Pneumologie 2004; 58(3): 160-164
DOI: 10.1055/s-2004-818379
Übersicht
© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Stellenwert der Polymeraseketten-Reaktion (PCR) und anderer Amplifikationsverfahren in der Diagnostik der Tuberkulose

Ranking of the Poymerase Chain Reaction (PCR) and of Other Amplification Methods in the Diagnosis of TuberculosisGaby  E.  Pfyffer1
  • 1Chefmikrobiologin und Leiterin des Instituts für Medizinische Mikrobiologie, Zentrum für LaborMedizin · Kantonsspital Luzern, Luzern
Der Inhalt dieses Manuskripts war Bestandteil eines Vortrags anlässlich des Jahreskongresses der Deutschen Gesellschaft für Pneumologie am 28.03.2003 in München
Weitere Informationen

Publikationsverlauf

Eingang: 8. Januar 2004

Angenommen: 30. Januar 2004

Publikationsdatum:
09. März 2004 (online)

Zusammenfassung

Mit jährlich fast drei Millionen Toten und über 8 Millionen Neuerkrankungen (wovon 3,2 % mit multiresistenten Erregern) nimmt die Tuberkulose (TB) weltweit noch immer einen Spitzenplatz unter den Infektionskrankheiten ein. Dem klinischen Laboratorium kommt mit einem schnellen Nachweis der TB-Bakterien und der raschen Verfügbarkeit der Resistenzprüfung eine zentrale Rolle zu. Während vor rund 20 Jahren der Polymeraseketten-Reaktion (PCR) noch ein verhältnismäßig bescheidenes Potenzial in der medizinischen Diagnostik zugetraut wurde [1], so gehören heute diese Technik und weitere, auf der In-vitro-Vervielfältigung von Nukleinsäuren beruhende Verfahren („Amplifikationsverfahren”) zum selbstverständlichen Instrumentarium eines modernen Mykobakterienlabors. Diese schnellen Methoden erweisen sich als äußerst hilfreich für (i) den Direktnachweis von Mycobacterium tuberculosis-Komplex im klinischen Untersuchungsmaterial; (ii) die Identifizierung von Mykobakterien; (iii) die rasche Ermittlung von Resistenzen gegenüber Antituberkulotika; und (iv) die DNA-Typisierung von TB-Stämmen zwecks molekular-epidemiologischer Abklärungen.

Abstract

Worldwide, tuberculosis (TB) remains one of the leading infectious diseases, accounting for nearly 3 million deaths and more than 8 million new cases annually. Among them are 3.2 % multidrug-resistant strains of Mycobacterium tuberculosis. In the control of the spread of TB clinical mycobacteriology laboratories play an essential role providing the clinicians with timely detection, isolation, identification, and drug susceptibility testing results for M. tuberculosis. In the past twenty years numerous molecular techniques have been introduced to comply with the obvious needs for a reliable and rapid diagnosis of the disease. Nucleic acid amplification-based assays, in particular, the polymerase chain reaction (PCR), allow (i) direct detection of M. tuberculosis complex in clinical specimens; (ii) identification of mycobacteria; (iii) detection of resistance of M. tuberculosis to antimicrobial agents; and (iv) DNA typing to answer questions such as reactivation of disease or exogenous reinfection, and to track transmission and internal laboratory contaminations.

Literatur

  • 1 Saiki R K, Scharf F, Faloona F. et al . Enzymatic amplification of beta-globin genomic sequences and restriction site analysis for diagnosis of sickle cell anemia.  Science. 1985;  230 1350-1354
  • 2 Böttger E C, Feldmann K, Pfyffer G E. et al . Molekularbiologische Methoden im mykobakteriologischen Laboratorium - im Jahre 1995 ein Fortschritt, ein Problem oder beides?.  Pneumologie. 1995;  49 664-666
  • 3 Pfyffer G E. Nucleic acid amplification for mycobacterial diagnosis.  J Infect. 1999;  39 21-26
  • 4 Della-Latta P, Whittier S. Comprehensive evaluation of performance, laboratory application, and clinical usefulness of two direct amplification technologies for the detection of Mycobacterium tuberculosis complex.  Am J Clin Pathol. 1998;  10 301-310
  • 5 Forbes B, Pfyffer G E. Molecular diagnosis of mycobacterial infections. In: Jacobs WR, Cole S, Eisenach KD, Gicquel B, McMurray D (Hrsg). Tuberculosis. 2. Aufl. Washington, DC: ASM Press 2004 (im Druck)
  • 6 Pfyffer G E, Mathews G, Brundney K. et al .Performance of the Amplified Mycobacterium Tuberculosis Direct Test (MTD) on a by patient basis and a by specimen basis assessing the need for evaluating multiple specimens. (Eingereicht.)
  • 7 Noordhoek G T, Embden J DA van, Kolk A HJ. Reliability of nucleic acid amplification for detection of Mycobacterium tuberculosis: an international collaborative quality control study among 30 laboratories.  J Clin Microbiol. 1996;  34 2522-2525
  • 8 Hellyer T J, Flechter T W, Bates J H. et al . Strand displacement amplification and the polymerase chain reaction for monitoring response to treatment in patients with pulmonary tuberculosis.  J Infect Dis. 1996;  173 934-941
  • 9 Centers for Disease Control and Prevention . Update: Nucleic acid amplification tests for tuberculosis.  Morbid Mortal Wkl Rep. 2000;  49 593-594
  • 10 Vincent V, Brown-Elliott B A, Jost K C. et al .Mycobacterium: Phenotypic and genotypic identification. In: Murray PR, Baron EJ, Jorgensen JH, Pfaller MA, Yolken RH (Hrsg). Manual of Clinical Microbiology, 8. Aufl. Washington, DC: ASM Press 2003: 560-584
  • 11 Zhang Y, Telenti A. Genetics of drug resistance in Mycobacterium tuberculosis. In: Hatfull G, Jacobs WR (Hrsg). Molecular Genetics of Mycobacteria. Washington DC: ASM Press 2000: 235-254
  • 12 Rossau R, Traore H, de Beenhouwer H. et al . Evaluation of the INNO-LiPA Rif. TB Assay for the simultaneous detection of Mycobacterium tuberculosis and its resistance to rifampin.  Antimicrob Agents Chemother. 1997;  41 2093-2098
  • 13 Embden J DA van, Cave M D, Crawford J T. et al . Strain identification of Mycobacterium tuberculosis by DNA fingerprinting: recommendations for standardized methodology.  J Clin Microbiol. 1993;  31 406-409
  • 14 Poulet S, Cole S T. Characterization of the highly abundant polymorphic GC-rich-repetitive sequence (PGRS) present in Mycobacterium tuberculosis.  Arch Microbiol. 1995;  163 79-86
  • 15 Kamerbeek J, Schouls L, Kolk A. et al . Simultaneous detection and strain differentiation of Mycobacterium tuberculosis for diagnosis and epidemiology.  J Clin Microbiol. 1997;  35 907-914
  • 16 Agerton T B, Valway S E, Blinkhorn R J. et al . Spread of strain W, a highly drug-resistant strain of Mycobacterium tuberculosis, across the United States.  Clin Infect Dis. 1999;  29 85-92
  • 17 Beck-Sagué C, Dooley S W, Hutton M D. et al . Hospital outbreak of multidrug-resistant Mycobacterium tuberculosis infections.  JAMA. 1992;  268 1280-1286
  • 18 Pfyffer G E, Strässle A, Gorkum T van. et al . Multi-drug resistant tuberculosis in prison inmates, Azerbaijan.  Emerg Infect Dis. 2001;  7 855-861
  • 19 Barnes P F, El Hajj H, Preston-Martin S. et al . Transmission of tuberculosis among the urban homeless.  JAMA. 1996;  275 305-307
  • 20 Genewein A, Telenti A, Bernasconi C. et al . Molecular approach to identifying route of transmission of tuberculosis in the community.  Lancet. 1993;  342 841-844
  • 21 Soolingen D van, Zanden A GM van der, de Haas P EW. et al . Diagnosis of Mycobacterium microti infections among humans by using novel genetic markers.  J Clin Microbiol. 1998;  36 1840-1845
  • 22 Soolingen D van, Hoogenboezem T, de Haas P EW. et al . A novel pathogenic taxon of the Mycobacterium tuberculosis complex, Canettii: characterization of an exceptional isolate from Africa.  Int J Syst Bacteriol. 1997;  47 1236-1245
  • 23 Pfyffer G E, Auckenthaler R, Embden J DA van. et al . Mycobacterium canettii, the smooth variant of M. tuberculosis, isolated from a Swiss patient exposed in Africa.  Emerg Infect Dis. 1998;  4 631-634
  • 24 Miltgen J, Morillon M, Koeck J L. et al . Two cases of pulmonary tuberculosis caused by Mycobacterium tuberculosis subsp. canettii.  Emerg Infect Dis. 2002;  8 1350-1352

Prof. Dr. phil. II Gaby E. Pfyffer, FAMH

Institut für Medizinische Mikrobiologie · Zentrum für LaborMedizin · Kantonsspital Luzern

6000 Luzern 16

Schweiz ·

eMail: gaby.pfyffer@ksl.ch

    >