Importierte Plasmodium falciparum-Isolate in Europa und molekulare Surveillance von Medikamentenresistenz

Abstract

Die Malaria tropica, verursacht durch Plasmodium falciparum, ist eine der bedeutendsten Infektionskrankheiten weltweit und hat in den Tropen und Subtropen einen wesentlichen Anteil an der Morbidität und Mortalität. Zur Therapie dieser Erkrankung werden ständig neue Substanzen entwickelt. Deren Effektivität wird jedoch durch entstehende Resistenzen eingeschränkt. Ein Mechanismus der Resistenzentwicklung sind Punktmutationen im Genom des Erregers. Bezüglich zwei der gebräuchlichsten Malariamedikamente, Chloroquin (CQ) und Sulfadoxin/Pyrimethamin (S/P), wurden verschiedene Mutationen der Gene pfcrt, bzw. dhps und dhfr mit Resistenz assoziiert. Die vorliegende Arbeit untersucht die Prävalenz dieser Punktmutationen, deren Verlauf im Untersuchungszeitraum sowie den Einfluss der medikamentösen Malariaprophylaxe an 858 Blutproben mit Nachweis von P. falciparum. Die Erreger wurden zwischen 1999 und 2004 von Reisenden und Migranten aus Endemiegebieten nach Europa importiert und in Zentren des European Network on Imported Infectious Disease Surveillance (TropNetEurop) gesammelt. Mit nested-PCR und SSOP-ELISA werden zuverlässige, zeitsparende Untersuchungsmethoden zu analysierender Genabschnitte beschrieben. Über 90 % der Erreger wurden aus Subsahara-Afrika importiert. Bei weiter Verbreitung von S/P im Untersuchungszeitraum zeigte sich hier in allen Regionen eine Prävalenzabnahme der S/P-sensiblen dhfr- und dhps-Wildtypsequenzen und eine Zunahme der als pyrimethaminresistent klassifizierten dhfr-Tripelmutation sowie ein Anstieg der Prävalenzen der mit S/P-Resistenz assoziierten dhfr-/dhps-Quadrupel- und Quintupelmutation in allen Regionen außer Zentralafrika. Mutationen der Codons 72 bis 76 des pfcrt- Gens wurden in afrikanischen Proben fast ausschließlich als Teil des CVIET- Haplotyps nachgewiesen. In Westafrika und dem südlichen Afrika mit häufigem Gebrauch von CQ nahm die Prävalenz von pfcrt-Mutationen im Untersuchungszeitraum zu. In Ostafrika, wo kaum noch CQ verwendet wird, zeigte sich eine signifikante Prävalenzabnahme von Mutationen des pfcrt-Gens. Polyklonale Infektionen mit mehr als einem P. falciparum-Genotyp konnten in über der Hälfte der Blutproben nachgewiesen werden. Unter dem geringen Anteil der Patienten, die eine suffiziente Malariaprophylaxe durchgeführt hatten waren Infektionen durch Parasiten mit einer Wildtypsequenz jedweden Gens signifikant häufiger mit einer Mefloquineinnahme, Mutationen dagegen mit einer CQ-Prophylaxe als Monotherapie oder in Kombination mit Proguanil assoziiert. Bei anhaltend weiter Verbreitung von CQ und S/P und verzögerter Etablierung alternativer Therapien erscheint die kontinuierliche Überwachung der mit CQ- und S/P-Resistenz assoziierten molekularen Marker weiterhin wichtig. Die Probenakquirierung von Reisenden und Migranten bietet das Potential, unkompliziert die Prävalenz molekularer Resistenzmarker in Endemiegebieten nachzuvollziehen und neu entstehende Resistenz zu entdecken.

Plasmodium falciparum malaria remains one major cause of morbidity and mortality in the tropics and subtropics. Even though various antimalarials have been developed, emerging resistance to most of the commonly used drugs impede the control of the disease. Point mutations of the pfcrt gene of Plasmodium falciparum have been identified as molecular markers for chloroquine (CQ) resistance while mutations of the dhfr and dhps genes are associated with resistance to sulfadoxine/pyrimethamine (S/P). We investigated a selection of 858 Plasmodium falciparum isolates that were imported to Europe between 1999 and 2004 in order to study the prevalence of resistance- associated mutations at the pfcrt, dhfr and dhps genes. The samples were acquired from travellers and immigrants by the European Network on Imported Infectious Disease Surveillance (TropNetEurop). Using nested-PCR and SSOP- ELISA we describe simple techniques to provide quick and reliable results. More than 90 percent of the samples were imported from sub-saharan Africa. Throughout Africa the prevalence of the S/P-sensitive wildtype sequences was decreasing during the observation period. In contrast the prevalence of the dhfr triple mutation associated to pyrimethamine resistance and of the dhfr/dhps quadruple and quintuple mutations linked to S/P treatment failure increased in all regions but central Africa. Point mutations on codons 72 to 76 of pfcrt were found predominantly as a part of the CVIET haplotype. Regions with extensive use of CQ such as western and southern africa showed an increasing prevalence of pfcrt mutations. In eastern africa, abandoning CQ as first line antimalarial drug in the late 1990s, the prevalence of mutations of the pfcrt gene diminished significantly. Polyclonal infections with more than one genotype of P. falciparum were detected in more than half of the samples. Out of the minority of subjects having taken a sufficient antimalarial chemoprophylaxis, patients taking mefloquine were under significant increased risk of being infected by wild type parasites of any gene. On the contrary, point mutations were associated to prophylaxis by CQ, alone or in combination with proguanile. Due to ongoing extensive use of CQ and S/P in numbers of endemic regions worldwide and the slow establishment of alternative therapies, the continuous surveillance of molecular markers associated to CQ and S/P resistance remains important. Collecting samples from travellers and immigrants provides the potential for mapping the prevalence of resistance- associated point mutations in most malarious areas and can be used as an early warning tool for emerging resistance.