Klinische Chemie Vorlesung: Nierendiagnostik

Transkript

1 Klinische Chemie Vorlesung: Nierendiagnostik Ralf Lichtinghagen

2 Ursachen für dialysepflichtiges Nierenversagen in Europa 2000 Kosten in Deutschland: 300 Millionen / Jahr ( / Patient) Erkrankungen der Niere oft lange lange Zeit ohne typische Beschwerden, deshalb Nierenfunktionsstörungen und Niereninsuffizienz oft jahrelang unerkannt. Auffällige Zunahme von diabetischen Nephropathien

3 Labormedizinische Untersuchungen auf der Basis pathobiochemischer Erkenntnisse Untersuchungen zur Früherkennung von Nierenerkrankungen im Frühstadium (Bessere Zugänglichkeit für Therapie) Differenzierung verschiedener Formen von Nierenerkrankungen mit verschiedener Prognose Therapieüberwachung Verlaufskontrolle (einschließlich der Überwachung von Dialyse- und transplantierten Patienten)

4 Überwachung der Nierenfunktion zusätzlich bei folgenden Krankheiten Hypertonie D. mellitus Hyperurikämie, Gicht Urolithiasis Prostatahypertrophie akute oder chronisch rezidivierende Infekte TBC chronische Anwendung potentiell nephrotoxischer Medikamente Hyperparathyreoidismus maligne Erkrankungen mit Nierenbeteiligung (z.b. Myelom) sowie in der Schwangerschaft

5 Funktionsdiagnostik Messung der Konzentration von glomerulär filtrierten Substanzen im Blut: Aussagen über glom. Filtration, nicht über Art der Nierenerkrankung Kreatinin Entsteht im Muskelgewebe aus Kreatin (Energiespeichersubstanz) Höhere Werte mit zunehmender Muskelmasse, Abnahme im Alter (Muskelzerfall (Myopathie): Anstieg des S-Kreatinins) Bestimmung entweder photometrisch mit Pikrinsäure (Jaffé-Reaktion) oder enzymatisch (höhere Spezifität, keine Reaktion mit Pseudo-Kreatininen) Kreatinin Pseudokreatinine Pikrinsäure, OH - orangefarbene Verbindungen

6 Enzymatischer Farbtest zur spezifischen Kreatininbestimmung Kreatinin + H 2 O Kreatininase Kreatin Kreatinase Kreatin + H 2 O Sarcosin + Harnstoff Sarcosinoxidase Sarcosin + H 2 O + O 2 Glycin + HCHO + H 2 O 2 Peroxidase H 2 O Aminophenazon + HTIB Chinoniminfarbstoff + H 2 O HTIB = 2,4,6-Trijod-3-Hydroxybenzoesäure Startreagenz: 4-Aminophenazon

7 Funktionsdiagnostik Referenzintervall: (enzymatisch) Serum bis 6J µmol/l Urin: 0,07-0,14 mmol/ (kg x d) µmol/l 0,07-0,18 mmol/ (kg x d) 2 M µmol/l 9,0-14,0 mmol/d W µmol/l 9,0-14,0 mmol/d Anstiege (renal bedingt): (prärenal bedingt): akutes Nierenversagen chronische Niereninsuffizienz Herz-Kreislauf-Insuffizienz postrenale Harnwegsobstruktion Zytostatika-, Aminoglykosidtherapie Muskeltraumen Verbrennungen Muskeldystrophie Bodybuilding,

8 Kreatinin: Diagnostische Wertigkeit Konstitution des Patienten sollte einbezogen werden (Extremfälle: Bodybuilder vs. muskelarmer altersschwacher Patient) Kreatinin-Anstieg im Serum erst bei einer Reduktion der GFR unter 50% Zunehmende Serumkonzentration bei eingeschränkter Nierenfunktion führt zu Überschätzung der GFR: glomeruläre Filtration + tubuläre Sekretion + Ausscheidung über Darmschleimhaut (linear bis etwa 20 ml/min).

9 Funktionsdiagnostik:Harnstoff Quantitativ wichtigstes Abbauprodukt des Eiweißstoffwechsels in der Leber gebildet glomerulär filtriert, zum großen Teil tubulär rückresorbiert Ausscheidung ist von Diurese abhängig (im Gegensatz zu Kreatinin) Enzym. Nachweis (Urease-Methode) Ref.bereich: 3,3-6,7 mmol/l Urease Harnstoff + H 2 O 2 NH 4+ + CO 2 GLDH α-ketoglutarat + NH 4+ + NADH L-Glutamat + NAD + + H 2 O Üblicherweise Bestimmung zusammen mit Kreatinin

10 Weitere Faktoren, die [S-Harnstoff] beeinflussen: Eiweißreiche Kost Katabole Stoffwechsellage (z.b. bei Fieber) Mangelnde Flüssigkeitszufuhr Oligurie S-Harnstoff steigt S-Harnstoff >30 mmol/l: in der Regel nur renale Ursache Eiweissarme Ernährung Vermehrte Flüssigkeitsausscheidung im Urin fortgeschrittene Lebererkrankung (Synthese) S-Harnstoff sinkt

11 Funktionsdiagnostik:Renale Clearance Plasmavolumen in ml, das pro Minute durch die Niere von einer Substanz befreit wird. exogen: Inulin endogen: Kreatinin Kreatininclearance zur Beurteilung der glomerulären Filtration Überprüfung der Nierenfunktion Verlaufskontrolle bei Nierenerkrankungen Überwachung nephrotoxischer Pharmaka U-Kreatinin x U-Volumen (ml) x 1000 x 1,73 C = ml/min S-Kreatinin x Sammeldauer (min) x KOF (m 2 ) Referenzbereich: ml/min KOF= 0,1672[KGW (kg) x KGR (m)]1/2

12 Funktionsdiagnostik: Cystatin C neuere Messgröße zur Abschätzung der GFR kleinmolekularer Proteinaseinhibitor (13,4 kd) in konstanter Menge im Blut Konzentration im Blut hauptsächlich durch GFR bestimmt Ref.bereich: Erwachsene <1,3 (<1,0) mg/l Vorteile: keine ausgeprägte Alters- und Geschlechtsabhängigkeit keine Abhängigkeit von extrarenalen Faktoren (Muskelmasse) Anstiege auch im kreatininblinden Bereich deshalb direkte Abschätzung der Clearance möglich : C (ml/min) = 74,8 / Cystatin C 1/0,75

13 Funktionsdiagnostik: Cystatin C N Latex Cystatin C (mg/l) GFR = est Cys C 1/0.75 Paediatric patients (1-16 years) n = 42 y = x Pearson r 2 = Adult patients (<50 years) n = 94 y = x Pearson r 2 = Elderly patients (>50 years) n = 72 y = x Pearson r 2 = Inulin clearance (ml/min/1.73m 2 )

14 Proteinurie Leitsymptom fast aller Nierenerkrankungen Einfache Ergänzung der nephrologischen Diagnostik (Verlaufsbeobachtung, präventive Reihenuntersuchung) Ursachen der Proteinurie sind renaler, prärenaler und postrenaler Genese Niere ist, neben hereditären und erworbenen Erkrankungen, Manifestationsort vieler systemischer und generalisierter Prozesse Renale Beteiligung nimmt oft entscheidenden Einfluss auf Prognose dieser Erkrankungen

15 Proteinurie

16 Renale Ursachen einer Proteinurie (Glomerulopathien) Glomerulonephritiden (Immunk.typ (postinf.), IgA-Nephritis, Antibasalmembrantyp) erbliche Nephropathien (Zystennieren, α 1 -Antitrypsinmangel) Kollagenosen (Lupus erythematodes, Sklerodemie) Degenerative Erkrankungen (Sarkoidose, Wegeners Granulomatose) Nierenstauung (Rechtsherzinsuffizienz, Nierenvenenthrombose) Diabetische Nephropathie, Schwangerschaftnephropathie, EPH-Gestose, Amyloidose

17 Renale Ursachen einer Proteinurie (Tubulopathien) Erbliche Tubulopathie (Fanconi-Syndrom, Renal-tubuläre Azidose) Interstitielle Nephritis (viral (Hantavirus), bakteriell (Pyelonephritis), allergisch (Medikamente)) Toxische Tubulopathie (chronisch-kumulativ (Analgetika), akut (Aminoglykoside ))

18 Prä- und postrenale Ursachen einer Proteinurie Prärenal Immunglobulinleichtketten- Ausscheidung Intravasale Hämolyse Rhabdomyolyse Postrenal Harnwegsinfekte Tumoren (Niere, Blase, Prostata) Steinleiden Verletzungen Münchhausensyndrom

19 Proteinurieformen Größen Ausscheidung [kda] g/24h Selektive glomeruläre Proteinurie ,03-0,3 Nicht selektive glom. Proteinurie 50->150 1,5-20 Tubuläre Proteinurie ,15-1,5 Mischproteinurie 10->150 0,15-20 Prärenale Proteinurie 0,1-50 Postrenale Proteinurie variabel

20 Prognose Qualität der Filtration (neben Menge) von diagnostischer Bedeutung Kationische Moleküle passieren eher glomer. Basalmembran. Verminderung der ionischen Komponente: selektive glomeruläre Proteinurie Zusätzlich Strukturveränderungen durch entzündliche oder immunologische Faktoren: Verlust der Porengrößenselektivität (unselektive glomeruläre Proteinurie)

21 Differentialdiagnostik der Proteinurie Teststreifen Screening auf Proteinurie bei asympotischen Patienten, gleichzeitig Erfassung von Leukozytenesterase sowie Hämoglobin und Myoglobin Gesamtprotein Quantifizierung und Verlaufsbeurteilung bekannter Proteinurie, Grobeinteilung von Typ und Schweregrad einer Nephropathie Aufdeckung einer Bence-Jones-Proteinurie (vgl. Teststreifen).

22 Differentialdiagnostik der Proteinurie (wichtige Markerproteine) Albumin (68 kda, Marker einer glomerulären Proteinurie) Nachweis einer Mikroalbuminurie ( mg/l, M mg/g Kreatinin mg/24h, W mg/g Kreatinin IgG (160 kda, Beurteilung der Selektivität einer glomerulären Proteinurie) α 1 -Mikroglobulin (33 kda, Marker einer tubulären Proteinurie, Resorptionskapazität) α 2 -Makroglobulin (820 kda, Differenzierung renaler/postrenaler Hämaturien) Transferrin β 2 -Mikroglobulin (90 kda, Marker einer glomerulären Proteinurie) (11 kda, Marker einer tubulären Proteinurie, instabil im saur. Urin) Retinol-bindendes Protein (21 kda, Marker einer tubulären Proteinurie) N-Acetyl-β-D-Glucosaminidase (β-nag) (akuter Schädigungsgrad prox. Tubuluszellen) (Tubulusenzym)

23 Urinproteindifferenzierung mittels Elektrophorese Zelluloseacetat-Folie Albumin Trennung der Proteine primär nach Ladung oder Größe SDS-PAGE besser geeignet für Differenzierung der Proteinurie (siehe nachfolgende Beispiele) Problem: Quantifizierbarkeit und Objektivität der Aussage In der Praxis erfolgt in der Regel eine Quantifizierung von Einzel(marker)proteinen im Urin! SDS-PAGE

24 Beispiele zur Urinproteindifferenzierung abnehmendes IgG A glom. Proteinurie geringer Selektivität B glom. Proteinurie mittlerer Selektivität C glom. Proteinurie hoher Selektivität Glomeruläre Proteinurie mit Albuminanteil zwischen 70-90% glom.-mikromolekulare Mischproteinurie A gleichmäßige Verteilung B dominierender glom. Anteil C Überwiegen des tubulären Schadens quantitativ geringere Albuminurie

25 Patientin, 27 Jahre (in Behandlung wegen V. a. SLE mit Nierenbeteiligung) Weitere Befunde: Vaskulitis, Mikrohämaturie, blutiger Stuhl, Serologie: AK-negativ E pho auf Celluloseacetatmembran (a) Kontrollserum (1, 5) Marker, Ovalbumin (a) und Lysozym (b) (2) Urin von Patientin., verdünnt und unverdünnt (3, 4) (b) SDS-Polyacrylamid-Gelelektrophorese V. a. Münchhausen-Syndrom Befunde: (Serum-Werte, Serum-E pho unauffällig) U-Protein [g/l] 5,03 U-Albumin [g/l] U-Transferrin [g/l] <0.002 U-IgG [g/l] U-α 1 -Mikroglobulin[g/l] kda, Urin von Patientin., Phophoryl. B verdünnt (1) 66 kda, Albumin 45 kda, Ovalbumin 30 kda, Carbonic Anhydrase Molekulargewichtsmarker, (2) Vergleichsurin (3) B.J.-Proteinurie

26 Ausschluss einer Nierenerkrankung Serum: Kreatinin Cystatin C Urin: Hämoglobin Leukozytenesterase Gesamtprotein Albumin α 1 -Mikroglobulin unauffällig Normalbefund

27 Wann ist welcher Marker erhöht? Albumin: Bei glomerulärer Filtrationsstörung Aber auch bei Einschränkung der tubulären Rückresorption vermehrt im Harn ausgeschieden α 1 -Mikroglobulin: Bei tubulärer Resorptionsstörung Erhöhte Urinkonzentrationen auch bei glomerulärer Proteinurie (>100facher Anstieg der Albuminurie) ohne histopathol. Veränderungen des Interstitiums (Überlastung der Resorptionskapazität der Tubuli)

28 Vergleich von Albumin- und α 1 -Mikroglobulin- Ausscheidungsmustern Logarithmische Funktion Exponentialfunktion Nephropathien Glomerulopathien, primär Glomerulopathien, sekundär Dysfunktionskollektiv

29 Festlegung der Bereiche 3 Glomerulopathie (1) 1 Glomerulopathie mit tubulo-interstitieller Beteiligung (2) Tubulo-interstitieller Nephropathie (3) Auswertung inkl. Diagnosestellung im Idealfall mittels Expertensystem Hofmann et al. Lab.med.1993; 17:502

30 Selektivität der glomerulären Proteinurie IgG/Albumin Selektiv <0,03 Nicht-selektiv >0,03 Gültig für eine Albuminurie > 500 mg/g Kreatinin

31 Entscheidungskriterien zur Leukozyturiedifferenzierung Leukozytenesterase: Gesamtprotein: Albumin: α 1 -Mikroglobulin: positiv normal normal normal Postrenale Entzündung Kein Hinweis auf Störung der glomerulären und tubulären Proteinreabsorption. Klinisch relevante Nierenparenchymerkrankung mit großer Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen. Leukozytenesterase: positiv Gesamtprotein: normal Albumin: mg/g Krea. α 1 -Mikroglobulin: normal Urineiweißdifferenzierung nach Abklingen der Leukozyturie wiederholen. Auch Entzündungen der ableitenden Harnwege können mit geringen Albumin- und/oder IgG-Erhöhungen einhergehen. Leukozytenesterase: positiv Gesamtprotein: >150 mg/g Krea. Albumin: >100 mg/g Krea. α 1 -Mikroglobulin: >14 mg/g Krea. Zur Abschätzung des Ausmaßes der renalen Beteiligung bei Entzündungen im Bereich der ableitenden Harnwege Urineiweißdifferenzierung nach Abklingen der Leukozyturie wiederholen.

32 Ursachen der Hämaturie Mikrohämaturie (mikroskopisch) Makrohämaturie (roter Urin) Prärenal: Hämolyse Renal: Entzündungen Tumore, Steine, Nieren- Parenchymschaden Postrenal: Steine, Tumore, Entzündungen

33 Entscheidungskriterien zur Hämaturiedifferenzierung Für U-Albumin > 100 mg/l IgG/Albumin >0,2 <0,2 >0,2 α 2 -Makrogl./Albumin >0,02 <0,02 <0,02 α 1 -Mikrogl./Albumin <1,0 <1,0 >1,0 1 Mit großer Wahrscheinlichkeit postrenale Hämaturie, Kontrolle nach Abklingen 2 Mit großer Wahrscheinlichkeit renale (glom.) Hämaturie, zusätzliche postrenale Blutbeimengung nicht ausgeschlossen (zusätzl. Proteinurie bewerten) 3 Mit großer Wahrscheinlichkeit renale (tubulo-interstit.) Hämaturie, zusätzliche postrenale Blutbeimengung nicht ausgeschlossen (zusätzl. Proteinurie bewerten)

34 Differenzierung einer Bence-Jones-Proteinurie Albumin + α 1 -Mikrogl. + Transferrin + IgG Cut off: 0,69 Sensitivität: 100% Spezifität: 76,8% Gesamtprotein Immunfixation: Kappa/Lambda Sensitivität: 100% Spezifität: 98,6% SDS-PAGE: Sensitivität: 67,5% Spezifität: 100% Boege et al. J Clin Chem Clin Biochem 1990; 28:37-42

35 Mikroalbuminurie Urinausscheidung von Albumin in einer Konzentration von mg/l Früher und sensitiver Nachweis einer diabetischen Nephropathie Bestimmung Semiquantitativ: Albuminteststreifen Quantitativ: 24-Std.-Urin Ref.bereich: mg / 24 Std.

36 Stoffwechselendprodukte: Harnsäure Endprodukt des Purinstoffwechsels, Höhe des Pools: Bilanz aus Bildung und Elimination glomeruläre Filtration, Rückresorption im prox. Tubulus, Sekretion im distalen Tubulus Bestimmungsmethode: enzymatisch (Urikase-Methoden) Harnsäure + 2 H 2 O + O 2 Allantoin + CO 2 + H 2 O 2 Referenzbereich: M µmol/l (>420 µmol sind etwa 25% erwachsener Männer: eigentlich: 490 µmol/l (med. zu hoch)) W µmol/l Kaukasier haben höhere Harnsäurewerte als Schwarz-Afrikaner. Frauen haben eine höhere Harnsäure-Clearance, unter Ovulationshemmern noch niedrigere Harnsäurewerte. Postmenopausal erreichen Frauen die Harnsäure-Werte von Männern. Löslichkeitsgrenze für Mononatriumurat bei 37 C bei 381 µmol/l!!! (Ab ca. 480 µmol/ l kann es zum Ausfall von Urat im Gewebe kommen.) Hyperurikämie: (Männer > 420 µmol/l, Frauen > 390 µmol/l; Prävalenz: M 28,6%, W 2,6%,) primär ein Symptom der Gicht, sekundär in Assoziation mit Risikofaktoren der koronaren Herzkrankheit (metabolischer Risikofaktor). Hypourikämie: Harnsäurekonzentration im Serum < 120 µmol/l (Prävalenz: 0,2%), klinisch unauffällig. Gründe: verminderte Harnsäurebildung (z.b. hereditäre Xanthinurie, Allopurinol-Therapie) vermehrte renale Ausscheidung (z.b. Fanconi-Syndrom, AIDS, D. mellitus, Mercaptopurin)

37 Harnsäure: Bestimmungsindikationen internistische Erstuntersuchung Gicht in der Familie klinische Symptome eines akuten Gichtanfalls bei Zuständen im Zusammenhang mit sekundärer Hyperurikämie (Alkohol, Hungerkuren..) therapeutisch bedingte Hyperurikämie (Zytostatika-Therapie, Bestrahlung von Tumoren, Cyclosporin-Therapie) Bei Patienten mit Hypertonie, Hyperlipidämie, Übergewicht und Störungen des Glucosemetabolismus (koronare Herzkrankheit) Verdacht auf Schwangerschaftsgestose Steinleiden (auch bei Hypourikämie: Xanthinoxidase-Mangel massive Xanthinausscheidung Xanthinsteine [U-Harnsäure] und [S-Harnsäure] niedrig

38 Harnsäure: Hyperurikämie Therapie z.b. Diät, Urostatikum Allopurinol zur Verhinderung der Harnsäurebildung Fasten, Keto-, Laktatacidose, Primäre Form (häufig) (seltener) Psoriasis körp. Anstrengung EPH-Gestose, Bleinephropathie, Down-Syndro hereditäre Änderung der Mechanismen der renalen Harnsäureausscheidung in Verbindung mit reichlich Proteinzufuhr (Fleischkost) (underexcreter). (Patienten benötigen µmol/l höhere Harnsäuremenge, um gleiche Harnsäure-Ausscheidung zu erreichen) Enzymdefekte, die zu Überproduktion führen. Hypoxanthin-Guanin-Phosphoribosyltransferase (HGPRT) (X-chromosomal) hemmender Rückkopplungsmechanismus, verstärkte Purinsynthese (Lesh-Nyhan-Syndrom (keine Enzymakt.))

39 Harnsäure: Einfluss von Arzneimitteln auf die [S-Harnsäure] Vermehrter Zelluntergang alle Zustände mit vermehrtem Zelluntergang führen zu [S-Harnsäure] sowie [U-Harnsäure] Alkohol (Laktat) + Diuretika z.b. Thiazid (Hemmung der renalen Ausscheidung)

40 Harnsäure: Klinische Manifestationen Akute Urat-Nephropathie: akutes obstruktives Nierenversagen durch Ausfällung von Uratkristallen aufgrund massiver Überproduktion. Vorkommen: z.b. Blastenkrisen akuter Leukosen, vor oder während Zytostatikatherapie. Häufigkeit der Arthritis urica in Abhängigkeit von der Konzentration der S-Harnsäure Akute Gichtarthritis Nephrolithiasis Gichtniere Häufigkeit zurückgegangen (check up), Auftreten als akute Attacke nach langjährig (20-40J) bestehender Hyperurikämie, Symptom: schmerzende Monarthritis des Großzehengrundgelenks % der Patienten mit akutem Gichtanfall mit Nierensteinanamnese. Nicht immer Uratsteine! (85% Harnsäure, ausgelöst durch niedrigen Urin-pH, geringes Urinvolumen)) (Uratnephropathie) Manifestation der chronischen Gicht, eingeschränkte GFR, Proteinurie, Hypertonie.

41 Klinische Chemie Teil II Testeigenschaften Liquordiagnostik Ralf Lichtinghagen

42 Referenzintervall Keine Normalverteilung Es ist das Intervall zwischen zwei Referenzgrenzen und schließt diese Grenze mit ein. 5% der Gesunden sind definitionsgemäß oberhalb (2,5%) bzw. unterhalb (2,5%) des Intervalls und haben somit einen pathologischen Messwert. 2, Perzentile eines gesunden Kontrollkollektives bezogen auf die Werteverteilung bei einer Messgröße.

43 Transversalbeurteilung Vergleich eines Messwertes mit dem entsprechenden Referenzintervall: S-Bilirubin [µmol/l]: 25 + bis 17 S-Protein [g/l]: Referenzbereich

44 Longitudinalbeurteilung Wichtiger Bestandteil einer Plausibilitätskontrolle. Überprüft die zeitliche Folge von Ergebnissen aus Primärproben desselben Patienten. Aus biologischen Halbwertszeiten und Erkenntnissen über typische Veränderungen der Messgröße bei definierten Erkrankungen kann die Plausibilität solcher Zeitreihen beurteilt werden. Beispiel Tag 1 Tag 2 Tag 3 Ref.bereich S-Kalium [mmol/l] 4,4 7,8+ 4,6 3,6-5,4

45 Analytik im Überblick Nachweisgrenze: Mindestkonzentration eines Analyten, die sicher von Null unterschieden werden kann Mehrfachmessung analytfreier Probe: Nachweisgrenze = Mittelwert + 3 x SD Linearitätsgrenze: Analytische Sensitivität: Analytische Spezifität: Messbereich zwischen Nachweisgrenze und Linearitätsgrenze (Verdünnungsgrenze) Maß für Nachweisvermögen einer Methode. Bedeutet auch die kleinste Konzentrationsdifferenz innerhalb des Messbereichs, die sicher unterschieden werden kann. Kritische Differenz = 3 x SD (der Methode) das Vermögen des analytischen Verfahrens in der Probe nur die gesuchte Messgröße zu erfassen SD: Standardabweichung

46 ZUM NACHDENKEN Wert 1 Wert 2 z.b. S-Chlorid Wert [mmol/l] Tag Tag 2a 102 Tag 2b 105 Maximal zulässige Unpräzision der Methode beträgt 2,5% Kritische Differenz = 2 2 x SD (~3 x SD) Anstieg des S-Chlorid oder nicht? Richtigkeitskontrolle: Präzisionskontrolle: Abweichungen von einem definierten Zielwert, lässt systematische Fehler erkennen (RiliBÄK: max. zulässige Unrichtigkeit). Überprüfung der Reproduzierbarkeit der Messung (RiliBÄK: max. zulässige Unpräzision), Erkennung grober und zufälliger Fehler Mittelwert, Standardabweichung, Variationskoeffizient (VK)

47 Diagnostische Wertigkeit von Markern Idealer Test Häufigkeit Gesund Krank Markerkonzentration Keine falsch-positiven und falsch-negativen Ergebnisse Positives Ergebnis beweisend für gesuchte Erkrankung Realer Test Diagnostische Sensitivität und Spezifität <100% Prävalenz der Erkrankung muss berücksichtigt werden

48 cut-off-wert Häufigkeit Patient hat nicht die Erkrankung, die der Marker nachweisen soll Cut off-wert Patient hat die Erkrankung, die der Marker nachweisen soll fn richtig positiv richtig negativ fp Konzentration des Markers Eine Entscheidungsgrenze dient zur Diskriminierung zweier verschiedener Kollektive mit Hilfe eines entsprechenden (geeigneten) Markers.

49 Diagnostische Sensitivität und Spezifität bessere bessere Sensitivität Spezifität Entscheidungsgrenze Konzentration Marker Diagnostische Sensitivität und Spezifität eines Markers in Bezug auf den Nachweis einer Erkrankung sind über die Festlegung einer Entscheidungsgrenze miteinander verbunden!

50 Diagnostische Wertigkeit von Markern Sicherheit, mit der Kranke erkannt werden Sicherheit, mit der Nicht-Kranke ausgeschlossen werden Wahrscheinlichkeit für Krankheit bei pathologischem Messwert (Zunahme mit Krankheitsprävalenz) Wahrscheinlichkeit für Nicht-Krankheit bei normalem Messwert (Zunahme mit Prävalenz Nicht-Kranken)

51 Diagnostische Wertigkeit von Markern (n= ) tatsächlicher Zustand Prävalenz:0,3% Kranke Nicht-Kranke Test positiv 240 (RP) 1994 (FP) Test negativ 60 (FN) (RN) Summe Diagnostische Sensitivität (RP/RP+FN): 240/300 = 0.80 Diagnostische Spezifität (RN/FP+RN): 97706/99700 = 0.98 Pos. prädiktiver Wert (RP/RP+FP): 240/2234 = 0,11 Neg. prädiktiver Wert (RN/RN+FN): 97706/97766 = 0,99

52 Diagnostische Wertigkeit von Markern Rechenbeispiel: 50 Kranke auf Personen (Prävalenz 0,05%) Testeigenschaften: Sensitivität 50% Spezifität 95% Restresultat: 25 Kranke entdeckt 25 Kranke übersehen 5000 Gesunde mit Verdacht auf Erkrankung! Weitere Diagnostik bei 5% der Patienten (Faktor 100:1)

53 Diagnostische Wertigkeit von Markern Blutnachweis im Stuhl / Colon-Ca Prävalenz Colon-Ca 0,72% Diagn. Sensitivität 80% Diagn. Spezifität 98% Bei n= Kranke Test-positiv, 14 Kranke Test-negativ 200 Gesunde Test-positiv (falsch-positiv) Pos. prädiktiver Wert 22,5% Neg. prädiktiver Wert 99,9% Weitere Diagnostik bei 2,6% der Patienten (Faktor 3:1 Gesund/Krank))

54 Liquordiagnostik (besser: CSF (cerebrospinal fluid)-diagnostik) CSF-Zusammensetzung reguliert durch passive Diffusionsprozesse über Blut- Liquor-Schranke und resorptive Prozesse im ZNS Konzentrationsunterschiede zwischen Serum und CSF fettlösliche Pharmaka (diffundieren leicht) Harnstoff, Kreatinin (freie, langsame Diffusion) Proteine (diffundieren langsam, wesentlich geringere Konzentration im Liquor) Glucose (Carrier, konstant niedriger als im Serum) Lumbale Glucosekonzentration etwa 50-60% des Blutspiegels, Glucoseerniedrigung im Liquor korreliert mit Laktatanstieg, Für Laktat (Erhöhung) Messgrößen muss kein Bezug zum Blutspiegel Fragestellung hergestellt werden! Eilanalytik Beschaffenheit, Zellzahl, akute Entzündung, bakt.-virale Gesamtprotein, Laktat Schrankenstörung Basisanalytik Quotienten von Albumin, IgG, chronische Entzündung, IgA, IgM, OKB, Tumorzellen Schrankenstörung Meningeosis carcinomatosa Spezialanalytik erregerspez. AK, ZNS-Proteine Infekt vs. Autoimmun Neurodegeneration

55 Krankheitstypische Veränderungen von CSF-Messgrößen I: 19J, M, Kopfschmerzen, Abgeschlagenheit, 40 C, Genickstarre: virale Meningoenzephalitis II: zum Vergleich: bakterielle Meningitis III: 7 Tage als schwerer Grippefall behandelt, dann ANV, hohes CRP: Meningosepsis

56 Albumin- und IgG-CSF/Serum-Quotient Diagramm nach Reiber und Felgenhauer (vereinfachte Form) Erhöhung der Protein- Schrankenstörung (vermehrte Permeabilität) +/oder konzentration in der CSF vermehrte Synthese im ZNS (intrathekale Ig-Synthese) Albumin IgG niemals im ZNS synthetisiert (Schrankenfunktion) überprop. großer CSF/Serum-Quotient: intrathek. Synthese

57 Oligoklon. und monoklon. IgG-Fraktionen in CSF und Serum Im Liquor Banden, die nicht im Serum vorkommen: Ursprung im ZNS Diverse monoklonale Banden: Intrazelluläre Modifikation der AK oben:isoelektrische Fokussierung auf PAA, ph 3,5-9,5 links: Isoelektrische Fokussierung auf Agarosegel mit Immunoblot 1 keine Banden in CNS und Serum 2 oligoklon. Banden im CSF: intrathekale IgG-Synthese 3 oligoklon. Banden im CSF + zusätzl ident. Banden in Serum + CSF: intrathekale IgG-Synthese 4 übereinstimmende oligoklon. Bandenmuster in Serum + CSF: systemische Immunreaktion 5 monoklonales Bandenmuster in CSF + Serum: systemische Paraproteinämie Nach Konzentrierung des Liquors finden sich normal alle CSF-Banden auch im Serum wieder. Drei oder mehr oligoklonale Banden sind nicht dem Serum zuzuordnen Autochthone IG-Synthese z.b. bei MS oder chronischen und akuten Entzündungen des ZNS.

58 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!