Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) zur mikrobiologischen Diagnostik einer persistierenden infektiösen Keratitis: Eine klinische Studie bei 16 Patienten

Chris P. Lohmann; Christoph Winkler von Mohrenfels; Bernhard Gabler; Udo Reischl; Bernd Kochanowski

doi:10.1055/s-2000-10381

Klinische Monatsblätter für Augenheilkunde, Table of Contents

Klin Monbl Augenheilkd 2000; 217(1): 37-42
DOI: 10.1055/s-2000-10381

KLINISCHE STUDIE

Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) zur mikrobiologischen Diagnostik einer persistierenden infektiösen Keratitis: Eine klinische Studie bei 16 Patienten[1]

Polymerase chain reaction (PCR) for microbiological diagnostic in infectious keratitis: a clinical study on 16 patientsChris P. Lohmann¹ , Christoph Winkler von Mohrenfels¹ , Bernhard Gabler¹ , Udo Reischl² , Bernd Kochanowski²

¹ Augenklinik, Universität Regensburg, Franz-Josef-Strauss-Allee, 93042 Regensburg (Dir.: Prof. Dr. V. P. Gabel), E-mail: chris.lohmann@klinik.uni-regensburg.de
² Institut für Medizinische Mikrobiologie, Universität Regensburg, Franz-Josef-Strauss-Allee, 93042 Regensburg (Dir.: Prof. Dr. H. Wolf)

Abstract

Zusammenfassung

Hintergrund Die Identifizierung des auslösenden Pathogens bei einer infektiösen Keratitis mittels Mikroskopie und Kultur ist derzeit nur in etwa 60 % der Fälle möglich. Ziel dieser Untersuchungen war es zu zeigen, ob mit Hilfe der PCR die Zahl des positiven Nachweises zu verbessern ist.

Patienten und Methode Bei insgesamt 16 Augen mit dem klinischen Bild einer infektiösen Keratitis wurde Hornhautmaterial kulturell und mittels PCR auf den Erreger hin untersucht. Mit Ausnahme der 4 akuten und klinisch offensichtlich bakteriellen Keratitiden, wurde auch serologisch auf HSV, VZV und Borrelien hin untersucht.

Ergebnisse Bei allen 4 akuten Keratitiden konnte das auslösende Bakterium (Pseudomonas aeruginosa) sowohl kulturell, als auch mittels PCR bestimmt werden. Bei den 12 Augen mit einer langsam progredienten Keratitis konnte in 11 Augen der Erreger mittels PCR bestimmt werden. Dabei konnte das Herpes-simplex-Virus (3 Augen), Moraxella catharalis (3 Augen), Borrelia burgdorferi (2 Augen), das Varizella-Zoster-Virus (2 Augen) und Bartonella henselae (1 Auge) identifiziert werden. Die Kultur war nur in 2 Augen (Moraxella catharalis) positiv.

Schlussfolgerung Die PCR stellt eine sehr nützliche Erweiterung in der mikrobiologischen Diagnostik einer infektiösen Keratitis dar, insbesondere wenn nur wenige Erreger vorliegen (nicht akute Keratitis) oder wenn eine antibiotische Behandlung bereits erfolgte.

Background The identification of the causative pathogen in infectious keratitis is possible in only 60 % of the cases. The aim of this study was to show if this number increases by the use of PCR.

Patients and methods In a series of 16 eyes with infectious keratitis corneal specimems were collected for culture and PCR. Serology (HSV, VZV, and Borrelia) was performed in all eyes, with exception of the 4 eyes presenting an acute form of keratitis, which obviously was bacterial origin.

Results In all 4 cases of acute keratitis the causative pathogen (Pseudomonas aeruginosa) was detected by both culture and PCR. Of the remaining 12 eyes PCR was capable to identify the causative pathogen in 11 eyes. In 3 eyes herpes simplex virus was detected, in 3 eyes Moraxella catharalis, in 2 eyes Borrelia burgdorferii, in 2 eyes varizella zoster virus, and in 1 eye Bartonella henselae. Culture was positive in only 2 eyes, infected by Moraxella catharalis.

Conclusions PCR is a useful supplement in the microbiological diagnostic of infectious keratitis, in particular if only a small amount of pathogens are available (non-acute form) or if the eye has been treated by antibiotics prior to the microbiological diagnostic.

Schlüsselwörter

Keratitis - Erregernachweis - Polymerase-Kettenreaktion (PCR) - Borrelien - Varizella-Zoster-Virus

Key words

Keratitis - Pathogenidentification - Polymerase Chain Reaction (PCR) - Borrelia burgdorferii - varizella zoster virus

Full Text

References

Literatur

1 Manuskript erstmalig eingereicht am 4. 3. 00 und in der vorliegenden Form angenommen.

01 Bialasiewicz A A. Infektionserkrankungen des Auges. Fischer Verlag, Stuttgart,; : 91-92
02 Bitter-Suermann D. Der Stellenwert der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) für die klinische Diagnose von Infektionskrankheiten. Dtsch Ärztebl. 1993;; 48 2386-2388
03 Bonkowsky V, Kochanowski B, Strutz J, Pere P, Hosemann W, Arnold W. Delayed facial palsy following uneventful middle ear surgery: a herpes simplex virus type 1 reactivation?. Ann Otol Rhinol Laryngol. 1998;; 107 901-905
04 Bruckbauer H R, Preac-Mursic V, Fuchs R, Wilske B. Cross-reactive proteins of Borrelia burgdorferii. Europ J Clin Mircobiol Infect Dis. 1992;; 11 224-232
05 Dattwyler R J, Volkmann D J, Luft B J, Halperin J J, Thomas J, Golightly M G. Seronegative Lyme disease. Dissociation of specific T- and B-lymphocyte response to Borrelia burgdorferii. Ann NY Acad Sci. 1988;; 539 93-102
06 Cooper R J, Yeo A C, Bailey A S, Tullo A B. Adenovirus polymerase chain reaction assay for rapid diagnosis of conjunctivitis. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1999;; 40 90-95
07 Dunlop A A, Wright E D, Howlader S A, Nazrul I, Husain R, McClellan K, Billson F A. Supporative corneal ulceration in Bangladesh. A study of 142 cases examining the microbiological diagnosis, clinical and epidemiological features of bacterial and fungal keratitis. Aust NZ J Ophthalmol. 1994;; 22 105-110
08 Eggink C A, Wesseling P, Boiton P, Meis J FGM. Severe keratitis due to nocardia farinica. J Clin Microbiol. 1997;; 35 999-1001
09 Fox G M, Crouse C A, Chuang E L, et al. Detection of herpes virus DNA in vitreous and aqueous specimens by the polymerase chain reaction. Arch Ophthalmol. 1991;; 109 266-271
10 Fröhlich S J, Mino de Kaspar H, Grabson T, Möhring C, Klauss V, Kampik A. Bakterielle Keratitis bei Patienten mit und ohne Kontaktlinsenanamnese. Klin Monatsbl Augenheilkd. 1999;; 214 211-216
11 Garweg J, Ferner T, Bohnke M, Schmitz H. An improved technique for the diagnosis of viral retinitis from samples of aqueous humor and vitreous. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 1993;; 231 508-513
12 Greisen K, Loeffelholz M, Purohit A, Leong D. PCR primer and probes for the 16S rDNA gene of most species of pathogenic bacteria, including bacteria found in cerebrospinal fluid. J Clin Microbiol. 1994;; 32 335-351
13 Hykin P G, Tobal K, McIntyre G, Matheson M M, Towler H MA, Lightman S L. The diagnosis of delayed post-operative endophthalmitis by polymerase chain reaction of bacterial DNA in vitreous samples. J Med Microbiol. 1994;; 40 408-415
14 Knox C M, Margolis T P, Chandler D, Sort G A. PCR based assay for the diagnosis of viral retinitis: use in diagnostic dilemmas. Ophthalmology. 1998;; 105 37-45
15 Lehmann O J, Green S M, Morlet N, Kilvington S, Keys M F, Matheson M M, Dart J, McGill J I, Watt P J. Polymerase chain reaction analysis of corneal epithelial and tear samples in the diagnosis of acanthamoeba keratitis. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1998;; 39 1261-1265
16 Levey S B, Katz H R, Abrams D A, Hirschbein M J, Marsh M J. The role of cultures in the management of ulcerative keratitis. Cornea. 1997;; 16 383-386
17 Lohmann C P, Linde H J, Reischl U. Die Schnelldiagnostik einer infektiösen Endophthalmitis mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR): Eine Ergänzung zu den konventionellen mikrobiologischen Diagnostikverfahren. Klin Monatsbl Augenheilkd. 1997;; 211 22-27
18 Lohmann C P, Heeb M, Linde H J, Reischl U. Listeria monocytogenes-induzierte endogene Endophthalmitis bei einem sonst gesunden Individuum: PCR-gestützte Schnelldiagnostik als Grundlage für eine erfolgreiche Therapie. Klin Monatsbl Augenheilkd. 1998;; 212 55-58
19 MacDonald A M. Ambiguous serologies in active Lyme borreliosis. J Clin Neuro Ophthalmol. 1988;; 8 79-80
20 Magnarelli L A, Anderson J F, Johnson R C. Cross-reactivity in serological tests for lyme disease and other spirochetal infections. J Infect Dis. 1987;; 156 183-188
21 Mayer J, Reischl U, Jilg W. Klinische Bedeutung der Polymerase-Kettenreaktion in der Infektiologie. Dtsch Med Wsch. 1994;; 119 1625-1629
22 McCann J D, Margolis T P, Wong M G. A sensitive and specific polymerase chain reaction based assay for the diagnosis of cytomegalovirus retinitis. Am J Ophthalmol. 1995;; 120 219-226
23 McDonnell P. Empirical or culture-guided therapy for microbial keratitis?. Arch Ophthalmol. 1996;; 114 84-87
24 McLeod S, Kolahdouz-Isfahani A, Rostamin K, Flowers C, Lee P, McDonnell P. The role of smears, cultures, and antibiotic sensitivity testing in the management of suspected infectious keratitis. Ophthalmology. 1996;; 103 23-38
25 McLeod S, DeBacker C, Viana M. Differential care of corneal ulcers in the community based on apparent severity. Ophthalmology. 1996;; 103 479-484
26 Pavan-Langston D, Boisjoly H. Management of herpes simplex virus ocular infections. In R. Darrel (Hrsg): Viral Dieseases of the Eye. Lea and Febiger, Philadelphia; 1985;: 29-45
27 Pershing D H, Smith T F, Tenover F C, White T J. Diagnostic molecular microbiology - principles and applications. American Society of Microbiology, Washington, USA; 1993:
28 Power W, Hogan R, Hu S, Forster C. Primary varizolla zoster keratitis: diagnosis by polymerase chain reaction. Am J Ophthalmol. 1997;; 123 252-254
29 Raoult D, Hechemy K E, Baranton G. Cross-reaction with Borrelia burgdorferii antigen of sera from patients with human immunodeficiency virus infection, syphilis, and leptospirosis. J Clin Microbiol. 1989;; 27 2152-2155
30 Reischl U, Lohmann C P. Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und ihre Anwendungsmöglichkeiten zur infektiologischen Diagnostik in der Ophthalmologie. Klin Monatsbl Augenheilkd. 1997;; 211 227-234
31 Rys P N. PCR detection of Borellia burgdorferii. In: DH Pershing, TF Smith, FC Tenover and TJ White (Hrsg). Diagnostic molecular microbiology: principles and applications. American Society of Microbiology, Washington,; : 203-210
32 Sandhu G S, Kline B C, Stockman L, Roberts G D. Molecular probes for the diagnosis of fungal infections. J Clin Microbiol. 1995;; 33 1913-1919
33 Schmidt B L. BCR laboratory diagnosis of human borrelia burgdorferii infections. J Clin Microbiol. 1997;; 10 185-201
34 Short G A, Margolis T P, Kuppermann B D. A polymerase chain reaction based assay for the diagnosis of varicalla zoster virus retinitis in patients with AIDS. Am J Ophthalmol. 1997;; 123 157-164
35 Uchio E, Yamazaki K, Aoki K, Ohno S. Detection of enterovirus 70 by polymerase chain reaction in acute hemorrhagic conjunctivitis. Am J Ophthalmol. 1996;; 122 273-275
36 Upadhyay M P, Karmacharya P C, Koirala S, Tuladhar N R, Bryan L E, Smolin G, Whitcher J P. Epiemiological characteristics, predisposing factors and etiologic diagnosis of corneal ulceration in Nepal. Am J Ophthalmol. 1991;; 111 92-99
37 Wahl J C, Katz H R, Abrams D A. Infectious keratitis in Baltimore. Ann Ophthalmol. 1991;; 23 237-243
38 Wilhelmus K R. Bacterial keratitis. In: JS Pepose, GN Holland and KR Wilhelmus (eds): Ocular infection and immunity. Mosby Year Book Inc, St. Louis; 1996;: 970-1031
39 Wilske B, Preac-Mursic V. Microbiological diagnosis of Lyme borreliosis. In: K Weber and W Burgdorf (Hrsg) Aspects of Lyme borreliosis. Springer Verlag, Berlin; 1993;: 267-299
40 Wunward K E, Smith J L. Ocular disease in Caribbean patients with serologic evidence of Lyme borreliosis. J Clin Neuro Ophthalmol. 1989;; 9 65-70