Plasmodium falciparum – Ringformen (CDC)
Das Thema Mücken, Plasmodium und Malaria gab es bereits im Blog (hier), aber zum Thema gibt es noch viel mehr zu sagen. Und damit ist das Thema Mücken und ihre Krankheiten noch lange nicht am Ende. Nicht umsonst gehören sie (einige Arten, nicht alle) zu den tödlichsten Tieren der Welt (obwohl an einem Mückenstich selbst wohl noch niemand gestorben ist, es sind die „Nebenwirkungen“, die zum Tod führen.
Also … Malaria …
Die Diagnose: Zu den vor einer Therapie hilfreichen Informationen gehören Angaben zum Reiseland, zu einer bestehenden Prophylaxe sowie Vorerkrankungen. Die Diagnose Malaria sollte mit Hilfe labordiagnostischer Methoden zur parasitologischen Speziesdifferenzierung und Bestimmung der Parasitenzahl abgesichert werden. Die in der Praxis wichtigste und kostengünstigste Methode bei Malariaverdacht ist die mikroskopische Untersuchung von normalen Blutausstrichen (Dünner Tropfen) und dem bis zu 10-fach angereicherten Dicken Tropfen unter Verwendung der Giemsa-Färbung auf Plasmodien. Eine Differenzierung der vier Plasmodien ist anhand morphologischer Kriterien möglich (siehe Maurersche Fleckung oder Schüffnersche Tüpfelung). Die ermittelte Parasiten- und Leukozytenzahl ist ein Maß der Schwere der Erkrankung. Ein negatives Ergebnis der mikroskopischen Untersuchung kann aufgrund der geringen Sensitivität dieser Methode eine Malaria jedoch nicht ausschließen.
Alternativ können die Erreger der Malaria immunologisch und molekularbiologisch nachgewiesen werden. Die erstmals seit den frühen 1990er Jahren zur Verfügung stehenden Malaria-Schnelltests beruhen auf Nachweis parasitenspezifischer Antigene, sie geben binnen etwa 30 Minuten ein Ergebnis. Ein Testprogramm der Weltgesundheitsorganisation WHO für Malariaschnelltests von 2008 bis 2018 zeigte eine in diesem Zeitraum deutlich verbessertes Ergebnis der Tests, die in mit Malaria infizierten Blutproben den Erreger tatsächlich nachweisen können. Die Rate der falsch-positiven Tests (die eine Infektion anzeigen, obwohl keine besteht) stieg zunächst an, fiel aber in späteren Testperioden wieder ab. Die Schnelltests besitzen noch Defizite beim Nachweis der selteneren Erreger Plasmodium malariae, Plasmodium ovale und Plasmodium knowlesi. Das mit Abstand sensitivste Verfahren für die Malaria-Diagnostik ist die Polymerase-Kettenreaktion (PCR). Sie ist jedoch aufgrund des hohen Material- und Zeitaufwands für den Akutfall wenig geeignet.
Auch allgemeine Untersuchungen gehören gegebenenfalls zur Diagnostik (Labor zur Bestimmung von Blutbild, Leber- und Nierenfunktion, Blutgasanalyse, Beurteilung der Lunge mit einem Röntgenbild und der Milz durch Ultraschall sowie ein EKG).
An Malaria erkrankte deutsche Soldaten mit Hedwig von der Lühe
Die mit Plasmodien infizierten, reifenden und platzenden roten Blutkörperchen setzen mit den Merozoiten Toxine (z. B. Phospholipide) frei, die wiederum zur Freisetzung von Zytokinen führen. Die Zytokine sind hauptsächlich für den Fieberanstieg und eine beobachtete Absenkung des Blutzuckerspiegels (Hypoglykämie) verantwortlich. Die mit einer Laktatazidose verbundene Hypoglykämie wird nicht nur durch die Wirkung der Zytokine hervorgerufen, sondern ist auch eine Folge des Stoffwechsels der Parasiten. Ebenso kommt es bei hoher Parasitenanzahl im Blut (Hyperparasitämie) durch Auflösung (Lyse) der roten Blutkörperchen, Abbau von befallenen roten Blutkörperchen in der Milz und Dämpfung der Erythropoese im Knochenmark durch die Zytokinfreisetzung (insbesondere durch den Tumornekrosefaktor-Alpha) zu einer Anämie.
Bei der Erstinfektion mit Malaria besteht das höchste Sterberisiko. Die Überlebenden entwickeln eine teilweise Immunität und Toleranz gegenüber den Plasmodien. Diese partielle Immunität verhindert allerdings keine Reinfektion und sinkt bei fehlendem Erregerkontakt schnell ab. Der Erreger kann offensichtlich die immunologische Reaktion und das immunologische Gedächtnis behindern. Das Zytokin MIF (macrophage migration inhibitory factor) spielt dabei eine besondere Rolle. Plasmodien können im Erythrozyten-Stadium PMIF (Plasmodium MIF) synthetisieren, welches die gleichen biologischen Wirkungen wie menschliches MIF hat. PMIF kann die Differenzierung von Plasmodium-spezifischen CD4-T-Effektorzellen in langlebige Gedächtniszellen behindern.[29] Ohne langlebige Gedächtniszellen nimmt aber die Immunität nach einer Infektion viel rascher ab.
Darüber hinaus bestehen zwischen Plasmodium falciparum und den anderen Malariaerregern wichtige pathogenetische Unterschiede.
Plasmodium falciparum
In den roten Blutkörperchen produziert der Trophozoit Proteine, wie zum Beispiel Pf EMP1 (Plasmodium falciparum infected erythrocyte membrane protein 1), welches eine Bindung der infizierten Blutkörperchen an das Endothel der Blutgefäße bewirkt. Die damit verbundenen Mikrozirkulationsstörungen erklären zumindest teilweise den deutlich schwereren Verlauf der durch Plasmodium falciparum hervorgerufenen Malaria tropica.
Die Anhaftung der roten Blutkörperchen am Endothel und die mangelnde Verformbarkeit der befallenen Zellen führt zu einer Verengung der Kapillaren und somit zu einer Störung der Sauerstoff- und Nährstoffversorgung der Umgebung. Dies hat im zentralen Nervensystem besonders dramatische Auswirkungen und die häufigen zentralen Komplikationen der Malaria tropica zur Folge. Besonders kleine Kinder können in ein lebensbedrohliches Koma verfallen (cerebrale Malaria).
Übrige Plasmodien
Die übrigen Plasmodienarten sind nicht in der Lage, am Endothel zu haften, womit auch die geringere Anzahl an Durchblutungsstörungen und somit die geringe Gefährlichkeit zu erklären ist. Plasmodium malariae unterscheidet sich von den anderen humanpathogenen Plasmodien dadurch, dass es vereinzelt auch andere höhere Primaten befällt.
Anopheles gambiae, eine der Mücken, die Malaria übertragen können (James D. Gathany)
Nach dem Stich einer infizierten Mücke gelangen die Parasiten zunächst in die Leber des Menschen, wo sie sich unbemerkt vermehren. Diese sogenannte Leberphase verläuft symptomlos. Erst wenn die Parasiten anschließend in die roten Blutkörperchen eindringen und sich dort zyklisch vermehren, treten klinische Symptome auf. Die Inkubationszeit beträgt in der Regel zwischen einer und vier Wochen, kann jedoch bei bestimmten Plasmodium-Arten deutlich länger sein. Typische Anzeichen einer Malariaerkrankung sind plötzlich einsetzendes Fieber, häufig begleitet von Schüttelfrost, Kopf- und Gliederschmerzen, starker Müdigkeit sowie Magen-Darm-Beschwerden wie Übelkeit oder Durchfall.
Besonders gefährlich sind schwere Verlaufsformen, wie sie vor allem bei Infektionen mit Plasmodium falciparum auftreten. Hier kann es zu lebensbedrohlichen Komplikationen kommen, darunter die sogenannte zerebrale Malaria mit Bewusstseinsstörungen und Krampfanfällen, schwere Blutarmut durch den massiven Abbau roter Blutkörperchen sowie Organversagen, etwa der Nieren oder der Lunge. Ohne rechtzeitige Behandlung kann die Erkrankung tödlich enden. Andere Malariaerreger wie Plasmodium vivax oder Plasmodium ovale verursachen meist mildere Verläufe, sind jedoch dadurch problematisch, dass sie in der Leber ruhende Stadien bilden können, aus denen Monate oder sogar Jahre später Rückfälle entstehen.
Die Vorbeugung der Malaria beruht auf mehreren ineinandergreifenden Maßnahmen. Eine zentrale Rolle spielt der Schutz vor Mückenstichen, insbesondere in den Abend- und Nachtstunden, wenn Anopheles-Mücken aktiv sind. Dazu gehören das Schlafen unter imprägnierten Moskitonetzen, das Tragen langer Kleidung sowie die Anwendung von Insektenschutzmitteln auf der Haut. Ergänzend kann in bestimmten Regionen die vorbeugende Einnahme von Malariamedikamenten empfohlen werden. Welche Chemoprophylaxe sinnvoll ist, hängt unter anderem vom Reiseziel, der lokalen Resistenzlage der Erreger und individuellen Gesundheitsfaktoren ab. Unabhängig davon gilt: Fieber nach einem Aufenthalt in einem Malariagebiet sollte immer umgehend medizinisch abgeklärt werden.
Lange Zeit stand keine Impfung gegen Malaria zur Verfügung, da der Erreger einen komplexen Lebenszyklus besitzt und sich dem Immunsystem geschickt entzieht. In den letzten Jahren wurden jedoch erste Impfstoffe entwickelt, die insbesondere gegen Plasmodium falciparum gerichtet sind. Der Impfstoff RTS,S/AS01, auch unter dem Namen Mosquirix bekannt, wird bereits in mehreren afrikanischen Ländern eingesetzt und kann das Risiko schwerer Erkrankungen bei Kindern deutlich senken. Ein weiterer Impfstoff, R21/Matrix-M, zeigt in Studien eine noch höhere Wirksamkeit und wird zunehmend eingeführt. Dennoch bieten diese Impfungen keinen vollständigen Schutz und ersetzen weder Mückenschutz noch medikamentöse Prophylaxe.
