Mit Ausnahme des klinisch eindeutigen Erythema migrans wird die Diagnose der Borreliose durch mikrobiologische Tests bestätigt, wobei hierbei in nahezu allen Fällen der Nachweis spezifischer Antikörper im Serum und/oder Liquor ausreichend ist. Nur in speziellen Fällen (zum Beispiel Gelenkpunktat) bedarf es des Nachweises bakterieller DNA mittels Nukleinsäureamplifikationsmethoden (NAT).
Generell gilt bei der Borrelien-Diagnostik der Grundsatz, dass jede Infektion zur Bildung von spezifischen Antikörper führt und sich diese als Serumnarbe über viele Jahre nachweisen lassen. Zwar hat sich die serologische Diagnostik in den letzten Jahren durch die Einführung von rekombinanten Antigenen erheblich verbessert, trotzdem aber weisen die heutigen Tests weiterhin eine eingeschränkte Sensitivität und Spezifität auf. Im klinischen Alltag ist festzustellen, dass häufig eine Vielzahl von unnötigen serologischen Kontrolluntersuchungen veranlasst wird, insbesondere wenn in der Voruntersuchung ein grenzwertiges Ergebnis ermittelt worden ist. Schwankungen in der Antikörperkonzentration sind meist methodisch bedingt und daher ohne Relevanz.Bei der serologischen Diagnostik der systemischen Borrelien-Infektion wird zunächst ein Suchtest idealerweise mit einer hochsensitiven Methode (zum Beispiel EIA, HAH, IFT) durchgeführt. Reaktive Ergebnisse werden dann mittels des Bestätigungstest (Immunoblot) verifiziert. Aus dem so erhaltenen Bandenmuster lässt sich eine Früh- von einer Spätphase differenzieren. Bei der Interpretation des Borrelien-Immunoblots bedarf es aber in vielen Fällen der Kenntnis anamnestischer und klinischer Befunde. Eine computer-generierte Befundbeurteilung ist unter medizinischen Aspekten nicht akzeptabel.
Die Aussagekraft der serologischen Diagnostik ist vom klinischen Stadium der Borrelieninfektion abhängig. So lassen sich beim Erythema migrans oftmals noch keine spezifischen Antikörper nachweisen, weswegen die Diagnose in diesem Stadium primär klinisch zu stellen ist. Bei den Krankheitsbildern der Spätphase, wie zum Beispiel der Lyme-Arthritis, ist die Bestimmung von Antikörpern hingegen aussagekräftig. Eine Neuroborreliose lässt sich durch die Bestimmung intrathekal gebildeter Borrelien-Antikörper weitgehend sichern. Auch findet sich im Liquor eine lymphozytäre Pleozytose mit Plasmazellen und Lymphozyten sowie eine deutliche Schrankenstörung.Der Nachweis von Borrelien-DNA mittels NAT kann bei einigen Fragestellungen, wie zum Beispiel beim Erregernachweis in Gelenkpunktaten bei Verdacht auf Lyme-Arthritis, hilfreich sein. Vor einer ungezielten Borrelien-PCR-Diagnostik muss jedoch abgeraten werden. Eine Anzüchtung der Borrelien, zum Beispiel aus dem Liquor, ist zwar möglich, weist jedoch eine geringe Sensitivität auf.
Bei der Beurteilung serologischer Befunde müssen zudem eventuelle Kreuzreaktionen mit Antikörpern gegen andere Vertreter der Treponemata berücksichtigt werden. Hierbei müssen insbesondere Borrelia recurrentis (Rückfallfieber) sowie Treponema pallidum (Lues) bedacht werden.In letzter Zeit werden zunehmend Methoden von kommerziell orientierten Labors angepriesen, durch die angeblich eine Verbesserung der Borrelien-Diagnostik erreicht wird. Dabei handelt es sich insbesondere um den Borrelien-Lymphozyten-Transformationstest (LTT) sowie den Visual Contrast Sensitivity Test (VCS). Bei diesen beiden Verfahren handelt es sich nicht um ausreichend evaluierte Methoden. Auch werden diese Verfahren von keiner Fachgesellschaft empfohlen.
Beim LTT wird versucht, die zelluläre Immunantwort gegenüber bestimmten Borrelien-Antigenen zu bestimmen. Von Seiten der durchführenden Labors wird behauptet, dass sich dieser Test vor allem zur Therapiekontrolle eignet. Die wenigen durchgeführten Untersuchungen ergaben jedoch zusammenfassend, dass sich diese Methode weder für die Diagnostik der akuten Borreliose eignet, noch spielt dieser Test bei der Therapiekontrolle eine Rolle.Beim VCS, einer an paramedizinischer Scharlarnterie grenzenden Methode, wird die Hypothese vertreten, dass Borrelien ein lipophiles Toxin produzieren würden, welches an den Nervus opticus bindet. Hierdurch würde eine messbare Funktionsbeeinträchtigung verursacht werden, die durch den VCS bestimmt werden kann. Als Konsequenz eines positiven VCS-Tests wird die Einnahme von Cholestyramin angeraten, um den enterohepatischen Toxinkreislauf zu durchbrechen. Diese Therapieempfehlung muss als äußerst fragwürdig angesehen werden.
Die Kosten des LTT und VCS werden den Patienten meist privat in Rechnung gestellt, wobei diese insbesondere wegen der häufig empfohlenen Kontrollen, zum Teil erheblich sein können. Es ist sehr verwunderlich, warum gerade diese beiden unsinnigen Verfahren bei einer Reihe von Patienten mit „chronischer Borreliose” eine hohe Akzeptanz finden.