Monoklonale GammopathienMultiples Myelom - Morbus Waldenström

Leichtketten-Myelom

Klinikum Bremen - Mitte gGmbHBremer Zentrum für Laboratoriumsmedizin GmbH

Peter C. Fink

Ursachen monoklonaler Gammopathie

• Strahlung (Sellafield plant England, Hiroshima)

• Chemische Noxen (Asbest, Pestizide, Chemo-therapie, Immunsuppressiva etc.)

• Genetische Faktoren (Familien Cluster)

mIg + freie LeichtkettenProduktion durch Plasmazellen

Kappa Lambda

antigen

binding

sites

exposed surface

hidden surface

hinge region

carbohydrate

light chain

heavy chain

Previously

hidden surface

and antibody

target

exposed surface

Lambda

Kappa

Aufbau der Immunglobulinisotypen(Monomere).

IgM und IgE haben keine Gelenkregion

Unterschiede in Anzahl und Anordnung der Disulfidbrücken und Verteilung der Kohlenhydratseitenketten

Immunglobulin - Hauptklassen

Struktur der IgG - Subklassen

MG 146.000 MG 170.000MG 146.000 MG 146.000

IgG1 (40%)

IgG2 (13%)

IgG3 (4%)

IgG4 (2%)

IgG(59%)

IgE (0.01%)

IgD(1%)

Free light chains (15%)

Nonsecretorymyeloma (3%)

IgA (21%)Biclonal

(1%)

MM

Solitary or extramedullaryplasmacytoma

3% (27)

Chronic lymphocyticleukaemia

2% (21)

Waldenstr öm’s macroglobulinaemia2% (20)

MGUS 56% (578)

Multiple Myeloma18% (185)

Lymphoma 5% (50)

Amyloidosis(AL) 10% (106)

Smoulderingmyeloma 4% (39)

Mayo Clinic 1992,AR Bradwell 2005

Monoclonale GammopathienThe International Myeloma Working Group, Mai 2003

• MGUS: Monoclonalgammopathyof undeterminedsignificance

• Asymptomatisches Myelom(smouldering, indolent multiple myeloma)

• Multiples Myelom

• Nicht-sekretorisches Multiples Myelom

• Solitäres Plasmozytom des Knochens

• Extramedulläres Plasmozytom

• Multiples solitäres Plasmozytom

• Plasmazell - Leukämie

• S-M-Protein <30 g/l KM-Plasmazelle <10 %

S-Ca, Hb, Creatinin o.B. keine Knochenläsionen

• S-M-Protein ≥ 30 g/l

KM-Plasmazelle≥ 10%

S-Ca o.B.; Hb↓, Creatinin↑

• S-M-Protein ≥ 30 g/l

KM-Plasmazelle≥ 10%

S-CA ↑, Hb < 10 g/dl,

Crea > 2 mg/l

Osteolysen,Organschädigung

MGUS: Laboruntersuchungen

• Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit (BSG)

• Großes Blutbild + Differenzialblutbild (mikroskopisch)

• Serum-Elektrophorese + Immunfixation (Serum)

• Immunglobuline quant. + β2-Mikroglobulin (Serum)

• C-reaktives Protein + Creatinin + Calzium (Serum)

• κ- / λ- Leichtketten – Quantifizierung (Serum)

• Röntgenübersichtsaufnahmen von Schädel, Wirbelsäule, Becken und proximale Extremitäten

Übergang von MGUS in andere Plasmazelldyskrasie

n = 241 PatientenHiller et al.2002

Beobachtungszeitraum 11 bis 32 Jahre

Überlebenskurve von 241 Patienten mit MGUS im Vergleich zu einer alters- und geschlechtskorrigierten normalen Population

Hiller et al.2002

B-Zell Ontogenese – Assoziationen mit Erkrankungen

klin.VerlaufZAP-70

-++sIgM + sIgD+++ssIg

-++++++-FMC7

+-------CD138

-+------CD103

-++++++sCD79b

+CD56

---+-±++CD43

+ ungü. Prog.CD38

+CD25

--±+-±++CD24

-----±±+CD23

-++++++sCD22

-++++++sCD20

-+++++++CD19

+CD11c

--+-----CD10

---+-±±+CD5

lambda

kappa

Nachweis %

MMHZLFCLMZSMZLLPLB-PLLB-CLLMarker

AntikörperreaktivitätsmusterB-Zellreihe

Stand: Fink 11.11.2004Non Hodgkin Lymphome (NHL)

MLUS = Monoklonale Lymphozyten unbestimmter Signifikanz

MGUS = Monoklonale Gammopathie undetermined siginificance

MM = Multiples Myelom

< 1 %HZL = Haarzell-Leukämie

22 %FCL = Follikuläres Lymphom

6 %MZ = Mantelzell – Lymphom

SMZL = Splenisches Marginalzonenlymphom ( SLVL = splenic 8 %lymphoma with circulating villous lymphocytes)

LPL = Lymphoplasmozytisches Lymphom

< 1 %PLL = Prolymphozytenleukämie

CLL = Chronisch lymphatische Leukämie 7 %

B-Zell Leukämien: Non – Hodgkin – LymphomeHäufigkeiten

Waldenström`s Macroglobulinämie

• IgM – Monoclonale Gammopathie

• Knochenmarkinfiltration mit kleinen Lymphozyten –plasmacytoide / plasmazelluläre Differenzierung

• Inter – trabekuläres Muster der Knochenmarkinfiltration

• Immunphänotyp: IgM+ , CD10- , CD19+ , CD20+ , CD22+ , CD23- , CD25+ , CD27+ , FMC7+ , CD103- , CD138-

Analyseverfahren zum Nachweis monoklonalerImmunglobuline und Bence - Jones Proteine

• Serum / Urin Celluloseacetat ElektrophoresePlanimetrie - Berechnung der Myelomproteinkonzentration

• Quantitatives Immunglobulin- und Leichtketten-profil κ / λ ( Nephelometrie )

• Bestätigungverfahren- Immunfixation: Serum / Urin

- SDS-Polyacrylamid-Gradientengelelektrophorese: Urin

Nachweisgrenzen

•Serum-Cellulose-Acetat-Elektrophorese 550 mg/l, mIgG

•Immunelektrophorese 100 mg/l, BJ-Typ lambda

•Immunfixation 40 - 80 mg/l, mIgG, mIgA

150 mg/l, freie Leichtketten

•SDS-Polyacrylamid-Elektrophorese 0,78 mg/l, BJ-Typ lambda

•Freie Leichtketten Typ κ Serum / Urin 3 mg/l / 0,60 mg/l

•Freie Leichtketten Typ λ Serum / Urin 4 mg/l / 0,80 mg/l

0.1

1

10

100

1000

10000

100000

0.1 1 10 100 1000 10000 100000

Serum Kappa (mg/L)

Ser

um L

ambd

a (m

g/L)

SPE sensitivity

IFE sensitivity

λ λ λ λ LCMMκ κ κ κ LCMM

IIMM

High pIgGAL Amyloidosis

Renal impairment

NSMM

Normal sera

Freie Leichtketten

AR Bradwell 2005

Klinische Befunde bei Patienten mit MM

Knochendestruktionen – Osteolytische Herde

Hämolytische Probe

BiklonaleIgG -Typ kappa, IgM -Typ kappa Gammopathie

Henry Bence Jones

Nephron

Glomerulum

Bowmansche Kapsel

Proximaler Tubulus

Henle`sche Schleife

Distaler Tubulus

Sammelrohr

Pyramiden

Calix

Effect of renal tubular reabsorption on urine FLC

1

10

100

1000

10000

100000

0 6 12 18 24Time (months)

Ser

um F

LC (

mg/

L)50,000

5,000

500

250

100

NR serumNR urine

Urin

e F

LC (

mg/

L)

50,000

5,000

2,000

1,000

1

Nachweisgrenzen für Analyte in Urinproben, die Nephron- (glomeruläre / tubuläre) Schädigungen bzw. Hämaturien markieren ( U-Proteinmarker )

• U-IgG 3.0 mg/l

• U-Transferrin 2.0 mg/l

• U-Albumin 2.0 mg/l

• U-α1-Mikroglobulin 4.0 mg/l

• U-α2-Makroglobulin 1.9 mg/l

Messverfahren: Nephelometrie

BJ-ämie-urie-Typlambda01

BJ-ämie-urie-Typ kappa

Differentialdiagnosen bei monoklonale protein-sezernierenden B-Zell-Klonen

• Hyperviskositätssyndrom, Proteinkonzentrationserhöhung ( MW, MM )• Kryoglobulinämie Typ I + II (mIgM-Typ κ; mIgA, mIgG, BJ-Protein( MM, MW )

• Amyloidose ( MM )

• Niereninsuffizienz, renale Acidose, Anämie ( MM, MW )• Hypercalcämie, osteolytische Herde ( MM, MW )

• Polyklonale Hypogammaglobulinämie, sek.AK-Mangelsyndrom ( MM, MW )

• Blutungen, hämorrhagische Diathese ( MW, MM )

• Immunsupprimierte Patienten nach Organtransplantation ( MGUS )

• Alter > 70 Lebensjahre 3% (MGUS )

Legende: MM = Multiples Myelom, MW = Morbus Waldenström, MGUS = Monoclonale Gammopathy of undetermined significance

Teil I: Monoklonale Gammopathie

Ende

Akutes Abdomen

Teil II

α-Amylase

• Speichel-Amylase(Ptyalin)

• Pankreas-Amylase

• Halbwertszeit: S-Amylase beträgt 10-18h

• MG 51 kDa (Speichel)

• MG 50 kDa (Pankreas)

• 97% Aminosäuresequenz-Homologie

α-Amylase

• Vollständigeglomeruläre Filtration und

• 50% tubuläreRückresorption

• MG 40 – 50 kDa

α-AmylaseKonzentrationserhöhungen

• Abflusshindernisse, Entzündungen

• Nierenversagen, Makroamylasämie

• α-Amylase - Austritt aus anderen Geweben (Tumorgewebe, Eierstöcke, Leber)

a-Amylase: Diagnostische Sensitivität: 81-88%

Lipase: Diagnostische Sensitivität: 90 -97%

Differentialdiagnose:α-AmylaseKonzentrationserhöhung

• Akuter Alkoholismus 10% Personen

• Chron. Alkoholismus: Gesamtamylase normal, solange kein Leberschaden eingetreten ist.

• Nierenversagen: Glomerulo-/Tubulopathie: Amylase normal bis leicht erhöht

• Chron. Nierenversagen: Creatininclearance < 50 ml/min.

• Akutes Abdomen: Pankreas-Mitbeteiligung: Magen- / DuodenumulceraCholezystitis, Ileus, Tubenruptur, Mesenterialinfarkt

• ERCP: Nach einer endoskopischen Pankreasganguntersuchung

• Speicheldrüsenerkrankungen: Mumps Parotitis bei Marasmus, Sialolithiasis

• Tumor: Eierstock, Lunge, Prostata, Zervixcarcinom (paraneoplastisches Syndrom)

• Medikamente: Hydrochlorothiazid, Opiate, Kontrazeptiva, Tetrazykline, Valproinsäure

Makroamylasämie• Antikörper (IgA, IgG)-vermittelte Vernetzung mehrerer Amylasemoleküle zu den

sog. Makroamylaseformen

• Molekulargewicht liegt meist über 400000 Dalton

• Wegen ihrer Größe keine Ausscheidung über die Niere

• Amylaseaktivität im Serum erhöht, ohne dass eine Erkrankung der Bauchspeichel-drüse oder der Speicheldrüsen vorhanden ist.

• Erkennbar wird die Makroamylasämie durch die verminderte Ausscheidung von Amylase im Harn. Auch die normale Lipase und die fehlende klinische Symptomatik lassen daran denken.

• Makroamylasämie kann auch durch andere Erkrankungen (Multiples Myelom, Lymphome oder AIDS) verursacht sein, Ursache abklären.

• Pseudomakroamylasämie: Hochmolekulare Komplexe zwischen a-Amylase und der infundierten Hydroxyäthylstärke

Teil II: Akutes Abdomen

Ende

EisenstoffwechselEisenmangel-, Infekt-, Tumoranämie

Teil III

Einflüsse auf den Eisenstoffwechsel

Resorptionsfördernde• Fleischreiche Ernährung mit

hohem Häm-gebundenen Fe2+-Anteil

• Saures, reduzierendes Milieu bei hohem Obst- und Gemüse-Anteil

Resorptionshemmende• Verminderte Magensaftsekretion

im Alter (Schleimhautatrophie)

• Niedriger Anteil zweiwertigen (Fe2+) Nahrungseisens bei einseit-iger Ernährung (Vegetarier)

• Bildung nicht – absorbierbarer Eisen-haltiger Komplexe bei starkem Kaffee- und/oder Teekonsum

Eisenstoffwechsel: Einflüsse

Funktionseisen 80 %• Hämoglobin 65 %• Myoglobin 10 %• Enzyme 5 %

Katalase, Peroxidase, Cytochrome

Depoteisen 20 %

• Ferritin, Hämosiderin 20 %

Transporteisen 0,1–0,2%• Transferrin – Fe3+

Hämoglobin65%

Myoglobin10%

Enzyme5%

Ferritin, Hämosiderin20%

Transporteisen0,1%

Hämoglobin

Körpereisen - Gesamtbestand

Körpereisen – Gesamtbestand : ♀: 3,4–4 g / ♂: 4–5 g

Hämoglobin - Molekül – Struktur

Eisenstoffwechsel

Erythropoetin (EPO)

Pro-erythroblast

BasophilerErythroblast Polychromatische

Erythroblast OrthochromatischeErythroblast

RetikulozytErythrozyt

KM

PB

Sauerstoffsättigung

SauerstoffsensorNiere

Juxtaglomerulärer Apparat

12345678910

11

12

Pars recta des distalen TubulusMacula densaArteriola afferensArteriola efferensMuskelzellen der ArteriolenwandEndotheljuxtaglomeruläre Zellenglomeruläre KapillarenMesangiumzellenBowmansche Kapsel,parietales BlattBowmansche Kapsel,viszerales BlattPars convoluta des proximalenTubulus

Erythropoetin (EPO)

EPO bindet im KM an den Erythropoetin-Rezeptor der Vorläuferzellen BFU-E (Erythroid Burst Forming Unit), die zunächst zu den reiferen Vorläuferzellen des Typs CFU-E (Erythroid Colony Forming Unit) und schließlich zu Erythrozyten ausdifferenzieren. EPO-Gen im Menschen befindet sich auf dem Chromosom 7.

Ferritin – Molekül - AufbauFerritin – Molekül - Aufbau

Ferritin: Eisenspeicherprotein

• Basische Isoferritine

• eisenreich

• Leber

• Milz

• Knochenmark

• Saure Isoferritine

• eisenarm

• Plazenta

• Herz

• Tumore

Ferritin: Eisenspeicherprotein (MW: > 440 kD)

Isoferritine: Unterschiedliches Trennverhalten bei Isoelektrofokussierung (pH 3,5 – 9,5)

Plasmaferritin ist basisch, korreliert mit Gesamt-Körpereisen-Speichern (Ausnahme: Eisenverteilungsstörungen)

Ferritin - Konzentrationserhöhungen

• Indiz für eine Eisenüberladung

• Leberparenchymschäden (d.h. verminderte Plasma-Ferritin Clearance durch die Leber)

• Infektionen, chronische Entzündungen

• Maligne Erkrankungen (Hepatomen, Mamma-Pankreas-, Prostata und Bronchial-Ca, Neuro-blastom, Lymphome - Leukämien)

.

Fe-Verteilungsstörung-PSA-Tumor

Danke für Ihre Aufmerksamkeit