Lyme borreliosis (LB) is a bacterial infection spread by the bite of Ixodes sp. ticks. Borrelia burgdorferi sensu lato group of spirochaetes is causing the infection. Less than 10 species are known to be pathogenic to humans. Distribution of B. burgdorferi sensu lato species varies geographically and LB is endemic in Europe, Asia and North America.
The typical initial manifestation of LB is a ring-like rash, erythema migrans (EM). EM appears around the tick bite site after a couple of days or weeks. Diagnosis of LB is based on EM and the infection is treated with antibiotics. In some cases, the tick bite or EM may go unnoticed. Manifestations of late-stage LB are Lyme arthritis, cardiac symptoms, neuroborreliosis (LNB) manifesting as meningoradiculitis or meningitis, or chronic atrophic skin changes (acrodermatitis chronica atrophicans). These late-stage manifestations may appear within weeks, months, or in rare occasions after years.
Frequently, laboratory tests are needed to confirm the clinical diagnosis. Laboratory testing is mainly based on the detection of Borrelia specific antibodies, usually with ELISA method or immunoblotting. There are no markers of active LB and antibody responses may persist for years after the treatment of the infection. The aim of this study was to identify new immunological markers for the laboratory diagnostics of LB.
A large amount of serum and cerebrospinal fluid (CSF) samples were collected from patients with different manifestations of LB from Europe and the United States. Five peptide variants of IR6 (= invariable region 6 of the VlsE protein) as antigens were compared to commercial C6 Immunoassay in the serodiagnosis of early and disseminated stages of LNB. Recombinant decorin binding proteins A (DbpA) and B (DbpB) (three variants of each) as antigens were evaluated in the serodiagnosis of LNB. CXCL13 Immunoassay was used to measure chemokine CXCL13 levels in children with early LNB.
As a conclusion, the use of a combination of different IR6 peptide variants in one assay may improve the laboratory diagnostics of LB by increasing the sensitivity of the test. DbpA and DbpB may serve as supplementary antigens in diagnostic assays. Appearance of CXCL13 in the CSF seems to be an early immunological marker of inflammation in CNS. Measurement of CXCL13 concentrations in the CSF may improve the diagnostics of LNB.Lymen borrelioosi (Lymen tauti) on Borrelia burgdorferi sensu lato -bakteerien aiheuttama infektio. Tautia aiheuttavia Borrelia-bakteereita tavataan ainakin Euroopasta, Aasiasta ja Pohjois-Amerikasta ja eri Borrelia-lajien levinneisyys vaihtelee alueellisesti. Ihmisille Lymen borrelioosia aiheuttavia Borrelia-lajeja tunnetaan alle kymmenen. Borrelia-bakteerit pääsevät siirtymään ihmiseen Ixodes-suvun puutiaisten ( punkkien ) pureman välityksellä. Tyypillinen ensioire on rengasmainen ihottuma (erythema migrans), joka ilmaantuu puutiaisen puremakohdan ympärille muutaman päivän tai viikon kuluttua puremasta. Taudin diagnoosi voidaan tehdä tässä vaiheessa ihottuman perusteella ja tartunta hoitaa antibiooteilla. Ilman antibioottihoitoa infektio saattaa edetä ja myöhäisoireet voivat ilmaantua useiden viikkojen, kuukausien tai joskus jopa vuosien päästä tartunnasta. Myöhäisoireita ovat muun muassa erilaiset iho-, sydän- tai niveloireet kuten artriitti tai keskushermosto-oireet kuten meningiitti neuroborrelioosissa.
Jos ihottumaa ei ole diagnosoitu (tai jos oireet jatkuvat hoidosta huolimatta), on tehtävä laboratoriotutkimuksia veri- ja/tai aivo-selkäydinnestenäytteistä. Suurin osa käytössä olevista testeistä perustuu vasta-aineiden osoittamiseen potilasnäytteistä. Tämän väitöskirjatutkimuksen tavoitteena oli löytää uusia immunologisia markkereita Lymen borrelioosin laboratoriodiagnostiikkaan.
Tutkimuksessa testattiin viittä erilaista Borrelia-bakteerin pinnalla ilmentyvästä VlsE-proteiinista tehtyä peptidiä (IR6-peptidit), kaupallista IR6-peptidisovellusta ja kolmea erilaista DbpA- sekä DbpB-proteiinia (dekoriinia sitova proteiini A ja B) ELISA-testissä. Testauksessa käytettiin Lymen borrelioosin eri vaiheita sairastaneiden potilaiden seerumi- sekä aivo-selkäydinnestenäytteitä Suomesta, Ruotsista, Sloveniasta ja Yhdysvalloista. Neuroborrelioosipotilaiden aivo-selkäydinnestenäytteistä mitattiin kemokiini CXCL13:n pitoisuuksia.
Työssä havaittiin, että useiden IR6-peptiden käyttö samassa testissä voi parantaa Lymen borrelioosin laboratoriodiagnostiikkaa. DbpA-proteiini osoittautui paremmaksi antigeeniksi kuin DbpB neuroborrelioosin diagnostiikassa. Kemokiini CXCL13 aivo-selkäydinnesteessä näyttää olevan varhainen merkki neurologisesta infektiosta ja CXCL13-pitoisuuden mittaaminen voi parantaa sekä lasten että aikuisten varhaisen neuroborrelioosin diagnostiikkaa
