Laborbefunde und ihre klinischen Interpratationen Demoversion · Parameter: Leukozyten,...

Laborbefunde und ihreklinischen Interpretationen

Herausgeber: Prof. Dr. Dr. Pranav Sinha unter Mitarbeit von Dr. Julia Poland und Dr. Gerda Ziervogel

März 2004

Methoden der Laboruntersuchung,Diagnosestrategien, Differenzialdiagnosen

3/2.8 ❙ Seite 1Knochenstoffwechsel

3/2.8 Knochenstoffwechsel

Das Knochensystem ist sowohl biomechanisches Stütz- als auch Stoffwech-selorgan. Die labormedizinische Diagnostik des Knochenstoffwechsels bei-nhaltet einerseits allgemeine Marker wie Kalzium, Phosphat, Parathormonund D-Vitamine, andererseits spezielle biochemische Marker für Knochenauf-und -abbau, z.B. knochenspezifische alkalische Phosphatase, Osteocalcinund Pyridinium-Crosslinks. Indikation für die Bestimmung dieser Marker istneben der Diagnose verschiedenster Knochenerkrankungen auch das Thera-piemonitoring (z.B. Therapie der Osteoporose mit Biphosphonaten). NeueMarker wie Osteoprotegerin und Osteopontin werden in Studien eingesetzt,sind jedoch noch nicht in der Routinediagnostik etabliert.

J. Poland, A. Griesmacher

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Knochenstoffw

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März 2004

anorganisches Phosphat • Serum (bevorzugt, da enzymatisch; • Knochenerkrankungen, Knochenschmerz Erwachsene:Phosphatkonzentration Phosphormolybdat- • chronische Nierenerkrankungen, 0,84-1,45 mmol/lca. 0,06-0,10 mmol/l methode Dialysepatienten, Nierensteine bzw. 2,6-4,5 mg/dhöher ist), Heparinplasma • nach Schilddrüsen-OP

• Blutentnahme morgens • Nebenschilddrüsenstörungen Kinder: s. Kap.nüchtern • V.a. Vitamin-D-Mangel 4/2.8.2

• Zentrifugation innerhalb • Alkoholismus, Muskelschwächevon 2 h • Intensivmedizin

Hyperphosphatämie: renal (verminderteGFR oder vermehrte tubuläre Reab-sorption); akute Phosphatverschiebung von intra- nach extrazellulär; vermehrteZufuhr; Vitamin-D-Therapie bzw. -Intoxi-kation; Tumorlyse- und Crush-Syndrom;Knochentumoren u.a.

Hypophosphatämie: akute Phosphatver-schiebung von extra- nach intrazellulär;mangelnde Aufnahme und Resorptions-störungen; renal tubulärer Verlust; primärerHyperparathyreoidismus; Vitamin-D-Man-gel; onkogene Osteomalazie; Alkoholis-mus; familiäre Hypophosphatämie u.a.

Parameter Material/Präanalytik Methoden Indikation/Interpretation Referenzbereich

Allgemeine Marker des Knochenstoffwechsels:

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J.Poland, A

.Griesm

acher

Phosphat im Harn, Phos- • Sammelharn (Zusatz von Berechnung von Cp und TRP %: Phosphat im Harn:phat-Clearance (Cp), pro- 20 % HCl) + Serum Cp und TRP %: • V.a. tubuläre Syndrome mit Phosphat- Erwachsene:zentuale tubuläre Phos- • Testablauf für Cp: s. Kap. 4/2.8.3 verlust 11-36 mmol/24 hphatrückresorption s. Kap. 4/2.8.3 • primäre und sekundäre Störungen der(TRP %) • Phosphatbestimmung im Nebenschilddrüsen Kinder:

Serum und zwei Sammel- 4-36 mmol/24 hharnen, bei TRP % zu-sätzlich Bestimmung von Cp: 5,4-16,2 ml/minKreatinin in Serum und Harn und Berechnung der TRP %: 82-90 %Kreatinin-Clearance

Parathormon (PTH) • Serum oder EDTA-Plas- IRMA, ILMA • Differenzialdiagnostik von Hyper- bzw. Intaktes PTH:ma Hypokalzämien

• Probe gekühlt (auf Eis) • Knochenerkrankungen 15-65 ng/l bzw.transportieren Nierenerkrankungen 1,5-6,5 pmol/l

• Blutentnahme morgens • V.a. Hyperparathyreoidismus (HPT)nüchtern • Malabsorption

↑ HPT (primär, sekundär, tertiär); para-neoplastisch; Pseudohypoparathyreo-idismus; Lithium-Langzeittherapie u.a.

↓Hypoparathyreoidismus; nicht para-thyreogene Hyperkalzämien; Hyper-thyreose u.a.

Zur Konstellation der Parameter Kalzium,Phosphat und PTH bei verschiedenenErkrankungen s. Kap. 4/2.8.4 Tab. 1


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Parathormon-related • EDTA- und Heparinplasma, kompetitive Immuno- • Verlaufskontrolle der Tumorhyperkalz- methodenabhängigProtein (PTHrP) • sofortige Zentrifugation assays, immunome- ämie unter Therapie (Mamma-, Nieren-,

trische Assays kleinzelliges Bronchialkarzinom)• prognostischer Faktor für die Entwick-

lung von Knochenmetastasen

relative Indikationen: Therapie mit Biphos-phonaten, Differenzialdiagnose einerHyperkalzämie bei V.a. Malignom

25-Hydroxy-Vitamin D • Serum, Plasma RIA, LIA, HPLC, • Verdacht auf Vitamin-D-Mangel jahreszeitabhängig:(25(OH)D, Calcidiol) • Blutentnahme morgens kompetitive Protein- Sommer:

nüchtern bindungsanalyse ↑Vitamin-D-Therapie und -Überdosierung 50-300 nmol/l • Blutprobe: direktes (20-120 ng/ml)

Sonnenlicht vermeiden ↓Vitamin-D-Mangelzustände (z.B. Son- Winter:nenlichtmangel); verminderte intestinale 25-125 nmol/lVitamin-D-Aufnahme; erhöhter Stoff- (10-50 ng/ml)wechsel von Vitamin D; renaler Vitamin-D-Verlust; schwerer Leberparenchym-schaden u.a.

1,25-Dihydroxy-Vitamin • Serum RIA • Differenzialdiagnose von Hyperkalzämien Erwachsene:D3 (1,25(OH2)D3, Calci- • Blutentnahme morgens • Therapiekontrolle unter 1α-Hydroxy- 30-80 ng/l bzw.triol) nüchtern; vor Dialyse Vitamin D3 oder Calcitriol 75-200 pmol/l

• Blutprobe: direktes • V.a. Pflanzenintoxikation mit resultie- alte Menschen:Sonnenlicht vermeiden render Hyperkalzämie (Solanum mala- 25-60 ng/l bzw.

coxylon) 63-125 pmol/l

• zur Abklärung von Hyperkalzämie, Schwangere:Hyperkalziurie 40-130 ng/l bzw.

• Differenzierung der Vitamin-D-abhän- 100-325 pmol/l

gigen Rachitis Kinder: 40-100 ng/l bzw. 100-250 pmol/l


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Knochenstoffw

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J.Poland, A

.Griesm

acher

Calcitonin Diagnose und Verlauf des medullärenC-Zellkarzinoms;Tumormarker (s. Kap. 4/6 )


knochenspezifische • Serum oder Heparinplasma EIA, LIA, IRMA • Differenzialdiagnostik einer AP-Erhöhung abhängig von Alteralkalische Phosphatase (früher: Lektin-Fällung) • osteopenische oder osteoporotische und Geschlecht(K-AP) Knochenerkrankungen (Diagnostik und sowie vom ver-

Therapieverlauf) wendeten Test• Nierentransplantation

Osteocalcin • Serum oder Heparinplasma RIA, immunometrische • Abklärung der Knochenumsatzrate, wenn abhängig von Alter(Bone G1a Protein) • Blutentnahme morgens Assays die AP nicht eingesetzt werden kann und Geschlecht

nüchtern (z.B. bei hepatobiliären Erkrankungen) sowie vom• V.a. Osteoporose, Osteomalazie, renale verwendeten Test

Osteopathie• primärer HPT• Knochenmetastasen

↑ verstärkter Knochenumsatz (primärerHPT oder »High-turnover Osteoporose«);Knochenmetastasen; sekundärer HPT;Osteomalazie und Rachitis; M. Paget;Niereninsuffizienz


Biochemische Marker für Knochenbildung:

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Prokollagen-Typ-I- • Serum immunometrische • Marker für stimulatorische und inhibito- abhängig von AlterC-terminales Propeptid Verfahren rische Einflüsse auf die Knochenneubil- und Geschlecht(PICP) dung (z.B. durch PTH und Glukokorti- sowie vom ver-

koide) wendeten Test

↑ Frakturheilung, Knochenmetastasen(osteoklastisch > osteoblastisch)

↓ Östrogensubstitution


Biochemische Marker für Knochenabbau:

tartratresistente saure • Serum ELISA • bei Patienten mit eingeschränkter Nieren- abhängig von AlterPhosphatase (TRSP) funktion (TRSP wird nicht nennenswert und Geschlecht

durch glomeruläre Filtration eliminiert) sowie vom verwen-zur Beurteilung des Knochenabbaus deten Test

↑ sekundärer HPT↓ Therapie mit Osteoklastenhemmern

Hydroxyprolin • Serum oder 24-h-Sammel- • Serum: Oxidation mit traditioneller Parameter für die Knochen- nur gültig beiharn Chloramin T resorption, heutzutage obsolet (wenig normaler GFR!

• Harn: Extraktion durch knochenspezifisch und knochenresorp-Kationenaustauscher tionsspezifisch, hohe Metabolisierungsrateund photometrische in der Leber, starke Nahrungsabhängig-Bestimmung keit der Ausscheidung)


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Knochenstoffw

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J.Poland, A

.Griesm

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Pyridinolin (PYRI) und • Serum, Synovialflüssigkeit, • für Serum, Synovial- • Nachweis einer pathologisch veränderten abhängig von AlterDesoxypyridinolin Harn (2. Morgenharn oder flüssigkeit, Harn: HPLC Knochenresorption und Geschlecht (DPYRI)-Crosslinks 24-h-Sammelharn zur Ver- • Verlaufs- und Therapiekontrolle der sowie vom ver-

meidung von zirkadianen postmenopausalen Osteoporose wendeten TestEinflüssen) • für Harn: kompetitiver

EIA mit monoklonalen ↑Knochenmetastasen, postmenopausaleAk gegen PYRI Osteoporose, Immobilisation, primärer(Erfassung der freien und sekundärer HPT, Osteomalazie,und gebundenen M. Paget, rheumatische Erkrankungen,Form) bzw. DPYRI transplantationsassoziierte Osteoporose(Erfassung fast nur (Frauen), Wachstumsstörungen bei der freien Form) Kindern, tumorassoziierte Hyperkalz-

ämie, Gravidität u.a.

↓Therapie mit Biphosphonaten; Östrogen/Gestagen-Substitution bei postmenopau-salen Frauen u.a.

Crosslaps • Serum, EDTA-Plasma, immunometrische • Verlaufskontrolle von antiresorptiven abhängig von AlterHeparinplasma Assays Therapien postmenopausal und bei und Geschlecht

• Blutentnahme morgens Osteopenie (z.B. mit Biphosphonat, sowie vom ver-nüchtern Hormonersatztherapie) wendeten Test

↑gesteigerte Knochenresorption (u.a. pri-märe Osteoporose Typ 1 und 2; M. Paget;renale Osteodystrophie; multiplesMyelom; Knochentumoren, z.B. Osteo-sarkom; Knochenmetastasen)

↓Therapie mit Osteoklastenhemmern


3/8.1 ❙ Seite 1Allgemeine Hämatologie

3/8 Hämatologie

3/8.1 Allgemeine Hämatologie

Das kleine Blutbild

Parameter: Leukozyten, Erythrozyten, Hämoglobin, Hämatokrit, MCH, MCV,MCHC, Thrombozyten. Ein Normalbefund lässt eine Störung der Hämatopo-ese sehr unwahrscheinlich erscheinen. Jede Abweichung vom Normbereichsollte bei Erstdiagnose zur Durchführung eines großen Blutbildes führen.

Die häufigsten Blutbildveränderungen und ihre Ursachen:

1) Anämie: Verminderung von Hämoglobin und/oder Hämatokrit. Die Eintei-lung der Anämie kann nach MCV und Retikulozyten (Reti) erfolgen:

• mikrozytäre Anämie (MCV < 80 fl):

– Eisenmangel (Ferritin ↓, Eisen ↓, Reti normal bis ↓)

– chronische Entzündung, Tumor (Ferritin normal bis ↑, Eisen ↓, Reti nor-mal bis ↓)

• normozytäre Anämie (MCV 80-100 fl):

– akute Blutung (Reti normal bis ↑)

– Hämolyse (Reti ↑↑)

– chronische Entzündung (Ferritin normal bis ↑, Eisen ↓, Reti normal bis ↓)

– Knochenmarkserkrankungen (Reti normal bis ↓)

• makrozytäre Anämie (MCV > 100 fl):

– Vitamin-B12-/Folsäuremangel (Reti normal bis ↓)

– anbehandelter Vitamin-B12-/Folsäuremangel (Reti ↑↑)

– Alkoholabusus (Reti normal bis ↓)

– myelodysplastische Syndrome (Reti ↓)

B. Sterz, P. Sinha, J. Poland

3/8.1 ❙ Seite 2 Allgemeine Hämatologie

2) Erythrozytose:

• unzureichende Flüssigkeitszufuhr

• Hypoxie (auch Raucher)

• Tumoren

• myeloproliferative Syndrome

3) Leukozytose:

• Neutrophilie: physiologisch, bakterielle Infektionen, Entzündungen, Medi-kamente, Tumoren, hämatologische Erkrankung

• Lymphozytose: virale Infektionen, hämatologische Erkrankung

• Monozytose: bakterielle Infektionen, Entzündungen, hämatologischeErkrankung

4) Leukopenie:

• Neutropenie: Medikamente, nach Chemotherapie oder Radiatio, hämato-logische Erkrankung

5) Thrombozytose:

• Infektionen

• Splenektomie

• Operationen

• myeloproliferative Erkrankungen

6) Thrombopenie:

• idiopathische Thrombopenie (Thrombozytenantikörper)

• Chemotherapie, Radiatio

• Sepsis, Infektionen

• hämatologische Erkrankungen

• heparininduzierte Thrombopenie (HIT)

• EDTA-induzierte Pseudothrombopenie (Ausschluss: Bestimmung derThrombozyten aus Zitratblut)

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3/8.1 ❙ Seite 3Allgemeine Hämatologie

Das große Blutbild

Parameter: Kleines Blutbild und Differenzialblutbild und evtl. manuelles Diffe-renzialblutbild. Ein Differenzialblutbild gehört zu jeder Abklärung und Verlaufs-beurteilung von hämatologischen Erkrankungen. Im Vordergrund der Auswer-tung steht die Beurteilung der Leukozyten, wobei die Absolutwerte für dieBeurteilung entscheidend sind (Cave: meistens werden die Relativwerteangegeben!).

Die laborseitige Feststellung einer Leukozytose wirft die Frage nach der Dig-nität auf. Handelt es sich um eine reaktive oder um eine maligne Leukozyto-se? Dabei sind folgende Punkte zu beachten:

• Korrelation zum klinischen Befund: Entzündung, Fieber, Lymphadenopathie

• Erniedrigte Werte von Hämoglobin und Thrombozyten können evtl. Hin-weise auf eine maligne Genese geben.

• Zuordnung der Leukozytose (Neutrophilie, Lymphozytose oder Monozyto-se): Absolutwerte sind entscheidend für die Frage, ob wirklich eine Vermeh-rung oder Verminderung vorliegt.

• Liegen unreife granulozytäre Zellen vor, d.h. Metamyelozyten, Myelozyten,Promyelozyten, Blasten (ein Anteil > 15 % kann Zeichen für eine chroni-sche myeloische Leukämie sein)? Eine Vermehrung der Stabkernigen allei-ne, auch über 5 %, ist praktisch immer Zeichen für eine reaktive Leukozyto-se.

• Eine absolute Lymphozytenvermehrung ist bei Kindern und jungen Men-schen meist reaktiv, im Alter von über 40 Jahren oft neoplastisch. Wichtig istdabei die Beurteilung von atypischen Lymphozyten (hier kann eineLymphozytentypisierung mittels Durchflusszytometrie bei der Unterschei-dung polyklonal (= reaktiv)/monoklonal (= neoplastisch) weiterhelfen).

• Eine Monozytenvermehrung ist ebenfalls meist reaktiv, v.a. im Abklingenvon Infekten oder in der Regenerationsphase nach einer Chemotherapie.Hier zeigt oft erst der Verlauf, ob eine reaktiv oder neoplastisch bedingteVermehrung vorliegt.

Bei Verdacht auf Vorliegen einer hämatologischen Erkrankung erfolgt dieKnochenmarkpunktion mit zytologischer (Aspiration von Knochenmark) undhistologischer (Biopsie) Beurteilung. Als zusätzliche diagnostische Hilfsmittel


3/8.1 ❙ Seite 4 Allgemeine Hämatologie

kommen zytogenetische (Karyogramm), molekularbiologische (PCR-Untersu-chungen), zytochemische (Färbungen) und immunphänotypische (Durch-flusszytometrie) Methoden zum Einsatz.

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3/10.1 Sepsis- und Entzündungs (Suszeptibilitäts)-Diagnostik

3/10.1 ❙Seite 1

Sepsis-/E

ntzündungsdiagnostik

H.-D

.Volk, D

.Kunz


CRP • Serum, Plasma Immunnephelometrie/-turbidimetrie

Kosten: $ -$$

Dauer: 45 min

• Screening bei Notaufnahme• Verlaufskontrolle postoperativ und bei

akut-entzündlichen Erkrankungen• neonatale Sepsis (Stufendiagnostik)• Erkrankungen des rheumatischen For-

menkreises• Risikostratifizierung bei CIHK

(ultrasensitives CRP im Bereich bis 5 mg/l)

< 5 mg/l

Procalcitonin (PCT) • Serum, Plasma Immunoassay

Kosten: $$$

Dauer: 60-120 min

tägliche Verlaufs- und Therapieerfolgs-kontrolle schwerkranker intensivpflichti-ger Patienten (HWZ 24 h)

↑ ausgedehnte Operationen, Organ-transplantation, Reanimation, SIRS,Sepsis, MODS, während T-Zelldeple-tion mit AK, Malaria

PCT ist kein spezifischer Sepsismarker!

< 5 µg/l

Interleukin-1betaInterleukin-2

Keine Indikation im Routinealltag! nicht messbar imperipheren Blut

Sepsis-/E

ntzündungsdiagnostik3/10.1 ❙S

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Interleukin-6 (IL-6) • Serum, Plasma, Punktate,Drainagen

Chemilumineszenz-Immunoassay

Kosten: $$$

Dauer: 70 min (automatisiert)

• Früherkennung entzündlicherKomplikationen bei Intensivpatienten

• neonatale Sepsis vor CRP-Anstieg• Fokussuche• Einschätzung des Schweregrades (Pro-

gnose) nach Trauma

↑ Infektionen, Hypoxie, Reanimation,OP-Traumen, Katecholamingaben,Sepsis, SIRS

↓ Wo kein IL-6 ist, ist auch keine Entzün-dung! (sehr guter negativer prädiktiverWert bei Fokussuche).

< 10 ng/lmethodenabhängig

Interleukin-8 (IL-8) • Serum, Plasma,Vollbluthämolysat

Chemilumineszenz-Immunoassay

Kosten: $$$

Dauer: 40 min(automatisiert)

neonatale Sepsis vor CRP-Anstieg,Fokussuche

↑ Infektionen mit systemischer Entzün-dungsreaktion, OP-Traumen, SIRS,Sepsis

Diagnostische Aussage ist redundantzum IL-6.

< 70 ng/l Serummethodenabhängig

Interleukin-10 (IL-10) • Serum, Plasma Chemilumineszenz-Immunoassay

Kosten: $$$


Diagnose der »Immunparalyse« beischwerer Sepsis, SIRS, MODS, akuternekrotisierender Pankreatitis, Polytrauma(in Kombination mit IL-6 bestimmen)

↑ Infektionen mit systemischer Entzün-dungsreaktion, Endotoxinämie, Reani-mation, OP-Traumata, SIRS, Sepsis

< 10 ng/l methodenabhängig

3/10.1 ❙Seite 3

Sepsis-/E


H.-D

.Volk, D

.Kunz


solubilisierter IL-2Rezeptor (sIL-2R)

• Serum, Plasma Chemilumineszenz-Immunoassay

Kosten: $$$


• Aktivität einer Sarkoidose• Verlauf nach Organtransplantation• Aktivität des zellulären spezifischen

Immunsystems

↑ akute Sarkoidose, nach Organtrans-plantation, bei Rejektion, T-Zell-Lym-phomen, systemischer Virusinfektion(HIV, CMV, EBV)

223-710 U/mlmethodenabhängig

TNF-αα Keine Indikation im Routinealltag nicht messbar imperipheren Blut

Ex-vivo-Induktion vonTNF-αα

• NH4- oder Na-Heparin-antikoaguliertes Vollblut

Ex-vivo-Funktionstest

Kosten: $$$

Dauer: 6 h

Charakterisierung der zellulären Immun-kompetenz bei V.a. »Immunparalyse«nach:• ausgedehnten chirurgischen und neu-

rochirurgischen Eingriffen• Gabe immunmodulierender Pharmaka,

z.B. bei Organtransplantation, Langzeit-immunsuppression

↓ endogene oder exogene Immunsup-pression, nach schweren Operationen,Traumen, späte Phase der Sepsis, beihoch dosierter Immunsuppression,nach Glukokortikoidgaben

> 300 pg/ml nachStimulation mit 500pg LPSmethodenabhängig

Sepsis-/E

ntzündungsdiagnostik3/10.1 ❙S

eite 4

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HLA-DR Expressionder Monozyten

• EDTA-Vollblut

• Unverzüglicher Proben-transport auf Eis ins Eis!Färbung innerhalb von120 min nach Abnahmeerforderlich!

quantitativeDurchflusszytometrie

Kosten: $$$

Dauer: 60 min

Charakterisierung der zellulären Immun-kompetenz bei V.a. »Immunparalyse«nach:• ausgedehnten chirurgischen und neu-

rochirurgischen Eingriffen• Gabe immunmodulierender Pharmaka,

z.B. bei Organtransplantation, Lang-zeitimmunsuppression (in Ergänzungzur Ex-vivo-Induktion von TNF-α)

↓ endogene oder exogene Immunsup-pression, nach schweren Operationen,Traumen, späte Phase der Sepsis, beihoch dosierter Immunsuppression,nach Glukokortikoidgaben

14123-42555 Ab/c(LNW, Becton Dik-kinson)

bei »Immunparaly-se« < 7 500 Ab/c

Quantifizierung derLymphozytensubpo-pulationen (CD3, CD4,CD8, CD19, CD16+56)»zellulärer Immun-status«

• EDTA-Vollblut Durchflusszytometrie

Kosten: $$$

Dauer: 120 min

• Verlaufskontrolle von CD3/CD4 bei HIV• Dosisanpassung bei T-Zell-Depletion• V.a. Sarkoidose in der BAL• V.a. MS im Liquor cerebrospinalis• bei Patienten mit opportunistischen

Infektionen

CD3 < 100/µl während mehrtägiger T-Zell-depletierender Therapie weisen aufein gesteigertes Infektionsrisiko hin.

CD3 > 200/µl unter o.g. Therapie führenzu einem gesteigerten Rejektionsrisiko.

CD4 < 200/µl bei HIV-Infektion weisenauf ein hohes Risiko für opportunistischeInfektionen hin.

CD3: 60-82 %,980-2510/µl

CD4: 36-55 %,530-1570/µl

CD8: 16-36 %,310-830/µl

CD19: 2-14 %,40-270 %

CD16+56: 3-21 %,10-400/µl

CD4/CD8: 1,1-2,7

3/10.1 ❙Seite 5

Sepsis-/E


H.-D

.Volk, D

.Kunz


Blutkörperchensen-kungsgeschwindigkeit(BSG)

• Zitratblut, gut mischen

• Haltbarkeit: Messung spä-testens 2 h nach BE

Aufziehen derBlutprobe in graduier-tem Röhrchen

unspezifisches Screeningverfahrenbei V.a. entzündliche Erkrankungen;Verlaufskontrolle

Frauen:< 50 Jahre: < 20 mm> 50 Jahre: ≤ 30 mm

Männer:< 50 Jahre: < 15 mm> 50 Jahre: ≤ 20 mm

Sepsis-/Entzündungsdiagnostik3/10.1 ❙ Seite 6

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Postive und negative Reaktanten der Akute-Phase Reaktion (weitereDetails s. Kap. 4/5: Plasmaproteine):

*1 Bei Akute-Phase-Reaktionen kann mitunter eine geringgradige intravasa-le Hämolyse übersehen werden, wenn nicht zeitgleich zum Haptoglobindas CRP mit bestimmt wird. Die Ursache dafür liegt im Anstieg des Hap-toglobins im Rahmen der Akute-Phase-Reaktion, sodass durch diesengegenläufigen Prozess der diagnostisch richtungsweisende Abfall imRahmen des Verbrauchs bei intravasaler Hämolyse maskiert werdenkann.

*2 Leichte Formen des Von-Willebrand-Jürgens-Syndroms können überse-hen werden, wenn die Bestimmung des Von-Willebrand-Faktors beiPatienten mit einer Akute-Phase-Reaktion erfolgt. Um dies auszuschlie-ßen, muss immer das CRP mitbestimmt werden.

*3 Eine Abnahme des Transferrins bei der Akute-Phase-Reaktion führt zueiner Zunahme der Transferrinsättigung bei gleichem Eisenspiegel undsomit zu einer falschen Interpretation. Eine Untersuchung des Eisenstoff-wechsels sollte daher nur bei normwertigem CRP erfolgen.

*4 PCT ist kein klassisches positives Akute-Phase-Protein (APP), da esoffenbar im Gegensatz zu den »klassischen« APP nicht durch IL-6 indu-ziert und auch nicht fast ausschließlich durch die Leber produziert wird.

CRP Albumin

Fibrinogen Präalbumin (Transthyretin)

Haptoglobin*1 Transferrin*3

α1-Antitrypsin

Coeruloplasmin

Lipoprotein-Binding Protein (LBP)

Von-Willebrand-Faktor*2

Procalcitonin (PCT)*4

Serumamyeloid A (SAA)

Akute-Phase-Proteine (Zunahme Negative Akute-Phase-Proteineder Konzentration) (Abnahme der Konzentration im

Serum)

4/2.8.1 ❙ Seite 1Knochenstoffwechsel

4/2.8 Knochenstoffwechsel

4/2.8.1 Einleitung

Das Knochensystem stellt einerseits das biomechanische Stützorgan desOrganismus dar, andererseits ist es als Stoffwechselorgan der entscheidendeSpeicher für Kalzium und Phosphat. Die Knochensubstanz setzt sich che-misch zu ca. 65 % aus anorganischen Bestandteilen (Kalzium und Phosphatals Hydroxylapatit = Ca10(PO4)6(OH)2), zu ca. 25 % aus organischenBestandteilen und zu etwa 10 % aus Wasser zusammen. Der zelluläre Teilbesteht aus:

1. Osteoblasten, die Matrixproteine synthetisieren und mit Hilfe der alkali-schen Phosphatase Kalziumphosphat zu kristallinem Hydroxylapatitumbauen.

2. Osteozyten, die aus Osteoblasten hervorgehen und intraossär einge-schlossen sind.

3. Osteoklasten, die wahrscheinlich durch die Fusion von Monozyten/Makro-phagen entstehen (multinukleäre Zellen) und aktiv Knochen resorbieren.

Die organische Matrix (Osteoid) enthält zu etwa 90 % Kollagen Typ I, zu etwa5 % Proteoglykane (u.a. Chondroitinsulfat und Heparansulfat), Zelladhäsions-moleküle (u.a. Fibronectin, Osteopontin) und γ-karboxylierende Proteine (z.B.Osteocalcin) sowie Wachstumsfaktoren (ca. 3 %) und Osteonectin (ca. 2 %).

Physiologisch besteht nach abgeschlossenem Wachstum des Skelettsystemseine ausgeglichene Bilanz zwischen Knochenbildung und -resorption. Einegestörte Bilanz, meist einhergehend mit verstärkter Resorption und erhöhtemFrakturrisiko, charakterisiert verschiedene pathologische Zustände, z.B.Erkrankungen wie Osteoporose, Osteomyelitis, Osteomalazie, M. Paget(Osteodystrophia deformans) oder Knochenmetastasen.

Neben anderen Methoden zur Untersuchung des Knochenstoffwechsels wieDichtemessung, Knochenbiopsie und kinetischen Studien (Kalzium) nimmtdie Labordiagnostik einen festen Platz bei Diagnosestellung und Therapiemo-nitoring ein. Dabei sind spezielle biochemische Marker für Knochenauf- und


Einleitung

4/2.8.1 ❙ Seite 2 Knochenstoffwechsel

-abbau (idealerweise knochenspezifisch) von allgemeinen Stoffwechselpara-metern wie Kalzium (s. Kap. 4/2.3.2) und Phosphat sowie Parathormon undVitamin D abzugrenzen.

Einleitung

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4/2.8.2 Anorganisches Phosphat

Untersuchungsmaterial/Präanalytik:

• Serum (bevorzugtes Material, Konzentration von Phosphat 0,06-0,10mmol/l = 0,2-0,3 mg/dl höher als im Plasma), Heparinplasma

• Blutentnahme morgens beim nüchternen Patienten (Nahrungsabhängigkeitund zirkadianer Rhythmus mit Differenz von ca. 30 % zwischen höchstemund tiefstem Wert)

• Haltbarkeit: Zentrifugation innerhalb von 2 h, da falsch-hohe Werte durchAustritt aus den Erythrozyten resultieren; bei 4 °C im Serum 1 Woche stabil

Methoden: enzymatisch; Phosphormolybdat-Methode

Referenzbereich:

Konversionsfaktor: mg/dl x 0,3229 = mmol/l

Altersgruppe mmol/l (mg/dl)

1-30 Tage 1,25-2,50 (3,9-7,7)

1-12 Monate 1,15-2,15 (3,5-6,6)

1-3 Jahre 1,00-1,95 (3,1-6,0)

4-6 Jahre 1,05-1,80 (3,3-5,6)

7-9 Jahre 0,95-1,75 (3,0-5,4)

10-12 Jahre 1,05-1,85 (3,2-5,7)

13-15 Jahre 0,95-1,65 (2,9-5,1)

16-18 Jahre 0,85-1,60 (2,7-4,9)

Erwachsene 0,84-1,45 (2,6-4,5)


Anorganisches Phosphat


Pathophysiologie/Pathobiochemie:

Phosphat ist intrazellulär das Hauptanion (vorwiegend im Kohlenhydrat-,Lipidstoffwechsel) und an Proteine gebunden (nur gering als Phosphatanion)und steht in engem Zusammenhang mit dem Kalziumstoffwechsel. Phosphorist wesentlicher Bestandteil von Zellen und Organellen (z.B. Membranphos-pholipide, Nukleinsäuren, Nukleoproteine) und beteiligt an der Energiegewin-nung (Bildung von ATP, Glykolyse und Glykogenolyse) sowie bei enzymati-schen Prozessen (Phosphorylierung von Enzymen, als cAMP, als NADP). DieKonzentration von Phosphat im Plasma wird als elementarer anorganischerPhosphor (Pi) angegeben; es besteht folgender Zusammenhang: 1 mmol/l =3,1 mg/dl. Pi kommt im Organismus als H2PO4

- oder HPO42- vor. Bei pH 7,4

beträgt das Verhältnis HPO42-/H2PO4

- = 4:1 und nimmt bei Azidose ab bzw.bei Alkalose zu.

Interpretation:

Indikation

• Knochenerkrankungen, Knochenschmerz

• chronische Nierenerkrankungen, Dialysepatienten, Nierensteine

• nach Schilddrüsen-OP

• Nebenschilddrüsenstörungen

• V.a. Vitamin-D-Mangel

• Alkoholismus, Muskelschwäche

• Intensivmedizin

Erhöhte Werte

Hyperphosphatämie:

• renal durch Verminderung der GFR oder vermehrte tubuläre Reabsorptionvon Phosphat (Niereninsuffizienz, Hypoparathyreoidismus, Pseudohypo-parathyreoidismus Typ I und II)

• akute Phosphatverschiebung von intra- nach extrazellulär (akute metaboli-sche Azidose)

• vermehrte Zufuhr oral oder i.v.

• Vitamin-D-Therapie und -Intoxikation


März 2004


• akutes Tumorlysesyndrom (massiver Zellzerfall unter Chemotherapie, z.B.bei Leukämien, lymphoblastischem Lymphom)

• Crush-Syndrom

• Knochentumoren und -metastasen

• Akromegalie

Erniedrigte Werte

Hypophosphatämie:

• akute Phosphatverschiebung von extra- nach intrazellulär (Hyperinsuli-nismus, i.v. Glukoseinfusion, Erholung von diabetischer Ketoazidose, Dex-troseinfusion, postoperativ, schwere Verbrennungen, Nahrungsaufnahmenach Hungerperioden, respiratorische Alkalose und Erholung von respira-torischer Azidose, schwere körperliche Arbeit, Leukämien und Lymphome)

• mangelnde Phosphataufnahme (parenterale Ernährung ohne Substitution),gestörte enterale Resorption (Malabsorption, Therapie mit Antazida)

• renal tubulärer Verlust (Phosphatdiabetes, tubuläre Azidose)

• primärer Hyperparathyreoidismus

• Vitamin-D-Mangel

• onkogene Osteomalazie

• Alkoholismus

• familiäre Hypophosphatämie

Störfaktoren

Hämolyse, Hyperbilirubinämie und Hyperlipidämie führen methodenabhängigzu falsch-hohen Werten, Thrombozytosen ergeben ebenfalls erhöhte Werte;Phenothiazine und Antikoagulanzien (Zitrat) können falsch-niedrige Werteergeben.

Diagnostische Leitlinien:

Phosphat sollte immer im Zusammenhang mit Kalzium, Kreatinin und der APbetrachtet werden. In vielen Fällen ist die Bestimmung von Pi im Serum oderPlasma für die Beurteilung des Phosphathaushalts nicht ausreichend. Dannmuss die Ausscheidung im Harn bestimmt werden und die Interpretation auchim Zusammenhang mit der Kalziumausscheidung erfolgen.




4/2.8.3 Phosphat im Harn, Phosphat-Clearance (Cp),prozentuale tubuläre Phosphatrückresorption(TRP %)


• Sammelharn (Zusatz: 20 % HCl) für Phosphatbestimmung im Harn, zusätz-lich Serum für Cp und TRP%

• Testablauf zur Bestimmung der Cp: 2 einstündige Sammelperioden:– 7 Uhr: nüchtern Trinken von 500 ml Tee– 8 Uhr: Blasenentleerung, nochmals Trinken von 250 ml Tee– 9 Uhr: vollständige Blasenentleerung in das erste Sammelgefäß, Blutent-

nahme zur Phosphatbestimmung– 10 Uhr: vollständige Blasenentleerung in das zweite Sammelgefäß– anschließend Phosphatbestimmung im Serum und beiden Sammel-

harnen sowie Messung der Harnausscheidung der 2 Sammelperioden• Testablauf zur Bestimmung der TRP %: wie bei Cp, zusätzlich muss die

Kreatinin-Clearance berechnet werden, d.h. zusätzliche Bestimmung vonKreatinin im Serum und Harn

Methoden: s. Kap. 4/2.8.2 (anorganisches Phosphat)

Berechnung der Phosphat-Clearance:Cp (ml/min) = [Harn-P (mg/dl) x Harnvolumen (ml)] / [Serum-P (mg/dl) x Sammelzeit (min)]

Berechnung der prozentualen tubulären Phosphatrückresorption:TRP (%) = [1 - Cp/CKrea] x 100

Referenzbereich:

• Phosphat im Harn: Erwachsene: 11-36 mmol/24 h; Kinder: 4-36 mmol/24 h• Cp: 5,4-16,2 ml/min• TRP %: 82-90 %


Die Phosphatausscheidung ist vom Knochenstoffwechsel, der GFR und derNahrung abhängig, daher ist für die Beurteilung des Phosphats im Harn eine


Phosphat (Harn), Cp, TRP %


Standarddiät vorauszusetzen. Da die mit dem Stuhl ausgeschiedene Mengeunbekannt ist, ist die Beurteilung des Phosphats im Harn problematisch. ZurInterpretation des Phosphathaushalts sollte daher zusätzlich die Phosphat-Clearance (Cp) berechnet werden, des weiteren kann auch die prozentualetubuläre Phosphatrückresorption (TRP %) berechnet werden.

Interpretation:

Indikation

Cp und TRP %:

• V.a. tubuläre Syndrome mit Phosphatverlust• primäre und sekundäre Störungen der Nebenschilddrüsen

Erhöhte Werte

Cp: primärer und sekundärer Hyperparathyreoidismus; Malabsorption; Phos-phatdiabetes (renal tubuläre Azidose); Hypokalzämie; vermehrte Zufuhr vonPhosphat und NaCl

Erniedrigte Werte

Cp: akutes und chronisches Nierenversagen; Hypoparathyreoidismus; Akro-megalie; Wachstumsschub; Gravidität, Laktation

TRP %: Bei primärem HPT, Phosphatdiabetes und renal tubulärer Azidose istdie TRP < 80 %.


Die Phosphat-Clearance berücksichtigt nicht die Nierenfunktion, daher solltebei Nierenfunktionsstörungen die TRP % berechnet werden. Diese ist aller-dings von der Phosphatzufuhr abhängig (Abfall bei erhöhter Phosphatzufuhr).

Phosphat (Harn), Cp, TRP %

März 2004


4/2.8.4 Parathormon (PTH)


• Serum oder EDTA-Plasma; Probe gekühlt (auf Eis) transportieren oderSerum/Plasma einfrieren (-20 °C) und gefroren verschicken

• Die Blutentnahme sollte ausschließlich morgens (nüchtern) erfolgen, daeine zirkadiane Rhythmik mit höheren Werten abends vorliegt.

• Haltbarkeit: Serum/Vollblut bei -20 °C > 1 Monat, bei 4 °C 24 h, bei Raum-temperatur 6 h

Methoden: IRMA, ILMA

Referenzbereich: iPTH: 15-65 ng/l (1,5-6,5 pmol/l); Konversionsfaktor: ng/l x0,106 = pmol/l


Das 84 Aminosäuren lange Peptid PTH (intaktes PTH = iPTH) wird aus derNebenschilddrüse in Abhängigkeit vom ionisierten Kalzium, der Vitamin-D-Konzentration und dem Magnesiumwert in das Plasma sezerniert, wo esrasch (Halbwertszeit 4 min) in ein N-terminales (Aminosäure 1-34) und ein C-terminales (Aminosäure 35-84) Peptid gespalten wird. Nur das N-terminalePeptid ist biologisch aktiv, es besitzt eine Halbwertszeit von < 10 min. PTHund seine Abbauprodukte werden primär über die Niere ausgeschieden.

Bei schwerem Vitamin-D-Mangel wird relativ zum Serumkalzium mehr PTHsezerniert, bei starker Hypomagnesiämie reduziert sich die PTH-Sekretion.Leichte Hypomagnesiämie stimuliert – wie die Hypokalzämie – die PTH-Sekretion.

PTH entfaltet seine Wirkung in der Niere und am Skelett, indem es dort anRezeptoren gebundene Adenylatcyclase stimuliert – ein Enzym, das aus ATPzyklisches AMP (= cAMP, second messenger) bildet. Durch cAMP oder ande-re PTH-abhängige Vorgänge wird in der Niere die Umwandlung von 25-Hydroxy-Vitamin D zu 1,25-Dihydroxy-Vitamin D bewirkt. 1,25-Dihydroxy-Vita-min D stimuliert die intestinale Kalziumabsorption.


Parathormon


Die drei Angriffspunkte des PTH zur Erhöhung des Serumkalziums sind:

• Steigerung der ossären Kalziumresorption (Vitamin-D-vermittelt)

• Steigerung der intestinalen Kalziumabsorption (Vitamin-D-vermittelt)

• Steigerung der renalen Kalziumreabsorption

Darüber hinaus besitzt PTH eine osteolytische Wirkung:

• PTH hemmt Osteoblasten.

• PTH fördert die Verschmelzung von Monozyten in Präosteoklasten undderen Aktivierung zu Osteoklasten.

Tab. 1 zeigt die Konstellation der Parameter Kalzium, Phosphat und PTH imSerum bei Erkrankungen mit veränderten PTH-Konzentrationen.

Tab. 1: Erkrankungen mit veränderten PTH-Spiegeln

Erkrankung Kalzium Phosphat PTH

primärer Hyperparathyreoidismus ↑ ↓ ↑

sekundärer Hyperparathyreoidismus bei Niereninsuffizienz ↓ ↑ ↑

sekundärer Hyperparathyreoidismus beim Malabsorptions-syndrom ↓ ↓ oder ⊥ ↑

Pseudohypoparathyreoidismus ↓ ↑ ↑

Vitamin-D-Überdosierung ↑ ↑ oder ⊥ ↓ oder ⊥

Milch-Alkali-Syndrom ↑ ↑ oder ⊥ ↓ oder ⊥

M. Boeck ↑ oder ⊥ ↑ oder ⊥ ↓ oder ⊥

Hyperthyreose ↑ oder ⊥ ↑ oder ⊥ ↓ oder ⊥

Thiazideinnahme ↑ oder ⊥ ⊥ ⊥

Tumorhyperkalzämie bei osteolytischen Prozessen ↑ ↑ oder ⊥ ↓ oder ⊥

Tumorhyperkalzämie bei Plattenepithelkarzinom ↑ ↓ oder ⊥ ↓ oder ⊥

Parathormon

März 2004


Interpretation:

Indikation

• Differenzialdiagnostik von Hyper- bzw. Hypokalzämien (Hyperkalzämiesyn-drom: rezidivierende Urolithiasis, Ulcus ventriculi et duodeni)

• Knochenerkrankungen

• Nierenerkrankungen (Niereninsuffizienz, Nephrolithiasis und -kalzinose)

• (röntgenologischer) V.a. Hyperparathyreoidismus (HPT)

• Malabsorption

Erhöhte Werte

primärer HPT; sekundärer HPT (Niereninsuffizienz oder Malabsorption); terti-ärer HPT; paraneoplastisch bei Malignomen; Pseudohypoparathyreoidismus;Langzeittherapie mit Lithium

Erniedrigte Werte

Hypoparathyreoidismus (häufig iatrogen nach Schilddrüsen- bzw. Neben-schilddrüsen-OP, selten durch angeborene Aplasie oder autoimmunologisch);nicht parathyreogene Hyperkalzämien (Tumoren, Sarkoidose, Vitamin-D-Überdosierung); Hyperthyreose


Die Beurteilung des PTH sollte immer im Zusammenhang mit der Kalzium-und Phosphatkonzentration im Serum erfolgen.

Aus methodischen Gründen wurden in der Vergangenheit häufig die PTH-Fragmente bestimmt, die sich unter normalen Bedingungen proportional zurKonzentration des intakten PTH verhalten. Bei bestimmten Erkrankungenändert sich das Verhältnis von intaktem PTH zu seinen Fragmenten (z.B.Erhöhung des intakten Hormons beim primären HPT, Anstieg der Fragmentebei Nierenfunktionsstörungen). Heute bietet sich die direkte Messung desintakten, biologisch aktiven PTH an, um den Funktionszustand der Neben-schilddrüse sicher beurteilen zu können. Die Bestimmung der Fragmente soll-te Spezialfragestellungen vorbehalten bleiben.


Parathormon


4/2.8.5 Parathormon-related Protein (PTHrP)


• EDTA-Plasma, Heparinplasma für die meisten Assays geeignet (Nachfragebeim jeweiligen Labor)

• Haltbarkeit: Abbau im Vollblut schneller als im Plasma, daher sofortige Zen-trifugation nach Blutentnahme und Messung bzw. Einfrieren des Plasmas

Methoden:

1. kompetitive Immunoassays (RIA, EIA) mit gegen das aminoterminale (AS1-34) bzw. mittlere (AS 44-68 oder 53-84) Fragment gerichteten Antikör-pern

2. »two-site« immunometrische Assays mit Antikörpern gegen das amino-terminale Fragment (AS 1-74)

Referenzbereich: methodenabhängig, die empfindlichsten Assays habeneine Nachweisgrenze von < 0,2 pmol/l


PTHrP wird ubiquitär exprimiert und entfaltet seine physiologische Wirkunggrößtenteils außerhalb der Regulation des Kalziumstoffwechsels als autokri-ner oder parakriner Faktor, z.B. in der laktierenden Mamma und utero-plazen-taren Einheit, als Vasodilatator, in der Haut und während der Knorpel- undSkelettentwicklung. Pathologisch wirkt PTHrP als tumorhyperkalzämieauslö-sender Faktor durch Aktivierung des PTH-Rezeptors an Knochen und Niere.

Biologisch inaktive karboxyterminale und z.T. mittlere Fragmente werden renaleliminiert (Anstieg dieser Fragmente bei Niereninsuffizienz).

Interpretation:

Indikation

• Verlaufskontrolle der Tumorhyperkalzämie unter Therapie (Mamma-, Nie-ren-, kleinzelliges Bronchialkarzinom)

• prognostischer Faktor für die Entwicklung von Knochenmetastasen


Parathormon-related Protein


Relative Indikationen: Therapie mit Biphosphonaten, Differenzialdiagnoseeiner Hyperkalzämie bei V.a. Malignom

Erhöhte Werte

Tumorhyperkalzämie (auch bei Patienten ohne Knochenmetastasen), Platten-epithelkarzinom, Bronchial-, Mamma-, Nieren-, Ösophaguskarzinom, T-Zell-Leukämie/Lymphom-Syndrom


Der Leitparameter bei Hyperkalzämie ist PTH; ein erhöhter Wert ist richtungs-weisend für den primären Hyperparathyreoidismus. Bei Patienten mit nicht-maligner Hyperkalzämie (insbesondere primärer HPT) ist PTHrP normal. ImGegensatz dazu ist bei Tumorhyperkalzämie die PTH-Konzentration erniedrigtoder niedrig-normal, trotzdem zeigen die Patienten labordiagnostisch dieBefunde des primären Hyperparathyreoidismus (Ca2+ ↑, Phosphat ↓, Hyper-phosphaturie) bei Erhöhung von PTHrP.

Parathormon-related Protein

März 2004


4/2.8.6 25-Hydroxy-Vitamin D (25(OH)D, Calcidiol)


• Serum, Plasma; Blutentnahme morgens am nüchternen Patienten

• Haltbarkeit: direktes Sonnenlicht vermeiden; Postversand ohne Kühlung bis48 h möglich

Methoden: RIA, LIA, HPLC, kompetitive Proteinbindungsanalyse

Referenzbereich (jahreszeitabhängig):

• Sommer: 50-300 nmol/l (20-120 ng/ml)

• Winter: 25-125 nmol/l (10-50 ng/ml)

Konversionsfaktor: ng/ml x 2,5 = nmol/l


Die D-Vitamine oder Calciferole entstehen aus Provitaminen aufgrund einerdurch die UV-Strahlung des Sonnenlichts katalysierten Spaltung des B-Ringsim Sterangerüst. Die beiden wichtigsten D-Vitamine sind Vitamin D3 und Vita-min D2. Im Gegensatz zum Provitamin D2, das mit der Nahrung aufgenom-men werden muss, kann das Provitamin D3 auch von der Leber gebildet wer-den. In der Haut gebildetes Vitamin D3 oder mit der Nahrung gemeinsam mitVitamin D2 aufgenommenes Vitamin D3 wird an Vitamin-D-bindendes Protein(DBP, Gc-Globulin) im Plasma gebunden, zur Leber transportiert und dort inPosition 25 hydroxyliert, sodass 25-Hydroxy-Vitamin D (25(OH)D = Calcidiol)entsteht. In der Niere erfolgt die weitere Hydroxylierung zu 1,25-Dihydroxy-Vitamin D3 (1,25(OH)2D3 = Calcitriol). Diese Vorgänge sind in Abb. 1 schema-tisch dargestellt. Über 95 % des 25(OH)D im Serum ist 25(OH)D3. 25(OH)D2erreicht nur bei Patienten unter Medikation mit Vitamin D2 messbare Werte.

Die Serumkonzentration von 25-Hydroxy-Vitamin D wird als zuverlässigstesMaß zur Bestimmung des gesamten Vitamin-D-Status betrachtet und kannfolglich zur Abklärung eines möglichen Vitamin-D-Mangels verwendet werden.


25-Hydroxy-Vitamin D


Abb.1: Physiologisch wichtige D-Vitamine

Interpretation:

Indikation

Verdacht auf Vitamin-D-Mangel (erniedrigte 25(OH)D-Konzentration), z. B.:

• Sonnenlichtmangel

• verminderte intestinale Vitamin-D-Aufnahme durch Fett-Malabsorption

• erhöhter Stoffwechsel von Vitamin D (Barbiturate oder Antiepileptika)

• erhöhter Verlust von Vitamin D (nephrotisches Syndrom, Peritonealdialyse)


März 2004


• Hypokalzämie, Hypophosphatämie, Hypokalziurie, erhöhte alkalische Phos-phatase

• röntgenologische Zeichen (Pseudofrakturen, Looser-Umbauzonen)

• verminderter Knochenmineralgehalt

• Verdacht auf Vitamin-D-Überdosierung oder -Intoxikation

Erhöhte Werte

• Vitamin-D-Therapie (Vigantol®, Dekristol® oder entsprechende Vitamin D3-enthaltende Pharmaka oder Lebertran) oder 25(OH)D-Therapie (Dedrogyl®)

• hohe Dosierung > 10.000 IE Vitamin D3 täglich oder Überdosierung vonVitamin D3, z.B. bei Patienten mit Hypoparathyreoidismus

Erniedrigte Werte

Sie werden bei Vitamin-D-Mangelzuständen gemessen, z. B.:

• Sonnenlichtmangel: Kinder im ersten Lebensjahr und zweiten Lebenswin-ter, Immigranten mit dunkler Hautfarbe, alte, ans Haus gebundene Perso-nen, Patienten mit Schenkelhalsfrakturen, Patienten, die länger als 8-12Wochen dem Sonnenlicht entzogen wurden, viele Gesunde in Europa inden Monaten Januar bis April

• verminderte intestinale Vitamin-D-Aufnahme durch Fett-Malabsorption, bili-äre Zirrhose, Kurzdarmsyndrom, exokrine Pankreasinsuffizienz

• erhöhter Stoffwechsel von Vitamin D: Aktivierung mikrosomaler P450-Enzy-me in der Leber durch Barbiturate oder Antiepileptika (Insbesondere solltebei Einnahme von Antiepileptika durch Kontrollen im Winter sichergestelltwerden, dass die Konzentration von 25(OH)D nicht < 50 nmol/l abfällt.)

• gesteigerter Turnover von Vitamin D bei primärem Hyperparathyreoidismus:Hier kann es durch die erhöhte Bildung von 1,25(OH)2D3 aus 25(OH)Debenfalls zu einer Erniedrigung des 25(OH)D kommen, aufgrund eineserhöhten Substratumsatzes. Dies gilt auch für niereneinsuffiziente Patien-ten.

• Vitamin-D-Verlust, z.B. beim nephrotischen Syndrom. Hierbei geht Trans-calciferin, das Transportprotein für 25(OH)D, wegen des niedrigen Mole-kulargewichts (55 kD) mit den Vitamin-D-Metaboliten im Harn verloren. Bei




Peritonealdialyse geht Transcalciferin in das Dialysat; zusätzlich geht hierauch 1,25(OH)2D3, gebunden an Albumin, verloren.

• bei folgenden Laborbefunden: Hypokalzämie, Hypophosphatämie, Hypo-kalziurie, erhöhte alkalische Phosphatase, erhöhtes intaktes Parathormon.Ein Vitamin-D-Mangel muss jedoch über 6 Monate bestehen, bis z.B.Anstiege der alkalischen Phosphatase oder eine Hypokalzämie bemerktwerden (Spätzeichen).

• röntgenologische Zeichen eines Vitamin-D-Mangels wie Pseudofrakturen,Looser-Umbauzonen oder verminderter Knochenmineralgehalt

• schwerer Leberparenchymschaden (die Synthese von 25(OH)D ist gestört).Das ist aber selten der Fall, da die 25-Hydroxylierung auch in Spätstadieneines Leberversagens kaum eingeschränkt ist.

Störfaktoren

Lipämie; Kreuzreaktivität mit hydroxylierten Vitamin-D2- und D3-Metabolitenund Vitamin-D-Analoga

Hinweis: Nach Heparininjektion, z.B. unter der Dialysetherapie, erfolgt einAnstieg der 25(OH)D-Konzentration.


Die Konzentration von 25(OH)D spiegelt die Zufuhr von Vitamin D mit derNahrung und seine Bildung aus den Provitaminen in der Haut durch UV-Lichtwider. Bei Werten < 10 nmol/l liegt ein schwerer, bei Werten von 10-25 nmol/lein mittelgradiger, bei 25-50 nmol/l ein leichter Vitamin-D-Mangel (suboptima-le intestinale Kalziumabsorption) vor. Zwischen 50-300 nmol/l besteht eineoptimale intestinale Kalziumabsorption.

Werte > 50 nmol/l werden in den Monaten Januar bis April auch von vielenGesunden nicht erreicht. Ein Absinken des 25(OH)D in den Wintermonatenführt auch bei Gesunden durch Absinken der intestinalen Kalziumaufnahmezu leichtem Ansteigen des intakten Parathormons (Anstieg innerhalb desReferenzbereiches).

Intoxikationen mit Dihydrotachysterol (A. T. 10®) oder 5,6-trans-25-Hydroxy-cholecalciferol (Delakmin®) werden durch die Messung von 25(OH)D oder1,25(OH)2D3 nicht erfasst.


März 2004


4/2.8.7 1,25-Dihydroxy-Vitamin D3 (1,25(OH2)D3,Calcitriol)


• Serum; Blutentnahme morgens am nüchternen Patienten; vor Dialyse

• Haltbarkeit: direktes Sonnenlicht vermeiden

Methode: RIA

Referenzbereich:

Konversionsfaktor: ng/l x 2,5 = pmol/l

Pathophysiologie/Pathobiochemie (s. auch Kap. 4/2.8.6: 25-Hydroxy-Vita-min D (Calcidiol)):

1,25(OH2)D3 wirkt über spezifische Rezeptoren an Dünndarm, Niere undKnochen. Neben Beteiligung an der Kalziumhomöostase wirkt Calcitriol auchauf die Zellteilung und -differenzierung, das Immunsystem und die Insulinse-kretion.

Interpretation:

Indikation

• Differenzialdiagnose von Hyperkalzämien

• Therapiekontrolle unter 1α-Hydroxy-Vitamin D3 oder Calcitriol

Altersgruppe ngl/l (pmol/l)

Erwachsene 30-80 (75-200)

alte Menschen 25-60 (63-125)

Schwangere 40-130 (100-325 )

Kinder 40-100 (100-250)


1,25-Dihydroxy-Vitamin D3


• V.a. Pflanzenintoxikation mit resultierender Hyperkalzämie (Solanum mala-coxylon)

• zur Abklärung von Hyperkalzämie, Hyperkalziurie

• Differenzierung der Vitamin-D-abhängigen Rachitis

Erhöhte Werte

Rachitis Typ VDDR II (Rezeptordefekt), Therapie der Rachitis mit Vitamin D;Wachstum, Schwangerschaft; Hypophosphatämie; Sarkoidose; Lymphomemit Hyperkalzämie; kompensatorisch bei mäßigem 25(OH)D-Mangel; nachNierentransplantation mit gut funktionierendem Transplantat

Erniedrigte Werte

Niereninsuffizienz (Kreatinin > 2 mg/dl), Rachitis (Typ HBD und VDDR I,gestörte 1-Hydroxylase), schwerer 25(OH)D-Mangel

Störfaktoren

Hämolyse, Lipämie


Die Bestimmung dient dem Nachweis von Metabolisierungsstörungen im Vita-min-D-Stoffwechsel, da die Konzentration von der Aktivität der 25-Hydroxy-Vitamin-D-1α-Hydroxylase der Niere abhängig ist. Ein Vitamin-D-Mangel gehtnicht immer mit erniedrigtem Calcitriol einher, da eine geringfügige Zufuhr vonVitamin D (1.000 IE/Tag über einige Tage oder wenig UV-Licht) sofort zu über-schießender Bildung von Calcitriol führt.

Vergiftungen mit Vitamin D3 oder D2 werden mit dem Immunoassay nichterfasst; hierfür muss 25(OH)D bestimmt werden. Vergiftungen mit Dihydrota-chysterol (A. T. 10®) oder 5,6-trans-25-Hydroxycholecalciferol (Delakmin®) wer-den weder durch die Messung von 25(OH)D noch von 1,25(OH2)D3 erfasst.

1,25-Dihydroxy-Vitamin D3

März 2004


4/2.8.8 Calcitonin

Calcitonin hat klinische Relevanz als Tumormarker (Diagnose und Verlauf desmedullären C-Zellkarzinoms; s. Kap. 4/6).


Calcitonin ist ein Peptidhormon, das in den parafollikulären C-Zellen derSchilddrüse gebildet wird. Es reguliert antagonistisch zu Parathormon denKalziumstoffwechsel, jedoch synergistisch den Phosphatstoffwechsel:

• Senkung des Ca2+-Spiegels im Blut durch Mineralisierung des Knochens

• Senkung der Phosphatkonzentration im Blut durch Hemmung der Rückre-sorption im proximalen Tubulus


Calcitonin


4/2.8.9 Biochemische Marker für Knochenbildung

4/2.8.9.1 Knochenspezifische alkalische Phos-phatase (K-AP)


• Serum, Heparinplasma

• Haltbarkeit: bei 4 °C bis 48 h, bei -70 °C bis 2 Monate

Methoden: EIA, LIA, IRMA; früher: Lektin-Fällung

Referenzbereich: abhängig von Alter und Geschlecht sowie vom verwende-ten Test


Obwohl die knochenspezifische AP mit der Entstehung von Osteoblastenassoziiert ist, bleibt ihre Rolle beim Knochenaufbau unklar. Sie ist eine post-translationale Variante des Isoenzymkomplexes der gewebsunspezifischenAP (Leber, Knochen, Niere). Die gewebsspezifischen posttranslationalenModifikationen weisen unterschiedliche physikochemische Eigenschaften auf(z.B. hinsichtlich Lektinbindung, elektrophoretischer Mobilität). Im Blut ist dergrößte Teil der AP-Aktivität mit dem Knochen- und dem Leberisoenzym asso-ziiert.

Da die Stabilität des Enzyms K-AP höher ist als seine enzymatische Aktivität,wird die Masse mit Hilfe immunologischer Verfahren bestimmt. Eine erhöhteKonzentration weist auf verstärkte Osteoblastentätigkeit und somit auf einengesteigerten Knochenaufbau hin.

Interpretation:

Indikation

• Differenzialdiagnostik einer AP-Erhöhung


Marker für Knochenbildung


• osteopenische oder osteoporotische Knochenerkrankungen (Diagnostikund Therapieverlauf)

• Nierentransplantation

Erhöhte Werte

• primärer und sekundärer Hyperparathyreoidismus

• osteoblastische Skelettmetastasen (Prostatakarzinom), z.T. osteolytischeSkelettmetastasen (Mammakarzinom)

• M. Paget

• Osteoporose

• renale Osteodystrophie

Störfaktoren

Hämolyse, Lipämie, falsch-hohe Werte bei stark erhöhter (> 300 U/l) Leber-AP (Kreuzreaktion des Antikörpers)


Die Höhe der Gesamt-AP im Serum korreliert gut mit der aktiven Knochenbil-dung, solange keine Störungen des Leber- bzw. Gallensystems vorliegen. Mitzunehmendem Alter steigt die K-AP geschlechtsunabhängig an.

Für die Verlaufsbeurteilung von Knochenerkrankungen mit starkem Knochen-anbau (z.B. M. Paget, Rachitis) bietet die K-AP gegenüber der Gesamt-APkeine Vorteile, da in diesen Fällen beide Enzyme die gleiche Sensitivitäthaben. Nur bei diskreten Veränderungen des Knochenstoffwechsels (z.B. frü-hes Stadium eines primären Hyperparathyreoidismus, renale Osteodystro-phie) kann die K-AP der Gesamt-AP überlegen sein.

Skelettmetastasen können eine Erhöhung der K-AP verursachen, wobei sichbeim Prostatakarzinom höhere Werte als beim Mammakarzinom finden. BeiVerdacht auf Skelettmetastasen sollten auf jeden Fall weitere Tumormarker(PSA, CA 15-3, CEA; s. Kap. 4/6) bestimmt werden. Im Rahmen der Abklä-rung einer Osteoporose ist die Bestimmung von Osteocalcin und Crosslapsoder Pyridinolinen sinnvoll.


März 2004


4/2.8.9.2 Osteocalcin (Bone G1a Protein)


• Serum oder Heparinplasma; Blutentnahme morgens (zirkadiane Rhythmikmit den höchsten Werte frühmorgens) am nüchternen Patienten

• Haltbarkeit: Probe am gleichen Tag verarbeiten, sonst Serum/Plasma ein-frieren (Cave: mehrmaliges Auftauen/Einfrieren ergibt erniedrigte Werte)

Methoden: RIA, immunometrische Assays



Osteocalcin ist das häufigste »nicht-kollagene« Protein des Knochens. Esenthält drei Glutaminsäurereste, die durch ein Vitamin-K-abhängiges Systemγ-karboxyliert werden. Osteocalcin besitzt eine hohe Affinität zu Hydroxylapa-tit. Ein kleiner Anteil des neu synthetisierten Osteocalcins diffundiert vomKnochen in das Blut.

Interpretation:

Indikation

• Abklärung der Knochenumsatzrate, wenn die AP, z.B. bei hepatobiliärenErkrankungen, nicht eingesetzt werden kann

• V.a. Osteoporose, Osteomalazie, renale Osteopathie

• primärer HPT

• Knochenmetastasen

Erhöhte Werte

verstärkter Knochenumsatz bei primärem HPT oder »High-Turnover Osteopo-rose«; Knochenmetastasen; sekundärer HPT (verminderte renale Elimina-tion); Osteomalazie und Rachitis (nach Vitamin-D-Gabe meist kurzfristigerAnstieg, dann Abfall der Werte); M. Paget (AP hat bessere diagnostische Aus-sagekraft); Niereninsuffizienz




Störfaktoren

Mit Antikoagulanzien versetzte Proben (Li-Heparin, EDTA, Zitrat) ergeben imVergleich zu Serum niedrigere Werte; Vitamin-K-Antagonisten (z.B. Marcou-mar®) bewirken eine Synthesehemmung von Osteocalcin.


Im Gegensatz zur AP ist Osteocalcin ein knochenspezifischer Marker. Zurweiteren Abklärung des Knochenstoffwechsels können Knochenabbaumarkerwie z.B. Pyridinoline im Harn oder β-Crosslaps (s.u. Kap. 4/2.8.10.4) bestimmtwerden.

Aufgrund seiner Regulation durch Calcitriol kann die Bestimmung von Osteo-calcin für ein Vitamin-D-Monitoring sinnvoll sein.

4/2.8.9.3 Prokollagen-Typ-I-C-terminales Propeptid(PICP)

Untersuchungsmaterial/Präanalytik: Serum

Methoden: immunometrische Verfahren



Kollagen Typ I ist die Hauptform des Knochenkollagens. Mehr als 90 % derorganischen Knochenmatrix besteht aus Typ-I-Kollagen. Das VorläufermolekülTyp-I-Prokollagen enthält zwei identische α1-Ketten und eine α2-Kette. DieFertigstellung des Prokollagenmoleküls beinhaltet die Bildung von Zwischen-kettendisulfidbrücken in der C-terminalen Region und die Bildung der Kolla-gen-Tripelhelix. Nach der Beseitigung der C- und N-terminalen Propeptidedurch spezifische Peptidasen erfolgt die extrazelluläre Organisation des Kol-lagenmoleküls.


März 2004


Für jedes in eine Kollagenfibrille eingebaute Kollagenmolekül wird ein PICP-Molekül freigesetzt. Die Gesamtkonzentration des größeren C-terminalenPropeptids (Mr: 100 kD) kann im Serum oder anderen Körperflüssigkeitengemessen werden und korreliert mit der Neusynthese von Kollagen Typ I.PICT wird in der Leber metabolisiert (Halbwertszeit: 6-8 min).

Nachteile des Serum-PICP als Marker der Knochenneubildung: Erstens istPICP nicht spezifisch für den Knochen und zweitens kommte es zu einerÄnderung der Ausscheidungsrate durch »Nicht-Knochenerkrankungen« (z.B.Leberdysfunktion).

Interpretation:

Indikation

Die PICP-Bestimmung im Serum eignet sich als Marker für stimulatorischeund inhibitorische Einflüsse auf die Knochenneubildung (z.B. durch PTH undGlukokortikoide), allerdings ist sie nicht vollständig knochenspezifisch, da Kol-lagen Typ I auch in der Haut gebildet wird.

Erhöhte Werte

Frakturheilung, Knochenmetastasen (osteoklastisch > osteoblastisch)

Erniedrigte Werte

Östrogensubstitution




4/2.8.10 Biochemische Marker für Knochenabbau

4/2.8.10.1 Tartratresistente saure Phosphatase(TRSP)


• Serum

• Haltbarkeit: bei Raumtemperatur bis zu 8 h, bei 4 °C bis zu 3 Tage, bei-20 °C bis zu 2 Monate; eingefroren verschicken

Methode: ELISA


Pathophysiologie/Pathobiochemie: Osteoklasten enthalten große Mengenvon diesem lysosomalen Enzym, das während der aktiven Knochenresorptionfreigesetzt wird. Da die TRSP-Aktivität, die im Serum gemessen wird, von ver-schiedenen Geweben und Blutelementen stammt, ist sie kein spezifischerMarker für die Knochenresorption. Eine Methode, die spezifisch für die osteo-klastäre TRSP ist, muss erst entwickelt werden.

Interpretation:

Indikation: TRSP wird nicht nennenswert durch glomeruläre Filtration elimi-niert, sodass sinnvollerweise bei Patienten mit eingeschränkter Nierenfunk-tion die spezifische immunologische Bestimmung der TRSP anstelle von z.B.Pyridinolinen zur Beurteilung des Knochenabbaus durchgeführt werden kann.

Erhöhte Werte: sekundärer HPT

Erniedrigte Werte: Therapie mit Osteoklastenhemmern


Knochenabbaumarker


4/2.8.10.2 Hydroxyprolin


Die Hydroxyprolinausscheidung war der traditionelle Parameter für dieKnochenresorption. Hydroxyprolin ist eine Aminosäure, die aus Prolin post-translational nach Einbau in alle Kollagentypen entsteht. Daher wird durchKollagenabbau freigesetztes Hydroxyprolin nicht reutilisiert, sondern größten-teils verstoffwechselt oder zu etwa 10 % renal eliminiert. Es liegt im Plasma infreier, peptidgebundener oder proteingebundener Form vor und kann alsfreies oder totales Hydroxyprolin im Serum bzw. als Hydroxyprolinausschei-dung (freie und peptidgebundene Form) gemessen werden.


Wegen verschiedener Nachteile (wenig knochenspezifisch und knochen-resorptionsspezifisch, hohe Metabolisierungsrate in der Leber, starkeNahrungsabhängigkeit der Ausscheidung) ist die Bestimmung von Hydroxy-prolin heutzutage obsolet. Zur Erfassung der Knochenresorption können statt-dessen neuere Marker wie z.B. die Pyridinium-Crosslinks (s.u.) eingesetztwerden.

4/2.8.10.3 Pyridinolin- und Desoxypyridinolin-Crosslinks


• Serum, Synovialflüssigkeit, Harn (2. Morgenharn oder 24-h-Sammelharnzur Vermeidung von zirkadianen Einflüssen)

• Haltbarkeit: Probe nicht direktem Sonnenlicht aussetzen; bei -20 °C überJahre stabil

Knochenabbaumarker

März 2004


Methoden:

• Serum, Synovialflüssigkeit, Harn: HPLC

• Harn: kompetitiver EIA mit monoklonalen Ak gegen PYRI (Erfassung derfreien und gebundenen Form) bzw. DPYRI (Erfassung fast nur der freienForm)

Referenzbereich: abhängig vom verwendeten Test; alters- und geschlechts-abhängig (Zunahme mit dem Alter bei Frauen stärker), im höheren Alteransteigende Ausscheidung der peptidgebundenen Crosslinks


Kollagen ist durch die Anwesenheit von Pyridinium-Crosslinks zwischen demEnde eines Kollagenmoleküls und dem helikalen Anteil des anliegenden Kol-lagenmoleküls charakterisiert. Pyridiniumreste sind die wichtigsten Faktorenfür die Stabilisierung des Kollagenmoleküls. Die Crosslinks existieren in zweiFormen: Pyridinolin (PYRI: Hydroxylysylpyridinolin) und Desoxypyridinolin(DPYRI: Lysylpyridinolin). PYRI ist das Hauptkollagen des Typ-II-Kollagens imKnorpel und wird auch im Typ-I-Kollagen des Knochens gefunden. DPYRI istin nennenswerten Mengen nur im Knochenkollagen vorhanden. Hautkollagenenthält weder PYRI noch DPYRI. Die Crosslinks werden nur während derReifung der Kollagenfibrillen gebildet, sodass ihre Freisetzung nur den Abbauvon reifem Kollagen repräsentiert. Anders als die Hydroxyprolinausscheidungbleibt die Ausscheidung von PYRI und DPYRI von der Nahrung unbeeinflusst.

Interpretation:

Indikation

• Nachweis einer pathologisch veränderten Knochenresorption

• Verlaufs- und Therapiekontrolle der postmenopausalen Osteoporose

Erhöhte Werte

Knochenmetastasen (osteolytisch und osteoblastisch), postmenopausaleOsteoporose, Immobilisation, primärer und sekundärer HPT, Osteomalazie,M. Paget, rheumatische Erkrankungen (PYRI, aber auch DPYRI), transplan-tationsassoziierte Osteoporose (Frauen), Wachstumsstörungen bei Kindern,tumorassoziierte Hyperkalzämie, Hyperthyreose (PYRI), Gravidität


Knochenabbaumarker


Erniedrigte Werte

Therapie mit Biphosphonaten führt nach 2-3 Tagen zum Abfall der DPYRI-Konzentration; Östrogen/Gestagen-Substitution führt bei postmenopausalenFrauen ebenfalls zu einem Abfall (PYRI und DPYRI) mit Rückgang nachBeendigung der Therapie. Einmalige Calcitoningabe bewirkt Abnahme aus-schließlich der DPYRI-Ausscheidung in den folgenden 24 h; Suppression derDPYRI-Ausscheidung durch abendliche Kalziumgabe.

Störfaktoren

Zirkadianer Rhythmus der Ausscheidung: zur Korrektur von Schwankungender Diurese kann die Konzentration auf die Kreatininkonzentration im Harnbezogen werden = nmol DPYRI (bzw. PYRI)/mmol Kreatinin.

4/2.8.10.4 Crosslaps


• Serum, EDTA-Plasma, Heparinplasma; Blutentnahme morgens (ausge-prägter zirkadianer Rhythmus der Crosslaps) beim nüchternen Patienten

• Haltbarkeit: bei Raumtemperatur 24 h, bei -20 °C drei Monate (nur einmaleinfrieren); Proben, die Präzipitate enthalten, vor dem Test zentrifugieren

Methoden: Immunometrische Assays



Kollagen ist ein helikales, an den N- und C-terminalen Enden cross-links-ver-netztes Protein. Beim Abbau entstehen N-terminale (NTx) und C-terminaleTelopeptide (CTx). Bei Alterung des Knochens wird in den C-terminalen Telo-peptiden vorkommende α-Asparaginsäure in β-Asparaginsäure umgewandelt(β-CTx; β-crosslaps), wobei diese isomerisierten Telopeptide für den Abbaudes Typ-I-Kollagens im Knochen spezifisch sind. Neben Assays zur Bestim-mung von Crosslaps gibt es auch solche zur Bestimmung von NTx.

Knochenabbaumarker

März 2004


Interpretation:

Indikation: Verlaufskontrolle von antiresorptiven Therapien postmenopausalund bei Osteopenie (z.B. mit Biphosphonat, Hormonersatztherapie)

Erhöhte Werte: gesteigerte Knochenresorption (u.a. primäre Osteoporose Typ1 und 2; M. Paget; renale Osteodystrophie; multiples Myelom; Knochentumo-ren, z.B. Osteosarkom; Knochenmetastasen)

Erniedrigte Werte: Therapie mit Osteoklastenhemmern

Störfaktoren: Hämolyse führt zu erniedrigten Werten; Interpretation beiPatienten mit eingeschränkter Nierenfunktion problematisch (Ausscheidungvon β-CTx vermindert, daher falsch-erhöhte Werte möglich)


Knochenabbaumarker


4/2.8.11 Neue Marker

Osteoprotegerin (OPG)

Die Osteoklastogenese wird durch drei Proteine reguliert:

1. Rezeptor-Aktivator von NFkB (= RANK); exprimiert auf osteoklastischenVorläuferzellen)

2. Ligand des RANK (= RANKL); exprimiert auf der Oberfläche vonpräosteoblastischen Zellen und Stromazellen

3. Osteoprotegerin; dient als Lock-Rezeptor für RANKL

Osteoprotegerin als Decoy-Rezeptor des RANKL hemmt RANKL und damitdie Differenzierung und Aktivierung der Osteoklasten. Die Expression vonOsteoprotegerin ist u.a. von Alter und Östrogenspiegel abhängig. Die Thera-pie mit OPG inhibiert osteolytische Prozesse.

Dieses neu entdeckte Zytokinsystem scheint bei der Entstehung von Kno-chenmetastasen (z.B. Prostatakarzinom) eine wichtige Rolle zu spielen.

Osteoprotegerin wird in Studien als Marker für Knochenmetastasierung ein-gesetzt, in der Routinediagnostik wird es zurzeit noch nicht verwendet.

Osteopontin

Osteopontin ist ein Marker für die Differenzierung von Osteoblasten. Es ist einnicht zu den Kollagenen gehörendes Protein der Knochenmatrix, dessenFunktion nicht vollständig geklärt ist.


Neue Marker


4/2.8.12 Literatur

Thomas, L.: Labor und Diagnose, 5. erw. Aufl., TH-Books Verlagsgesellschaft, Frankfurt/Main 2000,221-272

Reichel, H., Schmidt-Gayk, H.: The role of 25-hydroxyvitamin D in normal and disturbed calciummetabolism. Eur J Clin Invest. 33:4 (Apr 2003) 281-282

American Society for Bone and Mineral Research: Primer on the Metabolic Bone Diseases andDisorders of Mineral Metabolism, 3.Aufl., Lippincott-Raven, Philadelphia 1996, 74-81

Herrmann, M., Herrmann, W.: Biochemical Bone Markers in Monitoring of Fracture Healing. LabMe-dica International, May-June/2003

Okabe, R., Nakatsuka, K., Inaba, M., et al.: Clinical evaluation of the Elecsys beta-CrossLaps serumassay, a new assay for degradation products of type I collagen C-telopeptides. Clin Chem. 47(8)(Aug 2001) 1410-1414

Jung, K., Stephan, C., Semjonow, A., et al.: Serum osteoprotegerin and receptor activator of nucle-ar factor-kappa B ligand as indicators of disturbed osteoclastogenesis in patients with prostate can-cer. J Urol. 170 (6 Pt 1) (Dec 2003) 2302-2305

Rogers, A., Saleh, G., Hannon, R. A., et al.: Circulating Estradiol and Osteoprotegerin as Determi-nants of Bone Turnover and Bone Density in Postmenopausal Women. J Clin Endocrinol Metab 87(2002) 4470-4475


Literatur

4/8.1.1 ❙ Seite 1Allgemeine Hämatologie

4/8 Hämatologie

4/8.1 Allgemeine Hämatologie

4/8.1.1 Allgemeines

Mehr als 95 % der hämatologischen Zellen werden im Knochenmark (nachWachstumsabschluss hauptsächlich im Beckenkamm und Sternum) gebildet.Ausgangspunkt ist die hämatopoetische Stammzelle, die bezüglich derHämatopoese pluripotent ist und außerdem die Fähigkeit zur Selbsterneue-rung besitzt. Für die Differenzierung in die einzelnen Zellreihen benötigt dieseStammzelle das Knochenmarksstroma und verschieden Zytokine, die sowohlstimulierende als auch inhibierende Einflüsse auf die Hämatopoese haben.

Unter bestimmten Voraussetzungen, z.B. bei myeloproliferativen Erkrankun-gen (späteres Stadium der Polycythaemia vera, Osteomyelosklerose) kanndie Hämatopoese auch in der Milz stattfinden.

Störungen der Zellbildung können allgemein in 2 Gruppen eingeteilt werden:

a) Primäre Störungen liegen im Ursprungsbereich der jeweiligen Zellreihe,z.B. Leukämie oder Sichelzellanämie.

b) Sekundäre Störungen werden durch einen erhöhten Verbrauch bzw.erhöhten Bedarf an Blutzellen bedingt.

Für die Basisuntersuchung unterscheidet man prinzipiell zwischen einem klei-nen und einem großen bzw. kompletten Blutbild (= kleines BB + Differenzial-BB).


Allgemeines


4/8.1.2 Kleines Blutbild

Das kleine Blutbild beinhaltet folgende Parameter: Leukozyten (Leuko),Erythrozyten (Ery), Thrombozyten (Thrombo), Hämoglobin (Hb), Hämatokrit(Htk) sowie die Erythrozytenindizes MCV, MCH und MCHC. Es dient demAusschluss einer hämatologischen Erkrankung bzw. sekundären Störung undist beim asymptomatischen Patienten in der Regel ausreichend. Ein Normal-befund lässt eine Störung der Hämatopoese sehr unwahrscheinlich erschei-nen.

Untersuchungsmaterial/Präanalytik

Die Analyse erfolgt aus EDTA-Blut, welches bei Raumtemperatur i.d.R. max.6-8 h haltbar ist. Danach treten morphologische Veränderungen auf, die imAutomaten und im Ausstrich Probleme bereiten können. Mit dem Alter derProbe können diese auch bei Kühlung (4 °C) stark zunehmen. EDTA entziehtdas zum Gerinnungsablauf notwendige Kalzium und verursacht in der not-wendigen Konzentration keine Verdünnungseffekte. Heparin erzeugt einenNiederschlag (Schleier) auf den Zellen und führt meist zur Aggregation derThrombozyten. Diese werden dann falsch-niedrig und die Leukozyten zu hochgezählt. Bei bekannter oder Verdacht auf EDTA-induzierte Pseudothrombozy-topenie wird nur für die Thrombozytenzählung ersatzweise Zitratblut (wie fürdie Gerinnung) verwendet, welches bei dem bis zur Markierung gefülltenRöhrchen eine 10%ige Verdünnung verursacht.

2 ml EDTA-Blut sind ausreichend für die meisten Untersuchungen. Das Röhr-chen muss mindestens zur Hälfte gefüllt sein, da das EDTA v.a. für die Gra-nulozyten toxisch ist.

4/8.1.2.1 Leukozyten

Methoden: Die Bestimmung der Leukozyten erfolgt nach Lyse der Erythrozy-ten über die Messung eines elektrischen Widerstandes (Impedanz) oder derLichtstreuung.


Kleines Blutbild

4/8.1.2 ❙ Seite 2 Allgemeine Hämatologie

Referenzbereich:

Interpretation: Leukozytenzahlen von 4-10 x 103/µl bei Erwachsenen werdenim Rahmen einer Screeninguntersuchung als sicher normal eingestuft, Werte< 2,5 x 103/µl als sicher pathologisch. Starke Raucher können Leukozyten-zahlen bis 15 x 103/µl haben.

Erhöhte Werte = Leukozytose

Die laborseitige Feststellung einer Leukozytose wirft die Frage nach der Dig-nität auf. Handelt es sich um eine reaktive oder um eine maligne Leukozy-tose? Folgende Punkte sind zu beachten:

a) Es ist eine Korrelation zum klinischen Befund herzustellen: floride Ent-zündung, Fieber, Lymphknotenschwellung, Splenomegalie usw. sind zuberücksichtigen.

b) Wie verhalten sich Hämoglobin und Thrombozyten? Eine gleichzeitigbestehende Anämie und eine Thrombozytopenie können, wenn auch mitEinschränkung, auf eine maligne Genese hinweisen.

c) Zuordnung der Leukozytose (Neutrophilie, Lymphozytose oder Monozyto-se) mithilfe des maschinellen bzw. manuellen Differenzialblutbildes. Hier-bei ist zu beachten, dass die Absolutzahlen für die Bewertung wichtigersind als Prozentangaben für die betreffende Leukozytenreihe.

d) Bei einer neutrophilen Leukozytose interessiert, ob eine Linksverschie-bung besteht. Das Vorhandensein unreifer granulozytärer Zellen, d.h.Metamyelozyten, Myelozyten, Promyelozyten, Myeloblasten, wird als

Altersgruppe Referenzbereich (103/µl)

Neugeborene 8-30

1-4 Wochen 5-21

1-12 Monate 5,5-18

1-4 Jahre 6-17

4-8 Jahre 5-15,5

8-14 Jahre 4,5-13,5

Erwachsene 4-10

Kleines Blutbild

März 2004


pathologische Linksverschiebung bezeichnet und macht eine neoplasti-sche Ursache wahrscheinlich (stabkernige Neutrophile werden nicht zuden unreifen granulozytären Zellen gezählt, auch wenn ihr Anteil größerals 5 % ist). Ein Anteil von > 15 % immaturer granulozytärer Zellen kanndie chronische myeloische Leukämie charakterisieren. In besonderemMaße muss nach basophilen Granulozyten gesucht werden. Außerdem istdie alkalische Neutrophilenphosphatase (ANP) zu bestimmen. Eine neu-trophile Leukozytose mit einem Anteil > 15 % immaturer granulozytärerZellen, einer Basophilenvermehrung > 3 % und einer Verminderung desANP-Index < 10 beweist faktisch eine chronische myeloische Leukämie.

e) Eine neutrophile Leukozytose mit einer geringeren Linksverschiebung als15 % unreifer Zellen ohne Vermehrung der Basophilen und einem ANP-Index > 10 ist üblicherweise reaktiver Natur.

f) Eine Lymphozytenvermehrung ist bei Kindern und jungen Menschenmeist reaktiv, im Alter über 40 Jahre oft neoplastisch. Die Beurteilung vonatypischen Lymphozyten bedarf immer der sachkundigen Beurteilung desBlutausstrichs. Das Nebeneinander von verschiedenen lymphatischenEntwicklungsstufen spricht für Benignität. Ein monomorphes Bild signali-siert eine monoklonale Herkunft im Sinne einer malignen Genese. Im peri-pheren Blut sind normalerweise 65-80 % der Lymphozyten T-Zellen, 8-15 % B-Zellen und etwa 10 % Natural-Killer (NK)-Zellen. Deren morpho-logische Unterscheidung gelingt nur partiell im Blutausstrich, eine eindeu-tige Zuordnung ist nur mittels durchflusszytometrischer Immunphänotypi-sierung (s. Kap. 4/8.1.7) möglich.

g) Eine Monozytenvermehrung ist ebenfalls meist reaktiv, v.a. im Abklingenvon Infekten oder in der Regenerationsphase nach einer Chemotherapie.Hier zeigt oft erst der Verlauf, ob eine reaktiv oder neoplastisch bedingteVermehrung vorliegt.

Erniedrigte Werte = Leukopenie

Eine Leukopenie liegt vor, wenn die Leukozyten im peripheren Blut 3.500/µlunterschreiten. Das Differenzialblutbild zeigt an, ob eine allgemeine Vermin-derung der Leukozyten vorliegt oder ob nur eine Zellreihe isoliert betroffen ist.Deswegen sind für die quantitative Bewertung die absoluten Zellzahlen undnicht die Prozentangaben entscheidend. So kann z.B. ein Patient mit einerLeukopenie von 2.000/µl folgende Verteilung im Differenzialbutbild zeigen:Neutrophile 20 %, Lymphozyten 70 %, Monozyten 10 %. Aus dieser Vertei-


Kleines Blutbild


lung würde man eine Neutropenie (nur 20 %) und eine Lymphozytose (70 %)vermuten. Als absolute Zahlen errechnen sich aber Neutrophile: 400/µl undLymphozyten: 1.400/µl, d.h., es liegt wirklich eine absolute Neutropenie vor,aber die Lymphozytenzahl ist normal und keineswegs erhöht, wie aus denRelativwerten herauszulesen wäre. Neutrophilenwerte unter 500/µl werdenals Agranulozytose bezeichnet und sind mit einer stark erhöhten Infektanfäl-ligkeit verbunden. Für die Beurteilung der Leukopenie spielen neben derBeurteilung des Blutausstrichs (Vorliegen unreifer Leukozytenvorstufen)Anamnese (Medikamenteneinnahme, Infekte) und Krankheitsdauer eineRolle.

Störfaktoren: Nicht lysierte Erythrozyten (z.B. kernhaltige Normoblasten) füh-ren zu einer falschen Erhöhung der Leukozytenwerte. Manche Blutbildgerätekorrigieren diesen Fehler bereits automatisch.Kryoglobuline können zu einer Pseudo-Leukozytose führen: Erwärmen derProbe auf 37 °C kann zu einer Korrektur des Wertes führen.Bei Neugeborenen und Kleinkindern hängt die Leukozytenzahl von der Blut-entnahme ab: die kapilläre Blutentnahme führt zu ca. 15 % höheren Wertenals die venöse Abnahme. Außerdem kann starkes Schreien zu einem akuten,massiven Ansteigen der Leukozyten führen.

4/8.1.2.2 Erythrozyten

Methoden: Impedanz oder Streulichtmessung

Referenzbereich:

Altersgruppe 1012/l (103/µl)

Neugeborene 4,3-6,3

1. Woche 4,0-6,8

1-4 Wochen 3,7-6,1

1 Monat - 3 Jahre 2,8-5,3

3-10 Jahre 3,7-5,1

Männer 4,5-5,9

Frauen 4,1-5,1

Kleines Blutbild

März 2004


Interpretation:

Kann nur in Zusammenschau mit Hämoglobin, Hämatokrit und denErythrozytenindizes (MCV, MCH und MCHC) beurteilt werden.

Störfaktoren

Leukozyten werden bei der Ery-Zählung mit erfasst: bei einer sehr hohenLeukozytenzahl muss diese von den Erys abgezogen werden.

Kälteagglutinine führen zur Entstehung großer Partikel, wodurch die Eryzahlfalsch-niedrig und das MCV zu hoch gemessen wird.

4/8.1.2.3 Hämoglobinkonzentration (Hb)

Methoden:

Nach Lyse der Erythrozyten wird das zweiwertige Eisen des Hämoglobins zudreiwertigem Eisen oxidiert (= Methämoglobin). Letzteres verbindet sich mitZyanidionen zu Zyanmethämoglobin, dessen Absorptionsmaximum bei 546nm liegt. Die Absorption ist proportional zur Hb-Konzentration.

Referenzbereich:

Altersgruppe g/dl

Neugeborene 14,5-24,5

1. Woche 15-24

1-4 Wochen 13-19

4 Wochen-3 Monate 9-18

3 Monate-3 Jahre 10-13

3-12 Jahre 11-15

Männer 13-18

Frauen 12-16


Kleines Blutbild


Interpretation: Wird immer gemeinsam mit dem Hämatokrit beurteilt unddient zur Differenzierung von Anämien und Polyglobulie/Polyzythämie.

Erhöhte Werte

a) Erhöhung der Erythrozytenzahl:

• Raucher

• Höhenaufenthalt (> 2.000 m)

• Hypoxie

• Tumoren

• Erhöhung von Erythropoetin

• myeloproliferatives Syndrom

b) Verminderung des Plasmavolumens:

• unzureichende Flüssigkeitszufuhr (alte Menschen, Schwerkranke)

• verstärkter Flüssigkeitsverlust (Diarrhö)

Erniedrigte Werte

Bei Anämie (zur Differenzialdiagnostik s. Kap. 4/8.1.2.5, Abb. 1-4). Die ver-minderte Hb-Konzentration ist hinsichtlich der Anämie nur ein Symptom. DieEinteilung der Anämien erfolgt unter Miteinbeziehung der Erythrozytenindizes(MCH, MCV, MCHC), Zahl der Retikulozyten, Erythrozytenmorphologie imBlutausstrich.

In der Schwangerschaft fällt der Hb-Wert aufgrund der stärkeren Zunahmedes Plasmavolumens ab. In der Neugeborenenperiode kommt es physiologi-scherweise zu einem kontinuierlichen Abfall des Hb-Wertes (Umstellung vonHbF auf HbA).

Störfaktoren

Lipämische Seren können zu falsch-hohen Hb-Werten führen.

Kleines Blutbild

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4/8.1.2.4 Hämatokrit (HKT)

Methoden:

• Mikrohämatokrit-Methode: Nach Zentrifugation wird das Verhältnis desVolumens der roten Blutzellen zum Volumen des Gesamtbluts gemessen:

HKT = Länge der roten Blutzellsäule (mm)

Länge der roten Blutzellsäule + Plasmasäule (mm)

und wird als Dezimalanteil angegeben. In der Praxis wird aber ein Prozent-wert angegeben.

• Bei Verwendung von Hämatologie-Analyzern wird der Hämatokrit nichtdirekt gemessen, sondern aus folgenden Werten berechnet:

HKT (%) = MCV (fl) x Erythrozytenzahl (1012/l)10

Referenzbereich:

Pathophysiologie/Pathobiochemie: Dieser Wert gibt das Verhältnis der zel-lulären Blutbestandteile zum Gesamtblutvolumen an.

Altersgruppe Referenzbereich (%)

Neugeborene 44-65

1 Woche 50-70

2-3 Wochen 42-62

3 Wochen - 2 Monate 30-59

2-12 Monate 30-44

Kinder > 1 Jahr 35-43

Männer 42-50

Frauen 36-45


Kleines Blutbild


Interpretation:

Indikation

Wird immer gemeinsam mit dem Hämoglobinwert beurteilt; dient zur Differen-zierung von Anämien und Polyglobulie/Polyzythämie.

Erhöhte Werte

Dehydratationszustände, Polyglobulien, Polycythaemia vera (s. auch Kap.4/8.1.2.3)

Erniedrigte Werte

Hyperhydratationszustände, Anämien, Blutverlust

Störfaktoren

Falsch-hohe HTK-Werte bei sehr hohen Leukozytenzahlen sind möglich.

4/8.1.2.5 Erythrozytenindizes (MCV, MCH, MCHC,RDW)

Methoden:

Blutbild-Erythrozytenindizes:

• MCV (fl) (= mittleres Zellvolumen, mean corpuscular volume) wird durchImpedanz- oder Streulichtmethode gemessen; Referenzbereich: 80-100 fl.

Bewertung: Das beste Kriterium zur Einteilung einer Anämie, insbesonderein Kombination mit dem Retikulozytenwert. Ein normales MCV kann durchein regelmäßig verteiltes Zellvolumen bedingt sein, oder durch ein Neben-einander von großen und kleinen Erythrozyten, wie z.B. im Rahmen vonhämolytischen Anämien.

• MCH (pg) (= mittlerer zellulärer Hämoglobingehalt der Erythrozyten, meancorpuscular Hb) wird berechnet:

Kleines Blutbild

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MCH = Hämoglobin (g/dl) x 10Erythrozytenzahl (Mio/µl)

Referenzbereich: 28-34 pg/Erythrozyten

Bewertung: Es besteht meistens eine lineare Beziehung zum MCV: WennMCV niedrig, dann ist auch MCH niedrig, und umgekehrt.

• MCHC (g/dl) (= mittlere zelluläre Hämoglobinkonzentration, mean corpus-cular Hb concentration), wird berechnet:

MCHC =Hämoglobin (g/dl) x 100

Hämatokrit (%)

Referenzbereich: 32-36 g/dl

Bewertung: Aufgrund des gleichsinnigen Verhaltens von MCV und MCHbleibt der MCHC bei vielen Veränderungen des roten BB konstant. Erhö-hungen findet man bei hochtitrigen Kälteagglutininen und bei hereditärerSphärozytose.

• RDW (%) (= Erythrozytenverteilungsbreite, red cell distribution): Die Vertei-lung des MCV einer Probe wird graphisch dargestellt.

Referenzbereich: 15,8 ± 2,9 %

Bewertung: RDW ist ein Maß für die Größenvariabilität der Erythrozytenund somit Ausdruck der Anisozytose; sehr hohe Werte werden bei hämoly-tischer Anämie gemessen und sind Ausdruck der Retikulozytose.

Pathophysiologie/Pathobiochemie: Die Erythrozytenindizes wurden defi-niert, um die charakteristischen Veränderungen bei verschiedenen Anämienzu beschreiben. Damit können diese morphologisch klassifiziert werden.


Einige mögliche diagnostische Leitlinien zur Differenzierung der Anämie (=Hkt und/oder Hb vermindert) sind in folgenden aufgeführt:

a) Mentzer-Index (nur bei mikrozytären Anämien verwendbar!):

MCV [fl] / Erythrozytenzahl [106/µl]


Kleines Blutbild


Formel für die Unterscheidung von Thalassämie und Eisenmangelanämie. EinQuotient von > 13 spricht für eine Eisenmangelanämie, ein Quotient < 13 füreine Thalassämie.

b) Weitere diagnostische Abklärungsmöglichkeiten (Abb. 1-4):

Abb. 1: Differenzialdiagnose normozytäre Anämie

Abb. 2: Differenzialdiagnose makrozytäre Anämie

Kleines Blutbild

März 2004


Abb. 3: Differenzialdiagnose mikrozytäre Anämie


Kleines Blutbild

4/8.1.2 ❙Seite 12

Allgem

eine Häm

atologie

Kleines B

lutbild

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Abb. 4: Diagnostische Leitlinien bei der Beurteilung einer Anämie; modifiziert nach T. Nebe(http://www.ma.uni-heidelberg.de/inst/ikc/anaemieabkl.html)


4/8.1.2.6 Thrombozyten

Methoden:

Die Bestimmung erfolgt nach der Impedanz- (Beckman-Coulter GEN-S,Abbott CD3500) oder Streulicht-Methode (Bayer ADVIA 120). Neuere Geräte(Sysmex XE2100) können die Thrombozyten optisch nach einer Färbung mitFluoreszenzfarbstoffen quantifizieren.

Zur Kontrolle der Thrombozytopenien (s. Referenzbereiche) können mehrereMethoden eingesetzt werden:

1.Thrombozytenzählung in der Neubauer-Zählkammer: bis vor kurzem dieReferenzmethode. Manuell aufwändige Methode, die als überholt geltenkann.

2.Rechenmethode: Hierzu wird die Thrombozytenzahl nach Zentrifugation(Plättchenreiches Plasma (Pltp): 800 RP in einer Sysmex-PC800-Zentri-fuge) mit einem Hämatologieanalyzer bestimmt. Zusammen mit der Zahlder Thrombozyten im plättchenreichen Plasma (PltP) und dem Hämatokriterrechnet sich die Plättchenzahl (Pltp) nach folgender Formel:

PltC = [PltP x (100 - Hämatokrit)]/100

Vorteile der Methode: gute Korrelation mit der Kammerzählung sowie mitder Flowzytometrie.

3.Referenzmethode: Flowzytometrie mit spezifischen Thrombozyten-oberflächenmarkern (z.B. CD61).

Referenzbereich:

Alarmgrenze: < 30 x 103/µl

Altersgruppe Referenzbereich (103/µl)

bis 1 Jahr 355-666

1-5 Jahre 286-509

6-15 Jahre 247-436

Erwachsene 150-400


Kleines Blutbild


Interpretation:

Erhöhte Werte (Thrombozytose)

• sekundäre Thrombozytosen: Splenektomie, Infektionen, Operationen

• primäre Formen: bei myeloproliferativen Erkrankungen (essenzielleThrombozythämie (bis 4 Mio/µl), Polycythaemia vera, Osteomyelosklerose,z.T. chronisch-myeloische Leukämie)

Erniedrigte Werte (Thrombozytopenie)

Thrombozytenzahlen < 150.000/µl bei Kindern und Erwachsenen werden alsThrombozytopenie bezeichnet. Thrombozytenzahlen < 60.000/µl können nachTraumen und postoperativ Blutungen verursachen. Werte < 10.000/µl könnenmit spontanen inneren und äußeren Blutungen einhergehen.

Ursachen

• verminderte Thrombozytenbildung

– hereditäre Formen: z.B. Fanconi-Anämie

– erworbene Formen: z.B. aplastische Anämie, Leukosen, Stammzell-schädigung durch Bestrahlung oder Chemotherapie

• vermehrte Thrombozytenzerstörung

– Immunthrombozytopenie: bedingt durch thrombozytenassoziiertes IgGund Komplementaktivierung; Ursache meist ungeklärt

– nicht immunbedingt: Ursache ist der periphere Verbrauch bei dis-seminierter intravasaler Gerinnung (DIC), bei Sepsis, intraoperativ, nachTransfusionen

• heparinassoziierte Thrombozytopenie: Unter Heparintherapie kann eineimmunvermittelte Thrombozytopenie auftreten, in deren Verlauf es zuthromboembolischen Komplikationen mit Gefäßverschlüssen, insbesonde-re der großen Gefäße, kommen kann.

Cave: In seltenen Fällen kommt es, verursacht durch EDTA, zu einem falsch-niedrigen Messergebnis (Pseudothrombopenie). Eine Kontrolle im Zitratblutergibt die richtigen Werte, aufgrund der anderen Verdünnung ergeben sichaber um 10 % niedrigere Werte.

Kleines Blutbild

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4/8.1.3 Differenzialblutbild (Großes Blutbild)

Zeigt das kleine Blutbild Abweichungen von den Normwerten an, sollte eingroßes Blutbild durchgeführt werden. Hierbei unterscheidet man zwischen:

• einem maschinellen Differenzialblutbild, das heute von fast allen Blutbild-geräten gemacht werden kann

• einer mikroskopischen Differenzierung eines händisch oder auch maschi-nell angefertigten Blutausstriches

Im Vordergrund der Auswertung steht die Beurteilung der Leukozyten, aller-dings sollten beim Mikroskopieren auch immer Erythrozyten und Thrombozy-ten hinsichtlich ihrer Morphologie kurz überprüft werden. Ein Differenzialblut-bild gehört zu jeder Abklärung und Verlaufsbeurteilung von hämatologischenErkrankungen.

4/8.1.3.1 Automatisches Differenzialblutbild

Präanalytik/Untersuchungsmaterial: Die Analyse erfolgt aus EDTA-Blut (s.dazu auch Kap. 4/8.1.2: kleines Blutbild).

Methoden:

Moderne Hämatologiegeräte können die Leukozytenpopulation nach ver-schiedenen Prinzipien in 5 Populationen (Neutrophile, Eosinophile, Basophile,Monozyten und Lymphozyten) differenzieren (5Part-Diff):

• Bayer ADVIA 120: Kombination von zytochemischen Methoden undStreulichtmessung

• Beckman-Coulter GenS: VCS-Technologie (volumetric, conductivity, scatter)

• Abbott CD4000: MAPSS-Technologie (Multi-Angle Polarized Scatter Sepa-ration)

• Sysmex XE2100: Fluoreszenz-Flowzytometrie mit Polymethine-Farbstoffen

Häufig werden basophile Granulozyten in einem separaten Kanal gemessen(Bayer ADVIA 120, Sysmex XE2100).


Differenzialblutbild


Referenzbereich:

Bewertung:

Vorteil: Die automatische Differenzierung beurteilt ca. 8.000-10.000 Leukozy-ten und hat somit eine deutlich höhere Präzision als die manuelle Methode.

Nachteil: Das Vorliegen pathologischer Zellen wird zwar angezeigt, aber dieBeurteilung derselben kann das maschinelle Diff nicht bieten.

4/8.1.3.2 Manuelles Differenzialblutbild

Untersuchungsmaterial/Präanalytik: Die Analyse erfolgt aus EDTA-Blut (s.dazu auch Kap. 4/8.1.2: kleines BB) und sollte binnen 3 h nach Blutabnahmeerfolgen, da es sonst zu qualitativen Veränderungen der Zellen kommt.

Methoden:

Auf einen Objektträger wird ein kleiner Tropfen Blut aufgebracht. Dieser Trop-fen wird mit Hilfe eines Deckglases ausgestrichen, getrocknet und anschlie-ßend gefärbt. Die Ausstriche werden nach Pappenheim, Wright oder Wright-Giemsa gefärbt.

Leukozytenpopulation Anzahl pro µl

segmentkernige Neutrophile 1500-7 700

Lymphozyten bis 1 Jahr 2000-11 500

1-14 Jahre 2000-11 500

ab 14 Jahre 1400-3 700

Monozyten bis 1 Jahr 300-2 000

ab 1 Jahr 200-1 000

Eosinophile bis 450

Basophile bis 200


März 2004


Mikroskopisch werden 100 Leukozyten differenziert in: Neutrophile, Basophi-le, Eosinophile, Lymphozyten, atypische Lymphozyten (= reaktive Lymphozy-ten), Large Granular Lymphocyte (LGL), Plasmazellen, Monozyten.

Weiterhin wird beurteilt: Vorliegen von Normoblasten; Vorliegen von unreifenGranulozyten (IG für immature granulocyte): darunter versteht man die Vor-stufen Metamyelozyt, Myelozyt und Promyelozyt; Vorliegen von Blasten.

Bei folgenden Fragestellungen werden weitere zytochemische Färbungendurchgeführt (s. auch Kap. 4/8.1.3.6: Blastendifferenzierung):

• Unterscheidung zwischen myeloischen und lymphatischen Leukämien

• Unterscheidung von Vorstufen der granulozytären und monozytären Reihe

• Unterscheidung reaktiver von neoplastischer Vermehrung neutrophilerGranulozyten mittels alkalischer Neutrophilenphosphatase (ANP oder ALP)

ANP-Index

Es werden unfixierte, luftgetrocknete Ausstriche aus Nativblut (Blutentnahmeaus der Fingerbeere) verwendet. Nach der Färbung zeigt sich eine positiveReaktion als bräunlicher bis schwärzlicher zytoplasmatischer Farbstoffnieder-schlag in neutrophilen segment- und stabkernigen Granulozyten. In immatu-ren neutrophilen Zellen ist das Enzym nicht nachweisbar. Aufgrund eines zeit-abhängigen Aktivitätsverlusts müssen die Ausstriche innerhalb von 3 Tagennach der Blutentnahme bearbeitet und beurteilt werden.

Der Index der alkalischen Neutrophilenphosphatase wird aus der Intensitätder Farbstoffreaktion in den neutrophilen Granula der Segment- und Stabker-nigen berechnet. Der ANP-Index liegt normalerweise zwischen 10 und 100.Erniedrigt ist der ANP-Index (< 10) bei der chronischen myeloischen Leukä-mie, paroxysmalen nächtlichen Hämoglobinurie (PNH) und Virusinfektionen.Erhöhte Werte > 100 sind charakteristisch für die Polycythaemia vera, M.Hodgkin, Osteomyelosklerose und für bakterielle Infektionskrankheiten, wennein vermehrter Anteil stoffwechselaktiver Granulozyten vorhanden ist.




Referenzbereiche:

Bewertung:

Bei der Beurteilung des peripheren Blutausstriches werden die Zellen aufGröße, Form, Vorliegen von Vorstufen und Verteilung hin unterteilt.

4/8.1.3.3 Beurteilung der Erythrozyten und Thrombo-zyten

Erythrozyten

Erythrozyten sind normalerweise 6-8,5 µm groß. Es wird eine Bewertung derGröße, der Form und des Aussehens vorgenommen.

Mögliche morphologische Veränderungen sind:

• Makrozyten bzw. Megalozyten (megaloblastäre Anämie, Lebererkrankung)

• Mikrozyten (Eisenmangelanämie, Thalassämie)

Leukozyten %

stabkernige Neutrophile 0-5

segmentkernige Neutrophile 50-70

Lymphozyten bis 1 Jahr 20-70

1-14 Jahre 25-50

ab 14 Jahre 25-40

Monozyten bis 1 Jahr bis 20

ab 1 Jahr 2-10

Eosinophile 2-4

Basophile bis 2


März 2004


• Polychromasie (bläuliches Plasma der Erythrozyten, weist auf Retikulo-zyten hin)

• Anisozytose (unterschiedliche Zellgröße: Eisenmangelanämie, Thalass-ämie)

• Anulozyten (vergrößerte zentrale Aufhellung: Eisenmangelanämie, Thalass-ämie)

• Elliptozyten/Ovalozyten (normal < 1 %, familiäre Elliptozytose bis über 20 %, megaloblastäre oder Eisenmangelanämie bis 10 %)

• Howell-Jolly-Körperchen (Kernreste: nach Splenektomie; bei Asplenie)

• Schistozyten/Fragmentozyten (hämolytisch-urämisches Syndrom, schwereAnämie)

• Sphärozyten/Mikrosphärozyten/Kugelzellen (hereditäre Kugelzellanämie,Immunhämolyse)

• Akanthozyten/Burr Cells (mit 5-10 ungleich großen Stacheln, Abetalipo-proteinämie)

• Target-Zellen/Schießscheibenzellen (Hämoglobinopathie, Leberzirrhose)

• Tränenform (Osteomyelofibrose, bei schwerer Anämie)

• basophile Tüpfelung (Hämoglobinopathie, Schwermetallvergiftung, z.B. Blei,Arsen)




Abb. 1: Pathologische Erythrozyten – Morphologie

Thrombozyten (s. Farbabb. 1)

Thrombozyten sind kernlose Blutbestandteile mit blass-basophiler Grundfar-be und rötlichen Granula. Sie haben einen Durchmesser von 2-4 µm und einZellvolumen von 2-20 fl. Junge Thrombozyten sind größer als ältere.

Bei Verwendung des Objektivs 100 (= 1.000fache Vergrößerung) entspricht1 Thrombozyt pro Gesichtsfeld 20.000/µl im zirkulierenden Blut. Bei normalenWerten findet man ca. 8-20/Gesichtsfeld. Ein Fehlen hat aber nur eine gerin-ge Aussagekraft, da etwa 70 % bis 80 % der Plättchen im Blut zirkulieren, dieübrigen dagegen in der Milz gespeichert werden. Im Falle einer Splenomega-lie kann der Anteil der in der Milz gepoolten Thrombozyten 80 % bis 90 % desPlättchengesamtbestands betragen.


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4/8.1.3.4 Beurteilung der Leukozyten

4/8.1.3.4.1 Neutrophile Granulozyten (s. Farbabb. 2-3)

Granulozytose (Neutrophilie):

• physiologisch

• Stresssituationen (körperliche Anstrengung, Stress, postprandial, Schwan-gerschaft, extreme Kälte, Hitze)

• Erkrankungen mit reaktiver neutrophiler Leukozytose:

– Infektionen (bei akuten bakteriellen Infektionen, Pilzinfektionen und Para-sitosen; bakterielle Cholangitis, Peritonitis, Empyeme, Abszesse)

– Entzündungen, Gewebsnekrosen (akute entzündliche Reaktionen wierheumatisches Fieber, akuter Schub einer chronischen Polyarthritis,Gichtanfall, Vaskulitis, Myositis, Nephritis, Colitis; ausgedehnte Verbren-nungen, Lungeninfarkt)

– metabolische und endokrine Erkrankungen (Überproduktion von ACTHoder Glukokortikoiden, Hyperthyreose, Eklampsie, Urämie, diabetischeAzidose)

– Tumoren

– Medikamente: Kortikoide, Adrenalin, Lithium verursachen regelmäßigeinen Leukozytenanstieg

– hämatopoetische Wachstumsfaktoren (G-CSF; GM-CSF)

– Raucher-Leukozytose

– Splenektomie (Shift)

– schwere Blutung (Stress)

– überschießende Reaktion nach chemotherapiebedingter Knochen-markschädigung

– Regenerationsphase einer Agranulozytose

• maligne neutrophile Leukozytose (Leukämie)

• myeloproliferative Erkrankungen: chronisch-myeloische Leukämie, Poly-cythaemia vera, Osteomyelofibrose, essenzielle Thrombozythämie




Granulozytopenie (Neutropenie, unter 1000 Granulozyten/µl):

Eine Verminderung der Neutrophilen kommt entweder durch eine ungenügen-de Bildung, eine gestörte Ausreifung im Knochenmark oder durch einen ver-stärkten Abbau der Granulozyten in der Körperperipherie zustande. DieUnterscheidung ist durch eine Untersuchung des Knochenmarks möglich.

• Bildungsstörung und/oder gestörte Ausreifung:

– nach zytotoxischer Chemotherapie oder nach Radiatio

– Verdrängung der originären Hämatopoese bei Leukämie, malignen Lym-phomen, Plasmozytom, Osteomyelofibrose, Knochenmarkkarzinose

– Myelodysplasie mit Vorhandensein missgebildeter granulozytärer Zellen

– perniziöse Anämie oder Folsäuremangel

– als Teilkomponente einer Knochenmarkaplasie

• Verstärkter Granulozytenabbau:

– Hypersplenismus

– Autoimmunmechanismen bedingt z.B. durch Medikamente, Lupus ery-thematodes

– Neutropenie infolge beschleunigten Granulozytenabbaus durch Prolifera-tion von »large granular lymphocytes« als Folge viraler Infektionen, z.B.Hepatitis, Influenza, HIV

4/8.1.3.4.2 Eosinophile (s. Farbabb. 4)

Eosinophilie (abs. Werte über 450/µl):

• allergische Erkrankungen: Heuschnupfen, Asthma bronchiale, akute Urtika-ria, angioneurotisches Ödem, Medikamentenallergie

• Parasiten: Protozoen (Pneumocystis carinii, Amöben, Malaria, Toxo-plasmose), Würmer (Trichinen, Filarien, Trematoden, Askariden, Toxoka-rien, Echinokokken, Hakenwürmer), Skabies

• Dermatitiden: atopische Dermatitis, Psoriasis

• maligne Neoplasien: M. Hodgkin, Non-Hodgkin-Lymphome, Plasmozytom,metastasierende Karzinome der verschiedensten Organe


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• hämatologische Erkrankungen: chronische myeloische Leukämie, Poly-cythaemia vera, Eosinophilenleukämie, akute myeloische Leukämie Typ M4Eo (selten periphere Eosinophilie)

• gastrointestinale Erkrankungen: Colitis ulcerosa, M. Crohn, eosinophileGastroenteritis, Eiweißverlustenteropathie

• Virusinfektionen: Zytomegalie, Viruspneumonie in der Postakutphase, in-fektiöse Lymphozytose, infektiöse Mononukleose

• eosinophiles Syndrom: Löffler’sches Lungeninfiltrat, Löffler-Endokarditis

• Immundefektzustände: Graft-versus-Host-Reaktion

• Kollagenosen und Vaskulitiden: Kollagenosen wie rheumatoide Arthritis,Lupus erythematodes visceralis, Sklerodermie, Sjögren-Syndrom

• hereditäre Erkrankungen: familiäre Eosinophilie, hereditäre Eosinophilie

• verschiedene Ursachen: chronische Nierenerkrankungen, Sarkoidose,Nebenniereninsuffizienz, Zustand nach Splenektomie; im Verlauf schwererfieberhafter bakterieller Infektionen als »Morgenröte der Genesung«

• hypereosinophiles Syndrom: Eosinophile > 5.000/µl, Ätiologie unbekannt

Eosinopenie:

Tritt unter Bedingungen, die mit erhöhten Glukokortikoidspiegeln einherge-hen, auf:

• Stress jeder Art

• schwer wiegende akute Infektionen

• gesteigerte ACTH-Produktion, z.B. M. Cushing

• Kortisontherapie

4/8.1.3.4.3 Basophile (s. Farbabb. 5)

Basophilie (abs. Werte > 200/µl):

• hämatologische Neoplasien:

– myeloproliferatives Syndrom (insbesondere chronische myeloische Leuk-ämie)




– Polycythaemia vera

– essenzielle Thrombozythämie

– Osteomyelosklerose (OMS)

• allergische Reaktionen (Typ 1): allergische Kontaktdermatitis, Nahrungs-mittelallergie, Medikamentenallergie

• Entzündungen: Colitis ulcerosa, rheumatisches Fieber

• Infektionen: Influenza, Pocken, Windpocken, Tuberkulose

• sonstige Ursachen:

– Karzinome, Hakenwurmbefall, starker Nikotinabusus, systemische Masto-zytose

– endokrine Erkrankungen (Diabetes mellitus, Myxödem, Östrogen-behandlung)

– Eisenmangelanämie

Verminderung der Basophilen:

• Hyperthyreose

• Urtikaria (Quaddelbildung/Allergie)

• bei folgenden Medikamenten: Procainamid (Antiarrhythmikum), Thiopental(Narkosemittel)

4/8.1.3.4.4 Lymphozyten (s. Farbabb. 6-9)

Lymphozytose (Erwachsene über 4.000/µl, Kinder über 10.000/µl):

• reaktive Lymphozytose: Virale Infektionen:

– Epstein-Barr-Virus

– Zytomegalie-Virus

– HIV

– Herpes-simplex-Virus

– Varicella-Zoster-Virus, Rubella-Virus, Adeno-Virus, Hepatitis B- und C-Virus, Toxoplasmose


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Die zytologischen Veränderungen sind sehr ähnlich. Sie fallen durch einegroße morphologische Vielfalt der lymphatischen Vertreter auf, sodass ein»buntes Blutbild« resultiert. Dieses ist charakterisiert durch ein Nebenein-ander von kleinen Lymphozyten, reaktiven Formen, Lymphoidzellen, lym-phoplasmozytoiden Zellen und Plasmazellen.

• neoplastische Lymphozytose:

– chronische lymphatische Leukämie

– niedrigmaligne Non-Hodgkin-Lymphome

– hochmaligne Non-Hodgkin-Lymphome

– akute lymphatische Leukämie

Lymphopenie:

• fortgeschrittenes, überwiegend metastasiertes Tumorleiden

• AIDS-Erkrankung, besonders Verminderung von CD4-Lymphozyten

• aplastische Anämie

• fortgeschrittene Hodgkin-Erkrankung

• aktive Tuberkulose

• intensive Chemo- und Radiotherapie

• Kortisontherapie, Behandlung mit Antilymphozytenglobulin

• schwer verlaufende Viruserkrankungen, z.B. Hepatitis B

• große operative Eingriffe mit langer Narkosezeit

• Zinkmangel

• systemischer Lupus erythematodes, Felty-Syndrom, Myasthenia gravis

• Nierenversagen, Enteropathie mit Proteinverlust

• angeborener schwerer kombinierter Immundefekt




4/8.1.3.4.5 Monozyten (s. Farbabb. 10)

Monozytose (Erwachsene über 1.000/µl):

• bakterielle Infektionen:

– Tuberkulose

– subakute Endokarditis

– Typhus

– Erholungsphase nach schweren Infektionen

• Protozoen-Infektionen: Leishmaniose, Malaria

• entzündliche, nichtmikrobielle Erkrankungen:

– chronische Polyarthritis

– Kollagenosen

– Colitis ulcerosa, M. Crohn

• hämatologische Erkrankungen:

– chronische Neutropenie

– Regenerationsphase einer Agranulozytose

– autoimmunhämolytische Anämie

– myelodysplastische Syndrome

– chronische myelomonozytäre Leukämie

– akute monozytäre Leukämie

– atypische CML

• weitere Ursachen: fortgeschrittene Tumoren, besonders nach eingetretenerMetastasierung, Sarkoidose; Therapie mit GM-CSF

Monozytopenie:

• Panzytopenie bei aplastischer Anämie, akuter Leukämie

• Haarzellenleukämie

• Kollagenosen, rheumatoide Arthritis

• AIDS-Erkrankung

• Glukokortikoidtherapie


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4/8.1.3.5 Leukozytenvorstufen (s. Farbabb. 11-13)

Das proliferierende Kompartment der Myelopoese besteht aus den Promyelo-zyten und unreifen Myelozyten. Die reifen Myelozyten, Metamyelozyten undnachfolgende Formen sind nicht mehr proliferationsfähig.

Bewertung:

Das Vorhandensein unreifer granulozytärer Zellen, d.h. Metamyelozyten, Mye-lozyten, Promyelozyten, Myeloblasten im peripheren Blut wird als pathologi-sche Linksverschiebung bezeichnet und muss immer in Korrelation mit demklinischen Befund beurteilt werden. Quantitative und qualitative Veränderun-gen des weißen Blutbildes sind im klinischen Alltag regelmäßig nachweisbar.Vor allem im Rahmen von bakteriellen und anderen Infektionen kann es zueiner deutlichen Linksverschiebung mit Zunahme der stabkernigen Granulo-zyten bis hin zu den Myelozyten und vereinzelt Promyelozyten kommen. Zurweiteren Abklärung einer Leukozytose muss immer ein Blutausstrich beurteiltwerden und bei Verdacht auf eine hämatologische Grunderkrankung eineKnochenmarkuntersuchung durchgeführt werden.

4/8.1.3.6 Blastendifferenzierung

Der Nachweis von Blasten im Blutausstrich bedeutet immer, dass einehämatologische Erkrankung vorliegt, und bedarf bei Erstdiagnose einerAbklärung durch eine Knochenmarkuntersuchung. Die Unterteilung der Blas-ten in Myeloblasten, Monoblasten, Lymphoblasten, Erythroblasten, Mega-karyoblasten und andere erfolgt durch verschiedene Kriterien.

Morphologische Differenzierung (s. Farbabb. 14-18):

Kennzeichen, die eine morphologische Unterscheidung unterstützen:

• Nachweis von Auerstäbchen: Hinweis für Myeloblasten




• Im Blutausstrich ist eine weitere Ausreifung in Granulozyten oder Monozy-ten vorhanden: Hinweis auf Myeloblasten, Monoblasten

• Fehlen einer weiteren Ausreifung in Granulozyten oder Monozyten: Hinweisauf Lymphoblasten

• große Blasten mit weitem, hellem Zytoplasmasaum: Hinweis auf Mono-blasten

• kleine Blasten mit kaum sichtbarem Zytoplasmasaum: Hinweis auf Lympho-blasten

Cave: Eine morphologische Differenzierung der Blasten wird nur alsVerdachtsdiagnose angesehen und muss durch weitere Differenzierungbestätigt werden.

Zytochemische Blastendifferenzierung:

Das zytochemische Verhalten der Blasten spielt praktisch nur noch für dieFAB (French-American-British)-Klassifikation der akuten myeloischen Leuk-ämie eine Rolle. Folgende Färbungen kommen zum Einsatz:

• unspezifische Esterasefärbung (α-Naphthyl-Butyrat-Esterase): Unspezifi-sche Esterasen kommen v.a. in Monozyten, Megakaryozyten und Thrombo-zyten vor.

Beurteilung: Die unspezifischen Esterasen ergeben bei positivem Ausfalleine orange-braune Färbung. Monozyten und Makrophagen zeigen diestärkste Reaktion. Granulopoetische Vorstufen reagieren nicht. Bei T-Lym-phozyten können punkförmige Niederschläge auftreten.

Indikation: Die unspezifische Esterase wird in erster Linie zur Abgrenzungder Monoblasten von anderen Blasten-Typen eingesetzt.

• Peroxidasefärbung (POX): Die Myeloperoxidase kommt v.a. in den Primär-granula der Granulopoese vor, in weniger starker Ausprägung auch in denMonozyten. Lymphatische Zellen sind strikt POX-negativ. Die Peroxidase-färbung ist die wichtigste zytochemische Untersuchung für die morphologi-sche Klassifizierung der akuten Leukämien.

Beurteilung: POX-positive Zellen zeigen eine braun-schwarze Granulation.Alle Stadien der granulopoetischen Zellreihe zeigen eine positive Reaktion.Je reifer die Zellen werden, umso schwächer wird die Reaktion. Auerstäb-chen ergeben eine starke Reaktion.


März 2004


Indikation: Ein positives Ergebnis spricht für das Vorliegen von Myeloblas-ten, ein negatives Ergebnis schließt dies aber nicht aus.

Immunphänotypisierung von Blasten (s. Kap. 4/8.1.7):

Die immunologische Reaktion der Blasten spielt momentan die wichtigsteRolle bei der Klassifikation von Leukosen. Sie erfordert die Kenntnis der Anti-genexpression der normalen Hämatopoese. Die Methode der Durchflusszyto-metrie erlaubt die simultane Analyse von zwei bis vier Fluoreszenzen unddamit die Definition von leukämiespezifischen Antigenmustern.

Zytogenetische Untersuchung von Blasten:

Präanalytik und Untersuchungsmaterial: Heparinplasma und/oder heparini-siertes Knochenmarksblut (0,5 ml von 1.000 IE Heparin + 4,5 ml Blut); Mate-rial max. 24 h haltbar. Mit dieser Untersuchungstechnik ist eine Analyse desErbguts der Zellen möglich. Verschiedene hämatologische Krankheitsbilderweisen bestimmte chromosomale Abnormitäten auf.

Indikation:

• Darstellung von chromosomalen Veränderungen mit prognostischer oderdifferenzialdiagnostischer Bedeutung

• Überprüfung des Therapieverlaufs zytogenetisch determinierter Erkrankun-gen, z.B. nach Knochenmarktransplantation bei einer akuten Leukämie

• Erfassung eines Frührezidivs

Zur Chromosomenanalyse werden vitale Zellen benötigt. Für die Untersu-chung geeignet sind alle teilungsfähigen Zellen. Beim Gesunden dienen dafürLymphozyten. Bei malignen Erkrankungen werden die Tumorzellen kultiviert,die meist jedoch weniger gute Ergebnisse liefern.

Molekularbiologische Untersuchung von Blasten:

Bei der molekularbiologischen Untersuchung wird das Erbgut auf der DNA-und RNA-Ebene untersucht. Die gebräuchlichste Methode ist die Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR). Teilweise können molekularbiologische Methoden dieaufwändigere Zytogenetik ersetzen.




Indikation:

• Subklassifikation von Leukämien und Lymphomen

• Erfassung der Klonalität einer Zellpopulation

• hochempfindlicher Nachweis auch kleinster Mengen von pathologischenZellen (Remissionsbeurteilung, Rezidiverkennung)

Für die molekularbiologische Untersuchung wird DNA bzw. RNA benötigt;geeignet ist jedes zellhaltige Untersuchungsmaterial. Für die Materialentnah-me gibt es spezielle Vorschriften (s. Kap. 4/16: Molekularbiologische Diagnos-tik).


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4/8.1.4 Retikulozyten

Methoden:

Automatisiert: Die Retikulozyten werden mit spezifischen fluoreszierenden(Thiazol orange, Auramin O, Polymethin) bzw. lichtabsorbierenden (Oxazin750, Methylen blau) Farbstoffen entsprechend ihrem RNA-Gehalt angefärbt,und über die Messung der Fluoreszenz/Lichtabsorption wird die Anzahl derangefärbten Zellen im Hämatologieautomaten ermittelt.

Mikroskopische Technik: Mittels Vitalfarbstoff wird die Substantia reticulo-fila-mentosa (= Rest-RNA im unreifen, kernlosen Erythrozyten) dargestellt,sodass die Retikulozyten unter dem Mikroskop auf 1000 Erys ausgezähltwerden können.

Referenzbereich:


Die Bestimmung der Retikulozytenzahl sowie die Charakterisierung ihrer Zell-struktur geben Auskunft über die erythropoetische Aktivität des Knochen-marks. Die Bestimmung der Retikulozyten wird v.a. zur Anämieabklärungangefordert.

Altersgruppe Referenzbereich

Relativwerte Neugeborene 1,8-4,6 %

1.-4. Woche 0,3-0,9 %

ab 5. Woche 0,9-2,1 %

Erwachsene 0,5-2,0 %

Absolutwerte Neugeborene 65-230 x 103/µl

Erwachsene 30-120 x 103/µl


Retikulozyten


Interpretation:

Erhöhte/erniedrigte Werte: s. Kap. 4/8.1.2.5, Abb. 1-4 bezüglich Anämieabklä-rung.

Um eine Veränderung der Retikulozytenzahl besser interpretieren zu können,wurden folgende Größen definiert:

a) Absolute Retikulozytenzahl (absRet): Üblicherweise werden die Retikulo-zyten in Prozent der Erythrozytenzahl (relRet) angegeben. Daher liegt einrelativer Anstieg der Retikulozyten vor, wenn die Erythrozytenzahl (beiunveränderter Retikulozytenbildung) abfällt oder wenn die Retikulozyten-zahl ansteigt (bei gleicher Erythrozytenzahl). Dies kann bei einer Anämieeine hyperregenerative Erythropoese vortäuschen. Differenzialdiagnos-tisch hilft hier die absolute Retikulozytenzahl weiter. Einen anderen Wegzur Klärung einer relativen Retikulozytose ermöglicht die Berechnung desRetikulozytenindexes.

b) Retikulozytenindex (RI): Die relative Retikulozytenzahl wird mit demHämatokrit des Patienten multipliziert unter Bezug auf einen normalenHämatokrit (45 %). Diese Korrektur sollte immer vorgenommen werden,wenn eine Anämie vorliegt.

RI = relRet [%] x HTK des Patienten [%] / 45 [%]

c) Retikulozytenreifeindex (RMI = Reticulocyte Maturity Index): Die automati-sierte Retikulozytenzählung ermöglicht eine Differenzierung in (Un-)Reife-grade: hoher Unreifegrad (H, high), mittlerer (M, medium) und geringer (L,low) Unreifegrad. Die Namensgebung ist historisch bedingt und nichtlogisch. Im Prinzip wird die Lichtabsorption gemessen – eine hohe Licht-absorption entspricht einem hohen Gehalt an Nukleinsäuren, d.h. einerunreiferen Form des Retikulozyten. Der Index wird mit Bezug auf dieSumme aller Retikulozyten in % pro Klasse (L, M und H) angegeben. Ver-änderungen des Reifegrades treten bereits vor einer Erhöhung der Reti-kulozytenzahl auf. Bei akuten, größeren Blutverlusten steigt die Zahl derunreifen Reti schon nach 5-8 h an, während der Retikulozytenanstieg erstnach 2 Tagen signifikant ist.

d) Hämoglobingehalt der Retikulozyten als CHr und Ret-Y (RetHe) – Funk-tioneller Eisenmangel

Retikulozyten

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Je nach Hämatologieautomat (Bayer ADVIA 120 oder Sysmex XE2100) kön-nen von der Retikulozytenmessung abgeleitete Parameter bestimmt werden,die bei der Diagnostik von funktionellem Eisenmangel hilfreich sein können.Der ADVIA 120 misst direkt den Hämoglobingehalt von Retikulozyten (CHr)nach isovolumetrischer Aufkugelung und Farbstoffmarkierung, während derSysmex XE2100 den Ret-Y, d.h. den Mittelwert der Vorwärtsstreulichtinten-sität nach Floreszenzmarkierung mit Polymethinfarbstoffen messen kann.Diese Parameter zeigen in »Echtzeit« die Beladung der neu gebildeten Reti-kulozyten mit Hämoglobin an und geben damit gezielte Hinweise auf einenfunktionellen Eisenmangel (massive Stimulation der Erythropoese beiUngleichgewicht zwischen Eisenbedarf und Eisenmobilisierung aus demEisenspeicher z.B. unter Erythropoetintherapie) sensitiver als die klassischenEisenstoffwechselparameter (Ferritin, Transferrin, löslicher Transferrinrezeptor,s. Kap. 4/3.4.3, 4/3.4.4). Ein CHr-Wert unter 26 pg oder ein Ret-Y unter 1622zeigt einen funktionellen Eisenmangel an.


Retikulozyten


4/8.1.5 Zytokine

Alle im Blut zirkulierenden Zellen sind Abkömmlinge einer sehr geringen Zahlpluripotenter Stammzellen, die physiologischerweise im Knochenmark desErwachsenen sowie in der fetalen Leber und Milz vorkommen. Diese Stamm-zellen besitzen die Fähigkeit zur Selbsterneuerung, und aus ihnen entstehendie Vorläuferzellen für die Hauptzelllinien der Hämatopoese, also der Erythro-poese, Granulozytopoese, Monozytopoese, Thrombopoese und Lympho-poese.

Die Vorläuferzellen lassen sich in Kulturmedien züchten. Durch Teilung undDifferenzierung entstehen hämatopoetische Kolonien, die als colony formingunits (CFU) oder burst forming units (BFU) bezeichnet werden. Aus ihnen ent-wickeln sich die verschiedenen Zellreihen. Man findet z.B.:

• CFU-GEMM oder CFU-MIX: Granulozyten, Erythroblasten, Monozyten,Megakaryozyten

• CFU-GM: Granulozyten, Monozyten

• CFU-EO: Eosinophile

• BFU-E: Erythrozyten

• CFU-MEG: Megakaryozyten

Die Stamm- und Vorläuferzellen sind mononukleäre Zellen, die in der Pap-penheim-Färbung kleinen oder mittelgroßen Lymphozyten entsprechen. Siebenötigen zum Wachstum ein entsprechendes Matrixgewebe (zelluläres Stro-ma des Knochenmarks) und hämatopoetische Wachstumsfaktoren, die Zyto-kine. Man unterscheidet

Koloniestimulierende Faktoren (CSF, s. Abb. 1):

• Mehrreihen-CSF: stimulieren pluripotente und frühe Vorläuferzellen unddamit die gesamte Hämatopoese oder mehrere Zelllinien (z.B. Interleukin-3,GM-CSF).

• Linienspezifische CSF: regen reifere Progenitorzellen an und sind in späte-ren Entwicklungsstufen wirksam (z.B. G-CSF, M-CSF, Erythropoetin).


Zytokine


Interleukine (IL):

Interleukin-1: Mobilisierung und Stimulation von Zellen der Entzündungsreak-tion, der Wundheilung und der Immunantwort. Außerdem aktiviert Il-1 die frü-hen Entwicklungsstufen der Hämatopoese.

Interleukin-2: fördert die Proliferation von T-Lymphozyten, aktiviert NK-Zellen.

Interleukin-3: Multipotenter hämatopoetischer Wachstumsfaktor. IL-3 wirktauch auf die Megakaryozyten.

Interleukin-4: B-Zell-stimulierender Faktor, wird von T-Helferzellen gebildet.

Interleukin-5: Wachstumsfaktor für eosinophile Granulozyten

Interleukin-6: B-Zell-Differenzierungsfaktor

Abb. 1: Die verschiedenen Zellreihen der Hämatopoese. Modifiziert nach H. Löffler, Atlas derklinischen Hämatologie, 5. Aufl., Springer Verlag, Heidelberg 1999

Zytokine

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4/8.1.6 Knochenmark (KM)-Diagnostik

Durchführung:

Die Indikation zur Knochenmarkuntersuchung stellt sich in der Regel überden klinischen Befund in Verbindung mit Veränderungen der Zahl oderZusammensetzung der Blutzellen. Ergeben sich Hinweise auf das Vorliegeneiner hämatologischen Systemerkrankung, ist eine Untersuchung des KMmittels Aspiration und Biopsie erforderlich.

Die Entnahme der Proben erfolgt vorzugsweise am hinteren Beckenkamm(Spina iliaca posterior superior). Die Beckenkammpunktion an dieser Stelle isttechnisch einfacher, ungefährlicher und weniger schmerzhaft als die Sternal-punktion, welche heute nur noch in Ausnahmefällen durchgeführt wird undsich nur für die Aspiration eignet.

Das Absaugen von Knochenmark ruft meist eine deutliche Schmerzreaktionhervor, die zwar rasch abklingt, aber leider nicht vermeidbar ist. Der gewon-nene Markinhalt wird mit einigen Tropfen 3,6prozentiger Natriumzitratlösungversetzt, die Markbröckchen können dann in aller Ruhe gewonnen und aus-gestrichen werden. Es werden anschließend mehrere Ausstrichpräparate, diemöglichst frei von Knochenmarkblut sein sollten, angefertigt; diese werdennach Lufttrocknung wie ein Blutbild gefärbt und mikroskopisch beurteilt.

Beurteilung:

Es werden je nach Fragestellung 500-1.000 kernhaltige Zellen ausgezählt.

Die Zellen der Hämatopoese entwickeln sich aus CD34-positiven Stammzel-len, die wie größere Lymphozyten oder kleine, undifferenzierte Blasten aus-sehen. Die Hauptmasse der im KM gefundenen Zellen bilden die Vorstufender Erythropoese und Granulopoese. Daneben findet man in wechselnderZahl lymphozytäre Elemente, Plasmazellen, Megakaryozyten und Gewebs-Mastzellen. Beispiele für normale markausstriche (kleine Ausschnitte) sind inAbb. 19-20 gezeigt. Die jüngsten Vorstufen der roten und weißen Blutkörper-chen haben ein basophiles Zytoplasma und sind einander sehr ähnlich. Mitzunehmender Einlagerung von Hämoglobin verlieren die Erythroblasten ihrebasophile Zytoplasmasubstanz, wobei gleichzeitig der Kern eine charakteri-stische Strukturveränderung durchmacht (s. Abb. 21-22).


Knochenmarkdiagnostik


Die gemeinsame Ursprungszelle der Monozyten und der neutrophilen Granu-lozyten ist der Myeloblast. Aus dem Zytoplasma der Megakaryozyten entste-hen die Thrombozyten. Aus der lymphatischen Stammzelle entwickeln sichdie B- und T-Lymphozyten. Die Unterscheidung dieser beiden Zelltypen istaber mit den üblichen Färbeverfahren nicht möglich. Sie erfolgt immunzytolo-gisch oder durchflusszytometrisch.

Letzte und endgültige Differenzierungsform der B-Zellen sind die Plasmazel-len. Plasmazellen kommen ubiquitär vor. Besonders zahlreich sind sie inLymphknoten, Milz und Knochenmark.

Referenzbereich:

Das Verhältnis von Granulopoese zu Erythropoese soll zwischen 1,5 und 3,5liegen. Der Anteil der Blasten soll < 5 %, der Anteil der Promyelozyten < 9 %sein. Bei Kindern kann der Lymphozytenanteil bis zu 35 % betragen.

Zellreihe Referenzbereich

Erythropoese 5-25 %

Granulopoese 55-75 %

Lymphopoese 5-15 %

Plasmazellen 0-10 %

Knochenmarkdiagnostik

März 2004


4/8.1.7 Immunphänotypisierung der Blutzellen


Es können Blut, Knochenmark, Ergüsse und Gewebezellsuspensionen unter-sucht werden. Die Zugabe eines Antikoagulans (Natriumzitrat oder EDTA) istnotwendig.

Methode:

Die Immunphänotypisierung ist ein wichtiger Bestandteil der Diagnose vonLeukämien und lymphoproliferativen Erkrankungen, sowie zur Beurteilung derLymphozytensubpopulationen. Es werden fluoreszenzmarkierte, monoklona-le Antikörper verwendet. Diese binden sich an die entsprechenden Antigenean der Zelloberfläche, im Zytoplasma oder im Kern vitaler Zellen. Die Antige-ne weisen je nach Zelltyp bzw. Entwicklungsstufe ein typisches Muster auf.Diese Muster werden mit einem Durchflusszytometer bzw. mit einem Fluores-zenzmikroskop erfasst.

Diagnostisch wichtige Antigene:

Hämatologische Oberflächenantigene wurden im Rahmen von mehrereninternationalen Workshops in den letzten 20 Jahren genau definiert und mitHilfe der sog. CD-Klassifikation der Leukozytenantigene in verschiedeneKlassen eingeteilt. Dabei ist die Bezeichnung »Leukozytenantigene« aller-dings nicht ganz richtig, da bei der Klassifizierung auch Antigene von anderenZellen der Hämatopoese berücksichtigt wurden. Die Abkürzung CD steht für»clusters of differentiation«. Derzeit gibt es bereits 247 CD-Antigene. Dane-ben gibt es auch Antigene, die keine CD-Nummer bekommen, sondern ihreneigenen Namen behalten haben. Bei vielen dieser Antigene handelt es sichum Rezeptoren an der Zelloberfläche bzw. Enzyme im Zellinneren.

Folgende Antigene kommen in der Routine bei der Immunphänotypisierungvon akuten Leukämien immer zum Einsatz:


Blutzellen – Immunphänotypisierung


Beurteilung:

Die Phänotypisierung der Blasten spielt derzeit die wichtigste Rolle bei derKlassifikation der Leukosen. Durch die gleichzeitige Analyse von drei odervier Fluoreszenzen können die leukämischen Blasten bzw. die lymphatischenZellen aufgrund eines typischen Antigenmusters einem bestimmten Leuk-ämie- bzw. Lymphomtyp zugeordnet werden. Trotzdem sollte die Beurteilungimmer in Zusammenschau mit der zytologischen bzw. histologischen Unter-suchung durchgeführt werden.

Die Phänotypisierung der Lymphozyten ermöglicht die Erfassung der Lym-phozyten-Populationen (B-, T- und NK-Lymphozyten) und die weitere Unter-teilung der T-Lymphozyten in T-Helferzellen (CD4 positiv) und T-Suppressor-zellen (CD8 positiv). Weiterhin kann eine abnorme Vermehrung einer dieserPopulationen bzw. deren klonale Vermehrung nachgewiesen werden.

Klasse Antigene

Vorläuferantigene CD34, CD117, HLA-DR, TdT

myeloische Antigene CD13, CD33, Myeloperoxidase, CD117

granulozytäre Antigene CD15, CD65, Laktoferrin

monozytäre Antigene CD14, CD64, CD4

B-lymphatische Antigene CD19, leichte Kette des Immunglobulins,CD79a

T-lymphatische Antigene cyCD3, CD3, T-Zellrezeptor, CD1, CD4, CD8

T-/B-common ALL CD10, cyTdT

Blutzellen – Immunphänotypisierung

März 2004


4/8.1.8 Literatur

Löffler, H., Rastetter, J.: Atlas der klinischen Hämatologie. 5. Aufl. Springer Verlag, Hei-delberg 1999

Hoffbrand, A.V., et al.: Essential Haematology. 4. Aufl. Blackwell Science, Oxford 2001

Hastke, J.: Immunzytologie. Schattauer Verlag, Stuttgart 1997

Thomas, L.: Labor und Diagnose, 5. Aufl. TH-Books Verlagsgesellschaft mbH, Frankfurt1998

Lee, R., Bithell, Th.: Wintrobe’s clinical hematology, 9. Aufl. Lea + Febiger, Philadelphia1993

Heckner, F., Freund, M.: Praktikum der mikroskopischen Hämatologie. Urban & FischerVerlag, München 2001

http://www.ma.uni-heidelberg.de/inst/ikc/ikc-fachinfo.html#Hämatologie

http://www.ma.uni-heidelberg.de/inst/ikc/anaemieabkl.html

http://imc.gsm.com/demos/hsdemo

http://www-medlib.med.utah.edu/WebPath/HEMEHTML/HEMEIDX.html#1

http://www.krebsinfo.de/ki/manuale.html

http://www.med4you.at/laborbefunde/laborbefunde.htm


Literatur


4/8.1.9 Farbabbildungen zur AllgemeinenHämatologie

Abb. 1: Thrombozyten entstehen durch zytoplasmatischeAbschnürungen aus ihren Vorläuferzellen (Megakaryozy-ten) im Knochenmark.

Abb. 2: Neutrophile Granulozyten sind 12-15 µm großund weisen einen Kern mit 2-5 Segmenten auf.

Abb. 3: Stabkernige Neutrophile zeigen noch keine Seg-mentierung.

Abb. 4: Die reifen Eosinophilen haben die typische Bril-lenform mit 2 Segmenten sowie die gut erkennbarebraunrote Granulation in der Pappenheimfärbung.


Farbabbildungen


Abb. 5: Basophile sind etwa 12 -14 µm groß. Charak-teristisch ist die blau-violette zytoplasmatische Granula-tion, die grobkörnig, regellos über die Zelle verteilt ist.

Abb. 6: Lymphozyten sind kleine Zellen (7-9 µm) miteinem dichten Chromatingerüst, das steIlenweise kon-densiert erscheint. Das Zytoplasma ist schmal, manch-mal kaum erkennbar und von geringer bis mäßiger Baso-philie.

Abb. 7: Man findet auch größere Zellen mit einem breite-ren Zytoplasmasaum von leichter bis mäßiger Basophilieund feiner azurophiler Granula. Diese Zellen gehören zuden sog. »large granular lymphocytes« (LGL) und sindfunktionell als natürliche Killerzellen einzustufen.

Abb. 8: Plasmazellen zeigen einen randständigen Kernmit dichter Chromatinstruktur, ein basophiles Zytoplasmaund eine perinukleäre Aufhellung. Plasmazellen sind dieendgültige Differenzierungsform der B-Zellen.

Abb. 9: Reaktive (atypische) Lymphozytensind größer, zeigen ein deutlich basophilesZytoplasma und einen unreiferen (= locke-ren) Kern.

Farbabbildungen

März 2004


Abb. 10: Monozyten sind ca. 20 µm groß. Der Kern istgebuchtet bis hufeisenförmig. Das Zytoplasma ist weitund grau. Man findet eine feinkörnige azurophile Granula-tion.

Abb. 11: Der Metamyelozyt ist charakterisiert durch seinebohnen- bis nierenförmige Kernform. Das Chromatin istschollig.

Abb. 12: Der Myelozyt hat einen ovalen Kern mit begin-nender Kondensation des Chromatins, meist keine Nukle-olen. Das Zytoplasma ist rosafarben und zeigt eine rötli-che Granulation.

Abb. 13: Der Promyelozyt ist die größte Zelle der Granu-lopoese und zeigt eine auffällige grobkörnige azurophileGranula. Das Zytoplasma ist blass-basophil, der Kernmeist exzentrisch gelegen, Nukleolen sind oft nachweis-bar.


Farbabbildungen


Abb. 14-18: Blasten sind unterschiedlich groß und zeigen einen lockeren, feinstrukturierten Kern, der rund bis oval ist und oft 1-3 Nukleolen aufweist. DasZytoplasma ist basophil und meistens ungranuliert.

Abb. 19-20: Normale Markausstriche zeigen ein Nebeneinander der ver-schiedenen Zellreihen.

Abb. 21: Erythroblast Abb. 22: Normoblast

Farbabbildungen

März 2004

4/10.1.1 ❙ Seite 1Sepsis-/Entzündungsdiagnostik

4/10 Immunsystem

4/10.1 Sepsis- und Entzündungs (Suszeptibilitäts)-Diagnostik

4/10.1.1 C-reaktives Protein (CRP)

Untersuchungsmaterial/Präanalytik: Serum/Plasma

Patientenvorbereitung: keine; keine Blutentnahme nach lipidhaltigen Infu-sionen

Analysedauer: 45 min

Analysekosten: $-$$ * (wenig bis mittelmäßig kosten- bzw. personalintensiv)

Cave: CRP ist wegen der Analysehäufigkeit oftmals der teuerste Parameter inKrankenhauslaboren!

Methoden: Immunnephelometrie/-turbidimetrie

Referenzbereich: < 5 mg/l


CRP ist ein klassisches Akute-Phase-Protein. Interleukin-6 induziert die Syn-these von CRP in den Hepatozyten mit einem Maximum von 48-72 h nachInduktion. Die Kinetik des CRP-Anstiegs und -Abfalls ist im Vergleich zum IL-6 oder PCT eher träge und hinkt dem klinischen Verlauf bei schweren akutenentzündlichen Prozessen hinterher. Die Halbwertszeit beträgt 24 h. CRP istBestandteil der angeborenen Infektionsimmunität, wobei CRP kalziumabhän-gig an Oberflächenstrukturen von Bakterien und Pilzen bindet. Es wirkt damitals Opsonin und erleichtert Phagozytose und Komplementaktivierung.

H.-D. Volk, D. Kunz

C-reaktives Protein

4/10.1.1 ❙ Seite 2 Sepsis-/Entzündungsdiagnostik

Interpretation:

Indikation

• Screeninguntersuchung bei stationären Notaufnahmen

• Verlaufskontrolle bei akut-entzündlichen Erkrankungen

• postoperative Verlaufskontrolle

• neonatale Sepsis

• Beurteilung der Entzündungsaktivität, Verlaufskontrolle und Differenzialdia-gnose bei Erkrankungen des rheumatischen Formenkreises

• Risikoeinschätzung chronisch-ischämischer Herzerkrankungen

Erhöhte Werte

Sehr hohe Konzentrationen werden bei schweren bakteriellen Infektionen,z.B. Peritonitis, bakterieller Pneumonie, bakterieller Meningitis, Sepsis gefun-den. An den ersten postoperativen Tagen ist CRP infolge der IL-6-Freisetzungdurch das Gewebetrauma »physiologisch« erhöht. Erst eine Persistenz hoheroder weiter steigender CRP-Werte über den 3. postoperativen Tag hinausweist auf eine infektiöse Komplikation hin.

Wegen der relativ trägen Kinetik des Anstiegs (Maximum nach 48-72 h)besteht eine diagnostische Lücke zwischen klinisch bereits symptomatischerInfektion und noch fehlender relevanter CRP-Erhöhung. Diese Lücke kanndurch Bestimmung des IL-6 im Serum insbesondere bei der neonatalen Sep-sis geschlossen werden (s. Kap. 4/10.1.3.2: IL-6). Im Sinne eines kostenopti-mierten diagnostischen Stufenprogramms ist es daher sinnvoll, zunächst dasCRP zu messen und bei niedrigen Werten gezielt IL-6 notfallmäßig nachzu-bestimmen.

Erniedrigte Werte

ohne diagnostische Relevanz bei akuten Entzündungen

C-reaktives Protein

März 2004


Störfaktoren

Lipämie und Rheumafaktoren führen zu falsch-hohen Werten in vitro. Gluko-kortikoidtherapie und ein massiver Lebersyntheseschaden können zu verrin-gerten CRP-Anstiegen in vivo führen.


»Hoch sensitive« CRP-Assays werden zunehmend zur Quantifizierung desCRP unterhalb von 5 mg/l im Rahmen der kardiovaskulären Risikostratifizie-rung propagiert. Die Interpretation einer singulären Messung in diesem Kon-zentrationsbereich ist jedoch mehr als schwierig, da klinisch inapparenteInfektionen die CRP-Werte in diesem Bereich modulieren und somit eingesteigertes kardiovaskuläres Risiko vortäuschen können.

H.-D. Volk, D. Kunz

C-reaktives Protein


4/10.1.2 Procalcitonin (PCT)

Untersuchungsmaterial/ Präanalytik: Serum/Plasma

Patientenvorbereitung: keine

Analysedauer: 60-120 min (manuell oder automatisiert)

Analysekosten: $$$ *: sehr kosten- bzw. personalintensiv

Methoden: Immunoassay

Referenzbereich:

• Erwachsene: < 0,5 µg/l (bei Gesunden ist PCT unterhalb der Nachweis-grenze < 0,1 µg/l)

• Neugeborene: Durch die Geburt wird PCT induziert mit einem Maximum 24 h post partum, bei Kindern mit neonataler Sepsis wurden erhöhte PCT-Werte beschrieben.


PCT ist ein Protein aus 116 Aminosäuren und der physiologische Präkursorvon Calcitonin. Calcitonin wird in den C-Zellen der Schilddrüse durch limitier-te Proteolyse aus PCT gebildet. Das im Serum bei systemischer Entzün-dungsreaktion (SIRS) nachweisbare PCT stammt jedoch nicht aus den C-Zel-len. Es wird vermutlich als Akute-Phase-Protein durch Induktion von TNF-αoder direkte Endotoxinstimulation in der Leber und anderen Organen gebil-det. Der exakte zelluläre Ursprung ist gegenwärtig noch ungeklärt. PCT-Serumspiegel erreichen das Maximum frühestens 6-8 h nach Induktionsbe-ginn. Damit liegt PCT in der Geschwindigkeit des Anstiegs zwischen den pro-inflammatorischen Zytokinen wie TNF-α, IL-6 (Peak nach 1-2 h) und demCRP mit einem Maximum nach 48-72 h. Die Halbwertszeit des PCT beträgt24 h. Ein über mehrere Tage persistierend stark erhöhter Wert deutet auf eineSepsis hin, da die anderen Induktoren nur eine transiente Stimulation bewir-ken.

H.-D. Volk, D. Kunz

Procalcitonin


Interpretation:

Indikation

• Verlaufskontrolle von schwer kranken intensivpflichtigen Patienten

• nach ausgedehnten chirurgischen Eingriffen

• Organtransplantation

• Polytrauma

• schwere akute nekrotisierende Pankreatitis

• SIRS/Sepsis

• Reanimation

• MODS

Erhöhte Werte nach

• ausgedehnten operativen Eingriffen

• Organtransplantation

• Gabe von Pan-T-Zellantikörpern (OKT3, ATG) durch TNF-α- Freisetzung

• Reanimation

• SIRS

• Sepsis

• MODS

• Malaria

• Polytrauma etc.

Erniedrigte Werte

Die PCT-Konzentration im Serum gesunder Probanden liegt unterhalb derNachweisgrenze.

Störfaktoren: keine

Procalcitonin

März 2004



PCT ist kein spezifischer Marker für eine Sepsis. Die Höhe korreliert mit demSchweregrad der Erkrankung. Moderat erhöhte Werte im Bereich von 0,5-2,0µg/l werden z.B. bei einer Niereninsuffizienz beobachtet.

Da PCT eine Halbwertszeit von 24 h hat, ist dieser Parameter ideal für dieTherapieerfolgskontrolle geeignet. Nach einem Maximum innerhalb der ersten24 h nach Induktion (z.B. am ersten postoperativen Tag) halbiert sich PCT beikomplikationslosem klinischen Verlauf täglich. Persistierend hohe Werte bzw.ein weiterer Anstieg weisen auf eine ernst zu nehmende Komplikation hin(z.B. Anastomoseninsuffizienz, septische Streuung von Erregern oder Zunah-me der Organdysfunktion) und sollten Anlass für weitere diagnostische Maß-nahmen zur Abklärung sein.

Empfehlenswert sind maximal tägliche Verlaufskontrollen mit einem quantita-tiven Testsystem. Semiquantative Schnelltests sind kostenintensiv und zurVerlaufskontrolle ungeeignet. Es ist nicht erforderlich, PCT notfallmäßig zubestimmen, da aus dem Analyseergebnis keine sichere Diagnose abgeleitetwerden kann. PCT ist ungeeignet zur Fokussuche, da es weder in lokalenKörperflüssigkeiten kompartimentiert ansteigt, noch erhöhte Serumspiegelbei lokalen Infektionen ohne systemische Entzündungsantwort gefunden wer-den.

H.-D. Volk, D. Kunz

Procalcitonin


4/10.1.3 Interleukine und Rezeptoren

4/10.1.3.1 Interleukin-1beta (IL-1ββ), Interleukin-2 (IL-2)

Referenzbereich: bei gesunden Erwachsenen nicht nachweisbar


Die Hauptquelle für IL-1 sind Monozyten aus dem peripheren Blut, es wirdaber auch von Gewebemakrophagen, Fibroblasten, Endothelzellen etc. pro-duziert. Es stimuliert die Zytokinkaskade, aktiviert Lymphozyten und Makro-phagen und initiiert damit die Abwehrreaktion des Wirtes. IL-1β entfaltet loka-le und zentrale Wirkungen und ist als das klassische Pyrogen bekannt.

IL-2 ist das typische T-Zell-Interleukin. Es stimuliert auto- und parakrin dieT-Zell-Proliferation und -Differenzierung, aktiviert zytotoxische Lymphozyten(T-Zellen und NK-Zellen) sowie Makrophagen.

Interpretation:

Indikation

Für den Routinealltag gibt es keine Indikation zur Messung von IL-1β oderIL-2 in Serum oder lokalen Körperflüssigkeiten. In der Regel sind die Konzen-trationen dieser beiden Zytokine in diesen Untersuchungsmaterialien unter-halb der analytischen Sensitivität der üblichen immunologischen Nachweis-methoden. Eventuell können Zahlenwerte mit »ultrasensitiven« Assays pro-duziert werden, die aber nicht interpretiert werden können und den üblichenRichtlinien der internen Qualitätskontrolle nicht standhalten.

H.-D. Volk, D. Kunz

Interleukine/Rezeptoren


4/10.1.3.2 Interleukin-6 (IL-6)



Analysedauer: 70 min (automatisiert); 3-5 h (manueller ELISA)

Analysekosten: $$$: * sehr kosten- bzw. personalintensiv

Methoden: Chemilumineszenz-Immunoassay

Referenzbereich:

• < 10 ng/l (bei gesunden Erwachsenen meist nicht nachweisbar)

• 20-50 ng/l Graubereich bei neonataler Sepsis

Der Vergleich multizentrisch gemessener Werte ist nur begrenzt möglich, dadie verschiedenen Assays derzeit nicht hinreichend standardisiert sind. Daherist es empfehlenswert, im Laborbericht den verwendeten Assay anzugeben.


IL-6 ist als Botenstoff des Immunsystems Hauptmediator der Akute-Phase-Reaktion bei Traumata, Entzündungen und Hypoxie. Es wird sowohl von Zel-len des Immunsystems als auch von Fibroblasten, Endothelzellen, Keratino-zyten, Tumorzellen etc. gebildet. Das reife IL-6 besteht aus 184 Aminosäurenund hat ein Molekulargewicht in Abhängigkeit von seiner Glykosilierung zwi-schen 18.000 und 21.500.

Interpretation:

Indikation

• Früherkennung von entzündlichen Komplikationen bei intensivpflichtigenPatienten

• neonatale Sepsis vor CRP-Anstieg

• Fokussuche bei lokalen Entzündungsprozessen

• frühe Einschätzung des Schweregrades (Prognose) von Traumata (< 24 hnach Trauma)


März 2004


Erhöhte Werte im Serum bei

• Infektionen mit systemischer Entzündungsreaktion

• Hypoxie, Reanimation

• OP-Traumen

• Katecholamingaben

• SIRS/ Sepsis

Erniedrigte Werte

Für lokale Körperflüssigkeiten gilt die Regel: Wo kein IL-6 ist, ist auch keineEntzündung (sehr guter negativer prädiktiver Wert)!


Für die Einschätzung des Schweregrades von Traumata (Schädelhirntrauma,Weichteiltrauma) ist eine einmalige Bestimmung innerhalb von 24 h nachTrauma von prognostischer Bedeutung für infektiöse Komplikationen undLangzeitbeatmungspflichtigkeit (kritischer Spiegel zwischen 50-100 ng/l).Ebenso scheint eine einmalige Bestimmung im Nabelschnurblut oder beiNeugeborenen zur Frühdiagnose einer »Early-onset Sepsis« hohe Aussage-kraft zu besitzen. In den anderen intensivmedizinischen Fällen ist die Inter-pretation nur im Verlauf und unter Berücksichtigung der aktuellen klinischenSymptomatik sinnvoll möglich. Aus den IL-6-Serumwerten allein können dieStadien der Sepsis nicht zuverlässig differenziert werden, da das Verhältniszwischen pro- und antiinflammatorischen Zytokinen entscheidend ist. In derPhase der »Hyperinflammation« ist die IL-6-Konzentration um ca. das 3-5fache höher als die des IL-10. In der Phase der »Immunparalyse« kann IL-10 ähnliche Konzentrationen wie IL-6 erreichen (s. auch Kap. 4/10.1.3.4:IL-10, Kap. 4/10.1.6: HLA-DR und Kap. 4/10.1.5: Ex-vivo-Induktion von TNF-α). Beim Verdacht auf eine neonatale Sepsis wird zuerst das CRP bestimmt,ist dies < 10 mg/l, wird IL-6 aus der gleichen Probe gemessen, da der IL-6-Anstieg dem des CRP vorausgeht (s. auch Kap. 4/10.1.1: CRP). Das erforder-liche Probenvolumen beträgt 80-100 µl Serum (Das Serum kann 1:3 vorver-dünnt werden, damit so wenig Blut wie möglich abgenommen werden muss.).

H.-D. Volk, D. Kunz



4/10.1.3.3 Interleukin-8 (IL-8)

Untersuchungsmaterial/Präanalytik: Serum/Plasma/Vollbluthämolysat


Analysedauer: 40 min (automatisiert); 3-5 Stunden (manueller ELISA )



Referenzbereich: < 70 ng/l (Serum/Plasma); im Hämolysat hängt derReferenzbereich vom Verdünnungsverhältnis von Vollblut und Hämolyserea-genz ab; bei 1:2 Verdünnung (5 min Vorinkubation): < 200 ng/l

Der Vergleich multizentrisch gemessener Werte ist nur begrenzt möglich, dadie verschiedenen Assays derzeit nicht hinreichend standardisiert sind. Daherist es empfehlenswert, im Laborbericht den verwendeten Assay anzugeben.


IL-8 ist ein nicht glykosyliertes Protein mit einem Molekulargewicht von 8.000und gehört zur Superfamilie der Chemokine. Es wird sowohl von Monozytenals auch von vielen anderen Zelltypen wie Endothelzellen, Epithelzellen,Hepatozyten, Fibroblasten, Chondrozyten etc. nach Stimulation mit LPS, IL-1,TNF-α oder Harnstoffkristallen gebildet. Die wichtigste biologische Funktionist die Wirkung als Chemoattraktant. Erythrozyten binden freies IL-8 im Blut,sodass im Plasma/Serum nur der »Überschuss« bei extrem hoher Produktiongemessen wird. Die Messung des IL-8 im Vollbluthämolysat ist daher emp-findlicher für die Detektion einer erhöhten Produktion. Alternde Erythrozyten(Blutkonserve in vitro) setzen IL-8 zeitabhängig frei.

Interpretation:

Indikation

• neonatale Sepsis vor CRP-Anstieg

• Fokussuche bei lokalen Entzündungsprozessen


März 2004


Erhöhte Werte im Serum bzw. Vollblutlysat


• OP-Traumen

• SIRS/Sepsis

Erniedrigte Werte: nicht bekannt

Störfaktoren

In hämolytischen Seren oder Plasmen werden falsch-hohe IL-8 Werte gemes-sen. Dies entfällt bei Verwendung des Vollbluthämolysats. An Duffy-negativeErythrozyten wird nahezu kein IL-8 gebunden. Bei diesen Personen (vor-nehmlich Afrikaner) werden im Vollbluthämolysat falsch-niedrige Werte gefun-den.


Die Interpretation der IL-8-Werte von Erwachsenen ist nur im Verlauf undunter Berücksichtigung der aktuellen klinischen Symptomatik sinnvoll möglich.Die diagnostische Aussagekraft des IL-8 ist oftmals zu der des IL-6 redun-dant, sodass einer der beiden Parameter ausreichend ist.

Bei Neugeborenen ist die Möglichkeit der Bestimmung von IL-8 im Vollbluthä-molysat wegen der geringen Blutmenge (10-20 µl) von Vorteil. Eine einmaligeBestimmung im Nabelschnurblut oder im Neugeborenenblut zur Frühdiagno-se einer »Early-onset Sepsis« scheint eine hohe diagnostische Aussagekraftbei noch fehlendem CRP-Anstieg zu besitzen.

Nach herzchirurgischen Operationen sind erhöhte IL-8-Spiegel im Hämolysat(> 200 ng/l) am Morgen nach der OP prädiktiv für infektiöse Komplikationen inder ersten postoperativen Woche.

H.-D. Volk, D. Kunz



4/10.1.3.4 Interleukin-10 (IL-10)



Analysedauer: 40 min (automatisiert); 3-5 Stunden (manueller ELISA)



Referenzbereich: < 10 ng/l (bei gesunden Erwachsenen meist nicht nach-weisbar). Der Vergleich multizentrisch gemessener Werte ist nur begrenztmöglich, da die verschiedenen Assays derzeit nicht hinreichend standardisiertsind. Daher ist es empfehlenswert, im Laborbericht den verwendeten Assayanzugeben.


IL-10 ist eines der antiinflammatorischen oder inhibitorischen Interleukine undwird von Monozyten/Makrophagen, B-Lymphozyten und Subpopulationen derT-Lymphozyten (Th2-Zellen) synthetisiert. Es supprimiert die Interleukinsythe-se der Th1-Zellen und hemmt in Monozyten/Makrophagen die Synthese vonproinflammatorischen Interleukinen und reduziert ihre Expression der MHC-II-Moleküle (HLA-DR-Klasse II). In der Kinetik nach Trauma, Endotoxinämie etc.steigt IL-10 fast zeitgleich mit TNF-α im Serum an. IL-10 wird sowohl durchdie Stressachsen (besonders Vagus und Parasympathikus) als auch durchnegative Autoregulation induziert. Es ist daher ein Maß der akuten Stressre-aktion sowie der entzündlichen Gegenregulation.

Interpretation:

Indikation

Diagnose der »Immunparalyse« bei schwerer Sepsis, SIRS, MODS, nachReanimation, bei schwerer akuter nekrotisierender Pankreatitis, Polytrauma


März 2004


Erhöhte Werte im Serum


• Endotoxinämie

• Reanimation

• OP-Traumata

• SIRS

Erniedrigte Werte: ohne Relevanz, da bei Gesunden oft nicht messbar

Störfaktoren: Cave! EDTA-Plasma ist für einige Kits nicht geeignet!


Die Interpretation ist nur im Verlauf und unter Berücksichtigung der aktuellenklinischen Symptomatik in Kombination mit den IL-6-Konzentrationen sinnvollmöglich (s. auch Kap. 4/10.1.3.2: IL-6). In der Phase der »Hyperinflammation«ist die IL-10-Konzentration um ca. das 3-5fache geringer als die des IL-6. Inder Phase der »Immunparalyse« kann IL-10 ähnliche Konzentrationen wieIL-6 erreichen (s. auch Kap. 4/10.1.6: HLA-DR und Kap. 4/10.1.5: Ex-vivo-Induktion von TNF-α). Nach Schädelhirntraumata sowie nach herzchirurgi-schen Eingriffen konnte gezeigt werden, dass erhöhte Werte 4-24 h nachdem Ereignis prädiktiven Wert für den Verlauf haben (längere Beatmungszeit,höhere Infektionsinzidenz), d.h. hier genügt eine einmalige Bestimmung.

4/10.1.3.5 Solubilisierter IL-2-Rezeptor (sIL-2R)

Untersuchungsmaterial/Präanalytik: Serum/EDTA-Plasma


Analysedauer: 40 min (automatisiert); 3-5 Stunden (manueller ELISA )


Methoden: automatisierter Chemilumineszenz-Immunoassay

H.-D. Volk, D. Kunz



Referenzbereich: 223-710 U/ml. Der Vergleich multizentrisch gemessenerWerte ist nur begrenzt möglich, da die verschiedenen Assays derzeit nichthinreichend standardisiert sind. Daher ist es empfehlenswert, im Laborberichtden verwendeten Assay anzugeben.


Die α-Kette des IL-2-Rezeptors (CD25) wird auf der Oberfläche von ruhendenT-Lymphozyten, B-und NK-Zellen sowie Monozyten nur in geringen Mengenexprimiert. Nach Stimulation steigt die Rezeptordichte auf der Zelloberfläche,insbesondere auf aktivierten T-Lymphozyten. Der zellgebundene IL-2-Rezep-tor besteht aus drei Membrankomponenten mit unterschiedlicher Affinität zumIL-2 (α-, β-, γ-Kette), wobei v.a. die α-Kette (CD25) stark reguliert wird undauch als einzige spezifisch für den IL-2-Rezeptor ist, da die anderen beidenKomponenten auch Bestandteile anderer Zytokinrezeptoren sind. Durch limi-tierte Proteolyse wird die α-Kette (CD25) des Rezeptors nach stattgefundenerAktivierung von der Oberfläche freigesetzt. Somit ist der solubilisierte IL-2R(CD25) im Serum ein Maß für eine stattgehabte Aktivierung IL-2R-positiverZellen, insbesondere der T-Lymphozyten.

Interpretation:

Indikation

• Aktivitätsbeurteilung einer Sarkoidose

• Verlaufskontrolle nach Transplantation

• Aktivität des zellulären Immunsystems

Erhöhte Werte im Serum

• bei akuter Sarkoidose und Zunahme der entzündlichen Aktivität der Sarko-idose

• nach Organtransplantation

• bei Rejektion

• bei massiver Aktivierung der zellulären Immunität (z.B. bei systemischenVirusinfektionen wie HIV, CMV, EBV)

• T-Zell-Lymphome (besonders HTLV-1+/2+ Lymphome)


März 2004


Die Interpretation ist nur im Verlauf und unter Berücksichtigung der aktuellenklinischen Symptomatik sinnvoll möglich.

Erniedrigte Werte: ohne klinische Relevanz

Störfaktoren

In der Transplantationsmedizin werden häufig Anti-CD25-Antikörper (Basilixi-mab, Daclizumab) eingesetzt. Diese kompetitieren mit dem Assay und führendaher zu verfälschten Werten. Da die Halbwertszeit dieser Antikörper bei 14-20 Tagen liegt, ist die Bestimmung des sIL-2R für mehrere Wochen/Monatenach Gabe nicht verwertbar und damit auch nicht indiziert.

H.-D. Volk, D. Kunz



4/10.1.4 Tumor-Nekrose-Faktor alpha (TNF-αα)



Analysedauer: 70 min (automatisiert); 3-5 Stunden (manueller ELISA)



Referenzbereich: Bei gesunden Erwachsenen nicht nachweisbar. Der Ver-gleich multizentrisch gemessener Werte ist nur begrenzt möglich, da die ver-schiedenen Assays derzeit nicht hinreichend standardisiert sind. Daher ist esempfehlenswert, im Laborbericht den verwendeten Assay anzugeben.


Die Hauptquelle für TNF-α sind Monozyten aus dem peripheren Blut und v.a.Gewebemakrophagen. Es wird aber auch von T-Lymphozyten und NK-Zellensowie Mastzellen produziert. Es ist das wichtigste proinflammatorische Zyto-kin und stimuliert die Zytokinkaskade, aktiviert Lymphozyten und Makropha-gen und initiiert damit die Abwehrreaktion des Wirtes. TNF-α aktiviert aberauch alle Nicht-Immunzellen, da praktisch alle Körperzellen über Rezeptorenverfügen (katabole Stoffwechsellage, Fieber, Endothelaktivierung etc.). EineÜberproduktion spielt in der Pathogenese des septischen Schocks eine Rolle,eine chronisch erhöhte Produktion ist pathogenetisch relevant für zahlreicheAutoimmunopathien (M. Crohn, Rheumatoide Arthritis, Psoriasis, M. Bech-terew etc.).

Interpretation:

Indikation

Für den Routinealltag gibt es keine Indikation zur Messung von TNF-α imSerum oder lokalen Körperflüssigkeiten.

H.-D. Volk, D. Kunz

TNF-α


Erhöhte Werte

In der Regel ist die Konzentration von TNF-α unterhalb der Nachweisgrenzeoder nur marginal erhöht. Die gemessenen Werte spiegeln im Gegensatz zuden IL-6-Konzentrationen nicht die Schwere des Krankheitsbildes wider, auchnicht bei schwerer Sepsis mit Multiorganversagen. Dies hängt mit der kurzenProduktions (1-2 h)- und Halbwertszeit (min) zusammen, sodass TNF-αselbst bei schwerem septischen Schock nur kurzzeitig im Plasma nachweis-bar wird. Chronische Autoimmunprozesse können mit mäßig erhöhten TNF-α-Spiegeln assoziiert sein, die den Schweregrad der lokal im Gewebe ablaufen-den Entzündung nur ungenügend widerspiegeln.

Erniedrigte Werte: ohne Relevanz, da bei Gesunden oft nicht messbar

Störfaktoren: Cave! EDTA-Plasma ist für einige Kits nicht geeignet!

Anti-TNF-Therapien (Antikörper, lösliche Rezeptorkonstrukte wie Infliximab,Adalimumab, Ethanercept etc.) binden an TNF-α und verlängern die Halb-wertszeit von TNF-α in der Zirkulation oder kompetitieren mit den Antikörpernim Immunoassay, sodass für Wochen/Monate verfälschte Werte gemessenwerden.

TNF-α

März 2004


4/10.1.5 Ex-vivo-Induktion von TNF-αα durch Stimula-tion von Vollblut mit Endotoxin (LPS) zurMessung der monozytären Entzündungs-kapazität

Untersuchungsmaterial/Präanalytik: Ammonium-Heparinat- oder Na-Hepa-rinat-antikoaguliertes Vollblut (0,5 ml)

Patientenvorbereitung: Abnahme vor der Gabe von Immunsuppressiva

Analysedauer: 6 h


Methoden: Stimulation von heparinisiertem Vollblut mit 500 pg/ml LPS über 4h, Messung von TNF-α im Überstand mit einem automatisierten Chemilumi-neszenzassay

Referenzbereich:

Erwachsene: > 300 pg/ml TNF-α im Überstand nach Stimulation mit 500 pgLPS. Der Vergleich multizentrisch gemessener Werte ist nur bei Verwendunggleicher Assays zur Stimulation und zur Messung von TNF-α möglich. Wegender unzureichenden Standardisierung der verschiedenen Assays sollte daherder Hersteller im Befundbericht vermerkt werden.

Kinder: Innerhalb des ersten Lebensjahres ist von anderen Referenzberei-chen auszugehen als bei Erwachsenen. Eine Interpretation der Ergebnissebei Kindern ist daher nur innerhalb von Verlaufskontrollen bzw. im direktenVergleich zu einem gesunden Kontrollkollektiv im selben Alter möglich.


Mit diesem Assay wird die Fähigkeit des Kompartiments Blut überprüft, aufein bakterielles Toxin von definierter Menge und Präparation mit einer adä-quaten Produktion von proinflammatorischen Zytokinen zu reagieren. Dabei

H.-D. Volk, D. Kunz

Ex-vivo-Induktion von TNF-α


wird das LPS zusammen mit LPB (Lipoprotein-Binding-Protein – einemAkute-Phase-Protein aus der Leber) an den LPS-Rezeptor der Monozyten(CD14) gebunden. Die Interaktion des CD14/LPB/LPS-Rezeptorkomplexesmit dem TOLL-like-Rezeptor-4 führt zur Produktion von Zytokinen. Da sowohlendogene Mediatoren (z.B. Zytokine wie IL-6, INF-γ, IL-10 oder Stressmedia-toren) als auch exogene Substanzen (z.B. immunmodulierende Pharmaka),die in vivo im Vollblut enthalten sind, die stimulierte Zytokinantwort modulierenkönnen, ist dieser Assay ein Maß für die funktionelle zelluläre Immunkompe-tenz zum Untersuchungszeitpunkt und nicht nur ein Maß der Monozytenfunk-tion des Patienten. Durch die kurze Stimulationszeit wird nur die Induktion vonproinflammatorischen Zytokinen erfasst, für eine auf Proteinebene messbareIL-10-Antwort müsste mindestens 12 h, besser 24 h, stimuliert werden, waskeine zeitnahe Diagnostik mehr erlauben würde.

Interpretation:

Indikation

Charakterisierung der Immunkompetenz von Intensivpatienten mit einemgesteigerten Risiko für schwere entzündliche Komplikationen:

• nach ausgedehnten chirurgischen und neurochirurgischen Eingriffen


• nach Polytrauma

• bei schwerer akuter nekrotisierender Pankreatitis

• bei Langzeitimmunsuppression und elektiven Operationen

• bei SIRS/Sepsis

Generell sind Verlaufskontrollen erforderlich. Die Ergebnisse können nur unterBerücksichtigung der aktuellen Medikation, der Grunderkrankung(en) und deraktuellen klinischen Symptomatik sinnvoll interpretiert werden.

Der Test ist auch sehr gut zur Erfassung der immunmodulierenden Wirkungverschiedener Pharmaka geeignet.


März 2004


Es gibt »high-responder« (> 1000 pg/ml) und »low-responder« (300-600pg/ml) – diese Phänotypen sind im Verlauf über Monate und Jahre sehr sta-bil und offenbar genetisch bedingt (< 25 % Variation).

Erhöhte Werte

> 2000 pg/ml können im Sinne einer Hyperinflammation z.B. beim ARDS, inder frühen Phase des SIRS oder einer Sepsis interpretiert werden. Ein starkerAnstieg (> Faktor 2) im Verlauf von einem normalen Basiswert spricht für einezunehmende Immunaktivierung (z.B. steigt bei Gesunden der Wert häufig inAssoziation mit einem respiratorischen Infekt um das ca. 2-3fache an).

Erniedrigte Werte

• im Rahmen einer endogen oder exogenen Immunsuppression

• nach schweren Operationen

• Traumen

• in der späten Phase der Sepsis

• bei hoch dosierter Immunsuppression

• bei Glukokortikoidgaben

In der Regel gelten Werte < 300 pg/ml als Hinweis auf eine »Immunparaly-se«. Es besteht eine Korrelation zwischen dem Ausmaß und der Persistenzder reduzierten TNF-α-Produktion nach LPS-Stimulation und dem Risiko desPatienten, schwerste infektiöse Komplikationen zu erleiden.

Im Rahmen von Rejektionstherapien führen Kortikoidgaben zu einer deut-lichen Reduktion der HLA-DR-Expression, während die Ex-vivo-Induktion vonTNF-α im Regelfall nicht oder nur sehr kurzzeitig unter 300 pg/ml abfällt.

Störfaktoren

Eine Blutabnahme unmittelbar nach Gabe/Einnahme von Immunsuppressivaführt durch die Anwesenheit dieser Substanzen zu deutlich erniedrigten Wer-ten im Bereich der Immunparalyse.

H.-D. Volk, D. Kunz




Die Ex-vivo-Induktion von TNF-α allein oder in Kombination mit der Messungder HLA-DR-Expression der Monozyten sind die einzigen derzeit verfügbarenroutinetauglichen Parameter, die zeitnah eine Unterscheidung der Sepsis indie Phasen »Hyperinflammation« versus »Immunparalyse« gestatten (s. auchKap. 4/10.1.6: HLA-DR auf Monozyten). Beide Parameter zeigen eine ähnli-che Kinetik, ergänzen sich jedoch in der Aussagekraft im Hinblick auf dieSicherung der Diagnose »Immunparalyse«.


März 2004


4/10.1.6 HLA-DR-Expression der Monozyten

Untersuchungsmaterial/Präanalytik: EDTA-antikoaguliertes Vollblut; konse-quente Lagerung auf Eis von der Abnahme bis zur Färbung, Färbung inner-halb von 120 min nach Abnahme, da eine Ex-vivo-Hochregulation möglich ist.


Analysedauer: 60 min


Methoden: quantitative Durchflusszytometrie, lysis no wash (LNW) oder lysisand wash (LW)

Referenzbereich:

Erwachsene: 14.123-42.555 Ab/c (LNW, Becton Dickinson, 2,5-97,5 Perzen-tile); Ab/c = Antikörperbindungsstellen/CD14+Zelle

• Immunparalyse: < 7.500 Ab/c (LNW)

• schwere Immunparalyse: < 5.000 AB/c (LNW)

• Grenzbereich: 7.500-14.000 Ab/c (LNW)

Bislang waren die Ergebnisse verschiedener Laboratorien wegen fehlenderStandardisierung nur sehr begrenzt vergleichbar. Einen Ausweg stellt der gutstandardisierte kommerziell verfügbare Testkit der Firma Becton Dickinsondar. Daher sollte auf den Patientenbefunden immer das durchflusszytometri-sche Verfahren vermerkt werden.

Mit der Lysis-and-wash-Methode (LW) werden wegen einer Reduktion derunspezifischen Bindung geringere Expressionswerte gemessen, wobei ande-rerseits beim Waschschritt vulnerable Zellpopulationen verloren gehen kön-nen.

H.-D. Volk, D. Kunz

HLA-DR-Expression der Monozyten


Kinder: Innerhalb des ersten Lebensjahres ist von anderen Referenzberei-chen auszugehen als bei Erwachsenen. Eine Interpretation der Ergebnissebei Kindern ist daher nur innerhalb von Verlaufskontrollen bzw. im direktenVergleich zu einem gesunden Kontrollkollektiv im selben Alter möglich.


Als antigenpräsentierende Zellen exprimieren nahezu alle CD14+Monozytenvon gesunden Probanden MHC-Klasse-II-Moleküle auf ihrer Zelloberfläche,welche für die Initiierung der spezifischen Immunantwort (Aktivierung der T-Lymphozyten) essenziell sind. Die Expression wird positiv von Zytokinen wieInterferon-γ und GM-CSF und negativ von exogenen (Endotoxin, Pilztoxine)und endogenen Faktoren (Plasmahemmfaktoren, TGF-β, IL-10 etc.) reguliert.Die Halbwertszeit von Monozyten in der Zirkulation beträgt ca. 24 h. Daher istdie HLA-DR-Expression der Monozyten ein dynamisches Maß für die zellulä-re Immunkompetenz des Patienten, wobei stellvertretend die Monozyten ana-lysiert werden. Daher ist zur Verlaufskontrolle von kritischen Patienten eineBestimmung der HLA-DR-Expression der CD14+Monozyten im Abstand von1-2 Tagen empfehlenswert.

Interpretation:

Indikation

Charakterisierung der zellulären Immunkompetenz von Intensivpatienten miteinem gesteigerten Risiko für schwere entzündliche Komplikationen:

• nach ausgedehnten chirurgischen und neurochirurgischen Eingriffen


• nach Polytrauma

• bei schwerer akuter nekrotisierender Pankreatitis

• bei Langzeitimmunsuppression und elektiven Operationen

• bei SIRS/Sepsis


März 2004


Erhöhte Werte

Überprüfen der Präanalytik! Eine Lagerung des EDTA-Blutes bei Raumtem-peratur führt innerhalb von 4 h zu einem Anstieg der HLA-DR-Expression ummehr als 25 % im Vergleich zum Ausgangswert. Eine unsachgemäße Lage-rung bis zur Verarbeitung kann das wahre Ausmaß des Abfalls von HLA-DRauf Monozyten in vivo maskieren und damit die diagnostische Aussagekraftdes Parameters verwässern.

Erhöhte Expressionen werden bei korrekter Präanalytik mitunter bei zyanoti-schen Kindern (Interpretation unbekannt – wahrscheinlich durch Freisetzungvon GM-CSF bedingt) und einige Tage nach Vakzinierung (z.B. Influenza) imSinne einer Impfreaktion gefunden.

Erniedrigte Werte

Eine reduzierte Expression sowohl in der Dichte der Rezeptoren auf der Zell-oberfläche als auch in der Anzahl der positiven Monozyten wird

• nach schweren Operationen

• nach Traumata

• in der späten Phase der Sepsis

• bei hoch dosierter Immunsuppression

• bei Glukokortikoidgaben

gefunden. Es besteht eine Korrelation zwischen dem Ausmaß bzw. der Dauerder Expressionsreduktion und dem Risiko des Patienten, schwerste infektiöseKomplikationen zu erleiden – v.a. bakterielle und mykotische Infektionen.

Störfaktoren

Bei Patienten mit einer Sepsis verschieben sich die Subpopulationen derMonozyten, sodass eine Abgrenzung der Monozyten von den anderen Leu-kozyten in der Durchflusszytometrie allein über CD14 und das Seitwärts-streulicht schwierig werden kann. Um alle Subpopulationen der Monozyten indie Analyse mit einzubeziehen ist es daher sinnvoll, CD14 Cy5.5 zu verwen-den, da sich Cy5.5 an die Fc Rezeptoren für IgG (CD64) der Monozyten bin-

H.-D. Volk, D. Kunz



det und darüber das CD14-Signal der Monozyten, aber nicht der Granulozy-ten (CD64negativ, CD14 nach Aktivierung schwach positiv) verstärkt wird.Dem Färbeansatz ist unbedingt ein Inhibitor des Protein-/Vesikeltransportszuzufügen, damit die Ex-vivo (In-vitro)-Hochregulation effizient unterbundenwird. Im kommerziellen Kit ist dies enthalten.

Eine mehrstündige Lagerung des Blutes bei Raumtemperatur kann zu falsch-hohen Werten führen.


Nach Organtransplantation erleichtert die Bestimmung der HLA-DR-Expres-sion der Monozyten die Detektion einer Überimmunsuppression, die miterhöhtem Infektionsrisiko bzw. bei schon bestehender Infektion mit hohemLetalitätsrisiko einhergeht. Eine Reduktion der Immunsuppression bei Patien-ten mit »Immunparalyse« ist hinsichtlich einer möglichen Rejektion weitge-hend ungefährlich.

Zusammen mit der T-Zellzahl ist die HLA-DR-Expression der Monozyten derideale Marker zur Steuerung der immunsuppressiven Therapie (Absetzen/Wiedereinstieg) bei schwersten infektiösen Komplikationen nach Organtrans-plantation. Bei Therapieerfolg steigt die HLA-DR-Expression der Monozytenkontinuierlich wieder an. Im Rahmen von Rejektionstherapien führen Kortiko-idgaben zu einer deutlichen Reduktion der HLA-DR-Expression, während dieEx-vivo-Induktion von TNF-α nicht so ausgeprägt beeinflusst wird.

Die HLA-DR-Expression allein oder in Kombination mit der Ex-vivo-Induktionvon TNF-α sind die einzigen derzeit verfügbaren routinetauglichen Parameter,die zeitnah eine Unterscheidung der Sepsis in die Phasen »Hyperinflamma-tion« versus »Immunparalyse« gestatten. Eine korrekte Diagnose des Ver-laufs und Charakterisierung der zellulären Immunkompetenz ist die Basiseiner erfolgreichen, stadiengerechten Therapie. In der Phase der Hyperin-flammation ist die HLA-DR-Expression unverändert – der Patient kann anti-inflammatorisch behandelt werden. In der Phase der Immunparalyse ist dieHLA-DR-Expression deutlich reduziert, eine antiinflammatorische Therapie istkontraindiziert.


März 2004


4/10.1.7 Quantifizierung der Lymphozytensub-populationen (CD3, CD4, CD8, CD19,CD16+56) – »zellulärer Immunstatus«

Untersuchungsmaterial/Präanalytik: EDTA-Vollblut

Patientenvorbereitung: keine körperliche Belastung und keine Stressreak-tion vor der Blutentnahme, da Zunahme der NK-Zellen und Abnahme derCD4+T-Lymphozyten

Analysedauer: ca. 120 min


Methode: Durchflusszytometrie

Referenzbereich:

Tab. 1: Referenzbereiche im peripheren Blut*

*Die Referenzbereiche wurden aus dem Manual zum Mikroskopierkurs Hämatologie 2003

Fuchs, R. und Thomalla, J. entnommen.

Bei Kindern ist von anderen Referenzbereichen auszugehen als bei Erwach-senen. Im Alter verändern sich die Normwerte ebenfalls etwas. Jedes Laborsollte die altersabhängigen Referenzbereiche selbst bestimmen und dezidiertauf dem Laborbericht vermerken.

Im Liquor cerebrospinalis ist der Anteil an T-Lymphozyten (CD3) > 95 %, anB-Lymphozyten (CD19) 0-1 % und an NK-Zellen (CD16+56) 0-5 %. DerCD4/CD8-Quotient ist etwas größer als im korrespondierenden peripherenBlut.

Lymphozyten gesamtT-Zellen (CD3)T-Helferzellen (CD4)T-Suppressorzellen (CD8)B-Zellen (CD19)NK-Zellen (CD16+56)CD4/CD8-Quotient:

25-40 %60-82 %36-55 %16-36 %2-14 %3-21 %1,1-2,7

1000-4800/µl980-2510/µl530-1570/µl310-830/µl40-270/µl10-400/µl

H.-D. Volk, D. Kunz

Zellulärer Immunstatus


Die Bestimmung/Berechnung der Absolutwerte (Zellenn/µl Blut) verlangtneben der flowzytometrischen Quantifizierung des relativen Anteils der Sub-population auch eine exakte parallele Bestimmung der Leukozyten- und Lym-phozytenzahlen. Hier kommen in den verschiedenen Laboren sehr unter-schiedliche Methoden zur Anwendung: mikroskopische Differenzierung, Zäh-len in der Neubauer-Zählkammer, Hämatologieautomaten, flowzytometrischeQuantifizierung. Ringversuche haben gezeigt, dass hierdurch eine grosseVarianz in den Ergebnissen entstehen kann, sodass bei unplausiblen Ver-laufskontrollen in unterschiedlichen Laboratorien die Quantifizierungsmetho-de zu hinterfragen ist.


Die relative Verteilung der Lymphozytensubpopulationen im peripheren Blutist genetisch determiniert. Daraus resultiert auch die Konstanz des CD4/CD8-Quotienten. Eine Zu- bzw. Abnahme im Verlauf kann daher als Folge der Pro-liferation bzw. des Zelltodes von Subpopulationen der Lymphozyten gewertetwerden.

Interpretation:

Indikation

• Verlaufskontrolle der CD4-positiven Helferzellen bei HIV-Infektion

• Verlaufskontrolle nach Organtransplantation zur Dosisoptimierung derT-Zell-depletierenden Medikamente

• Verdacht auf Sarkoidose in der bronchoalveolären Lavage (BAL) bei einemLymphozytenanteil von mehr als 10 %

• bei multipler Sklerose im Liquor cerebrospinalis (CSF)

• bei Neuroborreliose im Liquor cerebrospinalis (CSF)

• bei Patienten mit opportunistischen Infektionen

Therapie mit Antithymozytenglobulin

Nach mehrmaliger Gabe von T-Zell-depletierenden Antikörpern sollten Zahlenum 100/µl CD3+ T-Zellen angestrebt werden. T-Zellzahlen < 100/µl sind miteinem gesteigerten Risiko für T-Zell-abhängige Infektionen und in der Lang-


März 2004


zeitbeobachtung mit einer gesteigerten Häufigkeit von Tumoren des hämato-logischen Systems assoziiert. T-Zellzahlen von > 200/µl nach Gabe von T-Zell-depletierenden Antikörpern führen zu einem gesteigerten Rejektionsrisikobzw. weisen auf eine zu geringe Dosis bei einer Rejektionstherapie hin. Vorder nächsten Gabe dieser Medikamente sollte die aktuelle T-Zellzahl vorlie-gen, damit die Dosis aktuell adaptiert werden kann. (Cave! Meist sind die AKüberdosiert. Allein die Ersparnis einer T-Zell-adaptierten Dosisanpassungdeckt die Kosten für das Immunmonitoring von mehreren Patienten.)

Befundkonstellation bei HIV-Infektion

CD4-Zellzahlen von < 200/µl weisen auf ein stark gesteigertes Risiko füropportunistische Infektionen hin. Eine erfolgreiche antivirale Therapie führt beiAIDS-Patienten zum signifikanten Anstieg der CD4-Zahl. In dieser Phase derImmunrekonstitution können bis dahin klinisch latente, aktive Infektionen (z.B.Tuberkulose, Hepatitis) durch die einsetzende Immunreaktion symptomatischwerden (Immunrekonstitutionsphänomen).

Befundkonstellation bei systemischer Herpesvirusinfektion

Bei einer suffizienten zytotoxischen Abwehrreaktion bei neuer oder reaktivier-ter CMV-Infektion wird eine Zunahme der CD8-positiven Zellen gefunden,was zu einem CD4/CD8-Quotienten von < 0,5 führt. Die CD4-positiven Lym-phozyten sind > 200/µl. Werden Aktivierungsmarker wie HLA-DR oder CD25mitbestimmt, sieht man eine Zunahme der HLA-DR-positiven zytotoxischen T-Lymphozyten. Ähnliches ist bei systemischen Infektionen mit EBV, HSV undanderen Mitgliedern der Herpesvirusfamilie zu beobachten.

Befundkonstellation bei Rejektion

Hinweise auf eine Organabstoßungsreaktion können nur in der Verlaufskon-trolle des zellulären Immunstatus und unter Berücksichtigung des klinischenVerlaufs gewonnen werden. Es wird bei einigen Patienten ein Anstieg desCD4/CD8-Quotienten bei einer oftmals sprunghaften Zunahme der T-Zell-Zahlen und einer vermehrten CD25-Expression der T-Lymphozyten beobach-tet.

Befundkonstellation bei Sarkoidose in der BAL

Der relative Anteil der Lymphozyten in der BAL ist > 10 %. Der CD4/CD8-Quotient ist größer als im peripheren Blut des Patienten und erreicht Ergeb-nisse von > 10, die einen sehr hohen positiven prädiktiven Wert haben.

H.-D. Volk, D. Kunz



Befundkonstellation bei multipler Sklerose (MS) und Neuroborreliose in derCSF

Der relative Anteil der B-Lymphozyten in der CSF ist > 2 % bei einer MS. Eskönnen Plasmazellen nachgewiesen werden. Bei einer Neuroborreliose wer-den B-Lymphozyten von bis zu 40 % gefunden. Bei viralen Infektionen desZNS ist der Anteil aktivierter T-Lymphozyten in der CSF erhöht.

Plausibilitätskontrolle

Es sollten immer die drei Subpopulationen der Lymphozyten (CD3, CD19,CD16+56) bestimmt werden. Die Summe auf dem Befundbericht sollte etwa100 % betragen.

Die Summe von CD4- und CD8-positiven Zellen sollte annähernd dem Pro-zentsatz der T-Lymphozyten entsprechen, da im Regelfall im peripheren Blutkeine doppelt (CD4 und CD8H)-positiven und kaum doppelt-negative (< 10%) T-Zellen vorkommen. Wenn die Summe um mehr als 3 % geringer ist, liegtder Verdacht auf einen vermehrten Anteil von γ/δ-T-Lymphozyten nahe, die imperipheren Blut weder CD4 noch CD8 exprimieren und deren Zunahme unteranderem bei Autoimmunerkrankungen beschrieben wurde.

Störfaktoren

• in vivo: Stressreaktion und körperliche Belastung vor der Blutentnahme füh-ren zur Zunahme der NK-Zellen und einer Abnahme der CD4+ T-Lympho-zyten. Darum sollte das korrespondierende Blut immer vor der BAL bzw. vorder Liquorpunktion entnommen werden.

• in vitro: Kernhaltige erythrozytäre Vorstufen werden oftmals nicht effizientlysiert und stören das gaten der Lymphozyten über das Vorwärts- und Seit-wärtsstreulicht, sodass falsch zu niedrige Prozentsätze und damit auchAbsolutzahlen der Lymphozytensubpopulationen gemessen werden. DieBestimmung der Absolutzahlen setzt die zuverlässige Zählung der Lympho-zyten voraus.


März 2004


4/10.1.8 Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit(BSG)


• Zitratblut (Verhältnis: 1 Teil 3,8-%ige Natriumzitratlösung und 4 Teile Blut),durch mehrmaliges vorsichtiges Schwenken gut mischen. Ein zu hoherZitratanteil täuscht eine erhöhte BSG vor und umgekehrt.

• Haltbarkeit: Beginn der Messung spätestens 2 h nach Blutentnahme,Durchführung bei Zimmertemperatur.

Methoden: Manuelles oder automatisches Aufziehen der Blutprobe in einemgraduierten (mm) Röhrchen (z.B. Sedivette) bis zu einer Höhe von 200 mm;Ablesen der Länge der erythrozytenfreien Plasmasäule nach einer h

Referenzbereich Angaben für die erste Stunde (keine zusätzlichen Informa-tionen durch 2-h-Wert):


Der BSG oder BSR (Blutkörperchensenkungsreaktion) liegt die Sedimenta-tion und Aggregation der Erythrozyten zugrunde. Erythrozyten sinken auf-grund der Gravitation durch ihre in Relation zum Plasma höhere Dichte, wäh-rend das umgebende Plasma nach oben steigt. Die negative Oberflächenla-dung der Erythrozyten (Zeta-Potenzial) führt zur Abstoßung benachbarterZellen. Plasmaproteine (z.B. Akute-Phase-Proteine, IgM) können das Zeta-Potenzial reduzieren, zu Aggregationen führen und somit die BSG beschleu-nigen. Die einzelnen Plasmaproteine tragen etwa in folgender Weise zur BSGbei: Fibrinogen 55 %, α2-Makroglobulin 27 %, Immunglobulin 11 %, Albumin 7 %.

Alter mm

Frauen < 50 Jahre < 20

> 50 Jahre ≤ 30

Männer < 50 Jahre < 15

> 50 Jahre ≤ 20

H.-D. Volk, D. Kunz

Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit


Interpretation:

Indikation: unspezifisches Screeningverfahren bei Verdacht auf entzündlicheErkrankungen sowie zur Verlaufskontrolle

Erhöhte Werte

• akute Entzündungen

• chronisch-entzündliche Erkrankungen (z.B. SLE, Polymyalgia rheumatica)

• Leukämien und Lymphome (besonders monoklonale Gammopathien),andere Malignome

• Hyperlipoproteinämie, Dextrane

• Anämie, Makrozytose

• Hypofibrinogenämie

• Schwangerschaft (ab 4. SSW), Kontrazeptiva (Anstieg des Fibrinogens),Anstieg während des Menstruationszyklus

Erniedrigte Werte: Polyglobulie, Neugeborene (hoher Hämatokrit, niedrigesFibrinogen), Erythrozytenanomalien (z.B. Sphärozytose, Sichelzellanämie,Poikilozytose, Echinozytose, Akanthozytose)

Störfaktoren: Temperaturen < 18 °C bewirken Membranveränderungen derErythrozyten (keine Bewertung möglich), Temperaturen > 24 °C ergebenfalsch-hohe Werte; Medikamente (Senkungsblocker sind z.B. Azetylsalizyl-säure, Indometacin und andere NSAR, Kortison).

Diagnostische Leitlinien: Die BSG reagiert frühestens 24 h nach begonne-ner Entzündungsreaktion mit einem Anstieg, während der Abfall nach Been-digung der Akute-Phase-Reaktion mit einer Halbwertszeit von 4-6 Tagenerfolgt. Eine normale BSG schließt Organfunktionsstörungen und insbeson-dere das Vorliegen eines Malignoms nicht aus.

Die BSG ist nur dann als Indikator einer Entzündung verlässlich, wenn diezugrunde liegende Erkrankung eine Dysproteinämie bewirkt und das roteBlutbild weitgehend unbeeinflusst lässt.

Aufgrund der genannten Einschränkungen sollte die Bestimmung der BSGimmer nur im Zusammenhang mit Anamnese, klinischem Befund sowie ande-ren Laborparametern erfolgen. Die Abklärung einer mäßig erhöhten BSG istnur bei Herstellung eines Krankheitsbezugs sinnvoll (ca. 5 % aller erhöhtenWerte lassen sich nicht erklären).

Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit

März 2004

Laborbefunde und ihre klinischen Interpratationen Demoversion · Parameter: Leukozyten,...

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