Borrelia

Borrelia burgdorferi należy do rodziny Spirochaetacea w obrębie rzędu Spirochaetales. Jest to bakteria chorobotwórcza, będąca krętkiem (długość 15–20 μm, grubość 0,2–0,3 μm), którego komórka jest śrubowato skręcona oraz posiada rzęski umieszczone w przestrzeni peryplazmatycznej, które umożliwiają poruszanie się komórki do przodu ruchem śrubowym. Tego typu komórki najlepiej poruszają się w lepkim środowisku jak np. mucyna wyścielająca przewód pokarmowy. Krętki mają także zdolność przewiercania się poprzez komórki ssaków lub pomiędzy nimi. Szczególny sposób poruszania się bakterii borrelii umożliwia przenoszenie się jej z krwiobiegu do tkanek [1].

 

Nietypową cechą Borrelia burgdorferi jest to, że nie potrzebuje żelaza do życia, a zamiast tego w dużych ilościach potrzebuje manganu. Co istotne jednym z mechanizmów obronnych przed patogenami jest produkcja przez wątrobę hormonu hepcydyny, który ma za zadanie hamowanie absorpcji żelaza w jelitach oraz zmniejszenie dostawania się go do krwiobiegu. Dzięki takiemu mechanizmowi większość mikroorganizmów chorobotwórczych ma niewystarczającą ilość tego pierwiastka do przeżycia. Zatem borrelia stworzyła sobie większe możliwości przetrwania dzięki uniezależnieniu się od żelaza [3].

Naturalnym i głównym rezerwuarem borrelii są małe gryzonie lub ptaki (na tych zwierzętach żeruje stadium larwy kleszcza). Ważnym aspektem przenoszenia się Borrelia burgdorferi są jelenie, które nie są zakażane tą bakterią, ale gospodarzem dla dorosłych form kleszczy. Krętek dostaje się do jelita kleszcza, a stamtąd przez układ krwionośny przemieszcza się do innych tkanek czy organów, m.in. ślinianek. Następnie taki zainfekowany kleszcz staje się wektorem, który podczas ukąszenia przenosi za pomocą śliny czy wymiocin, krętka borrelia na człowieka [1], [3].

Bakteria Borrelia burgdorferi wywołuje ogólnoustrojową chorobą odzwierzęcą boreliozę (krętkowicę kleszczową). Borelioza jest też często nazywana chorobą z Lyme, gdyż właśnie w miejscowości Lyme w stanie Connecticut w USA pierwszy raz ją zidentyfikowano (1975r.). Borelioza z Lyme jest chorobą przewlekłą, układową obejmującą objawy skórne (rumień wędrujący), mięśniowo-szkieletowe, stawowe, kardiologiczne czy neurologiczne.

Wyróżnia się różne postacie kliniczne boreliozy takie jak:

• rumień wędrujący (erythema migrans) – objaw ten pojawia się w ciągu 3-30 dni od zakażenia. Widoczny jest jako plamka lub grudka, która powiększa się obwodowo w szybkim tempie, często ma przejaśnienie w środku [4]. Skóra nad rumieniem jest zazwyczaj napięta, najczęściej jest niebolesny oraz wyraźnie ucieplony. Rumień zwykle występuje na kończynach górnych i dolnych, rzadziej w innych miejscach. Zmianie skórnej mogą też towarzyszyć objawy grypopodobne. U około 70% zakażonych rumień nie występuje [2].
  

• pseudochłoniak boreliozowy (borrelial lymphoma) – to rzadka postać boreliozy występująca głównie w Europie. Objawia się w postaci pojedynczego, niebolesnego guzka o barwie sinoczerwonej zlokalizowanego na płatku ucha, małżowinie usznej, brodawce sutkowej lub mosznie. Zmiana ta występuje u około 2% chorych w ciągu 2 miesięcy od zakażenia [4].

• zapalenie mięśnia sercowego (Lyme carditis) – ta postać kliniczna boreliozy występuje około 21. dnia od zakażenia, ale okres ten może wahać się od 1 tygodnia do 7 miesięcy. Mężczyźni chorują częściej niż kobiety. W tej postaci klinicznej zakażenia krętkiem występuje zaburzenie przewodnictwa przedsionkowo-komorowego, rzadziej może dochodzić zapalenia mięśnia sercowego, osierdzia, łagodnej niewydolności mięśnia sercowego, przewlekłej zastoinowej kardiomiopatii [4].

• zapalenie stawów (Lyme arthritis) – jest częstym objawem boreliozy. Występuje zarówno we wczesnym stadium zakażenia B. burgdorferi jak i późnym stadium. Zapalenie dotyczy najczęściej stawów kolanowych, ramienno-barkowych, łokciowych, nadgarstkowych, biodrowych, skokowych, bardzo rzadko zajmuje skroniowo-żuchwowe i drobne stawy rąk i stóp. Zwykle występuje obrzęk i wzmożone ucieplenie w miejscach objętych procesem zapalnym [4].

  

• neuroborelioza (neuroborreliosis) – jest najczęstszą postacią rozsianego zakażenia krętkiem Borrelia burgdorferi w Europie. Dotyczy zarówno ośrodkowego jak i obwodowego układu nerwowego. We wczesnym stadium rozsianym może przebiegać w postaci porażenia nerwów czaszkowych, najczęściej nerwu twarzowego, którym towarzyszyć mogą zmiany zapalne w płynie mózgowo-rdzeniowym. Porażenie innych nerwów czaszkowych występuje rzadko, np. nerwu odwodzącego czy nerwów węchowych. Do innych postaci neuroboreliozy zaliczane jest porażenie korzeni nerwowych lub pojedynczych nerwów obwodowych, zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych, zapalenie mózgu i rdzenia kręgowego. Z kolei w stadium późnym neuroborelioza może przebiegać w postaci zapalenia mózgu i rdzenia kręgowego o powolnym, postępującym przebiegu z zajęciem istoty białej. Neuroborelioza może przypominać stwardnienie rozsiane (SM). Ponadto neuroborelioza może przebiegać pod postacią obwodowej neuropatii charakteryzującej się zaburzeniami czucia, parestezjami, bólami korzeniowymi, również niedowładami [4].

• przewlekłe zanikowe zapalenie skóry (Acrodermatitis chronica atrophicans) – jest to zmiana skórna barwy czerwonej lub sinoczerwonej występująca najczęściej na dystalnych częściach kończyn, która pojawia się zwykle kilka lub kilkanaście lat po zakażeniu (średnio po 10 latach). Ta przewlekła postać choroby występuje częściej w Europie, w osób w starszym wieku, częściej u kobiet. Zmiany skórne mogą pojawiać się także na twarzy i tułowiu, może im towarzyszyć polineuropatia objawiająca się świądem, bólami i parestezjami. Ponadto u dzieci i dorosłych późne stadium boreliozy przebiega podobnie, jednak u dzieci rzadziej występuje przewlekłe zanikowe zapalenie skóry i zajęcie OUN. U dzieci najczęściej występuje epizodyczne lub przewlekłe zapalenia stawów [4].

W Polsce według danych Narodowego Instytut Zdrowia Publicznego – Państwowego Zakładu Higieny liczba zachorowań na boreliozę systematycznie wzrasta – w 2012 roku zarejestrowano 8794 zachorowania (zapadalność 22,8/100 000), a w 2013 roku 12 763 zachorowania (zapadalność 33,12/100 000). Najwyższą zapadalność w 2012 roku zarejestrowano w województwach podlaskim (81,4/100 000) i warmińsko-mazurskim (47,9/100 000) [4].

Najnowsze raporty informują o wzroście liczby przypadków boreliozy w różnych regionach Polski. Obecność krętka borrelii wykryto także w takich owadach jak muchy, muchy końskie, muchy jeleni, pchły czy komary.

	Liczba próbek		Rozpowszechnienie
	Zebrane	Zainfekowane	%
Kleszcze	215	38	17,7
nimfy	193	30	15,5
dorosłe	22	8	36,4
Komary	947	8	0,8

Tab. Częstość występowania zakażenia kleszczy Ixodes ricinus i komarów z rodzaju Aedes, krętkami Borrelia burgdorferi w obszarze badań w latach 2000 i 2001 [5].

Źródło:

[1] Abigail A. Salyers, Dixie D. Whitt, Mikrobiologia, Różnorodność, chorobotwórczość i środowisko, 2012, s. 57)
[2] Dziubek Zdzisław, Choroby zakaźne i pasożytnicze, PZWL, wyd. IV, 2012, s.209-2123.
[3] Kociołek Barbara, Poszukiwana: Borrelia burgdorferi
[4] Pancewicz A. Sławomir, Borelioza z Lyme – zasady rozpoznawania i leczenia, Pediatr Med, 2014, rodz Vol 10, Numer 2, p. 163–173)
[5] Kosik-Bogacka D., Kuźna-Grygiel D., Bukowska K., „THE PREVALENCE OF SPIROCHETE BORRELIA BURGDORFERI SENSU LATO IN TICKS IXODES RICINUS AND MOSQUITOES AËDES SPP. WITHIN A SELECTED RECREATIONAL AREA IN THE CITY OF SZCZECIN” 

Krętek Borrelii jest jednym z największych krętków, a jego długość odpowiada grubości włosa ludzkiego. Borrelia burgdorferi jest wyjątkowo ruchliwą bakterią, a dzięki własnemu napędowi wyjątkowo dobrze porusza się zarówno we krwi jak i w tkankach. Napęd ten stanowi zespół wewnętrznych sprzężonych ze sobą wici, biegnących przez całą długość bakterii. Tak jak inne bakterie z rodzaju Borrelia, Borrelia burgdorferi ma potrójną ścianę komórkową, która pozwala jej na utrzymanie spiralnego kształtu. Różni się od innych gatunków tym, że ma na powierzchni osłonkę z proteoglikanów, która otacza całą bakterię. Ta osłonka nazywana też śluzową lub osłonką S działa niczym zbroja chroniąca i skrywająca bakterie przed układem odpornościowym.

Borrelia różni się od innych bakterii także układem DNA. Większość bakterii ma wyraźne chromosomy pływające w cytoplazmie. Kiedy bakteria zaczyna się dzielić, najpierw na środku wytwarza nową ścianę komórkową, a następnie rozpoczyna podział: nowe chromosomy powielają się, tworząc nową komórkę. Jednak materiał genetyczny w Borrelia burgdorferi rozmieszczony jest zupełnie inaczej: jest ułożony wzdłuż wewnętrznej ściany błony komórkowej. Przypomina więc siatkę podklejoną tuż pod „skórą” bakterii. Nauka nie ma jeszcze pojęcia, w jaki sposób Borrelia zarządza swoim materiałem genetycznym w trakcie podziału. DNA bakterii jest jednorodnie wklejone wewnątrz błony zewnętrznej niczym nylonowa pończocha.
Inną cechą charakterystyczną Borrelii są pęcherzyki (blebs) . Bakteria ta powiela specjalne geny i umieszcza je w ścianie komórkowej, następnie ten odcinek ściany ulega egzocytozie i zostaje wysłany w głąb ludzkiego organizmu. Nie wiadomo, dlaczego się tak dzieje, ale wiadomo, że pęcherzyki te bardzo drażnią układ odpornościowy. Dr Claude Garon z Laboratorium Rocky Mountain wykazał istnienie bardzo precyzyjnego mechanizmu, który reguluje proporcje różnych typów pęcherzyków, rozsiewanych przez bakterię. U innych bakterii fakt pojawienie się pęcherzyków często oznacza, że może się ona dzielić swoim materiałem genetycznym z innymi. Nie wiadomo, czy jest tak w rodzaju Borrelia. Istnieją badania opisujące ziarnistą formę Borrelii, która rozrasta się do dorosłej formy krętka i dalej może się już normalnie rozmnażać przez podział. Formy granulowate są tak małe, że dopiero za pomocą mikrofiltrów można je oddzielić od postaci dorosłych. Badania tej formy przetrwalnikowej nadal trwają.
Podział Borrelia burgdorferi jest bardzo powolny. Inne patogeny, takie jak gronkowce czy paciorkowce, do podwojenia się potrzebują zaledwie 20 minut, podczas gdy Borrelia burgdorferi potrzebuje na to aż 12-24 godzin. Ponieważ wiele antybiotyków działa przez uszkadzanie ściany komórkowej, mogą one niszczyć bakterie tylko wtedy, gdy te zaczynają się dzielić i tworzą nową ścianę komórkową. Kiedy bakteria znajduje się między podziałami (w stanie uśpienia), żaden antybiotyk na nią nie zadziała. Dopiero gdy antybiotyk zostanie wchłonięty i wejdzie do procesu metabolicznego bakterii, spowoduje zatrzymanie tego procesu i jej zniszczenie.
Bakteria Borrelia posiada zdolność do polimorfizmu, czyli zmiany tożsamości strukturalnej. Podczas podziału bakteria ma możliwość zmiany struktury ściany komórkowej i antygenów powierzchniowych, utrudniając rozpoznanie przez system odpornościowy. Krętek Borrelii ma cały ciąg antygenów powierzchniowych, z których może wybierać, które chce ujawnić. Dotychczas zidentyfikowano ponad dwadzieścia gatunków bakterii Borrelii gorączki powrotnej. Obecnie dostrzega się podobną różnorodność w rodzinie krętków boreliozy. Polimorfizm utrudnia rozpoznanie i identyfikację, tak jakby przestępca zakładał coraz inną maskę za każdym razem, gdy popełni przestępstwo. Jeżeli nawet istnieją 4 główne genotypy krętków borrelii: Borrelia burgdorferi, afzellii, garinii i lonstarrii, to w obrębie trzech pierwszych istnieją setki szczepów. Są one bardzo polimorficzne, ponieważ mają genetycznie wbudowany mechanizm zmiany antygenów. To znaczy, że chociaż układ immunologiczny rozpoznaje bakterię i stara się ją zabić, to ona zmienia strój, oszukując system odpornościowy i żyje sobie dalej. Wkrótce bakteria znajduje bezpieczniejsze miejsca w organizmie, ukrywa się jeszcze lepiej i w końcu układ immunologiczny przestaje jej szukać. Innym aspektem polimorfizmu jest fakt, że zmiana komórkowa może okazać się groźna dla innych komórek. Na przykład, kiedy bakterię B. burgdorferi wprowadzono do krwiobiegu myszy, od razu powędrowała do mózgu. Jednak bakteria, która potem opuszczała mózg, była lepiej przystosowana do życia w tkankach mózgowych i już nie była niszczona przez przeciwciała krwi. Polimorfizm stanowi bardzo sprytną sztuczkę przetrwania, tłumacząc powody licznych objawów.
Krętki bez ścian komórkowych (określających kształt bakterii) mają tylko cienką elastyczną błonę, która utrzymuje strukturę komórki. Kiedy bakteria wyłącza geny tworzące ścianę komórkową, wtedy zmienia kształt ze spirali w kulę. Takie kuliste formy znane są jako formy L lub formy bez ściany komórkowej. Zaobserwowano jak forma L może przyjąć klasyczną formę krętka, wręcz krętka wypychanego przez błonę komórkową na zewnątrz formy L. Bakteria ta może przeobrażać się z krętka w formę L i z powrotem nawet bez typowego połowicznego podziału komórki. Połowiczne rozszczepienie zaczyna się, gdy komórka dzieli na pół ścianę komórkową, tworząc identyczną komórkę potomną (klon). Jednak podczas rozmnażania form L nie zawsze powstają identyczne klony. Forma, jaką wybierze bakteria, w dużej mierze zależy od otaczających ją warunków fizycznych. W jednych tkankach woli przybierać formę klasyczną, podczas gdy w innych – formę bez ściany komórkowej.
Podsumowując w odpowiedzi na stres środowiskowy ruchliwe formy spiralne przeobrażają się w cysty (forma L, bakteria pozbawiona ściany komórkowej, która przybiera formę sferyczną), ukrywając materiał genetyczny w oczekiwaniu na powrót sprzyjających warunków. Proces ten jest odwracalny, zarówno w warunkach in vitro, jak in vivo. Z chwilą powstania cyst znikają specyficzne antygeny, które były dotychczas rozpoznawane przez układ immunologiczny, co prowadzi do zahamowania produkcji przeciwciał. Spadek poziomu przeciwciał lub ich brak sprzyja odtworzeniu spiralnej formy krętka z cysty. Borrelia może wytwarzać również formy b l e b s , które zawierają głównie lipoproteiny OspA, OspB, OspD i niskocząsteczkową lipoproteinę o masie od 6 do 10 kDa, które są silnymi induktorami reakcji zapalnych. Obecność tych pęcherzyków pozakomórkowych z czynnymi biologicznie lipopeptydami w zajętych tkankach może przyczyniać się do utrzymywania się stanu zapalnego nawet wówczas, gdy nieobecne są zdolne do namnażania bakterie.

Źródło:

1. Grier Thomas M.,” The Complexities of Lyme Disease”, A Microbiology Tutorial, Lyme Disease Survival Manual 2000, tłumaczenie: artur737 & zgoorek dla internetowego forum Borelioza.
2. Witecka-Knysz Elżbieta, Klimczak Małgorzata Lakwa Karol, Joanna Żajkowska, Pancewicz Sławomir, Kondrusik Maciej, Grzegorczuk Sambor, Świerzbińska Renata, Hermanowska-Szpakowicz Teresa, „Borelioza: dlaczego diagnostyka jest tak trudna?” Diagnosta Laboratoryjny Kwiecień 2007.

TESTY NA BORELIOZĘ

Większość testów na boreliozę jest oparta na zdolności organizmu do wytwarzania przeciwciał przeciw atakującym bakteriom. Jednak pojawia się problem kiedy występuje otoczka śluzowa S, która osłania bakterie, a antygeny powierzchniowe nie są dostępne, mogą także pojawiać się blokujące przeciwciała (skierowane przeciwko innym przeciwciałom). Problem testów występuje wtedy, gdy bakterie znajdują się wewnątrz komórek przez co mogą tłumić reakcję immunologiczna cytokinami. Bakterie mogą również modyfikować swoje antygeny, aby zmylić układ immunologiczny oraz przebrać się w błonę komórkową zniszczonych białych krwinek, ponadto mogą ukryć się głęboko w stawach, ścięgnach, białych krwinkach, skórze, mózgu, a nawet potrafią zrzucić ścianę komórkową i stać się niewidzialne dla układu immunologicznego. Wystarczy, że choć jeden krętek przeżyje leczenie, aby być sprawcą nawrotu choroby. Kolejnym problemem jest to, że testy wykrywające przeciwciała wymagają obecności przeciwciała, które nie jest związane z antygenem. Nie można wykryć przeciwciała, które jest już połączone już z antygenem, gdyż tworzą związek immunologiczny antygen-przeciwciało. Ponadto wzrost ilości antygenu powoduje zmniejszenie ilości przeciwciał, gdyż antygen je wyłapuje i stale wiąże. Wolne przeciwciała są wykrywane testami na boreliozę (ELISA, Western Blot), jednak zespoły immunologiczne pozostają poza zakresem tych testów. Może być tak, że osoby mające najniższe miana przeciwciał lub nawet mające ujemne testy, mogą mieć najwyższe obciążenie bakteriami.

Wyróżnić można następujące testy na boreliozę:

ELISA (Enzyme Linked Immune Sera Assay) – najbardziej popularny, a zarazem najmniej charakterystyczny; często identyczne próbki dają różne wyniki; na podstawie badań Amerykańskiego Wydziału Patologii, gdzie testowano 516 laboratoriów, liczba błędnych wyników sięgała 55%, niestety środowisko medyczne polega na tych właśnie testach, wierząc, że są one w 100% pewne;

Western Blot – sporządza mapę różnych przeciwciał wytwarzanych przez organizm przeciwko krętkowi; mapa przedstawia przeciwciała według wielkości i wagi (wyrażonej w kDa – kilodaltonach), każdy prążek odpowiada za reakcje przeciwciała na specyficzne białko krętka, np. prążek 31 kDa reprezentuje białko OSP-A, które jest specyficzne dla Borrelii; problemem w tym badaniu jest brak najważniejszych prążków – 22, 25, 31 i 34; wiele laboratoriów przestało podawać szczegóły o prążkach, a podawano tylko informacje czy test wyszedł dodatnio czy ujemnie; wyniki fałszywie dodatnie w tym teście są bardzo rzadkie.

PCR i rt PCR (PCR Real Time) – to testy wykrywające obecność materiału genetycznego (DNA) bakterii we krwi, moczu, płynie stawowym (szansa na dodatni wynik jest największa) i płynie mózgowo-rdzeniowym; test PCR polega na wybiórczym powieleniu fragmentu DNA bakterii i charakteryzuje się wysoką czułością; za dokładniejszą uznaje się metodę badania rt PCR, która umożliwia wykrycie już pojedynczych komórek bakterii we krwi, dzięki zastosowaniu w reakcji amplifikacji sond fluorescencyjnych; test PCR jest jednak metodą jakościową, a nie ilościową, czyli na jego podstawie można określić obecność bakterii we krwi, a nie można jednak określić jaki jest poziom infekcji; wynik pozytywny testu nie jest kwestionowany; jeśli jednak wynik wyszedł ujemny, wcale nie musi to oznaczać braku infekcji i zaleca się powtórzenie badania; problem jest w tym, że test ten wykrywa obecność bakterii tylko we krwi, moczu, gdzie bakteria borrelii faktycznie rzadko przebywa, gdyż łatwo wnika w inne tkanki; u większości osób chorych daje wyniki negatywne;

Test LTT (test transformacji blastycznej limfocytów) – polega na badaniu odpowiedzi limfocytów na antygeny krętkowe in vitro (w warunkach hodowli); jeżeli pobrany od pacjenta limfocyt miał wcześniej kontakt z krętkiem lub jego antygenami, w trakcie badania wbudowuje w swoje struktury znacznik izotopowy, co prowadzi do uzyskania pozytywnego wyniku; przed wykonaniem badania LTT nie należy zażywać antybiotyków przez okres min. 6 tygodni; należy jednak wziąć pod uwagę, że dodatni wynik LTT jest bardzo podejrzany, jednak nie dowodzi (taki dowód można uzyskać tylko przez bezpośrednie wykrycie bakterii) istnienia aktywnej choroby; warunkiem wysokiej wartości diagnostycznej testu LTT jest zagwarantowanie przez laboratorium, które wykonuje to badanie, wysokiej czułości i specyficzności tego testu; test LTT-borelioza jest znacząco dodatni już we wczesnym stadium infekcji (rumień wędrujący) i z reguły po 4-6 tygodniach po udanej terapii staje się negatywny lub znacząco niższy;

Test LUAT – umożliwia wykrycie antygenów białkowych krętków boreliozy wydalanych z moczem; test ten może być przeprowadzony podczas próbnej antybiotykoterapii (prowokacji antybiotykowej) lub w trakcie planowego leczenia boreliozy antybiotykami bakteriobójczymi (np. pochodnymi penicyliny lub cefalosporyn) oraz lekami powodującymi rozpad „cyst” bakteryjnych (tinidazol/metronidazol).
Mocz do badania LUAT pobierany jest zazwyczaj w 2, 4 i 6 dniu prowokacji (pierwsza, poranna próbka moczu) lub jeśli badanie jest przeprowadzane jako kontrola pod koniec leczenia – w dowolnym momencie antybiotykoterapii.

Testy ELISA i Western blot można wykonywać najwcześniej po czterech – sześciu tygodniach od ukąszenia przez kleszcza, gdyż organizm wcześniej nie zdąży jeszcze wytworzyć przeciwciał, natomiast test PCR można robić od razu po ukąszeniu. Niestety testy te nie nadają się do monitorowania leczenia boreliozy, a jedynie do wykrycia, czy ktoś jest chory czy nie. Jeśli po podaniu antybiotyków wyniki testów są dobre, to wcale nie oznacza wyleczenie pacjenta.

Źródło:
1. Grier Thomas M., „Zawiłości boreliozy”; tłumaczenie: artur737&zgoorek dla internetowego forum Borelioza; Lyme Disease Survival Manual 2000;
2. Wywiad z Sławomirem Dukaczeskim, prezesem Stowarzyszenia Chorych na Boreliozę, „Każda borelioza jest inna”;
3. Borelia.pl
4. „ Diagnostyka i leczenie boreliozy z Lyme” Przetłumaczono na język polski na zlecenie Fundacji „BARTEK” na Rzecz Osób z Boreliozą i Innymi Chorobami Odkleszczowymi (http://www.fundacja-bartek.pl/)przez Pawła Hajto, Zuzannę Wojtecką i Katarzynę Sowińską za pozwoleniem właściciela praw autorskich do pierwotnego wydania niemieckiego: „Deutsche Borreliose-Gessellschaft e.V.” Korekta merytoryczna: dr n. med. Edyta Gałęziowska, Copyright der deutschen Originalausgabe: Deutsche Borreliose-Gesellschaft e.V