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KASUISTIK: „MINORITY REPORT“ – INTERFERON-SPRÜNGE UND INTERPRETATIONSAKROBATIK

Case report: “Minority Report” – “Fluctuating” Interferon Results and Interpretative Difficulties

Aus dem Fachbereich Tropenmedizin am Bernhard-Nocht Institut (Leiter: Oberfeldarzt Dr. H. Sudeck) des Bundeswehrkrankenhauses Hamburg¹ (Chefarzt: Generalarzt Dr. J. Hoitz) und der Abteilung A (Abteilungsleiter Admiralarzt Dr. S. Apel) des Kommandos Sanitätsdienst² (Inspekteur des Sanitätsdienstes: Generaloberstabsarzt Dr. I. Patschke)

Hagen Frickmann¹, Christian Janke², Dorothea Wiemer¹

WMM, 58. Jahrgang (Ausgabe 6/2014, S. 197-200)

Zusammenfassung

Hintergrund: Interferon-Gamma Freisetzungsteste (interferon gamma release assays, IGRA) erlauben, bei nur wenigen bekannten Kreuzreaktionen, den Nachweis des stattgehabten Kontakts mit Erregern des Mycobacterium tuberculosis-Komplexes beim immungesunden Patienten.

Jedoch weisen auch diese Testsysteme Schwächen auf, insbesondere bei suboptimalen präanalytischen Bedingungen.
Falldarstellung: Wir präsentieren exemplarisch einen klinisch gesunden Patienten ohne plausible Expositionsanamnese, der sich aufgrund von wiederholt falsch-positiven Quantifon®-Testen in einem Privatlabor bei unklaren Probenlagerungs- und -transportbedingungen zur weiteren Abklärung in unserem Haus vorstellte. Nach Optimierung der Präanalytik war kein positives Testergebnis mehr nachweisbar.
Schlussfolgerungen: Der Fall belegt eindrucksvoll, wie diagnostische Testsysteme unter Routinebedingungen trotz akzeptabler Sensitivitäts- und Spezifitätswerte bei Patientenkollektiven mit geringer Vortestwahrscheinlichkeit zur Generierung falsch-positiver Ergebnisse beitragen könne. Diese sind häufig nur mit großem Aufwand auszuräumen. Auch die in der Bundeswehr übliche Praxis, gesunde Soldaten bei geringem Expositionsrisiko im Auslandseinsatz routinemäßig auf Tuberkulosekontakt zu untersuchen, führt zum häufigen Auftreten falsch positiver Ergebnisse und sollte deshalb überprüft werden.
Schlagwörter: Tuberkulose; Quantiferon; Vortestwahrscheinlichkeit; IGRA; Screening

Summary

Background: Interferon gamma release assays (IGRA) allow the detection of previous contacts with pathogens of the Mycobacterium tuberculosis complex in immunologically healthy patients with only few known cross reactions. However, these test systems show weaknesses as well, in particular, if pre-analytic conditions are sub-optimal.
Case report: We describe a clinically healthy patient without known exposition to tuberculosis patients who was admitted to our department for the further evalation of repeated positive Quantiferon® results which were measured in a commercial laboratory under uncertain pre-analytic conditions. No positive test result was detectable any more after the pre-analytic conditions  were optimized.
Conclusions: The case impressively demonstrates how diagnostic test systems may lead to falsely positive results under routine conditions in spite of acceptable sensitivity and specificitiy, if they are applied to samples of patients with a very low pre-test probability of positive results. The exclusion of such falsely positive results is often rather consuming. The mode of testing healthy soldiers with low risk of exposition to tuberculosis during abroad deployments leads to a certain amount of falsely positive results. Therefore, a reevaluation of this routine used in the Bundeswehr Medical Service should be discussed.
Key words: tuberculosis; Quantiferon; pre-test probability; IGRA; screening

Falldarstellung

Ein Patient war vor und nach einem fünfmonatigen Atalanta-Einsatz mit Mendel-Mantoux- (MMT)- und Quantiferon®-Testen auf Tuberkulose untersucht worden.Vor dem Einsatz war ein Mendel-Mantoux-Test (MMT, Intrakutantest) mit negativem Ergebnis erfolgt. Nach dem Einsatz, aus dem kein Expositionsereignis zur Begründung einer gezielten Testung berichtet werden konnte, wurde zunächst ein Quantiferon®-Test durchgeführt, der ein positives Ergebnis zeigte. Dabei blieb offen, warum der Quantiferon®-Test und nicht erneut ein MMT-Test durchgeführt wurde. Ein weiterer Quantiferon®-Test, der wenige Tage später, am ehesten aus einem Absicherungsbedürftnis heraus, abgenommen worden war, blieb dagegen negativ. Daraufhin wurde zunächst nichts weiter unternommen, auch ein radiologischer Tuberkuloseausschluss erfolgte nicht. Knapp zwei Monate später wurde vor geplantem Auslandseinsatz aus formalen Gründen wieder getestet, erneut mittels Quantiferon®-Test und diesmal wieder mit positivem Ergebnis. Ein daraufhin eingeleiteter MMT-Test wurde, drei Tage bevor sich der Patient an unserer Dienststelle vorstellte, als negativ befundet. Eine Übersicht der Untersuchungen findet sich in Tabelle 1.

Photo Tabelle 1: Zusammenschau der Vorbefunde des Patienten mit Verdacht auf stattgehabten Kontakt mit Mycobacterium tuberculosis.

Aktuell fand sich an der Einstichstelle des letzten Mendel-Mantoux-Tests nur noch eine blande Rötung ohne Induration. Der Patient war subjektiv asymptomatisch; Husten, Nachtschweiß, Gewichtsverlust, Fieber und selbst eine Allgemeinsymptomatik wurden verneint. Kontakte zu auffällig hustenden Mitmenschen waren weder für die Zeit während noch nach der Atalanta-Mission erinnerlich. Nach Geburt sei eine BCG-(Bacillus Calmette Guerin)-Impfung erfolgt. Die körperliche Untersuchung war unauffällig, ebenso die Röntgenuntersuchung des Thorax.
Bei uns wurde erneut ein Quantiferon®-Test entnommen und umgehend ins nahegelegene Universitätsklinikum Eppendorf überstellt. Der Befund war negativ (Mitogenkontrolle: 22.39 IU/ml (Grenzwert: >0,5 IU/ml), TB-Ag-Nullkontrolle: 0.060 IU/ml (Grenzwert: 0,35 IU/ml)).

Diskussion

Folgen einer Immunkonversion nach Kontakt mit ­Mycobacterium tuberculosis für Soldaten
Eine nachgewiesene Immunkonversion, das heißt das Positivwerden eines zuvor negativen Interferon-Gamma Release Assays (IGRA, Funktionsdetails im Folgenden),liefert einen Hinweis auf eine stattgehabte Infektion mit Mycobacterium tuberculosis. Dies schließt falsch positive Resultate aus den im Folgenden geschilderten Gründen nicht aus. Wenngleich der Quantiferon®-Test neben Exposition gegenüber M. tuberculosis-Komplex auch nach Kontakt mit den atypischen Mykobakterien M. kansasii, M. marinum und M. szulgai positiv werden kann, sind letztere Ereignisse die Ausnahme, so dass die Spezifität der IGRA mit 98-100% [1] recht hoch ist.
Im Falle einer im Quantiferon®-Test nachgewiesenen Immunkonversion muss der Ausschluss einer aktiven Tuberkulose erfolgen. Dazu gehören die Röntgenuntersuchung des Thorax, eine Lymphknotenstatuserhebung sowie der Ausschluss einer sterilen Leukozyturie als möglichem Hinweis auf eine Urogenitaltuberkulose. Bei bekannter Risikoexposition oder klinischen Hinweisen auf ein hohes Progressionsrisiko (inbesondere Immunsuppression) folgen die mikrobiologischen Untersuchungen von Sputum (3 Sputen an drei Tagen mittels Ziehl-Neelsen-Färbung und Kultur, eventuell 1-2 Sputen mittels PCR aufgrund des Zeitgewinns im Vergleich zur Kultur, bei jedoch eingeschränkter Sensivität [2]) und – im Falle einer sterilen Leukozyturie – auch von Urin (Kultur und ggf. PCR, Mikroskopie hier eher im begründeten Ausnahmefall, da Nachweis nicht-tuberkulöser Mykobakterien – auch mehrfach – im Urin meist von geringer medizinischer Bedeutung ist bzw. auf Kolonisation oder Kontamination beruht [2]).
Während eine aktive Tuberkulose eine spezifische Behandlung nach sich zieht, geht auch die sogenannte latente Tuberkulose grundsätzlich mit einem Verlust der Auslandsdienstverwendungsfähigkeit für in der Regel 3 Monate bis zum Vorliegen endgültig negativer mikrobiologischer Befunde einher. Ferner ist zwischen Zufallsbefunden eines positiveån Quantiferon®-Tests und sogenannter Immunkonversion zu unterscheiden. Von letzterer spricht man, wenn ein negativer Quantiferon®-Vorbefund vorlag, also von einem Expositionsereignis zwischen der vorausgegangenen und der aktuellen Testung auszugehen ist. Die Immunkonversion, also das Positivwerden des IGRA nach vorausgegangener Exposition, ist mit einer Progressionswahrscheinlichkeit zur aktiven TBC assoziiert, die situationsabhängig variert, aber insgesamt gering ist. Vorbeschriebene Progressionsraten über 10 % [3] finden sich vor allem bei engen Kontaktpersonen, insbesondere wenn hohe Gamma-Interferon-Antworten 8 Wochen nach letztmöglicher Exposition zu einem Indexfall beobachtet werden [4]. Im Gegensatz dazu konnte in einer portugisischen Studie lediglich eine 1,3-prozentige Progressionsrate bei IGRA-positiven Angestellten im Gesundheitssystem festgestellt werden [5]. Als Risikokollektiv für eine Progression zur aktiven TBC gelten vorerkrankte Patienten, z. B. mit Diabetes mellitus, Alkohol- oder Drogenabusus, erworbener Immunschwäche, Dialysepatienten und Transplantierte. Entsprechende Prädispositionen sind bei Soldaten die Ausnahme. Derzeit wird bei Angestellten im Gesundheitswesen eine präventive Therapie (in der Regel mit Isoniazid 300 mg/Tag über 9 Monate) für sinnvoll erachtet, wenn nach dokumentiertem engem Kontakt zu Tuberkulosepatienten ein positiv gewordener IGRA auf eine frisch erworbene latente Tuberkulose hinweist [4]. Als enger Kontakt definiert ist – neben z. B. ungeschützter Hustenexposition bei sputumpositiven Patienten – eine kumulative Kontaktdauer von mindestens 8 Stunden zu einem mikroskopisch positiven und von mindestens 40 Stunden zu einem mikroskopisch negativen und nur Kultur-/PCR-positiven Patienten [4, 6]. Entscheidet sich ein Soldat mit aktueller Immunkonversion nach Aufklärung für die Durchführung einer präventiven Therapie, ist dies bei der Prüfung der Auslandsdienstverwendungsfähigkeit zu berücksichtigen.

Photo

Funktionsweise der IGRA

Durch den Kontakt mit M. tuberculosis werden spezifische T-Lymphozyten induziert, die durch Stimulation mit mykobakteriellem Antigen zur Produktion und Ausschüttung von Interferon Gamma angeregt werden können. Das durch eine solche Stimulation ausgeschüttete Interferon wird im IGRA gemessen, sei es als globaler optischer Dichtewert im ELISA wie beim Quantiferon®-Test oder als farbiger Punkt an korrespondierender Position einer spezifisch induzierten T-Zelle wie beim ELISPOT®. Während beim ELISPOT® die Leukozyten quantifiziert werden, wird beim Quantiferon®-Test durch die sogenannte Mitogen-Kontrolle, die Lymphozyten unspezifisch stimuliert, geprüft, ob die Probe überhaupt genügend Interferon-bildende Lymphozyten enthält, was bei leukopenen Patienten unter Umständen nicht der Fall ist. Ein Quantiferon®-Test ist entsprechend nur auswertbar, wenn der Interferon-Messwert in der Mitogen-Kontrolle einen definierten Grenzwert überschreitet. Wiederholt falsch positive Quantiferon®-Befunde sollten zur Prüfung der Präanalytik sowie ggf. zum Chargenwechsel führen.

Fehlerquellen beim Quantiferon®-Test

Probenverwechslungen sind häufige Ursachen unplausibler Befunde, wiederholte Verwechslungen sind jedoch ungewöhnlich. Einmal in akkreditierten Diagnostikeinrichtungen angekommen, kann eine lege artis durchgeführte Weiterbearbeitung der Probe überlicherweise angnommen werden. Jedoch kann es bereits vorher zu systematischen präanalytischen Fehlern kommen, die zu falsch positiven Ergebnissen führen können, wie der Testhersteller bereits in der Bedienungsanleitung einräumt (Tabelle 2).
Vom Anwender nicht zu beeinflussen sind technische Probleme bei der Herstellung bestimmter Testchargen, die als Ursachen falsch positiver Quantiferon®-Befunde beschrieben wurden [7]; hier kann ein Chargenwechsel Abhilfe schaffen. Überlagerte Chargen jenseits der vom Hersteller empfohlenen 15-Monatsgrenze sollten nicht mehr eingesetzt werden.
Immunologische Boostereffekte, wie man sie von MMT-Mehrfachtestungen kennt, die innerhalb von 1 bis 5 Wochen durchgeführt werden [8], sind bei Quantiferon®-Testungen dagegen nicht zu erwarten, da letztgenannte Untersuchungen nicht in-vivo erfolgen. Andererseits können MMT-Testungen bestehende Sensibilisierungen boostern, sodass vermehrte Interferon-Gamma-Ausschüttungen im IGRA verstärkt messbar sind [9]. Solche Boostereffekte sind bei mehrfachen IGRA-Abnahmen jedoch nach Literaturlage nicht zu erwarten [9]. Sollten wiederholte immunologische Untersuchungen im Einzelfall, z. B. bei mehreren Expositionen, in kurzen Intervallen nötig sein, ist nach arbeitsmedinizischen Empfehlungen dennoch grundsätzlich der IGRA zu bevorzugen [10]. Jedoch zeigt sich auch beim IGRA, insbesondere bei schwach positiven Befunden, eine eingeschränkte Reproduzierbarkeit bei scheinbaren Spontanreversionen [11].

Folgerungen

Der mit unserer Testcharge und unter bewusster Optimierung der Präanalytik durchgeführte negative Quantiferon®-Test legt, in Übereinstimmung mit dem aktuellen negativen MMT-Test und der leeren Expositionsanamnese, nahe, dass es bei dem Patienten zu zweimalig falsch-positiven Quantiferon®-Befunden kam und eine latente TBC sehr wahrscheinlich nicht vorlag. Eine präventive Chemotherapie sowie eine assoziierte Einschränkung der Vewendungsfähigkeit bei bevorstehendem erneuten Auslandseinsatz wurden unsererseits für nicht erforderlich erachtet.
Neben der Optimierung der diagnostischen Präanalytik empfiehlt es sich, vor und nach Auslandseinsatz das gleiche Testsystem (Mendel-Mantoux oder Interferon-Gamma Release Assay wie Quantiferon® und ELISPOT®) einzusetzen, um eine Konversion zuverlässig beurteilen zu können. Markterhältliche IGRA-Systeme sind in vergleichenden Studien bei knapp einem Zehntel latent tuberkuloseinfizierter Patienten falsch-negativ, und zwar unabhängig voneinander bei unterschiedlichen Proben [12]. Der MMT ist sogar noch weniger sensitiv [13]. Daher kann nur der Einsatz des gleichen Testsystems eine zuverlässige Aussage hinsichtlich einer kürzlich stattgehabten Immunkonversion liefern.
Innerhalb des Sanitätsdiensts ist das Komplettscreening von Auslandskontingenten ausschließlich auf Basis des Intrakutantests angewiesen. Im Einzelnen könnte ein Intrakutantest-basiertes Screening idealerweise wie folgt ablaufen: Zunächst müsste der Ausschluss der BCG-geimpften Subpopulation erfolgen sowie eine initiale Zweistufentestung, das heißt zwei Intrakutantests im Abstand von 2 Wochen zum Ausschluss eines Boostereffekts. Sind beide Tests negativ, könnte man nachfolgend jeweils einsatzbezogen belastbar mittels des Intrakutantests screenen, allerdings nur solange, bis dieser einmal positiv ist. Danach ist das Testverfahren für den Betroffenen für immer obsolet.
Häufig kommt der Quantiferon®-Test zur Bestätigung positiver MMT-Teste im Sinne einer Stufendiagnostik zum Einsatz. Das heißt, der MMT-Test wird als Screening- und der Quantiferon®-Tests als Bestätigungsuntersuchung verwendet. Diese Praxis basiert letztlich auf früheren Empfehlungen (unter anderen [14], Deutsches Zentralkomitee zur Bekämpfung der Tuberkulose [15]). Der hier geschilderte Fall resultierte aus einer Abweichung von diesem Algorithmus. Hintergrund der Stufendiagnostik ist - bei hoher Spezifität des Quantiferon®-Tests - seine Anfälligkeit gegenüber präanalytischen Einflüssen, wenngleich die „standardisierte Durchführung, Ablesung und Dokumentation“ des MMT-Tests als „ein Problem auch in der Bundeswehr“ identifiziert wurde [3].
Vom Deutschen Zentralkomitee zur Bekämpfung der Tuberkulose [6] wird die oben geschilderte Stufendiagnostik für erwachsene Kontaktpersonen explizit nicht mehr empfohlen, vielmehr wird dort der IGRA präferiert. Ferner wird sehr deutlich darauf hingewiesen [4, 6], dass Testungen nur bei Kontaktpersonen (oben beschriebene relevante Expositionen !) erfolgen sollten, da der positive prädiktive Wert (PPW = Sensitivität x Prävalenz / [Sensitivität x Prävalenz + (1-Spezifität) × (1-Prävalenz)]) der Testergebnisse bei niederiger Prävalenz inakzeptabel niedrig wird. Die bisher in der Bundeswehr übliche Praxis, gesunde Soldaten bei geringem Expositionsrisiko im Auslandseinsatz routinemäßig zu untersuchen, muss daher zu einem vermehrten Auftreten falsch positiver Ergebnisse führen und sollte deshalb einer Reevaluierung unterzogen werden. Der hier geschildete Fall belegt dies exemplarisch. Eine Lösung des Problems könnte in einem evidenzbasierten und missionsangepassten gezielten Screening nur bei tatsächlichen oder mutmaßlichen Risikokontakten bestehen, unterstützt durch fachliche Beratung bei Problemkonstellationen durch die MEDINTEL-Hotline.

Interessenkonflikt
Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt im Sinne der Richtlinien des International Committee of Medical Journal Editors besteht.

Literatur

  1. Diel R, Goletti D, Ferrara G, et al.: Interferon-γ release assays for the diagnosis of latent Mycobacterium tuberculosis infection: a systematic review and meta-analysis. Eur Respir J 2011; 37: 88-99.
  2. Richter E, Beer J, Diel R, et al.: Mykobakteriose. Mikrobiologisch-infektiologische Qualitätsstandards (MiQ) 5. Elsevier GmbH München 2010; 2: 54, 66.
  3. Sudeck H, Reuter K: Schwerpunkt Infektionskrankheiten. Tuberkulose. Wehrmed & Wehrpharm 2010; 34: 36.
  4. Diel R, Nienhaus A: Tuberkulose-Screening und präventive Chemotherapie bei Beschäftigten im Gesundheitswesen. Krankenhaushygiene up2date 2013; 8: 113-122.
  5. Nienhausen A, Costa JT: Screening for tuberculosis and the use of a borderline zone for the interpretation of the interferon-gamma release assay (IGRA) in Portuguese healthcare workers. J Occup Med Toxicol 2013; 28: 1.
  6. Diel R, Loytved G, Nienhaus A, et al.: Neue Empfehlungen für die Umgebungsuntersuchungen bei Tuberkulose. Pneumologie 2011; 65: 359-378.
  7. Slater M, Parsonnet J, Banaei N: Investigation of false-positive results given by QuantiFERON-TB Gold In-Tube assay. J Clin Microbiol 2012; 50: 3105-3107.
  8. Menzies D: Interpretation of repeated Tuberculin tests. Boosting, conversion, and reversion. Am J Resp Crit Care Med 1999; 159: 15-21.
  9. Sauzullo I, Massetti AP, Mengoni F, et al. Influence of previous tuberculin skin test on serial IFN-gamma release assays. Tuberculosis (Edinb) 2011; 91: 322-326.
  10. Nienhaus A, Brandenburg S, Teschler H (Hrsg.): Tuberkulose als Berufskrankheit – Ein Leitfaden zur Begutachtung und Vorsorge. 2. Auflage. Ecomed Landsberg 2009; 2: 1-326.
  11. Felber A, Graninger W: Weakly positive tests and chronologic variation of the QUANTIferon assay: A retrospective appraisal of usefulness. Tuberculosis (Edinb.) 2013; 93: 647-653.
  12. Diel R, Loddenkemper R, Meywald-Walter K, et al.: Comparative performance of tuberculin skin test, QuantiFERON-TB-Gold In tube assay, and T-Spot. TB test in contact investigations for tuberculosis. Chest 2009; 135: 1010-1018.
  13. Diel R, Loddenkemper R, Nienhaus A: Evidence-based comparison of commercial interferon-gamma release assays for detecting active TB: a metaanalysis. Chest 2010; 137: 952-968.
  14. Mack U, Migliori GB, Sester M, et al.: LTBI: latent tuberculosis infection or lasting immune responses to M. tuberculosis? A TBNET consensus statement. Eur Respir J 2009; 33: 956-973.
  15. Diel R, Forßbohm M, Loytved G, et al.: Empfehlungen für die Umgebungsuntersuchungen bei Tuberkulose. Pneumologie 2007; 61: 440-455.

Datum: 18.07.2014

Quelle: Wehrmedizinische Monatsschrift 2014/6