Immunstatus. PD Dr Attila Tarnok

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1 Immunstatus PD Dr Attila Tarnok Klinik für Kinderkardiologie Herzzentrum Leipzig GmbH; Universität Leipzig Strümpellstr. 39 D Leipzig

2 Hintergrund Bei der Diagnostik von Immundefizienzen nehmen Untersuchungen im immunologischen Labor einen zentralen Platz ein. Insbesondere mittels durchflusszytometrischer Verfahren kann eine Vielzahl von Funktionsstörungen des Immunsystems erkannt und charakterisiert werden. Grundlage einer rationellen Immundefektdiagnostik ist in jedem Falle eine ausführliche Anamnese und klinische Diagnostik, an die sich dann die Bestimmung adäquater immunologischer Parameter anschließt.

3 Systematik von Immundefekten Kriterium Beispiele Bedingungen des Auftretens angeboren physiologische Immundefekte, primäre Immundefekte erworben bei anderen Grunderkrankungen, therapiebedingt, durch (virale) Infekte Betroffenes Stammzelle Kombinierte Immundefekte System T-Vorläufer T-Zell-Defekte B-Vorläufer Agammaglobulinämie T-Zellen Störungen von Regulator- und Effektorfunktionen B-Zellen Subklassendefekte Monozyten Myeloperoxidasemangel Granulozyten Chronische Granulomatose Komplement C2-Defizienz

4 Angeborene Immundefekte Erworbene Immundefekte Immunmonitoring Methoden

5 Angeborene Immundefekte Angeborene Immundefekte werden im allgemeinen anhand begleitender Erkrankungen/Symptome manifest: Infektionen infolge des Immundefektes Vordergründig auffällige Veränderungen bei Syndromen Anamnestisch besonders wichtig: häufige, lang andauernde oder rezidivierende Infektionen ungewöhnlich lokalisierte Infektionen familiäre Häufung erheblicher Infektionsprobleme und unklarer Todesfälle. Erste Anhaltspunkte über zugrundeliegende Immundefizienz kann das Erregerspektrum liefern, wobei die Zuordnung nicht streng schematisch zutrifft.

6 Leitsymptome bei ID Befund Defekt Rezidivierende Infektionen Alle Immundefekte Polytope Infektionen Therapieresistente Infektionen Ungewöhnlich häufige und schwere Infektionen Pneumocystis-carinii-Pneumonie B-, T-, kombinierte Immundefekte Opportunistische Infektionen G, C, T, (?) kombinierte Immundefekte Kalte Staphylokokkenabszesse Hyper-IgE-Syndrom Candidiasis T (?) Generalisierte BCGitis nach Impfung T-, kombinierte Immundefekte Poliomyelitis nach Lebendimpfung B-, kombinierte Immundefekte Verspäteter Abfall der Nabelschnur Leukozytenadhäsionsdefekt Ekzem, Thrombozytopenie Wiskott-Aldrich-Syndrom Ataxie, Teleangiektasen Louis-Bar-Syndrom Dermatomyositis-ähnliche Rötung X-linked Agammaglobulinämie Albinismus Chediak-Higashi-Syndrom

7 Befunde bei angeborenen ID Defekt T B NK Serum-Ig Retikuläre Dysgenesie ADA-Defizienz RAG-Defizienz XL-SCID Nur wenig IgM PNP-Defizienz meist reduziert JAK3-Defizienz IL-7R? -Defizienz Nur wenig IgM CD3?-Defizienz Omenn-Syndrom wenige - + wenig IgM, IgE? Wiskott-Aldrich-Syndrom wenige + + wenig IgM, IgE? DiGeorge-Syndrom wenige CD8- (ZAP-70-) Defizienz CD4 + + nur IgM, IgA Ataxia teleangiectatica CD8 + - reduziert MHC-II-Defizienz CD IL-2-Defizienz reduziert Bare Lymphocyte-Syndrom reduziert Angeborene Immundefekte sind häufig Teil eines Syndroms; Diagnose erfolgt häufig bereits vor infektiösen Komplikationen.

8 Beispiel 1 Aufnahme zur operativen Korrektur eines komplexen Vitium cordis. Deletion 22q11 Herzfehler Di George- Syndrom Velocardiofaciales Syndrom conotruncal anomaly face Syndrom 85-90% 97% 68% 85% 98% 100%

9 Di George-Syndrom: Mutationen

10 Di George-Syndrom? Humangenetische Untersuchung: Diagnose einer Mikrodeletion 22q11.2. Immunologische Untersuchung: Hypogammaglobulinämie; Reduzierte CD8+ T-Zell-Zahl. Potentielle immunologische Folgen (Infekte) noch nicht manifest. Diagnose: partielles Di George-Syndrom Therapeutische Konsequenzen: Diskret erhöhte Infektneigung Eher nicht-immunologische Komplikationen

11 Sekundäre Immundefizienzen Neben angeborenen Immundefekten gewinnen sekundär erworbene therapie- oder krankheitsbedingte Immundefizienzen zahlenmäßig immer mehr an Bedeutung. Insbesondere beim Monitoring HIVinfizierter Patienten und bei der Langzeitverfolgung immunsupprimierter Patienten nach Organtransplantation tragen durchflusszytometrische Untersuchungen erheblich zur Optimierung der Patientenbetreuung und zur Früherkennung und korrekten Diagnose von Komplikationen bei.

12 Beispiel 2 erhöhtes Risiko für Infektionen durch aktive Immunsuppression nach LTx Diagnostisches Problem: bei ca. 30% der transplantierten Patienten postoperativ mindestens eine Infektion davon ca. 50% bakterielle Infektionen nicht-kontrollierbare Infektionen als vorherrschende Todesursache im frühen Verlauf nach einer Organtransplantation bei der Lebertransplantation Differentialdiagnose Cholangitis vs. Abstoßung besonders schwierig ,1 0 FK FK Steroide GCSF GMCSF 0 Parameter: HLA-DR auf Monozyten Procalcitonin im Serum % DR+ Monozyten log Procalcitonin [ ng /ml] Konsequenz: Beeinflussung der Therapieführung der Immunsuppression unter Berücksichtigung von PCT und HLA-DR + -Monozyten > 90% < 0,5 1,5

13 Beispiel 3 Veränderungen peripherer Lymphozyten bei CMV-Infekt nach NTX Diagnostisches Problem: hohe Wahrscheinlichkeit einer CMV-Infektion/Reaktivierung bei Immunsuppression Früherkennung und Frühtherapie erforderlich Parameter: CD4/8-Ratio; HLA-DR+T-Zellen; CD8+57+ Zellen (PCR, pp65) Konsequenz: Zuverlässige Früherkennung durch kombinierte Diagnostik

14 Weitere Ursachen sekundärer Immundefizienzen - 1 Infektionen? Viren (Masern, Röteln, EBV, CMV, HIV)? Bakterien (Mykobakterien, Treponemen)? Parasiten (Protozoen, Würmer)? Pilze Malnutrition? Protein-Energie-Malnutrition? Mangel an Mineralien? Vitaminmangel? Überernährung Immunsuppressive Therapie? Medikamente? Strahlentherapie Polytrauma, Verbrennungen, Narkose, Operationen

15 Weitere Ursachen sekundärer Immundefizienzen - 2 Proteinverlustsyndrome? Enterales Eiweißverlustsyndrom? Nephrotisches Syndrom Maligne Erkrankungen? lymphoretikuläre Erkrankungen (Leukosen, Lymphome, Myelome)? solide Tumoren Metabolische Erkrankungen? Diabetes mellitus? Morbus Cushing Weitere Ursachen Splenektomie, Alter, psychischer Stress, ionisierende Strahlen, Urämie, angeborene Erkrankungen (Down-Syndrom, Myotonia congenita), Sarkoidose

16 Zusammenfassung - 1 Diagnostik angeborener Immundefekte Stufenplan Initial: Bestandsaufnahme über zelluläre und humorale Parameter Gezielt: Immunglobulinklassen und subklassen Lymphozytensubpopulationen im Blut Stimulierbarkeit der T-Lymphozyten Untersuchung spezifischer Effektorfunktionen (ic Zytokine) Expression von Adhäsionsmolekülen Chemotaxis, Phagozytose und Sauerstoffradikalbildung Komplementfaktoren bzw. Komplementaktivität Abschließend: gezielter Nachweis von Mutationen

17 Zusammenfassung - 2 Diagnostik induzierter Immundefekte induziert durch: Vorerkrankung psychischen Stress Medikation/Narkose Operationstrauma Komplikationen Diagnostisches Vorgehen: zentrale Parameter häufig noch nicht bekannt sinnvoll für besseres Verständnis der Zusammenhänge bei Komplikationen Ausschluss unerkannter primärer ID Monitoring bei Hochrisiko

18 Zusammenfassung Immunmonitoring induziert durch: Vorerkrankung Therapie (Leukämie, AIDS, Transplantation) Diagnostisches Vorgehen: zentrale Parameter häufig noch nicht bekannt Monitoring bei Hochrisiko (z.b. AIDS: T-Helferzellzahl)

19 Bild 14.21

20 Methoden Zellmessung am Durchfluszytometer ( FACS ) Serumbestandteile mittels ELISA Serumbestandteile mittels Radiale Immundiffusion

21 Flow cell Example Channel Layout for Laser-based Flow Cytometry Dichroic Filters PMT 1 Bandpass Filters PMT 2 PMT 4 PMT 3 Laser original from Purdue University Cytometry Laboratories; modified by R.F. Murphy

22 T-CELL Large Granular Lymphocytic Leukemia PE-CD4 FL2-Height --> FITC-CD3 FL1-Height --> TC-CD3 FL1-Height --> PE-CD56 FL2-Height --> FITC-CD FL1-Height --> FITC-CD7 FL1-Height --> TC-CD FL3-Height --> FITC-CD45 FL1-Height --> FITC-CD FL3-Height --> TC-CD FL3-Height --> TC-CD FL3-Height --> PP-HLADr FL3-Height -->

23 Enzyme Linked Immunosorbent Assay = ELISA Bild A6

24 ELISPOT Messung Bild A29