Mikrobiologische Untersuchungen

Um einen Erreger als Ursache einer Erkrankung zu enttarnen, ist eine mikrobiologische Untersuchung notwendig. Dabei werden direkte Nachweisverfahren von indirekten Nachweisverfahren unterschieden. Bakterien lassen sich direkt angefärbt (z.B. Gramfärbung) unter dem Mikroskop darstellen oder in einer Kultur anzüchten. Durch Nachweis von Nukleinsäuren in der Polymerase-Kettenreaktion lassen sich einige Viren direkt nachweisen. Sind direkte Nachweisverfahren nicht erfolgreich, kommt mit der Bestimmung spezifischer Antikörper eine indirekte Nachweismethode in Betracht. Nachteil ist, dass die Antikörperreaktion erst nach einer zeitlichen Verzögerung (ca. 1 Woche) eintritt und diese lediglich eine durchgemachte Infektion beweist.

Bakteriennachweis

• Mikroskopische Diagnostik
  • Beurteilung der Form und Anordnung
    • Form: Kokken (rund), Stäbchen (z.B. E. coli ) oder Schrauben (z.B. Borrelien)
    • Anordnung: In Ketten (z.B. Streptokokken), Haufen (z.B. Staphylokokken), zu zweit (Diplokokken, z.B. Neisseria) oder einzeln
  • Färbung
    • Gram-Färbung
      • Negativ (z.B. Neisseria): Die Gram-Färbung färbt gramnegative Bakterien rot
      • Positiv (z.B. Streptokokken): Die Gram-Färbung färbt grampositive Bakterien blau
    • Ziehl-Neelsen-Färbung
      • Mykobakterien entgehen durch Wachs in der Zellwand den konventionellen Färbemethoden und bleiben in wässriger Lösung ungefärbt
      • Unter Hitze wird die Wachsschicht durchlässig für Farbstoffe; so können die Bakterien bei Erwärmung z.B. den Farbstoff Karbolfuchsin aufnehmen
• Bakterienkultur
  • Anzüchtung der Bakterien unter bestimmten Umgebungsbedingungen (viele verschiedene Nährmedien, je nach vermutetem Bakterium)
    • MacConkey-Agar: Selektivnährboden für gramnegative Bakterien, der zugleich zur Identifizierung milchsäuregärungsfähiger Bakterien dient
      • E. coli, Enterobacter und Klebsiellen können Lactose verstoffwechseln, indem sie aus dieser Säuren bilden (lactosepositiv)

Virusnachweis

• Viruskultur bzw. Virusanzucht
  • Generell können auch Viren angezüchtet werden; Viren werden aber schnell durch den Wirt isoliert, so dass dies nur wenige Tage nach Beginn einer Erkrankung möglich ist. Zudem besitzen Viren keinen eigenen Stoffwechsel, so dass eine alleinige Anzucht nicht möglich ist. Allerdings können virushaltige Körpermaterialien auf eine Zellkultur gegeben werden, wo sie sich dann vermehren können. Lichtmikroskopisch wird dies durch den sogenannten zytopathogenen Effekt deutlich. Der Befall der Zellen durch das Virus hat eine zellmorphologische Auswirkung. Diese ist aber häufig nicht virusspezifisch, so dass weitere Untersuchungen zur Identifikation des Virus angeschlossen werden müssen. Hierfür eignet sich der Immunfluoreszenztest
• Antigennachweis
  • Z.B. durch direkte Immunfluoreszenz
    • Ziel: Identifikation von Proteinen aufgrund ihrer spezifischen Antigenstruktur
    • Markierung: Zugabe von Antikörpern (gegen das gesuchte Antigen), die mit Fluorochromen gekoppelt sind
    • Darstellung: Die behandelte Probe wird mit Hilfe des Fluoreszenzmikroskopes betrachtet , wobei ersichtlich wird, ob das gesuchte Antigen vorhanden ist
• Nachweis von Nukleinsäuren
  • Polymerase-Kettenreaktion (PCR): Methode zur Vervielfältigung der DNA in vitro
    • Im Gegensatz zur Virusanzucht müssen für jedes verdächtigte Virus spezifische Primer dem Reaktionsansatz hinzugefügt werden, so dass ein Nachweis eines Erregers mittels PCR nur möglich ist, wenn gezielt nach ihm gesucht wird. Die Primer werden dann im Laufe der Polymerase-Kettenreaktion verlängert (Elongation) und der entsprechende Nukleinsäure-Abschnitt des Erregers amplifiziert, bis die so entstandene Gen-Sequenz anhand von Gendatenbanken einem Erreger zugeordnet werden kann
  • Reverse-Transkriptase-PCR: Nachweis von RNA (z.B. aus RNA-Viren) mittels reverser Transkriptase
    • RNA wird in DNA umgeschrieben (sog. cDNA, von engl. complementary DNA = "komplementäre DNA") und dann mittels Standard-PCR amplifiziert

• Antikörpernachweis/Serologie
  • Bleibt der direkte Nachweis von Erregern ohne Erfolg (Erreger schon verschwunden oder nicht anzüchtbar), kann noch der Antikörpernachweis im Serum/Liquor erfolgen
  • IgM-Produktion: Nur kurz nach einem akuten Infekt erhöht
  • IgG-Produktion: Später aber länger nach Infekt erhöht
    • Aktivitätsparameter bei chronischen Infekten
    • Steigender Titer bei akuter Infektion
  • Probleme
    • Antikörperreaktion erst nach einer zeitlichen Verzögerung (ca. 1 Woche)
    • Vorhandensein von spezifischen Antikörpern beweist lediglich eine durchgemachte Infektion