Diagnostyka neuroboreliozy – wyliczanie współczynnika wewnątrzoponowej syntezy przeciwciał

Wstęp

Pierwsze podejrzenia, że ukłucie przez kleszcza może skutkować występowaniem niektórych znanych dzisiaj objawów, pojawiły się na początku XX wieku. Na spotkaniu Szwedzkiego Towarzystwa Dermatologii w 1909 roku Arvid Afzelius przedstawił wyniki swoich badań nad rumieniem wędrującym i zasugerował, że może mieć on związek z ugryzieniami kleszczy. Charles Garin i Antoine Bujadoux w 1922 roku, niezależnie od siebie, opisali przypadki neuroboreliozy. Powiązanie ukąszeń kleszczy z objawami neurologicznymi udowodnił niemiecki neurolog Alfred Bannwarth w latach 40. ubiegłego wieku.

Dziś wiadomo, że neuroborelioza może pojawić się w dowolnym momencie rozwoju choroby z Lyme. W jej efekcie obserwuje się produkcję przeciwciał anty-Borrelia w płynie mózgowo-rdzeniowym (PMR) w wyniku tzw. wewnątrzoponowej syntezy. Na początku choroba manifestuje się aseptycznym zapaleniem opon mózgowych, a także porażeniem nerwów czaszki i nerwów obwodowych. Coyle i wsp. (2002) wyróżniają następujące symptomy neurologiczne: we wczesnej postaci neuroboreliozy (pojawiającej się 6–26 tygodni od ukłucia) – zespół pre-meningitis, objawiający się początkowo uporczywymi bólami głowy, bez zmian zapalnych w płynie mózgowo-rdzeniowym, aseptyczne (limfocytarne) zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych, neuropatie czaszkowe, ostre, bolesne neuropatie korzeniowe; w postaci późnej (powyżej 6 miesięcy od ugryzienia) – encefalopatie, przewlekłe poliradikulopatie, zapalenie mózgu i rdzenia kręgowego. Różnorodność objawów neuroboreliozy wynika z lokalizacji procesu chorobowego [1].

Diagnostyka neuroboreliozy

Objawy towarzyszące neuroboreliozie nie są specyficzne i mogą towarzyszyć również innym neuroinfekcjom. Ocena obrazu klinicznego pacjenta jest kluczowym elementem w diagnostyce neuroboreliozy, objawy powinny być jednak potwierdzone laboratoryjnie.

Mygland i wsp. (2010) podają, że pewnego rozpoznania klinicznego można dokonać, gdy spełnione są trzy kryteria:

1. objawy neurologiczne sugerujące chorobę
2. pleocytoza w PMR
3. wewnątrzoponowa synteza przeciwciał przeciwko Borrelia

Wyliczenie wskaźnika wewnątrzoponowej syntezy przeciwciał wiąże się z pobraniem dwóch próbek – płynu mózgowo-rdzeniowego i surowicy. Ważne, aby obie próbki pobrane były tego samego dnia (najlepiej w przeciągu 1 godziny). Następnie oznacza się:

• specyficzne przeciwciała anty-Borrelia w PMR (IgG lub IgM) metodą ELISA
• specyficzne przeciwciała anty-Borrelia w surowicy (IgG lub IgM) metodą ELISA
• całkowity poziom przeciwciał danej klasy (IgG lub IgM) w PMR
• całkowity poziom przeciwciał danej klasy (IgG lub IgM) w surowicy
• poziom albumin w PMR
• poziom albumin w surowicy.

Na podstawie powyższych oznaczeń ocenia się tzw. wewnątrzoponową syntezę przeciwciał, której miarą jest wyliczenie tzw. względnego wskaźnika płyn mózgowy/surowica – CSQ_rel.. Współczynnik CSQ_rel. wyjaśnia, czy obecne w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN) przeciwciała anty-Borrelia pochodzą z dyfuzji przez barierę krew-mózg, czy zostały wyprodukowane wewnątrzoponowo w efekcie neurozakażenia. CSQ_rel. można wyliczyć zarówno dla klasy IgG, jak i IgM, korzystając z poniższego wzoru:

Jeżeli współczynnik ten wynosi np. 4, oznacza to, że stosunek swoistego IgG (lub IgM) do całkowitego IgG (lub IgM) jest 4-krotnie wyższy w PMR niż w surowicy. Wartość CSQ_rel. od 0,7 do 1,3 odpowiada fizjologicznej normie. CSQ_rel. powyżej 1,5 może być efektem produkcji przeciwciał w OUN i miejscowej infekcji.

Obecność przeciwciał w OUN nie musi być skutkiem neuroinfekcji, może być również efektem nieswoistej wewnątrzoponowej syntezy przeciwciał (możliwej w różnych schorzeniach, np. stwardnieniu rozsianym, szpiczaku mnogim, nowotworach OUN) oraz uszkodzenia bariery krew-mózg. W takim przypadku wyliczenie CSQ_rel., jak opisano powyżej, jest niewiarygodne i może prowadzić do błędnych wyników. Należy wówczas posłużyć się wskaźnikiem PMR/surowica dla albumin. Albuminy są produkowane wyłącznie w wątrobie i nigdy nie dochodzi do wewnątrzoponowej produkcji albumin. Na podstawie współczynnika albuminowego (stosunek poziomu albumin w PMR do poziomu albumin w surowicy) można oszacować stopień dyfuzji przeciwciał przez barierę krew-mózg, a tym samym wyliczyć zamiast CSQ_całk. tzw. CSQ_lim. dla każdej klasy przeciwciał:

Wyliczenie współczynnika wewnątrzoponowej syntezy przeciwciał w takim przypadku wygląda następująco:

Jeśli u pacjenta wyliczony CSQ_całk. (Ig) jest wyższy od CSQ_lim. (Ig), w OUN zachodzi niespecyficzna produkcja IgA, IgG lub IgM. Należy wówczas posłużyć się granicznym wskaźnikiem CSQ_lim. zamiast CSQ_całk.. Empiryczne dane dotyczące par surowica i płyn mózgowo-rdzeniowy zawarte zostały w diagramach wskaźników PMR/surowica, sporządzonych przez Reibera i Langego (1991). Na diagramach tych odwzorowano CSQ poszczególnych klas immunoglobulin w zależności od CSQ dla albumin. Pozwala to odczytać najwyższy wskaźnik CSQ dla immunoglobulin klasy IgG lub IgM, czyli CSQ_lim. (Q_IgM, Q_IgG).

Diagram 1. Diagram Reibera i Langego dla IgG

Wiadomo, że syntezę przeciwciał anty-Borrelia w ośrodkowym układzie nerwowym obserwuje się jeszcze przez pewien czas po skutecznym leczeniu.

Rys. 1. Neuroborelioza – odpowiedź immunologiczna w OUN [2] 

Pomocnym narzędziem monitorującym aktywność neuroboreliozy jest ocena chemokiny CXCL13 w PMR. Według dostępnych badań opisujących odpowiedź immunologiczną w OUN chemokina CXCL13 produkowana jest w płynie mózgowo-rdzeniowym na samym początku neuroboreliozy, a jej zanik obserwuje się równolegle z ustępowaniem objawów choroby (rys. 1).

Badanie chemokiny CXCL13 jest narzędziem bardzo pomocnym w monitorowaniu zdiagnozowanej wcześniej neuroboreliozy. Nie powinno się stawiać diagnozy jedynie na podstawie poziomu CXCL13, gdyż jej podwyższone wartości obserwuje się również przy zapaleniu opon mózgowo-rdzeniowych związanym z HIV, infekcji Streptococcus, toksoplazmozie i stwardnieniu rozsianym.

Podsumowanie

W diagnostyce laboratoryjnej neuroboreliozy istotną trudność stanowi zawodność złotego standardu powszechnie stosowanego w mikrobiologii − hodowli wykonanej z PMR. Badaniem pomocniczym, włączonym jednocześnie w kryteria rozpoznania neuroboreliozy, jest ocena wewnątrzoponowej syntezy przeciwciał anty-Borrelia. Swoista odpowiedź humoralna w OUN jest jednak procesem wymagającym czasu. Na początku neuroboreliozy wartość CSQ_rel. może nie różnić się znacząco od wartości fizjologicznej. Pomocne w takim przypadku jest badanie chemokiny CXCL13, która pojawia się znacznie wcześniej i szybko zanika po skutecznym leczeniu.

Opracowano na podstawie:

1. Baszkiewicz M., Różne oblicza neuroboreliozy. Opis przypadku, Aktualn Neurol 2014; 14 (3): 203–206.
2. Rupprecht A., Koedel U., Fingerle V., Pfister H.W., The pathogenesis of Lyme neuroborreliosis: from infection to inflammation, Molecular Medicine 2008; 3–4: 205–212.
3. Rieber H., Cerebrospinal fluid – physiology, analysis and interpretation of protein patterns for diagnosis of neurological diseases, Mult Sler 1998; 4: 99−107.
4. Rieber H., External quality assessment in clinical neurochemistry: survey of analisys for cerebrospinal fluid (CSF) proteins based on CSF/serum quotients, Clin Chem 1995; 41: 256−63.
5. Conrad A.J., Chiang E., Andeen L., Quantification of intrathecal measles virus IgG antibody synthesis rate: Subacute sclerosing panencephalitis and multiple sclerosis, J Neuroimmunol 1994; 54: 99−108.