Scientific Kalender April 2025
Malariainfektion
Etwa wie viele Merozoiten setzt ein hepatischer Schizont frei? [1]
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Wissenschaftliche Hintergrundinformationen
Malaria ist eine Infektionskrankheit, die durch einzellige Parasiten der Gattung Plasmodium hervorgerufen wird. Die Übertragung der Erreger auf den Menschen erfolgt hauptsächlich durch den Stich infizierter weiblicher Anopheles-Mücken. Die Krankheit stellt ein globales Gesundheitsproblem dar – rund 40 % der Weltbevölkerung leben in Risikogebieten, und durchschnittlich 250 Millionen Krankheits- und 600.000 Todesfälle werden jedes Jahr gemeldet. Am stärksten gefährdet sind, aufgrund ihres noch untrainierten Immunsystems, Kinder unter fünf Jahren; diese Population macht über 70 % der jährlichen Todesfälle aus [2].
Das Vorkommen der Malaria konzentriert sich auf die tropischen und subtropischen Regionen um den Äquator, wo die Umweltbedingungen saisonal oder ganzjährig die Ausbreitung der Krankheit begünstigen (Malaria-Endemiegebiete). Ein durchgängig warmes Klima (≥20 °C) mit langen Regenzeiten bietet ideale Brutbedingungen für die Mücken und fördert in ihnen als Wirt die Vermehrung der Parasiten [3]. Die am stärksten betroffene Weltregion ist Afrika mit über 230 Millionen Fällen jährlich und 95 % aller malariabedingten Todesfälle weltweit (Abb. 1) [2].
Fünf verschiedene Plasmodium-Spezies sind als Erreger der Malaria beim Menschen bekannt. Die bedeutendesten sind P. vivax mit dem größten Verbreitungsgebiet und P. falciparum, das weltweit für mehr als 95 % der Krankheitsfälle verantwortlich ist und die schwerste Form der Erkrankung verursacht. Ungeachtet der Spezies durchläuft der Parasit in der Mücke ebenso wie im menschlichen Wirt einen komplexen Lebenszyklus mit mehreren Entwicklungsstadien (Abb. 2): Leberschizonten in Hepatozyten, Merozoiten, Ringformen unreifer Trophozoiten, reife Trophozoiten, Blutschizonten und Gametozyten im peripherem Blut, in Mücken außerdem Sporozoiten [4, 5].
Wie sich die Erkrankung manifestiert, hängt von der Immunität der infizierten Person ab. Die erstmalige Exposition führt zu ausgeprägter Parasitämie, da bei diesem Erstkontakt noch keine starke Immunität gegen den Parasiten besteht. Diese schwere Form der Malaria tritt typischerweise bei Kindern unter fünf Jahren sowie bei schwangeren Frauen auf und gilt als medizinischer Notfall. Nachfolgende Kontakte mit dem Parasiten können zu milderen Verläufen führen, da die zunehmend trainierte Immunabwehr die Parasitenlast im Blut senkt. Die Immunreaktion ruft auch die klassischen Symptome Fieber, Schüttelfrost und Kopfschmerzen hervor. Nach mehrfacher Exposition kann die Infektion schließlich asymptomatisch verlaufen, da der Parasit rasch aus dem Blut eliminiert wird [6].
Fallergebnis
Ein zehnjähriger Junge aus einem Malaria-Endemiegebiet stellte sich mit Asthenie, Fieber und Erbrechen vor. Wegen des Verdachts auf Malaria wurde mit einem XN-31-Analysesystem eine Blutprobe analysiert. Die wichtigsten Befunde waren eine relativ niedrige Thrombozytenzahl von 152 × 103/µl, eine stark erhöhte MI-RBC# von 130,8 × 103/µl und das Flag ‚Malaria? (P.f)‘ (Abb. 3).
Dank einzigartiger Technologie und Reagenzien vermag das XN-31-Analysesystem kleinere Partikel im Zellinneren zu erkennen als konventionelle Analysesysteme der XN- oder XR-Serie. Mit Malaria infizierte Erythrozyten (MI-RBC) nehmen den Fluoreszenzmarker auf, der die Nukleinsäuren der Parasiten anfärbt, und geben dadurch ein eindeutiges Signal ab, das sie im M-Scattergramm deutlich von den anderen Populationen abhebt.
Das M-Scattergramm zeigt in diesem Fall mit Ringformen infizierte Erythrozyten, die in zwei verschiedenen Fluoreszenzintensitätsbereichen abgebildet werden (siehe Pfeile in Abb. 4). Der linke Cluster entspricht Erythrozyten, die von je einem Parasiten infiziert sind, während der rechte Cluster anzeigt, dass zwei oder noch mehr Parasiten in einem Erythrozyten vorliegen.
Zusätzliche Tests bestätigten die Ergebnisse des XN-31-Analysesystems. Der diagnostische Schnelltest auf P. falciparum war positiv, und die mikroskopische Untersuchung eines dünnen Blutausstrichs zeigte deutlich erhöhte Zahlen von Erythrozyten, die mit in Ringformen vorliegendem P. falciparum infiziert waren.
Literatur
[1] Prudêncio M et al. (2006): The silent path to thousands of merozoites: the Plasmodium liver stage. Nat Rev Microbiol 4, 849–856.
[2] Global Malaria Programme (2024): World Malaria report 2024, WHO.
[3] Lefevre T et al. (2013): Non-genetic determinants of mosquito competence for malaria parasites. PLoS Pathog 9(6): e1003365.
[4] Sato S (2021): Plasmodium–a brief introduction to the parasites causing human malaria and their basic biology. J Physiol Anthropol 40(1): 1.
[5] Hill AV (2011): Vaccines against malaria. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 366(1579): 2806–14.
[6] Mendonca VR et al. (2015): Immunoregulation in human malaria: the challenge of understanding asymptomatic infection. Mem Inst Oswaldo Cruz 110(8): 945–55.
Malaria has plagued humankind since ancient times and is still a significant threat to around half of the world’s population. Although malaria infections are primarily a problem in tropical regions, they occur ever more frequently also in non-endemic areas due to tourism and globalisation.
