Detection of Borrelia infection in ticks and humans
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Zusammenfassung
In Europe at least three different Borrelia species are known to be pathogenic for humans. An interesting aspect of species classification is their correlation with epidemiological observations and clinical manifestations. Therefore, simple and rapid methods which enable a species-specific differentiation are more and more important for research as well as for diagnostic purposes.
In the first part of the thesis, the development of a method for quantification and simultaneous identification of different Borrelia species was carried out and its practical usefulness was tested by performing an epidemiological study in ticks.
The prevalence of Borrelia infection in ticks is an essential component of risk assessment. In the second part of the thesis (i) Borrelia infection and (ii) species distribution in I. ricinus ticks in Europe was determined performing a metaanalysis.
Serology, which is the main diagnostic tool for Lyme Borreliosis to date, has various disadvantages. Therefore, many efforts have been attempted to develop alternative methods, e.g., PCR, which enables a direct detection of the pathogen. Despite the lack of standardization and ambiguous results in various studies, urine PCR, which is regarded as a desirable diagnostic tool, is already used by many diagnostic laboratories. To clarify this unsatisfactory situation, in the third part of the thesis the method of urine PCR was analyzed quantitatively by use of a highly standardized protocol.
In summary, we have developed a highly sensitive real-time PCR which enables not only species-specific differentiation of Borrelia genotypes, but also their quantification. This method was successfully employed in an epidemiological study on ticks, which was itself set into relation to the situation in Europe performing a metaanalysis. A critical evaluation with help of our method revealed that urine PCR as diagnostic tool for Lyme Borreliosis is not advisable at least for diagnosis of early stages of Lyme Borreliosis.
Zusammenfassung in einer weiteren Sprache
In Europa sind mindestens drei verschiedene humanpathogene Borrelienspezies bekannt. Ein interessanter Aspekt der Speziesklassifizierung ist ihre Korrelation mit epidemiologischen Beobachtungen und klinischen Manifestationen. Daher werden einfache und schnell durchzuführende Methoden, die eine speziesspezifische Bestimmung ermöglichen, sowohl in der Forschung als auch in der medizinischen Diagnostik immer wichtiger.
Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit stand die Entwicklung einer Methode, die eine Quantifizierung und gleichzeitige Identifizierung verschiedener Borrelienspezies erlaubt. Ihr praktischer Nutzen wurde mittels einer epidemiologischen Studie an Zecken getestet.
Das Vorkommen von Borrelieninfektionen in Zecken ist eine essentielle Komponente in der Risikoabschätzung. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurde die (i) Borrelieninfektion und (ii) Speziesverteilung in I. ricinus Zecken in Europa mit Hilfe einer Metaanalyse bestimmt.
Die Serologie, zur Zeit das hauptsächliche diagnostische Werkzeug bei Lyme Borreliose, weist verschiedene Nachteile auf. Daher wurden viele Anstrengungen unternommen alternative Methoden zu entwickeln, wie z.B. die PCR, die einen direkten Erregernachweis ermöglicht. Trotz fehlender Standardisierung und ambivalenten Ergebnissen in verschiedenen Studien wird die als wünschenswertes diagnostisches Werkzeug betrachtete Urin PCR, bereits von vielen Diagnostiklabors eingesetzt. Um diese unbefriedigende Situation zu klären, wurde im dritten Teil der vorliegenden Arbeit die Methode der Urin PCR mit Hilfe eines hochstandardisierten Protokolls in quantitativer Weise analysiert.
Zusammenfassend waren wir in der Lage, eine hochsensitive real-time PCR zu entwickeln, die nicht nur eine speziesspezifische Unterscheidung der Borrelien Genotypen erlaubt, sondern ebenso ihre Quantifizierung. Diese Methode wurde erfolgreich in einer epidemiologischen Studie an Zecken verwendet, welche ihrerseits wiederum durch eine Metaanalyse in Relation mit der Situation in Europa gesetzt wurde. Eine kritische Evaluierung mit Hilfe unserer Methode deckte auf, dass Urin PCR als diagnostisches Werkzeug in der Lyme Borreliose nicht empfehlenswert erscheint zumindest nicht bei der Diagnostik von frühen Formen der Lyme Borreliose.
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ISO 690
RAUTER, Carolin, 2004. Detection of Borrelia infection in ticks and humans [Dissertation]. Konstanz: University of KonstanzBibTex
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