Ursachen der rezidivierenden Harnwegsinfektionen: neue Erkenntnisse

Glossar

HWI = Harnwegsinfekt

THP = Tamm-Horsfall-Protein

TLR = Toll-like-Rezeptor

UPEC = uropathogene Escherichia coli

IL = Interleukin

IFN-γ = Interferon-gamma

TNF-α = Tumornekrosefaktor-alpha

Harnwegsinfektionen (HWI) zählen zu den am häufigsten vorkommenden bakteriellen Infektionskrankheiten im klinischen Alltag. Jährlich treten schätzungsweise 150 Millionen Fälle von HWI auf, so dass die gesundheitsökonomische Belastung außerordentlich groß ist. In der Regel betrifft der unkomplizierte HWI, der definitionsgemäß nicht mit funktionellen oder anatomischen Abnormitäten des Urogenitaltraktes vergesellschaftet ist, junge, sonst gesunde Frauen: Die Inzidenz beträgt 0,5 - 0,7 pro Jahr; 25 - 30 % von ihnen erleiden Rezidive [8].

In den letzten Jahren wurden deutliche Fortschritte im Verständnis der komplexen Beziehung zwischen Bakterien, bakteriellen Virulenzfaktoren und dem Immunsystem des Wirtsorganismus gemacht. Die physiologischen Mechanismen, die eine Erregerpersistenz oder eine ständige Infektion des Urogenitaltraktes mit uropathogenen Keimen verhindern, sind jedoch noch weitgehend ungeklärt. Im folgenden Artikel sollen die prinzipiellen Mechanismen der bakteriellen Abwehr im Urogenitaltrakt besprochen und mögliche Erklärungen einer erhöhten Suszeptibilität für rezidivierende HWI diskutiert werden.

Literatur

• 1 Andriole V T. Autoimmune responses to Tamm-Horsfall protein in the pathogenesis of chronic pyelonephritis.  Uremia Invest. 1984;  8 215
• 2 Barton G M, Medzhitov R. Toll-like receptors and their ligands.  Curr Top Microbiol Immunol. 2002;  270 81
• 3 Barton G M, Medzhitov R. Control of adaptive immune responses by Toll-like receptors.  Curr Opin Immunol. 2002;  14 380
• 4 Bates J M, Raffi H M, Prasadan K. et al . Tamm-Horsfall protein knockout mice are more prone to urinary tract infection: rapid communication.  Kidney Int. 2004;  65 791
• 5 Brumfitt W, Gargan R A, Hamilton-Miller J M. Periurethral enterobacterial carriage preceding urinary infection.  Lancet. 1987;  1 824
• 6 Fasth A, Bengtsson U, Kaijser B, Wieslander J. Antibodies to Tamm-Horsfall protein associated with renal damage and urinary tract infections in adults.  Kidney Int. 1981;  20 500
• 7 Fasth A, Bjure J, Hjalmas K, Jacobsson B, Jodal U. Serum autoantibodies to Tamm-Horsfall protein and their relation to renal damage and glomerular filtration rate in children with urinary tract malformations.  Contrib Nephrol. 1984;  39 285
• 8 Finer G, Landau D. Pathogenesis of urinary tract infections with normal female anatomy.  Lancet Infect Dis. 2004;  4 631
• 9 Hooton T M, Stamm W E. Diagnosis and treatment of uncomplicated urinary tract infection.  Infect Dis Clin North Am. 1997;  11 551.26
• 10 Hopkins W J, Uehling D T, Balish E. Local and systemic antibody responses accompany spontaneous resolution of experimental cystitis in cynomolgus monkeys.  Infect Immun. 1987;  55 1951
• 11 Hopkins W J, Gendron-Fitzpatrick A, Balish E, Uehling D T. Time course and host responses to Escherichia coli urinary tract infection in genetically distinct mouse strains.  Infect Immun. 1998;  66 2798
• 12 Hoyer J R. Tubulointerstitial immune complex nephritis in rats immunized with Tamm-Horsfall protein.  Kidney Int. 1980;  17 284
• 13 Huang Z Q, Sanders P W. Biochemical interaction between Tamm-Horsfall glycoprotein and Ig light chains in the pathogenesis of cast nephropathy.  Lab Invest. 1995;  73 810
• 14 Huang Z Q, Kirk K A, Connelly K G, Sanders P W. Bence Jones proteins bind to a common peptide segment of Tamm-Horsfall glycoprotein to promote heterotypic aggregation.  J Clin Invest. 1993;  92 2975
• 15 Jones C H, Pinkner J S, Roth R. et al . FimH adhesin of type 1 pili is assembled into a fibrillar tipp structure in the Enterobacteriaceae.  Proc Natl Acad Sci U S A. 1995;  92 2081
• 16 Jones-Carson J, Balish E, Uehling D T. Susceptibility of immunodeficient gene-knockout mice to urinary tract infection.  J Urol. 1999;  161 338
• 17 Kapsenberg M L. Dendritic-cell control of pathogen-driven T-cell polarization.  Nat Rev Immunol. 2003;  3 984
• 18 Khan S R, Kok D J. Modulators of urinary stone formation.  Front Biosci. 2004;  9 1450
• 19 Kokot F, Dulawa J. Tamm-Horsfall protein updated.  Nephron. 2000;  85 97
• 20 Kreft B, Jabs W J, Laskay T. et al . Polarized expression of Tamm-Horsfall protein by renal tubular epithelial cells activates human granulocytes.  Infect Immun. 2002;  70 2650
• 21 Langermann S, Palaszynski S, Barnhart M. et al . Prevention of mucosal Escherichia coli infection by FimH-adhesin-based systemic vaccination.  Science. 1997;  276 607
• 22 Langermann S, Mollby R, Burlein J E. et al . Vaccination with FimH adhesin protects cynomolgus monkeys from colonization and infection by uropathogenic Escherichia coli.  J Infect Dis. 2000;  181 774
• 23 Lynn K L, Bailey R R, Groufsky A, Hunt J S, Bean A R, McGiven A R. Antibodies to Tamm-Horsfall urinary glycoprotein in patients with urinary tract infection, reflux nephropathy, urinary obstruction and paraplegia.  Contrib Nephrol. 1984;  39 296
• 24 Martinez J J, Mulvey M A, Schilling J D, Pinker J S, Hultgren S J. Type 1 pilus-mediated bacterial invasion of bladder epithelial cells.  Embo J. 2000;  19 2803
• 25 Mayrer A R, Kashgarian M, Ruddle N H. et al . Tubulointerstitial nephritis and immunologic responses to Tamm-Horsfall protein in rabbits challenged with homologous urine or Tamm-Horsfall protein.  J Immunol. 1982;  128 2634
• 26 Mayrer A R, Miniter P, Andriole V T. Immunopathogenesis of chronic pyelonephritis.  Am J Med. 1983;  75 59
• 27 Mo L, Zhu X H, Huang H Y, Shapiro E, Hasty D L, Wu X R. Ablation of the Tamm-Horsfall protein gene increases susceptibility of mice to bladder colonization by type 1-fimbriated Escherichia coli.  Am J Physiol Renal Physiol. 2004;  286 F795
• 28 Mulvey M A, Lopez-Boado Y S, Wilson C L. et al . Induction and evasion of host defenses by type 1-piliated uropathogenic Escherichia coli.  Science. 1998;  282 1494
• 29 Mulvey M A. Adhesion and entry of uropathogenic Escherichia coli.  Cell Microbiol. 2002;  4 257
• 30 Nitschke M, Wiehl S, Baer P C, Kreft B. Bactericidal activity of renal tubular cells: the putative role of human beta-defensins.  Exp Nephrol. 2002;  10 332
• 31 Pak J, Pu Y, Zhang Z T, Hasty D L, Wu X R. Tamm-Horsfall protein binds to type 1 fimbriated Escherichia coli and prevents E. coli from binding to uroplakin Ia and Ib receptors.  J Biol Chem. 2001;  276 9924
• 32 Säemann M D, Weichhart T, Zeyda M. et al . Tamm-Horsfall glycoprotein links innate immune cell activation with adaptive immunity via a TLR4-dependent mechanism.  J Clin Invest. 2005;  155 468
• 33 Serafini-Cessi F, Malagolini N, Cavallone D. Tamm-Horsfall glycoprotein: biology and clinical relevance.  Am J Kidney Dis. 2003;  42 658.13
• 34 Shahin R D, Engberg I, Hagberg L, Svanborg Eden C. Neutrophil recruitment and bacterial clearance correlated with LPS responsiveness in local gram-negative infection.  J Immunol. 1987;  138 3475
• 35 Su S J, Chang K L, Lin T M, Huang Y H, Yeh T M. Uromodulin and Tamm-Horsfall protein induce human monocytes to secrete TNF and express tissue factor.  J Immunol. 1997;  158 3449
• 36 Svanborg C, Godaly G. Bacterial virulence in urinary tract infection.  Infect Dis Clin North Am. 1997;  11 513
• 37 Svanborg C, Godaly G, Hedlund M. Cytokine responses during mucosal infections: role in disease pathogenesis and host defence.  Curr Opin Microbiol. 1999;  2 99
• 38 Valore E V, Park C H, Quayle A J, Wiles K R, McCray P B, Ganz T. Human beta-defensin-1: an antimicrobial peptide of urogenital tissues.  J Clin Invest. 1998;  101 1633
• 39 Zhang D, Zhang G, Hayden M S. et al . A toll-like receptor that prevents infection by uropathogenic bacteria.  Science. 2004;  303 1522