix
- Ermöglicht Entkommen vor Phagozytose
Outer surface proteins (Osps)
- Oberflächenlipoproteine können hoch- oder herunterreguliert werden, um die Übertragung zu erleichtern.
- OspA
  - Verantwortlich für die Anheftung an den Mitteldarm von Zecken
  - Die Herabregulierung führt zur Ablösung und Übertragung in den Speichel der Zecken.
- OspC
  - Ermöglicht das Eindringen durch die Haut Haut Haut: Aufbau und Funktion des Wirts
  - Wichtig für den Einsatz von Plasminogen
    - Verdaut Fibrin und Glykoproteine Glykoproteine Chemie der Kohlenhydrate
    - Unterstützt die Bewegung durch die extrazelluläre Matrix
Variable major proteins (VMPs) sorgen für Variation der Antigene
- Borrelien sind in der Lage, wichtige Antigene auf ihrer Oberfläche zu verändern.
- Ermöglicht es den Bakterien, sich der adaptiven Immunantwort des Wirts zu entziehen
Endo- und Exotoxine werden im Allgemeinen nicht gebildet; die Symptome sind auf das Immunsystem des Wirts zurückzuführen.

Axiale Filamente von Borrelien:
Die Axialfilamente bestehen aus mehreren periplasmatischen Geißeln (Bild unten). Dadurch kann sich die Spirochäte (Bild oben) drehend bewegen.
Bild von Lecturio. Lizenz: CC BY-NC-SA 4.0

Gefährdete Bevölkerungsgruppen

Durch Zecken übertragene Krankheiten:
- Wanderer
- Camper*innen
- Holzarbeiter*innen
Durch Läuse übertragene Krankheiten:
- Geflüchtete
- Obdachlose

Klinik

Die folgenden Krankheiten werden durch Borrelien verursacht:

**Tabelle: Durch *Borrelien* verursachte Krankheiten**
Krankheit	Borreliose Borreliose Lyme-Borreliose	Rückfallfieber Rückfallfieber Rückfallfieber
Vergesellschaftete Arten	B. burgdorferi (Vereinigte Staaten) B. afzelii und B. garinii (Europa)	B. hermsii, B. turicatae, B. miyamotoi ( Rückfallfieber Rückfallfieber Rückfallfieber durch Zecken) B. recurrentis ( Rückfallfieber Rückfallfieber Rückfallfieber durch Läuse)
Klinik	Fieber Fieber Fieber, Myalgien, Lymphadenopathie Lymphadenopathie Lymphadenopathie Haut Haut Haut: Aufbau und Funktion: Erythema chronicum migrans	Wiederkehrendes Fieber Fieber Fieber, Myalgien, Arthralgie, Kopfschmerzen, Delirium Haut Haut Haut: Aufbau und Funktion: makulöser oder purpurner Ausschlag an Rumpf und Extremitäten, Erythema multiforme
Komplikationen	Neurologisch: Bell’s Palsy, Meningitis Meningitis Meningitis, Meningoradikulitis, Enzephalomyelitis Kardial: Myokarditis Myokarditis Myokarditis, AV-Block Muskuloskelettal: wandernde Polyarthritis	Neurologisch: Bell’s Palsy, Meningitis Meningitis Meningitis, Myelitis Kardial: Myokarditis Myokarditis Myokarditis Pulmonal: Akutes Atemnotsyndrom (Englisches Akronym: ARDS ARDS Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS)) Hämatologisch: Thrombozytopenie Thrombozytopenie Thrombozytopenie, Hämoptysen, Epistaxis
Diagnostik	Klinisch, unterstützt durch ELISA und Western Blot	Klinische Untersuchung, Dunkelfeldmikroskopie, Giemsa-Färbung oder Wright-Färbung des Blutausstrichs
Therapie	Doxycyclin Ceftriaxon Ceftriaxon Cephalosporine in schweren Fällen	Doxycyclin, Penicillin G Penicillin G Penicilline Penicillin G Penicillin G Penicilline, Ceftriaxon Ceftriaxon Cephalosporine in schweren Fällen
Prävention	↓ Zeckenexposition → Schutzkleidung, Abwehrmittel, Zecken entfernen Postexpositionsprophylaxe: Doxycyclin für Personen in ↑ Risikogebieten	↓ Zeckenexposition → Abdichtung der Fußböden in Häusern, Vermeidung von Nagetieren, Zeckenabwehrmittel ↓ Läuseexposition → verbesserte Hygiene, ↓ Gedränge, Wäsche waschen Postexpositionsprophylaxe: Doxycyclin für Personen in ↑ Risikogebieten

ELISA: Enzyme-linked Immunosorbent Assay

Klassischer Erythema migrans-Ausschlag bei Borrelia burgdorferi — Klassisches Erythema migrans bei Infektion mit *B. burgdorferi*
Bild: “Diagnostic challenges of early Lyme disease: lessons from a community case series” von Aucott J, Morrison C, Munoz B, Rowe PC, Schwarzwalder A, West SK. Lizenz: CC BY 2.0

Vergleich von Spirochäten

Spirochäten sind gramnegativ, spiralförmig und beweglich. In der folgenden Tabelle werden einige klinisch relevante Spirochäten kurz verglichen:

**Tabelle: Vergleich der klinisch relevanten Spirochäten**
Organismus	Treponema Treponema Treponemen pallidum pallidum	Andere T. pallidum Unterarten	Treponema Treponema Treponemen carateum	Borrelia burgdorfi	Borrelia recurrentis	Leptospira Leptospira Leptospira/Leptospirose interrogans
Eigenschaften	Mikroaerophil Mit Gram- oder Giemsa-Färbung nicht erkennbar	Mikroaerophil Mit Gram- oder Giemsa-Färbung nicht erkennbar	Mikroaerophil Mit Gram- oder Giemsa-Färbung nicht erkennbar	Mikroaerophil Sichtbar mittels Giemsa- und Wright-Färbung	Mikroaerophil Sichtbar mittels Giemsa- und Wright-Färbung	Aerob Hakenförmige Enden
Virulenzfaktoren	Hyaluronidase Fibronektin-Hülle	Hyaluronidase Fibronektin-Hülle	Hyaluronidase Fibronektin-Hülle	Antigen-Variation Osp-Regulation	Antigen-Variation	Lipopolysaccharide Hämolysine Komplementregulatoren und Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme
Reservoir	Menschen	Menschen	Menschen	Nagetiere Hirsche	Menschen	Wilde Tiere Vieh Domestizierte Tiere
Infektionsweg	Sexueller Kontakt	Mensch-zu-Mensch-Übertragung	Mensch-zu-Mensch-Übertragung	Ixodes-Zecke	Laus	Direkter Kontakt mit tierischem Gewebe oder Flüssigkeiten
Klinik	Syphilis Syphilis Syphilis	Frambösie Frambösie Endemische Treponematosen (Frambösie, Bejel und Pinta) Bejel Bejel Endemische Treponematosen (Frambösie, Bejel und Pinta)	Pinta Pinta Endemische Treponematosen (Frambösie, Bejel und Pinta)	Borreliose Borreliose Lyme-Borreliose	Rückfallfieber Rückfallfieber Rückfallfieber	Leptospirose Leptospirose Leptospira/Leptospirose Morbus Weil
Diagnostik	VDRL FTA-ABS Direkte Visualisierung	Klinisch VDRL FTA-ABS	Klinisch VDRL FTA-ABS	Klinisch ELISA Western Blot	Analyse des Blutausstrichs	Blutkultur Urinkultur Urinkultur Harnwegsinfektion ELISA PCR
Therapie	Penicillin G Penicillin G Penicilline Ceftriaxon Ceftriaxon Cephalosporine Doxycyclin	Penicillin G Penicillin G Penicilline Azithromycin	Penicillin G Penicillin G Penicilline Azithromycin	Doxycyclin Amoxicillin Amoxicillin Penicilline Ceftriaxon Ceftriaxon Cephalosporine	Penicillin G Penicillin G Penicilline Doxycyclin	Penicillin G Penicillin G Penicilline Doxycyclin

VDRL: Venereal Disease Research Laboratory test

FTA-ABS: Fluoreszenz-Treponema-Antikörper-Absorption-Test

ELISA: Enzyme-linked Immunosorbent Assay

PCR: Polymerase-Kettenreaktion

Thick spirals of Treponema — Visueller Vergleich von Spirochäten auf elektronenmikroskopischen Aufnahmen: dicke Spiralen von *Treponema*
Bild: “Treponema pallidum” von Dr. David Cox. Lizenz: Public Domain

Borrelia — Visueller Vergleich von Spirochäten auf elektronenmikroskopischen Aufnahmen: dicke Spiralen von *Treponema*
Bild: “Treponema pallidum” von Dr. David Cox. Lizenz: Public Domain

Quellen

Barbour, A.G. (2020). Clinical features, diagnosis, and management of relapsing fever. In Mitty, J. (Ed.), Uptodate. https://www.uptodate.com/contents/clinical-features-diagnosis-and-management-of-relapsing-fever (Zugriff am 21. Dezember 2020).
Barbour, A.G.(2020). Microbiology, pathogenesis, and epidemiology of relapsing fever. In Mitty, J. (Ed.), Uptodate. https://www.uptodate.com/contents/microbiology-pathogenesis-and-epidemiology-of-relapsing-fever (Zugriff am 22. Dezember 2020).
Barbour, A.G. (2020). Microbiology of Lyme disease. In Mitty, J. (Ed.), Uptodate. https://www.uptodate.com/contents/microbiology-of-lyme-disease (Zugriff am 22. Dezember 2020).
Gladwin, M., & Trattler, B. (2008). Clinical microbiology made ridiculously simple (4th edition). Miami: MedMaster

Borrelien

Mit Video-Repetitorien von Lecturio kommst du sicher
durch Physikum, M2 und M3.