Rozpoznanie boreliozy z Lyme stanowi jedno z najtrudniejszych wyzwań w zakresie chorób zakaźnych w medycynie XXI wieku. Chociaż choroba ta jest znana od ponad czterech dekad, w dzisiejszej praktyce klinicznej nadal istnieje znaczna niepewność co do jej diagnozy. Wynika to częściowo z niezwykle zróżnicowanego obrazu klinicznego boreliozy, a częściowo z faktu, że zdecydowana większość rutynowo stosowanych obecnie badań laboratoryjnych nie wykrywa samego patogenu, a jedynie mierzy reakcję układu odpornościowego. Jest to problematyczne samo w sobie, ale staje się szczególnie trudne w przypadku bakterii, która w trakcie ewolucji wykształciła wysoce wyrafinowane mechanizmy unikania odpowiedzi immunologicznej.
Strategie unikania odpowiedzi immunologicznej
Czynnik wywołujący boreliozę, należący do podrodzaju Borrelia burgdorferi sensu lato, jest mikroorganizmem wyjątkowym pod względem biologicznym. Bakteria ta, należąca do krętków, różni się od wielu klasycznych patogenów bakteryjnych nie tylko powolnym tempem rozmnażania, ale także zdolnością do długotrwałego utrzymywania się w organizmie gospodarza przy minimalnej aktywności immunologicznej. Jedną z najważniejszych strategii przetrwania Borrelia jest zmienność antygenowa. Nieustannie zmienia ona swoje białka powierzchniowe – tzw. białka Osp – stając się w ten sposób ruchomym celem dla układu odpornościowego. Zanim organizm wytworzy odpowiednią odpowiedź przeciwciał na dany antygen, bakteria może już wykazywać nowe struktury powierzchniowe. Znacząco utrudnia to skuteczne funkcjonowanie układu odpornościowego, a jednocześnie diagnostykę serologiczną.
We wczesnych stadiach zakażenia u znacznej części pacjentów nie rozwinęła się jeszcze mierzalna odpowiedź przeciwciał. Chociaż rumień wędrujący może mieć wartość diagnostyczną, pojawia się on tylko w około jednej trzeciej przypadków i często nie jest rozpoznawany. W takich przypadkach czułość konwencjonalnej diagnostyki laboratoryjnej jest szczególnie niska. Kilka badań wykazało, że standardowe testy ELISA lub testy typu blot mogą dawać wyniki fałszywie ujemne w ponad połowie przypadków wczesnej boreliozy. Chociaż wykrywalność przeciwciał wzrasta w późniejszych stadiach, pojawia się kolejny problem: przeciwciała mogą utrzymywać się w organizmie przez lata, a nawet dziesięciolecia, przy braku aktywnej infekcji lub objawów. Zatem sam pozytywny wynik serologiczny nie dowodzi aktualnej infekcji ani trwającej choroby klinicznej.
Najczęściej stosowane badania laboratoryjne
Większość aktualnych wytycznych międzynarodowych uznaje dwuetapową diagnostykę serologiczną za standard. Pierwszy etap obejmuje test ELISA lub test immunofluorescencyjny, a następnie potwierdzenie metodą Western blot (immunoblot) w przypadku wyniku dodatniego lub niejednoznacznego. Chociaż system ten może statystycznie poprawić specyficzność, ma on liczne ograniczenia z klinicznego punktu widzenia. Ponadto pojawia się coraz więcej dowodów na to, że same testy Western blot dają lepsze wyniki niż w przypadku, gdy testy ELISA są dodawane wcześniej jako test przesiewowy. Jednocześnie interpretacja wyników testów Western blot jest często trudna; mogą występować znaczne różnice między poszczególnymi laboratoriami, a ponadto struktura antygenowa różnych gatunków Borrelia nie jest całkowicie identyczna. W Europie sytuację komplikuje szczególnie fakt, że zakażenie nie jest wywoływane przez jeden gatunek Borrelia, ale przez kilka różnych gatunków i ich warianty genetyczne, w tym Borrelia afzelii, Borrelia garinii i Borrelia burgdorferi sensu stricto. Mogą one wywoływać różne objawy kliniczne i różne odpowiedzi immunologiczne. W ostatnim czasie znaczącym obszarem rozwoju stały się zmodyfikowane testy serologiczne; mierzą one odpowiedź immunologiczną wywołaną przez nieznane wcześniej białka Borrelia i/lub różnie oceniają reakcje. Chociaż wyniki ulegają poprawie, nie stanowią one znaczącego przełomu, ponieważ najbardziej immunogenne białka Borrelia były już objęte poprzednimi testami.
Niektóre testy serologiczne mogą być nawet dostępne jako testy szybkie lub do użytku przez lekarza (point-of-care), ale zawsze stanowią one kompromis w porównaniu z testami typu blot, które dokładnie mierzą reakcję na każdy pojedynczy antygen w laboratorium.
Testy oparte na serologii lub odpowiedzi immunologicznej mają praktyczne ograniczenie, którym jest rozwój lub brak mierzalnej odpowiedzi immunologicznej.
Zasada działania testów pośrednich
Jednym z największych problemów w diagnostyce jest zatem samo podejście serologiczne. Istotą pośrednich metod diagnostycznych jest to, że badają one reakcję układu odpornościowego, a nie samego patogenu. Zgodnie z doświadczeniem i literaturą, nie tylko rutynowo zlecane testy serologiczne oparte na TB, ale także testy oparte na odpowiedzi immunologicznej komórek T, które stały się powszechne w ostatnim czasie, nie dają zadowalających wyników. Procedury laboratoryjne oparte na odpowiedzi immunologicznej zakładają, że układ odpornościowy funkcjonuje prawidłowo, reaguje w odpowiednim czasie oraz wytwarza wystarczającą ilość specyficznych przeciwciał. W przypadku Borrelia warunki te często nie są spełnione. Bakteria ta jest zdolna do modulowania odpowiedzi immunologicznej, hamowania układu dopełniacza oraz ograniczania rozpoznawania immunologicznego. Badania sugerują, że niektóre białka Borrelia hamują tworzenie się centrów germinacyjnych (centrum germinativum), wpływając bezpośrednio na aktywację komórek B i funkcjonowanie sieci cytokin. W rezultacie infekcja może często pozostawać „immunologicznie cicha” lub organizm może generować nieoczekiwane reakcje z powodu zmian w odpowiedzi immunologicznej.
Różnorodność i niespecyficzność objawów
Diagnoza kliniczna boreliozy jest szczególnie złożonym zadaniem, ponieważ objawy zakażenia są niezwykle zróżnicowane, zmieniają się w czasie i często mają charakter niespecyficzny. Wczesne wykrycie choroby utrudnia fakt, że objawy często przypominają inne schorzenia zakaźne, autoimmunologiczne, neurologiczne lub psychiatryczne. Diagnoza kliniczna nie opiera się zatem wyłącznie na wynikach badań laboratoryjnych, ale wymaga łącznej oceny szczegółowego wywiadu medycznego, potencjalnej ekspozycji na kleszcze, przebiegu czasowego objawów oraz badania fizykalnego. Szczególnie ważne jest, aby zdawać sobie sprawę, że znaczna część pacjentów nie pamięta ukąszenia kleszcza, więc brak takiego wspomnienia sam w sobie nie wyklucza zakażenia.
Najbardziej znanym miejscowym objawem klinicznym wczesnej boreliozy jest rumień wędrujący, który zazwyczaj jest stopniowo powiększającym się, często pierścieniowym zaczerwienieniem pojawiającym się w miejscu ukąszenia. Chociaż jest to uważane za klasyczny objaw, pojawia się on tylko w jednej trzeciej przypadków i często ma postać nietypową. Może przybierać formę jednolitej czerwonej plamy, niebieskawo-czerwonego przebarwienia lub wieloogniskowej zmiany skórnej. Obserwacje sugerują, że rozwija się on częściej w przypadkach ponownego zakażenia, a czasami może być wywołany leczeniem antybiotykami lub zmianami w układzie odpornościowym. We wczesnych stadiach może mu towarzyszyć objawy grypopodobne – gorączka, podwyższona temperatura, ból głowy, bóle mięśni, bóle stawów i znaczne zmęczenie – które łatwo można błędnie zdiagnozować jako infekcję wirusową lub wyczerpanie. Wielu pacjentów już na tym etapie zgłasza trudności z koncentracją, zaburzenia snu lub nietypowe objawy neurokognitywne.
W miarę rozprzestrzeniania się infekcji Borrelia może kolonizować różne układy narządów, co skutkuje niezwykle zróżnicowanym obrazem klinicznym. W przypadkach zajęcia układu nerwowego do głównych objawów należą porażenie twarzy, ból korzeniowy, zapalenie opon mózgowych, neuropatia obwodowa, zaburzenia czucia lub przewlekłe bóle głowy. Pacjenci często skarżą się na zaburzenia pamięci, „mgłę mózgową”, problemy z koncentracją lub spowolnienie psychomotoryczne. W cięższych przypadkach mogą również wystąpić encefalopatia, zaburzenia cyklu snu i czuwania, labilność nastroju, a nawet objawy psychiatryczne – lęk, depresja, objawy paniki. Objawy te są często interpretowane jako zaburzenia psychosomatyczne lub pierwotne schorzenia psychiatryczne, co może dodatkowo opóźniać rozpoznanie.
Charakterystyczne mogą być również objawy ze strony układu mięśniowo-szkieletowego. Artretyzm boreliozowy ma zazwyczaj charakter nawracający i najczęściej dotyka dużych stawów – zwłaszcza kolan – ale często występują również migrujące bóle stawów i mięśni. Niektórzy pacjenci zgłaszają przewlekłe objawy zapalne, które występują z zmienną intensywnością. W diagnostyce klinicznej ważne jest odróżnienie tych objawów od innych schorzeń reumatologicznych, takich jak reumatoidalne zapalenie stawów, fibromialgia lub spondyloartropatie. W niektórych przypadkach aktywacja immunologiczna wynikająca z infekcji może również wywołać mechanizmy autoimmunologiczne, co może dodatkowo skomplikować obraz kliniczny.
W przypadku zajęcia serca może rozwinąć się karditis boreliozowe, które może wiązać się z zaburzeniami przewodzenia, blokiem przedsionkowo-komorowym, kołataniem serca, bólem w klatce piersiowej lub arytmiami. Chociaż jest to rzadszy objaw, może stanowić potencjalnie poważny stan. Niektórzy pacjenci doświadczają zmniejszonej tolerancji wysiłku fizycznego, objawów ortostatycznych lub objawów ze strony autonomicznego układu nerwowego, co może wskazywać na zaburzenia regulacji autonomicznej. Objawy te często nie są początkowo kojarzone z etiologią zakaźną; dlatego w takich przypadkach borelioza może nadal stanowić ważny czynnik w diagnostyce różnicowej.
Ustalenie diagnozy klinicznej jest dodatkowo utrudnione przez ograniczoną czułość i swoistość badań laboratoryjnych. Badania serologiczne mogą dawać wyniki fałszywie ujemne we wczesnych stadiach zakażenia, podczas gdy po przebytej infekcji mogą pozostawać trwale dodatnie, nawet przy braku aktywnej choroby. Z tego powodu ocena objawów klinicznych i wywiadu medycznego ma często większe znaczenie niż sam wynik badania laboratoryjnego. W trakcie procesu diagnostycznego często konieczna jest konsultacja z neurologiem, reumatologiem, specjalistą chorób zakaźnych lub immunologiem.
Jednym z największych wyzwań klinicznych związanych z boreliozą jest to, że objawy mogą zmieniać się w czasie, ustępować samoistnie lub nawracać, co oznacza, że przebieg choroby może być zmienny. Wielu pacjentów przez lata odwiedza różne specjalistyczne kliniki, zanim w ogóle rozważa się możliwość zakażenia Borrelia. Nierzadko są oni leczeni z rozpoznaniem zespołu chronicznego zmęczenia, fibromialgii, depresji, choroby autoimmunologicznej lub idiopatycznego schorzenia neurologicznego. Z tego powodu w diagnostyce klinicznej boreliozy ogromne znaczenie ma podejście interdyscyplinarne, kompleksowa ocena objawów oraz świadomość, że zakażenie może leżeć u podstaw szerokiego spektrum pozornie niepowiązanych dolegliwości.
PCR lub nowe metody genetyczne
W ostatnich latach na całym świecie wzrosło zatem zainteresowanie metodami diagnostyki bezpośredniej. Chociaż testy PCR są teoretycznie procedurami diagnostyki bezpośredniej, ich praktyczne zastosowanie jest ograniczone. Czułość PCR jest niska w próbkach pobranych z krwi obwodowej. Jedną z przyczyn tego stanu rzeczy jest zmienność genetyczna Borrelia; inną jest fakt, że genom ludzki występuje we krwi w ilościach o rzędy wielkości większych. Trudno jest zatem znaleźć sekwencję genową, która dokładnie pasowałaby do każdego możliwego wariantu genu Borrelia, a jednocześnie nie wiązałaby się – błędnie – z sekwencjami ludzkimi, które są obecne w znacznie większych ilościach, z mniejszymi lub większymi błędami. Lepsze wyniki można osiągnąć w przypadku próbek płynu mózgowo-rdzeniowego lub mazi stawowej, chociaż negatywny wynik PCR również w tych przypadkach nie wyklucza zakażenia.
Czołowi naukowcy wiążą duże nadzieje z sekwencjonowaniem całego genomu; niektóre metody są już dostępne, choć wiążą się z wysokimi kosztami. Metody te z mniejszym lub większym powodzeniem amplifikują i składają cały kod genetyczny obecny w próbkach, a następnie porównują je z istniejącymi bazami danych. Jeśli w przyszłości bazy danych będą zawierały jak najwięcej wariantów genów, patogen będzie można teoretycznie zidentyfikować na podstawie stopnia podobieństwa do nich.
Metody genetyczne wydają się być na progu osiągnięcia przydatności do konkretnego potwierdzenia obecności Borrelia, ale nie mogą one dostarczyć ilościowej odpowiedzi diagnostycznej – obecność genomu patogenu nie oznacza aktywnej infekcji, ani nie odpowiada stanowi klinicznemu.
Tradycyjne testy bezpośrednie i ich dalsze rozwinięcia
Hodowla, metoda często stosowana w przypadkach infekcji, nie może być stosowana w przypadku patogenów, które rosną powoli i są wrażliwe na sztuczne warunki. Opublikowano kilka procedur jako metody eksperymentalne; wymagają one jednak wysokiego stopnia precyzji, a czas hodowli wynoszący kilka miesięcy sprawia, że nie nadają się one do rutynowej diagnostyki. Specyficzna identyfikacja po hodowli nie zawsze jest prosta; zazwyczaj stosuje się mikroskopię w ciemnym polu, PCR lub immunofluorescencję.
Mikroskopia w przeszłości i obecnie
Chociaż Willy Burgdorfer pierwotnie zidentyfikował patogen za pomocą mikroskopii w ciemnym polu, metoda ta została odłożona na półkę technik naukowych ze względu na szeroką gamę powstających artefaktów i tendencję do błędnej identyfikacji ich jako Borrelia. Jej stosowanie w codziennej diagnostyce straciło na popularności, a publikacje zalecają ją jedynie w przypadkach wymagających wysokiego poziomu wiedzy specjalistycznej.
Jednym z najbardziej ekscytujących osiągnięć w ramach przywrócenia tej metody jest bezpośrednie wykrywanie patogenów pod mikroskopem wspomagane sztuczną inteligencją. Szczególne znaczenie w tej dziedzinie mają prace dr. Béla Pála Bózsika oraz opracowany na Węgrzech system DualDur. Metoda ta stanowi fundamentalną zmianę w podejściu: zamiast analizować odpowiedź immunologiczną, bezpośrednio wykrywa obecność żywych borrelii w próbce krwi.
Technologia DualDur wykorzystuje specjalistyczne przetwarzanie próbek (koncentrację), zautomatyzowaną mikroskopię w ciemnym polu oraz przetwarzanie obrazu wspomagane sztuczną inteligencją. Celem systemu jest bezpośrednia identyfikacja krętków obecnych w próbce krwi oraz, poprzez przeprowadzenie obliczeń statystycznych na ich podstawie, dostarczenie wyników o znaczeniu klinicznym i zweryfikowanych.
Zalety metod bezpośrednich
Jedną z najważniejszych potencjalnych zalet metod bezpośredniego wykrywania (PCR, hodowla, mikroskopia) jest wczesna diagnoza. Ponieważ nie trzeba czekać na wytworzenie się przeciwciał, teoretycznie mogą one wykrywać patogen nawet we wczesnych stadiach zakażenia. Co więcej, mogą one otworzyć nowe możliwości w przypadkach seronegatywnych, szczególnie u pacjentów, u których obraz kliniczny zdecydowanie sugeruje boreliozę, ale konwencjonalne testy serologiczne są ujemne lub niejednoznaczne. Kolejną zaletą technologii bezpośredniego wykrywania jest to, że można ją stosować nawet po zakończeniu leczenia w celu oceny jego skuteczności.
Znaczenie diagnostyki bezpośredniej nie jest jedynie kwestią technologiczną, ale odzwierciedla również zmianę perspektywy. W przypadku chorób zakaźnych bezpośrednia identyfikacja patogenu tradycyjnie stanowiła podstawę diagnozy. Jednak w przypadku boreliozy przez dziesięciolecia dominowały metody pośrednie. Oczekuje się, że w przyszłości nastąpi przejście w kierunku połączenia diagnostyki bezpośredniej i pośredniej, w której obraz kliniczny, serologia, testy molekularne i bezpośrednie metody mikroskopowe będą się wzajemnie uzupełniać, pomagając w postawieniu dokładniejszej diagnozy.
Kwestionariusze
W oparciu o doświadczenia głównych ośrodków badawczych zajmujących się boreliozą oraz lekarzy opracowano liczne kwestionariusze skupiające się na objawach. Niektóre z nich są publicznie dostępne, podczas gdy inne są przeznaczone do użytku wyłącznie przez lekarza. Ta „tajemnica” nie wynika z zazdrości naukowej, ale z faktu, że kwestionariusze mogą służyć jedynie jako wskazówki; w związku z tym ich upublicznienie mogłoby prowadzić do błędnej autodiagnozy. Różnorodność i niespecyficzność objawów w połączeniu z brakiem numerycznej walidacji kwestionariuszy mogłaby skłonić nawet ogólnie dobrze wyszkolonego lekarza do wyciągnięcia błędnego wniosku i rozpoznania u pacjenta boreliozy.
Lekarze zazwyczaj udostępniają kwestionariusze na żądanie, a są one nawet dostępne w publikacjach. Do tej pory opublikowano tylko jeden kwestionariusz zweryfikowany numerycznie, ale jego klucz nie jest dostępny. Tak zwany kwestionariusz Horowitza jest dostępny w wielu wersjach, a ostatnio również z wykorzystaniem sztucznej inteligencji, ale nawet to nie zapewnia jasno zweryfikowanej diagnozy. Ponadto w przypadku boreliozy równie dobrze można mieć jeden lub kilka wyraźnych, dominujących objawów, jak i ponad dziesięć łagodnych i mniej specyficznych objawów. Kwestionariusz opracowany i stosowany przez zespół medyczny Fundacji Boreliozy z Lyme może być bezpłatnie zamówiony przez kolegów lekarzy za pośrednictwem podanych danych kontaktowych. Kwestionariusz ten, lub jego odmiany, jest stosowany przez wielu specjalistów od boreliozy w całej Europie.
Podsumowanie
Diagnoza boreliozy pozostaje zatem poważnym wyzwaniem. Ze względu na wielowymiarowy obraz kliniczny choroby, mechanizmy unikania odpowiedzi immunologicznej przez Borrelia, zmienność antygenową oraz ograniczenia testów serologicznych, do dziś nie ma dostępnej idealnej metody diagnostycznej. Jednocześnie postępy w technologiach diagnostyki bezpośredniej mogą otworzyć nowe perspektywy w zakresie identyfikacji faktycznej obecności infekcji. Kwestionariusze mogą pomóc w rozpoznaniu objawów, ale nie nadają się do ustalenia diagnozy.
Źródła:
(C) Fundacja Boreliozy z Lyme
