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Einleitung

1.1 Sarcoptes scabiei

1.1.1 Der Erreger

Der Parasit Sarcoptes scabiei ist eine pathogene Milbe, die sowohl beim Menschen als auch beim Tier auftritt. Sie lebt im Stratum corneum der Haut ihres Wirtes (Head et al. 1990) und ist taxonomisch in die Klasse der Arachnida und die Familie der Sarcoptidae (Krätzmilben) einzuordnen (Übersicht Burgess 1994, McCarthy et al. 2004). Zusammen mit den Acaridae und Glycyphagidae (Staubmilben) sowie den Psoroptidae (Räudemilben) bilden diese sowohl in veterinär- als auch humanmedizinischer Hinsicht bedeutenden Parasiten die Gruppe der Astigmata, die sich durch das Fehlen der Atemöffnungen (Stigmen) auszeichnet.

Die Sarcoptes-Milben besitzen eine breite, ovale Form, deren Oberfläche mit Stacheln, Borsten und Haaren besetzt ist. Die weiblichen Milben messen zwischen 300 und 500 μm Länge, während die Männchen mit 213-285 μm wesentlich kleiner sind. Sie haben damit die gleiche Größe wie die Nymphenstadien, unterscheiden sich von diesen allerdings durch ihre dunklere Farbe (Walton et al. 2004). Der Anus liegt bei beiden Geschlechtern terminal. Die Geschlechtsöffung der Weibchen befindet sich in Form eines transversalen Schlitzes ventral zwischen den anterioren und den posterioren Beinpaaren, während sich die der Männchen in der ventralen Mittellinie zwischen dem Anus und den fuisonierten Epimeren der Beine III und IV befindet. Die kurzen Beine sind mit ungegliederten, gestielten Haftscheiben ausgestattet (Übersicht Burgess 1994).

1.1.2 Biologie

Bei den Sarcoptes-Milben handelt es sich um permanente Ektoparasiten von Warmblütern, deren Wirtsspezifität in der Mehrheit der Fälle außerordentlich hoch ist. Der gesamte Lebenszyklus wird auf dem Wirt durchlaufen. Eine Infektion des Wirtes erfolgt durch direkten Kontakt und damit der Übertragung eines begatteten Weibchens, das sich sofort in das Stratum corneum der Haut einbohrt. Hier legt es Bohrgänge mit einer Geschwindigkeit von 0.5 bis 5 mm pro Tag an (Übersicht [Seite 12↓]Burgess 1994). In einem Zeitraum von vier bis sechs Wochen findet in diesen Gängen die Ablage von ein bis drei Eiern täglich durch das befruchtete Weibchen statt. Nach etwa drei bis vier Tagen schlüpfen aus den Eiern Larven, die an die Hautoberfläche dringen und nach etwa 9-14 (Männchen) bzw. 12-21 (Weibchen) Tagen die Geschlechtsreife erlangen (Robert-Koch-Institut 2000). Während dieser Entwicklung durchlaufen die Milben zwei Nymphenstadien, das der Proto- und der Tritonymphe, die in kleinen Bohrtaschen an der Hautoberfläche leben. Auf der Hautoberfläche findet auch die Begattung statt, nach der die Männchen absterben. Der Zyklus schließt sich durch das Einbohren der Weibchen in das Stratum corneum. Alle Stadien penetrieren die intakte Epidermis durch die Sekretion von Verdauungsenzymen und die anschließende Ingestion (McCarthy et al. 2004). Die Milben können 24-36 h bei Raumtemperatur getrennt von ihrem Wirt überleben und ihre Infektiösität beibehalten (Arlian et al. 1989). Der Lebenszyklus der Sarcoptes-Milben ist schematisch in Abb. 1 dargestellt.

Abb. 1: Lebenszyklus von Sarcoptes scabiei


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Prädilektionsstellen der Milben sind bei Erwachsenen die Interdigitalräume und Handgelenke, die Axillarregionen, der Nabel-, Becken- und Gesäßbereich, die Fußgelenke, und der Penis sowie bei Frauen die Region um die Brustwarzen. Bei Kindern oder allen Patienten in tropischen Ländern treten die Milben verstärkt an den Handinnenflächen, Fußsohlen, in Gesicht und Hals sowie auf der Kopfhaut auf (McCarthy et al. 2004). Prädilektionsstellen beim Schwein sind im Allgemeinen das Ohr und die äußere Ohrmuschel (Davis und Moon 1990).

1.1.3 Wirtsspezifität

Die Art Sarcoptes scabiei wird in der Literatur als eine heterogene Art, die sich aus verschiedenen Varietäten zusammensetzt, beschrieben (Übersicht Burgess 1994, Übersicht Arlian 1996, Zahler et al. 1999). Die Varietäten von unterschiedlichen Wirten zeigen wenige morphologische Unterschiede, und auch genetische Untersuchungen an dem Internal Transcribed Spacer 2 (ITS-2) des rRNA Gens verschiedener Isolate wiesen auf die Existenz einer Art hin (Zahler et al. 1999). Andere Untersuchungen der ribosomalen DNA und des 16S mitochondrialen rRNA Gens zeigten zwar Differenzen zwischen lokalen Sarcoptes-Isolaten der Ziege und des Fuchses, allerdings konnte die Differenzierung nicht in Zusammenhang mit den unterschiedlichen Wirten gebracht werden (Berrilli et al. 2002). Nach Walton et al. (2004) wiesen hingegen genetische Studien, im Gegensatz zu vorangegangenen Untersuchungen (Skerratt et al. 2002) an drei hypervariablen Mikrosatelliten-Markern (Walton et al. 1997) darauf hin, dass die Sarcoptes-Milbe vom Menschen einer anderen Art als die des Hundes zugehörig ist.

In jedem Fall unterscheiden sich die Milben in physiologischer Hinsicht. Die meisten Varietäten, die auf natürlichem Weg einen Wirt infizieren, sind wirtsspezifisch und können auf anderen Wirten keine permanente Infektion etablieren (Übersicht Arlian 1996). In immunologischen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass die S. scabiei-Varietäten suis, canis und hominis ihren Wirten einige gleiche Antigene präsentieren, allerdings die Wirte auch Antikörper gegen Varietät-spezifische Epitope der gleichen oder unterschiedlichen Antigene bilden (Arlian et al. 1996a).


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Einige bedeutende Sarcoptes-Varietäten und ihre Wirte sowie die hier ausgelöste Krankheit sind in Tab. 1 aufgeführt.

Tab. 1: Darstellung einiger bedeutender Sarcoptes-Varietäten, ihrer Wirte und die hier ausgelöste Krankheit.

Sarcoptes -Varietät

Wirt

Krankheit

   

S. scabiei var. bovis

Rind

Räude

S. scabiei var. canis

Hund

Räude

S. scabiei var. cuniculi

Kaninchen

Räude

S. scabiei var. caprae

Ziege

Räude

S. scabiei var. equi

Pferd

Räude

S. scabiei var. hominis

Mensch

Skabies

S. scabiei var. ovis

Schaf

Räude

S. scabiei var. suis

Schwein

Räude

S. scabiei var. vulpes

Fuchs

Räude

1.1.4 Vorkommen

Die Sarcoptes-Milben sind weltweit verbreitet, und trotz verfügbarer Therapeutika rechnet man mit über 300 Millionen infizierten Menschen (Harumural et al. 2003). Bei den Betroffenen handelt es sich besonders um Personen aus sozial benachteiligten Bevölkerungsschichten (Currie et al. 1994), um immundefiziente Patienten und um Bewohner aus Gemeinschaftseinrichtungen (Buffet und Dupin 2003). Die Hygiene spielt bei der Infektion eine untergeordnete Rolle, vielmehr ist diese durch den engen Kontakt der Menschen bei Überbevölkerung besonders in Armutsgebieten bedingt (McCarthy et al. 2004). Über den Reiseverkehr ist die Einschleppung der Milben jahreszeitlich nicht begrenzt, allerdings ist in Europa nördlich der Alpen die Ausbreitungsgefahr der Skabies im Herbst und Winter größer als zu anderen Jahreszeiten. Insbesondere in der Familie sowie in Gemeinschaftseinrichtungen wie Jugend- und Altenheimen oder Krankenhäusern werden die Milben schnell verbreitet (Robert-Koch-Institut 2000, Wendel und Rompalo 2002).

Die Prävalenzen bei Schweinen wurden in unterschiedlichen Ländern Europas ermittelt. Sie lagen zwischen 36% und 86% (Gutiérrez et al. 1996, Alonso de Vega [Seite 15↓]1998, Smets und Vercruysse 2000). In den USA fand man Prävalenzen von 56% (Davies et al. 1996). In Botswana waren 40% aller getesteten Schweine Sarcoptes-positiv, aber die Krankheit trat bei Schweinen, die jünger als 12 Monate waren häufiger (70%) als bei den älteren (33.33%) auf (Nsoso et al. 2000). In Tanzania konnte die Räude dahingegen in 91% der untersuchten Betriebe nachgewiesen werden (Kambarage et al. 1990). In einer anderen Studie in Ghana wurden die Milben auf 38% der untersuchten Schweine gefunden (Permin et al.1999).

1.1.5 Pathogenese und Klinik

Die Sarcoptes-Milben sind die Erreger der sogenannten Räude beim Tier und der Skabies beim Menschen. Bei Patienten mit einer Erstinfektion treten die Symptome erst nach sechs bis acht Wochen der Infektion in Erscheinung. Die Krankheit ist durch starken Pruritus gekennzeichnet. Typischerweise treten zwei Formen des Hautausschlages auf: Die eine Form äußert sich in erythematösen papulären oder vesikulären Läsionen, die mit den Milbengängen assoziiert sind. Bei der zweiten Form handelt es sich um einen eher generalisierten papulären, juckenden Hautausschlag, der unabhängig von der Milbenaktivität auftritt (McCarthy et al. 2004). Der Juckreiz verstärkt sich besonders in den Abendstunden, wenn sich der Wirt in sein Schlaflager begibt (McCarthy et al. 2004). Grund dafür ist die verstärkte Grabtätigkeit der Milben bedingt durch die Bettwärme (Übersicht Roos et al. 2001). Eine unbehandelte Skabies ist oft mit einer Pyodermie, in erster Linie durch eine Sekundärinfektion mit Staphylococcus pyogenes bedingt, assoziiert (Currie und Carapetis 2000).

Bei immunkompetenten Personen treten meist nur äußerst geringe Milbenanzahlen zwischen zehn und 20 auf (Buffet und Dupin 2003), die die typische Symptomatik hervorrufen können. Eine Sonderform der Skabies stellt die Skabies norwegica (krustöse Skabies) dar, die bevorzugt bei Patienten mit erworbener Immundefizienz oder bei denen andere immunsuppressive Bedingungen herrschen, auftritt. Sie ist aber auch bei Personen, bei denen keine Immundefizienz bekannt ist, zu beobachten (Arlian et al. 2004). Diese Form der Skabies ist durch einen Massenbefall mit bis zu 4000 Milben pro Gramm Haut (Harumal et al. 2003) und fehlenden Juckreiz gekennzeichnet. Die genauen Gründe für das Auftreten der krustösen Skabies sind [Seite 16↓]nicht bekannt (Arlian et al. 2004). Die Räude beim Tier geht ohne therapeutische Behandlung in die krustöse Form über (Harumal et al. 2003).

Beim Menschen ist außerdem das Krankheitsbild der sog. Pseudoskabies bekannt. Diese Art der Infektion ist zu beobachten, wenn der Mensch mit Sarcoptes-Varietäten eines anderen Wirtes in Kontakt kommt. In den meisten Fällen treten die typischen Symptome der Skabies auf, allerdings ist die Skabies hier selbst limitierend (Übersicht Burgess 1994).

1.2 Bedeutung der Sarcoptes-Infektion

Der starke Juckreiz kann zu Schlaflosigkeit und der Bildung von Eitergrind führen, was wiederum ein enormes Unwohlsein des Patienten zu Folge hat. Psychologische Auswirkungen können auftreten, da der Patient engere Kontaktpersonen informieren muss, und dies zu Unannehmlichkeiten führen kann. Die Idee, dass es sich bei der Skabies um eine Krankheit der unteren sozialen Schichten handelt, ist weit verbreitet (Buffet und Dupin 2003).

Aus der Tierproduktion wird von großen ökonomischen Verlusten, bedingt durch Räude-Infektionen, berichtet. Bei chronischen Infektionen können die jährlichen Leistungsverluste für eine Sau zwischen 84 und 115 US Dollar liegen. Die Ursachen liegen hier in der Produktion kleinerer Würfe oder leichterer Ferkel. Des Weiteren benötigt ein Sarcoptes-infiziertes Schwein eine längere Zeit, bis es das Schlachtgewicht erreicht hat (Arends et al. 1990). Bei mit Sarcoptes und Chorioptes infizierten Bullen wurden nicht nur eine Verringerung des Gewichts und eine Herabsetzung der Futterverwertungseffizienz beobachtet, sondern auch der Wert des Tierkadavers, welcher die Haupteinnahmequelle des Eigentümers ist, war vermindert. Die Qualität des Leders war ebenfalls stark beinträchtigt (Rehbein et al. 2003).

1.3 Therapie

Die Skabies-Behandlung beruht im Wesentlichen auf der Anwendung verschiedener topischer Substanzen. Im Falle einer Sarcoptes-Infektion sollten alle Beteiligten, die in näherem Kontakt zu dem jeweiligen Patienten stehen, behandelt werden, und [Seite 17↓]auch Kleidung und Wäsche müssen gewaschen werden (Wendel und Rompalo 2002). Im Folgenden sind nur die wichtigsten Therapeutika der Skabies aufgeführt.

Sowohl Lindan als auch Permethrin sind die weltweit am meisten verwendeten Therapeutika gegen die Sarcoptes-Infektion (Elgart 1996).

Lindan, eine Organochlorverbindung, wurde jahrelang erfolgreich für die Bekämpfung der Skabies verwendet. Bei seiner Einführung bestand, selbst bei einer Applikation von nur sechs Stunden Dauer, eine 98%ige Heilungsrate (McCarthy et al. 2004). Allerdings gibt es in letzter Zeit Hinweise auf die Entwicklung von Resistenzen der Milben gegen Lindan (Boix et al. 1997). Des Weiteren kann es bei einer topischen Anwendung besonders auf beschädigter Haut systemisch absorbiert werden. Von einer Neurotoxizität bei Säuglingen, Kindern und den Patienten, bei denen Lindan großflächig angewendet wurde, wurde berichtet (Übersicht Roos et al. 2001). Wegen der Toxizität wurde Lindan in vielen Ländern vom Markt genommen. Auch in der Veterinärmedizin ist die Anwendung verboten, da die giftigen Komponenten hier in das umgebene Ökosystem gelangen können (Übersicht Roos et al. 2001).

Permethrin, ein synthetisches Pyrethrin, tötet sowohl die Milben als auch die Eier und scheint besser verträglich als andere Therapeutika zu sein (Elgart 1999). Es besitzt eine geringe Toxizität, und der geringe Prozentsatz, der über die Haut absorbiert wird, wird schnell metabolisiert. Eine einzelne Applikation über Nacht zeigte die gleiche Effektivität wie die Anwendung von Lindan (McCarthy et al. 2004).

Benzylbenzoat, ein Ester von Benzoesäure und Benzyl-Alkohol, welcher toxisch auf das Nervensystem der Milben und gleichzeitig aktiv gegen die Eier wirkt (Buffet und Dupin 2003), zeigte, wie auch Lindan und Ivermectin, in vitro eine der höchsten antiskabiotischen Aktivitäten (Walton et al. 2000). Wird es vom Patienten toleriert, besteht eine hervorragende Heilungsrate. Allerdings wirkt Benzylbenzoat stark reizend auf die verletzte Haut und Schleimhäute, was bei der Skabies insbesondere für exkorierte oder ekzematös veränderte Hautzonen beachtet werden muss (Robert- Koch-Institut 2000, Buffet und Dupin 2003, McCarthy et al. 2004). Es kann im Wechsel mit Crotamiton- oder Disulfirammitteln in sonst therapietoleranten Fällen angewandt werden. Die Behandlung muss in der Regel, je nach Symptomatik, ein bis zwei Mal wiederholt werden (Robert-Koch-Institut 2000).

Crotamiton, Crotonamid, wirkt antiparasitisch und gleichzeitig gegen Juckreiz und bakterielle Infektionen. Der Wirkungsmechanismus ist unbekannt. Wegen der [Seite 18↓]geringen Toxizität wird es für die Behandlung der Skabies bei Kindern empfohlen. Tatsächlich scheint es die geringste Effektivität unter den topischen Behandlungssubstanzen zu zeigen (Buffet und Dupin 2003). Allerdings ergab eine Studie eine hohe Wirksamkeit des Crotamitons nach einer verlängerten Applikation an fünf aufeinanderfolgenden Tagen (Tausch 1999).

Zusammenfassend liegt der Behandlungserfolg für Permethrin zwischen 90% und 100% und für Lindan zwischen 84% und 92%. Eine akarizide Effizienz zwischen 60% und 88% wird mit Crotamiton erzielt, während sie zwischen 76% und 100% for Benzoylbenzoat beträgt (Übersicht Roos et al. 2001).

Ivermectin hingegen ist ein Therapeutikum, das sowohl oral als auch subkutan appliziert wird und günstig und effektiv zur Behandlung der Skabies verwendet werden kann (Brooks und Grace 2002). Es handelt sich hierbei um ein makrozyklisches Lakton, das als Breitbandtherapeutikum gegen Nematoden und Arthropoden eingesetzt wird (McCarthy et al. 2004). Ivermectin inhibiert die durch die Gamma-Aminobuttersäure induzierte Neurotransmission (Chosidow 2000). Beim Menschen wird es u.a. zur Behandlung diverser Filarieninfektionen eingesetzt. Eine zweifache orale Applikation bei Skabies-Patienten im Abstand von zwei Wochen hat eine 100%ige Wirkung gezeigt (Elmogy et al. 1999). Eine einfache Injektion des Akarizids führte bei Schweinen zu einer Verminderung, aber keiner vollständigen Beseitigung der Erkrankung (Wallgren und Bornstein 1997). Aktuelle Studien an Bullen zeigten eine gute Effizienz der Milbeneliminierung durch die Injektion von Ivermectin (Rehbein et al. 2003). Eine einmalige adäquate Applikation von Avermectin, ebenfalls ein makrozyklisches Lakton, führte zur Milbenbeseitigung in einer Schweineherde (Jacobson et al. 2000). Bei HIV-Patienten und anderen Patienten, die an der krustösen Form der Skabies litten, wurde gezeigt, dass eine zusätzliche Behandlung mit atopischen Therapeutika notwendig ist (Meinking et al. 1995, Meinking und Elgart 2000). Aktuelle Studien (Currie et al. 2004) ergaben, dass auch gegen das Ivermectin Resistenzen entwickelt worden sind. In Deutschland sind Mittel zur oralen Behandlung der Skabies beim Menschen, wie auch Thiabendazol, nicht zugelassen (Robert-Koch-Institut 2000).


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1.4  Immunologie

1.4.1 Immunreaktive Sarcoptes-Antigene

Als antigenwirksame Komponenten werden Eier und Kot sowie Speicheldrüsensekret und Sekrete aus den Geschlechtsorganen beschrieben (Matthes et al. 1992, Arlian et al. 1994b). Ein Großteil der Antigene gelangt nach dem Absterben der Milben, während der nachfolgenden Zersetzung der Individuen, in den Wirt (Arlian et al. 2000). In Studien an Hunden wurden diverse native Sarcoptes-spezifische Antigene ermittelt, die potenzielle Diagnostik-Kandidaten sein könnten (Arlian et al. 2000). Mittels der Kreuzimmunelektrophorese (CIE) wurden 12 verschiedene Antigene gefunden, die mit dem Serum S. scabiei var. canis-infizierter Kaninchen reagierten. Im Western Blot fand man im Serum von mit S. scabiei var. canis-immunisierten oder -infizierten Kaninchen spezifische Antikörper gegen mehr als 25 Proteine (Übersicht Arlian 1996).

1.4.2 Immunantwort bei einer Sarcoptes-Infektion

Die Sarcoptes Milben leben im Stratum corneum der Haut und ernähren sich nicht von Blut, wie die meisten anderen Ektoparasiten, sondern von Gewebeflüssigkeiten und Zellbestandteilen. Obwohl es sich bei dem Stratum corneum um totes Gewebe handelt, gelangen die Antigene in die tieferen epidermalen und dermalen Hautschichten und induzieren eine humorale, inflammatorische und eine zellvermittelte Immunantwort (Arlian et al. 1994a + b, Arlian et al. 1995). Primäre Infektionen rufen eine Immunität gegen Reinfektionen hervor (Mellanby 1944, Arlian et al. 1994a + b, Arlian et al. 1996b).

Studien zu immunologischen Aspekten einer Sarcoptes-Infektion wurden in der Mehrheit im Hunde- bzw. Kaninchenmodell durchgeführt.

Die Immunantwort des Wirtes auf die Antigene der Sarcoptes-Milben wird als Entwicklung über verschiedene Phasen beschrieben, die allerdings nicht von jedem Patienten durchlaufen werden (Davis und Moon 1990, Übersicht Arlian 1996). Dabei handelt es sich um die Phasen der (1) Induktion, (2) der verzögerten Hypersensitivität (Typ IV), der (3) direkten (Typ I) und verzögerten (Typ IV) Hypersensitivität, der (4) direkten (Typ I) Hypersensitivität sowie der (5) [Seite 20↓]Desensibilisierung. Zusätzlich wird von Arlian (1996) für die Phase (3) eine „späte“ Hypersensitivitätsreaktion beschrieben.

Die Reaktion vom direkten Typ resultiert aus einer Interaktion des Antigens mit IgE-Antikörpern, während dieses bei der Reaktion vom verzögerten Typ (Typ IV) nicht der Fall ist. Das Sarcoptes-Antigen induziert nicht bei allen Skabies-Patienten die IgE-Produktion und IgE-vermittelten Reaktionen (Morgan et al. 1997, Übersicht Arlian 2002, Arlian et al. 2004). Auf Grund dessen sollten nicht atopische Patienten lediglich verzögerte Hypersensitivitätsreaktionen zeigen (Übersicht Arlian 1996).

In der Phase der Induktion treten bei den meisten Patienten, abhängig von der Stärke der Infektion, vier bis acht Wochen lang keine klinischen Symptome auf. Hier könnte das Zytokin IL-6, das in der anfänglichen Phase vermehrt produziert wird, einen herabregulierenden Effekt haben, indem es die Effekte des hochregulierten IL-1 und herunterregulierten IL-1ra (s.u.) überdeckt (Arlian et al. 2003).

In sensibilisierten Wirten erscheinen in der Phase der verzögerten (Typ IV) Hypersensitivität nach 24 bis 28 h klinische Symptome wie Rötungen, Schwellungen und Juckreiz. Hier erfolgt die Antigenpräsentation in den lokalen Lymphknoten. T-Zellaktivierung, Migration der antigenspezifischen T-Zellen zu den Hautläsionen, Interaktionen mit Zytokinen und anderen Zellen finden hier statt, und es erfolgt die Infiltration mit inflammatorischen Zellen. Die zellulären Infiltrate enthalten im Allgemeinen CD4+- und CD8+-Zellen, andere Lymphozyten und inflammatorische Zellen. Die Ablagerung der Immunglobuline und des Komplements erfolgen in dieser Phase (Übersicht Arlian 1996).

Eine wiederholte Antigenpräsentation (Challenge) kann in der Phase der direkten (Typ I) und verzögerten (Typ IV) Hypersensitivität resultieren. Innerhalb von 10 bis 20 min kommt es zu Rötungen und Schwellungen. Die direkte Reaktion ist eine lokale allergische Reaktion, die durch die Bindung des Antigens an die IgE-Antikörper bedingt ist. Diese IgE-Antikörper sind bereits an die in der Dermis vorhandenen Mastzellen gebundenen. Die Phase der direkten Hypersensitivität geht bei sensibilisierten, allergischen Patienten gewöhnlich in die der verzögerten Hypersensitivität (Typ IV) über. Die von Arlian (1996) beschriebene späte Reaktion ist durch gemischte Zellinfiltrationen von Eosinophilen, Neutrophilen und CD4+, nicht aber durch das Vorhandensein von Immunglobulinen und Komplement [Seite 21↓]gekennzeichnet. Die direkte Hypersensitivität (Typ I) kann auch ohne verspätete Reaktionen erfolgen (Übersicht Arlian 1996).

Theoretisch kann eine chronische Sarcoptes-Infektion in einer Desensibilisierung resultieren. Eine Immunität entsteht, und es kommt durch die Blockierung oder Herabregulierung der T-Zellrezeptoren zu keiner Hypersensitivitätsreaktion. Dieses kann in Patienten mit krustöser Skabies auftreten und könnte erklären, aus welchem Grund diese Patienten geringen Juckreiz empfinden, so dass sich die Milbenpopulation extrem ausbreiten kann (Übersicht Arlian 1996).

Die Immunantwort in Hunden, Schweinen und Menschen ist durch gemischte Zellinfiltrationen in den Hautläsionen sowie der Produktion von Antikörpern charakterisiert (Stemmer et al. 1996). Die Zellinfiltrate setzen sich im Wesentlichen aus Neutrophilen, Makrophagen, Plasmazellen und anderen mononukleären Zellen zusammen (Morsy und Gaafar 1989, Arlian et al. 1994a, Arlian et al. 1995).

Untersuchungen an Hautäquivalenten vom Menschen (human skin equivalents, HSE) zeigten, dass die Sarcoptes-Milben die Sekretion der Keratinozyten von IL-1α und IL-1β induzieren (Arlian et al. 1995), womit diese Zellen eine Schlüsselrolle bei der Initiation der inflammatorischen und Immunreaktion auf die Skabies einnehmen könnten. Zu dem gleichen Schluss führten Studien von Arlian et al. (2003), die eine Herabregulierung des IL-1ra, dem kompetetiven Inhibitor von IL-1, durch die Keratinozyten, zeigten. Sowohl die Anhäufung der Langerhanszellen in den skabiösen Läsionen, als auch die Tatsache, dass resistente Wirte eine stärkere Th-1 Antwort als suszeptible zeigten, könnte in der Produktion von IL-1α und IL-1β begründet sein. Die Anhäufung von Neutrophilen und Lymphozyten könnte ebenfalls durch die Freisetzung des IL-1 bedingt sein (Arlian et al. 1995). Spätere Untersuchungen (Arlian et al. 2003) ergaben allerdings keine Induktion von IL-1α und IL-1β, was die Autoren in der Versuchsdurchführung begründeten. Sowohl die Produktion von IFN-γ (Interferon-gamma), einem Makrophagen-stimulierenden Molekül, als auch die von IL-4, einem B-Zell-aktivierenden Zytokin, sind bei mit Sarcoptes-Milben infizierten Mäusen verstärkt (Lalli et al. 2004).

Die Titer der IgM- und IgG-Antikörper sind in Skabies-Patienten erhöht, während der der IgAs erniedrigt ist, und eine IgE-Antwort nicht bei allen Patienten zu beobachten ist (s.o.). C3-Ablagerungen und das Vorhandensein von Antikörpern im Gewebe nahe der Skabies-Läsionen indizieren die Funktion des Komplementsystems [Seite 22↓]während einer Sarcoptes-Infektion, und dass hier der alternative Weg eingeschlagen wird (Übersicht Arlian 1996).

Eine Primärinfektion mit S. scabei hat eine protektive Immunität zu Folge. Die Sarcoptes-Milben induzieren zwar eine starke Antikörperantwort, allerdings ist diese nicht von protektivem Wert (Arlian et al. 1994b). Studien an Kaninchen, die mit Antigen von Dermatophagoides farinae und D. pteronyssinus immunisiert wurden, zeigten, dass in den Mechanismus der Resistenzentwicklung eine Herunterregulierung der Antwort von T-Helferzellen des Typs 2 (Th2) und damit eine reduzierte Antikörperproduktion involviert ist. Gleichzeitig war eine Heraufregulierung der inflammatorisch-zellvermittelten Antwort von Th1-Zellen zu beobachten (Arlian et al. 1995). Andere Untersuchungen an Kaninchen ergaben, dass sich die Zellinfiltrationen in der Milbenumgebung bei resistenten Kaninchen insofern von denen bei suszeptiblen Wirte unterschied, als dass die Infiltration von Neutrophilen, d.h. phagozytischen Zellen, bei einer Reinfektion schneller und höher war (Arlian et al. 1994a). Ähnliches zeigte sich in Untersuchungen an Hunden, bei denen nach einer Reinfektion die Infiltration der mononukleären Zellen, Neutrophilen und Plasmazellen wesentlich schneller und stärker, und die der Mastzellen nur schneller war (Stemmer et al. 1996). Lebendige Sarcoptes-Milben hingegen inhibieren nach einer Immunisierung die Produktion von IFNγ in den Lymphknoten von immunisierten Mäusen (Lalli et al. 2004).

Die protektive Immunität bei immunkompetenten Wirten, die sich in der Reduktion der Milbenbürde äußert, ist also mit einer Zell- und nicht mit einer Antikörper- vermittelten Antwort assoziiert (Arlian et al. 1994a + b, Übersicht Arlian 1996).

1.4.3 Kreuzreaktionen zwischen S. scabiei und anderen Milben

Verschiedene Untersuchungen zeigten immunologische Kreuzreaktionen zwischen den Sarcoptes- und anderen Milben. In Seren von Psoroptes ovis-infizierten Schafen wurden anhand von Immuno-Dot Blots Kreuzreaktionen mit dem Antigen von S. scabiei var. suis, Notoedres cati und Chorioptes bovis detektiert (Matthes et al. 1996). Seren von mit Sarcoptes infizierten Kaninchen erkannten wenigstens sechs Antigene aus dem Gesamtantigen von D. farinae. Umgekehrt reagierten auch die Seren von Kaninchen, die mit Antigen von D. farinae immunisiert wurden, mit dem [Seite 23↓]Antigen von S. scabiei (Arlian et al. 1988). Mittels der Kreuzimmunelektrophorese (CIE) wurden in Seren von Sarcoptes-infizierten Hunden Antikörper gegen diverse Antigene von Hausstaubmilben gefunden (Arlian et al. 1991). Arlian et al. (1995) immunisierten Hunde mit Milbenextrakten von D. pteronyssinus und -farinae und stellten eine protektive Immunität bei den Hunden fest. Morgan et al. (1997) fanden bei Skabies-Patienten neben spezifischen auch kreuzreagierende Antikörper gegen Dermatophagoides-Milben. Die Prävalenz der Sensitivität gegen Hausstaubmilben ist hoch, und diese sind weit verbreitet (Arlian et al. 1992). Auf Grund dessen gestalten sich das Verständnis der Immunantwort auf die Sarcoptes-Infektion sowie die Etablierung einer Serodiagnostik schwierig (Übersicht Arlian 1996, Arlian et al. 2000).

1.5 Diagnostik von Sarcoptes-Infektionen

1.5.1 Konvenzionelle Diagnostik

Eine Sarcoptes-Infektion ist im Allgemeinen bei immunkompetenten Patienten durch das Auftreten geringer Milbenanzahlen und die unterschiedlichen dermalen Manifestationen gekennzeichnet. Daher ist es oft schwierig, einen direkten Milbennachweis zu erbringen (Arlian et al. 2004). Bei der Entnahme von Hautgeschabseln wird die Epidermis mittels eines Skalpells oder eines scharfen Löffels bis zum Austritt von Kapillarblut abgetragen. Diese Hautgeschabsel werden dann mikroskopisch auf Milben oder Eier untersucht. Studien am Schwein zeigten eine höhere Sensitivität dieser Methode, wenn die Hautgeschabsel vor der mikroskopischen Untersuchung in 10% Kaliumhydroxid verdaut und anschließend einer Sucroseflotation unterzogen wurden (Gutiérrez et al. 1996, Alonso de Vega et al. 1998). Nach Smets und Vercruysse (2000) detektiert diese Methode auch tote Milben, so dass Schwierigkeiten bei der Diagnose einer aktuellen Infektion auftreten können. Der direkte Nachweis ist die einzige diagnostische Methode mit einer 100%igen Spezifität, allerdings ist hier die Sensitivität gering (Kessler et al. 2003).

Der sog. „Dermatitis Score“ beschreibt das Auftreten einer erythematösen papulären Dermatitis und erwies sich in Studien an Schweinen als adäquate Diagnosemethode der Räude. Die Ermittlung des Kratzindexes hingegen, bei dem die Frequenz des [Seite 24↓]Scheuerns des Wirtes ermittelt wird, erwies sich als unbrauchbar (Smets und Vercruysse 2000).

Eine andere herkömmliche Methode der Sarcoptes-Diagnose ist der Nachweis der von den Milben angelegten Bohrgänge beim Menschen. Diese können durch das Auftragen von Tinte auf die Haut und anschließendes oberflächliches Entfernen mit Alkohol sichtbar gemacht werden. Ausgehend von einer Papel, die durch das Durchstoßen der Haut von Nymphenstadien entsteht, werden dann die gefärbten Milbengänge sichtbar (Übersicht Burgess 1994).

1.5.2 Nachweis von Sarcoptes-DNA

Bezold et al. (2001) amplifizierten mittels der Polymerasekettenreaktion (PCR) hochkonservierte Regionen einer Mikrosatelliten-DNA von S. scabiei aus den Hautschuppen einer Patientin, die atypische Skabies-Symptome aufwies und bei der mikroskopisch keine Milben nachgewiesen werden konnten. Nach einer Behandlung der Patientin war die DNA nicht mehr nachweisbar, was die Autoren zu der Folgerung veranlasste, dass die PCR ein adäquates Mittel zur Detektion bisher unerkannter Skabies-Infektionen eingesetzt werden könnte.

1.5.3 Serodiagnostik

Es existieren einige kommerzielle Tests, mit Hilfe derer die Serodiagnostik einer Sarcoptes-Infektion beim Schwein und beim Hund möglich ist. Diese Tests basieren ausnahmslos auf dem Gebrauch von Gesamtantigen verschiedener Sarcoptes-Varietäten. Der Nachteil dieser Systeme liegt besonders in der Notwendigkeit, die Milben für den Gewinn von Antigen auf geeigneten Wirten zu halten und von diesen zu isolieren.

Untersuchungen mit Schweinen ergaben für einen Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA) mit Antigen von S. scabiei var. vulpes eine 98%ige Spezifität (Hollanders et al. 1997). Die Sensitivität lag für Ferkel mit 80% am höchsten. Für die Läufer betrug der Wert 78% während er für Sauen lediglich bei 50% lag. Bornstein und Wallgren (1997) ermittelten, ebenfalls unter Verwendung von Gesamtantigen von S. scabiei var. vulpes im ELISAmit Schweineseren, eine Sensitivität von 87.5% [Seite 25↓]und eine Spezifität von 99.5%, wenn die klinische Diagnose als Goldstandard eingesetzt wurde. Wurde das Ergebnis einer Hautgeschabseluntersuchung als Goldstandard verwendet, stieg die Sensitivität auf 100%, die Spezifität sank allerdings auf 32.8%. Auch bei Smets und Vercruysse (2000) trat keine positive Korrelation zwischen serologischen Ergebnissen und denen des direkten Milbennachweises auf. Die Autoren, wie auch Hollanders et al. (1997), wiesen darauf hin, dass der serologische Räude-Nachweis bei Tieren, die jünger als sieben bzw. acht Wochen sind, falsch positive Ergebnisse auf Grund der Persistenz von maternalen Antikörpern ergeben kann. Falsch positive Ergebnisse können ebenfalls in der Detektion von Antikörpern, die auch neun bis zwölf Monate nach einer Behandlung chronisch infizierter Tiere vorhanden sein können, begründet sein (Smets und Vercruysse 2000). Ein Vergleich verschiedener kommerziell erhältlicher ELISAs (Kessler et al. 2003) zur Detektion von Antikörpern gegen Sarcoptes-Milben beim Schwein und andere Untersuchungen (van der Heijden et al. 2000, Löwenstein et al. 2004) zeigten, dass die Detektion von Antikörpern abhängig von der Wahl des jeweiligen Tests ist. Curtis (2001) kam zu dem Schluss, dass serologische Untersuchungen die herkömmlichen Untersuchungsmethoden wie die Entnahme von Hautgeschabseln nicht ersetzen können, sondern bei negativen Befunden als Methode hinzugezogen werden sollten. Andere serologische Studien an Hunden erwiesen den ELISA als nützliches Diagnosemittel (Lower et al. 2001), das spezifischer als die Aufnahme von Hautläsionen oder des Kratzindizes ist (Jacobson et al. 1999).

1.6 Serodiagnostik von Parasiten unter Verwendung rekombinanter Antigene

Es wurden diverse Parasitenantigene rekombinant exprimiert, mit Hilfe derer eine Serodiagnose der jeweiligen Parasitose optimiert wurde. Verschiedene Autoren haben rekombinante Antigene mit hoher Sensitivität und Spezifität im ELISA getestet, um Infektionen durch verschiedene Protozoen zu detektieren (Katende et al. 1998, Kimbita et al. 2001, Salotra et al. 2002, Meira et al. 2002, Chahan et al. 2003, Kim et al. 2004). Auch Helmintheninfektionen, sowohl von Parasiten der inneren Organe (Schnieder 1992, Ramachandran et al. 1997, Cornelissen et al. 2001, Virginio et al. [Seite 26↓]2003, Nagano et al. 2004) als auch von Filarien (Bradley et al. 1991, Lucius et al. 1992, Nde et al. 2002, Klion et al. 2003) wurden mit Hilfe von rekombinanten Antigenen spezifisch detektiert.

Bei Psoroptes ovis ist ein Homolog einer Cystein-Protease rekombinant exprimiert worden, das immundominant ist (Lee et al. 2002), allerdings sind keine Studien hinsichtlich einer Serodiagnostik unternommen worden. Weitere Berichte über die Serodiagnose von Ektoparasiten anhand rekombinanter Antigene liegen nicht vor.

Dahingegen sind von diversen freilebenden Milben rekombinante Antigene, wie das Blo t 5 von Blomia tropicalis oder das Der p 5 von D. pteronyssinus, exprimiert und in Pilotstudien erfolgreich zur Serodiagnose von Allergien eingesetzt worden (Übersicht Chapman et al. 2000).


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1.7  Molekularbiologische Studien mit S. scabiei

Bis zu dem heutigen Zeitpunkt ist kein System entwickelt worden, mittels dessen die Sarcoptes-Milben in vitro gehalten werden können, so dass die Parasiten von dem betreffenden Wirt isoliert werden müssen. Wegen der geringen Größe und der im Allgemeinen geringen Anzahlen der Milben ist es schwierig, geeignete Mengen Parasitenmaterial zu erhalten (Fischer et al. 2003). Molekulare Interaktionen zwischen dem Parasiten und seinem Wirt sind aus diesem Grund bis in die jüngste Vergangenheit weitestgehend unbekannt geblieben (Ljunggren et al. 2003, Harumal et al. 2003). Zum heutigen Zeitpunkt wird in der Literatur über die Existenz zweier cDNA-Bibliotheken von S. scabiei berichtet (Mattson et al. 2000, Fischer et al. 2003), und es wurde eine Datenbank von mehr als 1000 expressed sequence tag (EST)- Sequenzen erstellt. Mittels dieser Informationen können Gene, die als Kandidaten für weitere Studien gelten, ermittelt werden (Ljunggren et al. 2003). Auf Grund der besseren Verfügbarkeit von Hausstaubmilben sind auf diesem Gebiet die Erkenntnisse aus molekularbiologischer Sicht weitaus fortgeschrittener als auf dem Gebiet der Sarcoptes-Milben. Auf der Basis dieser Ergebnisse haben verschiedene Arbeitsgruppen Sarcoptes-Homologe zu Hausstaubmilbenallergenen identifiziert, und diese teilweise kloniert und exprimiert (Fischer et al. 2003, Holt et al. 2003, Holt et al. 2004).

Auch immunreaktive Antigene und Fragmente sind isoliert, kloniert und exprimiert worden (Mattsson et al. 2000, Harumal et al. 2003). Diese zeigten aber bisher auf Grund von Kreuzreaktionen keinen Wert für die Serodiagnostik (Harumal et al. 2003).


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1.8  Ziel dieser Arbeit

Ein diagnostisches Mittel, bei dem rekombinantes Antigen anstelle des Gesamtantigens von Sarcoptes-Milben verwendet wird, könnte die kommerziell erhältlichen ELISAs kostengünstig ersetzen. Der Einsatz hochspezifischer Antigene bedeutete außerdem die Reduktion falsch positiver Diagnosen, die z. Z. auf Grund von Kreuzreaktionen mit Hausstaubmilbenantigen ein Problem in der Serodiagnostik von Sarcoptes-Infektionen darstellen.

In dieser Arbeit sollten immunreaktive Antigene von S. scabiei identifiziert und auf ihr diagnostisches Potenzial in der Serodiagnostik der Skabies beim Menschen untersucht werden. Zu diesem Zweck sollte zunächst ein geeignetes Expressionssystem für die rekombinanten Antigene ermittelt werden, in dem diese von Patientenseren erkannt werden. Anschließend sollte eine Expressions-Genbank von S. scabiei var. suis angelegt werden. Es war die Isolierung von 60 immunreaktiven Klonen vorgesehen, die mittels immunologischer Durchmusterung der Genbank unter Verwendung von Patientenseren identifiziert werden sollten. In vergleichenden Untersuchungen sollten diese Antigene auf ihre Spezifität und Sensitivität getestet werden. Sarcoptes-spezifische Antigene sollten in geeignete Expressionssysteme kloniert, heterolog exprimiert und die Proteine aufgereinigt werden, um in vergleichenden Studien im ELISA auf ihre Sensitivität getestet werden zu können. Es sollten die Voraussetzungen für die Entwicklung eines ELISAs mit hoher Spezifität und Sensitivität geschaffen werden, der herkömmliche Methoden zur Diagnostik von Skabies-Infektionen beim Menschen ersetzt. Zusätzliche Studien mit Seren von Schweinen sollten zeigen, ob die identifizierten Antigene auch für die Diagnose der Räude beim Schwein verwendet werden können.


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06.06.2005