Bakterielle Zellwandzucker täuscht Pilz-Bluttest bei Transplantationspatienten

Nokardiose ist eine schwerwiegende opportunistische Infektion, die durch *Nocardia* spp. verursacht wird – Gram-positive Bakterien, die mit Mykobakterien verwandt sind und vorwiegend immungeschwächte Personen betreffen, etwa Organtransplantationsempfänger. Die Diagnose ist notorisch schwierig, da das Bakterium langsam wächst, die Symptome unspezifisch sind und Standardkulturen häufig negative Ergebnisse liefern. Erschwerend kommt hinzu, dass einige Nokardiose-Patienten im Fungitell-Assay positiv testen – einem weit verbreiteten klinischen Test, der (1,3)-β-D-Glucan (BDG) nachweist, ein Polysaccharid, das normalerweise ausschließlich in pilzlichen Zellwänden vorkommt –, was Kliniker dazu verleitet, eine pilzliche Koinfektion zu vermuten, die gar nicht existiert. Die biochemische Grundlage dieser Kreuzreaktivität war bis zu dieser Studie vollständig unbekannt.

Die Untersuchung begann mit einem 67-jährigen Nierentransplantationspatienten, der mit einer Hautulzeration, axillärer Lymphadenopathie und einem Hirnabszess vorstellig wurde. Die Fungitell-Werte erreichten 2.326 pg/mL, obwohl die Pilzkulturen negativ ausfielen, ebenso wie der 18S-PCR-Test und der Nachweis von zirkulierendem Trehalose. Nach einer verlängerten Kultivierungsdauer wurde *Nocardia nova* als Erreger identifiziert. Eine geeignete antimikrobielle Therapie führte zur Rückbildung der Symptome, und die BDG-Spiegel sanken parallel dazu ab, was *Nocardia* als Quelle des Signals stark impliziert.

Zur Identifizierung des kreuzreaktiven Antigens führte das Team eine sequenzielle Zellwandfraktionierung von *N. nova* durch. Intakte Bakterien und mechanisch aufgeschlossene Pellets waren im Fungitell-Assay negativ, was darauf hindeutete, dass das reaktive Molekül unter normalen Bedingungen verborgen ist. Die Arabinogalaktan-Peptidoglykan-Fraktion (AGP) und das anschließend aufgereinigte Arabinogalaktan (AG) selbst zeigten jedoch die höchste Fungitell-Reaktivität aller Fraktionen. Entscheidend war, dass AG aus *Mycobacterium bovis* BCG – einem eng verwandten Organismus – bei gleichen Konzentrationen eine mehr als zehnfach geringere Reaktivität aufwies, was auf ein *Nocardia*-spezifisches Strukturmerkmal hinweist. Das Team bestätigte, dass die Lyse von Immunzellen der physiologische Auslöser ist: Als THP-1-Makrophagen mit *N. nova* infiziert wurden, wurde das Kulturmedium dosisabhängig stark Fungitell-reaktiv, was den In-vivo-Bedingungen entspricht.

Die detaillierte Strukturanalyse offenbarte den entscheidenden Unterschied: Während mykobakterielles AG ein Galaktan-Rückgrat aus alternierenden 5- und 6-verknüpften Galaktofuranose-Resten enthält, die durch eine Arabinan-Kette substituiert sind, trägt das AG von *N. nova* zusätzlich terminale β-D-Glucopyranose-Reste (Glcp), die an die Galaktan-Domäne gebunden sind. Diese terminalen Glucoseeinheiten werden in ihrer Beta-Pyranose-Konfiguration von Faktor G erkannt – der Serinprotease-Zymogen des Pfeilschwanzkrebses, die den Fungitell-Assay antreibt –, da sie die Struktursignatur pilzlicher β-Glucane imitieren. Die chemische Synthese von Oligosaccharid-Fragmenten bestätigte, dass ein Tetramer der Trisaccharid-Wiederholungseinheit (Glcp-Galf-Galf) die minimale Struktur darstellt, die für eine robuste Fungitell-Kreuzreaktivität ausreicht.

Diese Erkenntnisse haben unmittelbare klinische Konsequenzen. Transplantationspatienten mit Nokardiose sind einem hohen Risiko ausgesetzt, unnötige Antimykotika zu erhalten, mit entsprechender Toxizität, Wechselwirkungen mit Immunsuppressiva und diagnostischer Verzögerung. Durch die eindeutige Identifizierung der molekularen Grundlage der Kreuzreaktivität schafft diese Arbeit eine rationale Grundlage für die Entwicklung *Nocardia*-spezifischer Immunassays, die eine Unterscheidung zwischen bakterieller und pilzlicher Erkrankung ermöglichen könnten – wobei das einzigartige glukosylierte Galaktan-Epitop als diagnostisches Ziel genutzt werden könnte.