Diagnostic Value of PCR for Detection ofBorrelia burgdorferiin Skin Biopsy and Urine Samples from Patients with Skin Borreliosis

Abstract

Skin biopsies of 36 patients with erythema migrans and acrodermatitis chronica atrophicans (ACA) before therapy and those of 8 patients after therapy were examined for Borrelia burgdorferi DNA by PCR. Skin biopsies of 27 patients with dermatological diseases other than Lyme borreliosis and those of 10 healthy persons were examined as controls. Two different primer sets targeting 23S rRNA (PCR I) and 66-kDa protein (PCR II) genes were used. PCR was performed with freshly frozen tissue (FFT) and paraffin-embedded tissue (PET). For FFT specimens of erythema migrans, 73% were positive by PCR I, 79% were positive by PCR II, and 88% were positive by combining PCR I and II. For PET specimens, PCR was less sensitive (PCR I, 44%; PCR II, 52%). For FFT specimens of ACA, PCR I was positive for two of five patients and PCR II was positive for four of five patients. B. burgdorferi was cultured from 79% of the erythema migrans specimens but not from any of the ACA lesions. Elevated B. burgdorferi antibodies were detected in sera of 74% of erythema migrans patients and 100% of ACA patients. All urine samples were negative by PCR II, whereas PCR I was positive for 27%. However, hybridization of these amplicons was negative. Sequencing of three amplicons identified nonborrelial DNA. In conclusion, urine PCR is not suitable for the diagnosis of skin borreliosis. A combination of two different primer sets achieves high sensitivity with skin biopsies. In early erythema migrans infection, culture and PCR are more sensitive than serology.

Erythema migrans: a reassessment of diagnostic criteria for early cutaneous manifestations of borreliosis with particular emphasis on clonality investigations

“…Amplification targeting DNA of the central part of the flagellin gene (230 bp; primers used: Bbs 1-1, 5¢-AACACACCAGCATCACTTTCAGG-3¢; Bbs 1-3c, 5¢-GAGAATTAACCCGCCTTGAGAAGG-3¢) characterized species of the B. burgdorferi sensu lato complex, 13 whereas a second PCR targeting a fragment of the chromosomal 66-kDa protein (171 bp; primers used: Bb-1, 5¢-AAAACGAAGATAC TCGATCTGTAATTGC-3¢; Bb-2, 5¢-TTGCAGAATTTGATAAAG TTGG-3¢) characterized B. burgdorferi sensu stricto. 14 . Amplification of a fragment of the chromosomal 66-kDa protein was carried out at annealing temperatures of 50°C and 48°C, respectively, using the same protocol.…”

Molekulare Diagnostik von infektiösen Hauterkrankungen

“…Lymphadenosis cutis benigna) mit 68 % angegeben [7][8][9]. Da beim EM die Borrelienserologie in bis zu 26 % der Patienten in den ersten Wochen der Erkrankung negativ ausfallen kann und auch histologisch Plasmazellen als möglicher Hinweis auf die Erkrankung fehlen [10,11], stellt der Erregernachweis mittels PCR beim EM und insbesondere bei klinisch und/oder histologisch unklaren Fällen eine wichtige diagnostische Untersuchung dar. Durch die Verwendung von unfi xiertem Gefriergewebe oder den Einsatz einer nested PCR kann die Sensitivität der Untersuchung gesteigert werden [10].…”

“…Da beim EM die Borrelienserologie in bis zu 26 % der Patienten in den ersten Wochen der Erkrankung negativ ausfallen kann und auch histologisch Plasmazellen als möglicher Hinweis auf die Erkrankung fehlen [10,11], stellt der Erregernachweis mittels PCR beim EM und insbesondere bei klinisch und/oder histologisch unklaren Fällen eine wichtige diagnostische Untersuchung dar. Durch die Verwendung von unfi xiertem Gefriergewebe oder den Einsatz einer nested PCR kann die Sensitivität der Untersuchung gesteigert werden [10]. Bei der ACA ist die Sensitivität des PCR-basierten Nachweises von Borrelien-DNA und der Kultur aufgrund der niedrigen Er-regerzahl stark limitiert und der Serologie als diagnostisches Verfahren unterlegen [10].…”

“…Durch die Verwendung von unfi xiertem Gefriergewebe oder den Einsatz einer nested PCR kann die Sensitivität der Untersuchung gesteigert werden [10]. Bei der ACA ist die Sensitivität des PCR-basierten Nachweises von Borrelien-DNA und der Kultur aufgrund der niedrigen Er-regerzahl stark limitiert und der Serologie als diagnostisches Verfahren unterlegen [10]. Seltenere Manifestationsformen sind die interstitielle granulomatöse Dermatose (IGD), juxtaartikuläre fi brinoide Knoten und Morphea-artige Läsionen (Abbildung 1).…”

“…Zusammenfassend zeigt die PCR bei der frühen Form der Borreliose mit hoher Erregerzahl eine hohe Sensitivität, jedoch eine niedrige Sensitivität in fortgeschrittenen bzw. späten Krankheitsstadien [10]. In jedem Fall müssen die Ergebnisse der molekularbiologischen Untersuchungen mit den serologischen Befunden and der klinischen Präsentation korreliert werden.…”