Liquordiagnostik in der Klinischen Chemie. Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik ws1617

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1 Liquordiagnostik in der Klinischen Chemie Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsdiagnostik ws1617 1

2 Anatomische und physiologische Grundlagen Bildungsort: Plexus choroideus der vier Ventrikel Zirkulation: der Liquor fließt in den kortikalen und den lumbalen Subarachnoidalraum durch die Arachnoidalzotten wird der Liquor in das venöse Blut drainiert treibende Kraft ist die Druckdifferenz zwischen arteriellem und venösem Blut Bildungsweise: Aktiver Transport: Elektrolyte, Glucose Diffusion: H 2 O, Chlorid, Albumin Sekretion: beta-trace Protein, IgG Liquorvolumen: ml tägliche Produktion: 500 ml 2

3 Anatomische und physiologische Grundlagen Blut-Liquor-Schranke funktionelle, selektive Barriere zwischen Blut und Liquor, die eingeschränkten Austausch von Molekülen und Zellen erlaubt verschiedene Strukturen: Kapillarenendothel, Basalmembran, perivaskuläre gliale Zellschicht Filterfunktion für Proteine Albumin: 1 2 Tage IgG: 2 4 Tage Blut-Hirn-Schranke beide Schrankensysteme sind permeabel für Zellen 3

4 Indikationen zur Durchführung einer Liquordiagnostik Diagnostik und Verlaufskontrolle bei ZNS-Erkrankungen Infektionskrankheit Neoplasie Trauma Autoimmunerkrankung Meningitis, Encephalitis, Viren, Bakterien, Pilze Solide Tumoren, Leukämien, Lymphome Subarachnoidalblutung Multiple Sklerose 4

5 Präanalytik Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Neurologie Lumbalpunktion L3/L4 bzw. L4/L5 5

6 Präanalytik Entnahmereihenfolge: 3 Trpf. verwerfen, (1 EDTA-Röhrchen), mehrere Nativ-Röhrchen, insges. 2 5 ml Zeitpunkt der Liquorpunktion notieren und unmittelbar ins Labor transportieren Zytologie: Zellzählung innerhalb von 1 2 Stunden (Raumtemperatur), da in vitro eine schnelle Zytolyse erfolgt Liquorproteine: 1 Woche bei 2 8 C, darüber hinaus bei 70 C Serum und Liquor zeitnah (max. 30 min.) entnehmen und zusammen analysieren 6

7 Liquordiagnostik Visuelle Aspekte Normalbefund kristallklar Trübung (Leukozyten > 200/µl, Proteine, Mikroorganismen) Blutige Liquor-Probe 3 Gläser Probe makroskopisch Differenzierung zw. artifizieller (abnehmend blutig) vs. subarachnoidaler Blutung (gleichbleibend blutig) Zentrifugation Überstand klar frische Blutung Überstand xanthochrom ältere Blutung (Abbauprodukte) 7

8 Liquordiagnostik 1. Zytologie Zellzahl: Leukozyten und Erythrozyten Zelldifferenzierung 2. Laktat- und Glukosekonzentration 3. Gesamtproteinkonzentration 4. Proteindifferenzierung a. Albumin Zustand der Blut-Liquor-Schranke b. Immunglobuline (IgG, IgA, IgM) und oligoklonale Banden intrathekale Immunglobulin-Synthese (V. a. chronisch entzündlichen Prozess) 8

9 1. Zytologie Leukozyten- und Erythrozytenzählung Messung mittels Durchflusszytometer Normal: < 5 Zellen/µl Typische Konstellationen bei neurologischen Erkrankungen Leukozyten: 5-30/µl: Multiple Sklerose, virale Encephalitiden (HIV, VZV u.a.) /µl: akute virale Meningitiden, akute Neuroborreliose, tuberkulöse/ mykotische Meningitis, Hirnabszess > 300/µl: bakterielle Meningitis Fazit: Zellzahl ist relativ unspezifisch. 9

10 Zelldifferenzierung 1. Zytologie gefärbtes Zytozentrifugenpräparat Normal: Lymphozyten (70 bis 100%) u. Monozyten (bis 30%) Pathologisch: Neutrophile Granulozyten: akuter Prozess, bakterielle Meningitis, Frühphase viraler Meningitiden Phagozytierte Bakterien (Staphylokokken, Meningokokken u.a.) Lymphozyten/Monozyten: chronischer Prozess, virale Meningitis, Spätphase der bakteriellen Meningitis, MS Eosinophile (>5%): Parasitosen, TBC, Fremdkörper (Drainagen) Tumorzellen: Blasten, Lymphomzellen, Zellen solider Tumoren 10

11 2. Bestimmung von Glucose und Laktat im Liquor Indikation: Differenzierung bakterielle vs. virale Meningitis Normal: Glucose > 50% des Serumwertes Lactat < 2,1 mmol/l Bewertung: Liquor-Laktat > 3,5 mmol/l, Liquor-Glucose < 40 mg/dl und Liquor-Leukozytose > 800/µl ist nahezu beweisend für eine bakterielle Meningitis. Bei viralen Meningitiden sind Glucose und Lactat unauffällig. Cave! Laktat- und Glucosewerte jenseits der Grenzwerte auch bei SAB (Subarachnoidalblutung) und ggf. bei Tumoren möglich 11

12 3. Gesamtproteinkonzentration im Liquor TP in Liquor Summe aus Proteinen des Zentralnervensystems (< 20%) und Plasma-Proteinen (> 80%) Bewertung Normal: 1/200 der Proteinkonzentration im Serum, mg/l Erhöhungen der Gesamtproteinkonzentration im Liquor: Störung der Blut-Liquor-Schranke Eiweißbildung (Proteinsynthese) innerhalb des Liquorraumes Blutungen in die Liquorräume Fazit: unspezifisch, zur Orientierung für die weitere immunchemische Analytik 12

13 4. Proteindifferenzierung a. Albumin Ausschluss einer Schrankenstörung Markerprotein Albumin wird ausschließlich außerhalb des Gehirns synthetisiert idealer Parameter, um alle Einflüsse und Einschränkungen für die Passage eines Proteins vom Blut in den lumbalen Liquor zu charakterisieren Parallele Untersuchung einer Serum- und Liquorprobe Albumin-Quotient: Liquor (CSF)/Serum x 10 3 quantitatives Maß für die Blut-Liquor-Schrankenfunktion 13

14 4. Proteindifferenzierung a. Albumin Altersabhängige Referenzbereiche des Albumin-Liquor/Serum- Quotienten (Q Alb ): Alter (Jahre) Q Alb Geburt Monate 0,5 3,5 < 15 < 5 < 40 < 6,5 < 60 < 8 bei Neugeborenen sind die Arachnoidalzotten unreif, der Liquorfluss reduziert Proteinkonzentration die Albuminquotienten fallen im Verlauf der ersten Lebensmonate ab Kleinkinder haben die niedrigsten Werte Q Alb steigt bei Erwachsenen mit dem Alter 14

15 4. Proteindifferenzierung a. Albumin Neurologische Erkrankungen, die eine Störung der Blut-Liquor- Schranke verursachen: Akute Meningitis und Enzephalitis Chronisch-entzündliche Prozesse Tumoren (primär u. Metastasen) Ischämie (Hirninfarkt) Traumen Eine reine Schrankenstörung ist überwiegend nicht entzündlich! 15

16 4. Proteindifferenzierung b. Immunglobuline Nachweis einer intrathekalen Immunglobulinsynthese (IgG, IgA, IgM) Hinweis auf eine intrathekale Entzündung Parallele Untersuchung einer Serum- und Liquorprobe Ig-Quotient: Liquor (CSF)/Serum x 10 3 Bewertung im Zusammenhang mit dem Albumin-Quotienten Q IgG /Q Alb, IgG- Index erhöht: lokale IgG-Synthese Q IgA /Q Alb, Q IgM /Q Alb 16

17 4. Proteindifferenzierung b. Immunglobuline Typische Konstellationen lokal synthetisierter Immunglobuline 1 Klassenreaktion : IgG: MS, HSV, HIV IgM: NHL 2 Klassenreaktion: IgG/IgA: bakt. Meningitis IgG/IgM: FSME 3 Klassenreaktion: Neuroborreliose, Mumps-Meningoenzephalitis 17

18 Reiber Diagramm grafische Darstellung, die ermöglicht zu beurteilen, ob eine Störung der Blut- Liquorschranke und/oder eine intrathekale Immunglobulinsynthese vorliegt 1 = Referenzbereich 2 = reine Schrankenstörung 3 = Schrankenstörung mit lokaler IgG-Synthese im ZNS 4 = reine lokale IgG-Synthese 4. Proteindifferenzierung 5 = prä- oder analytischer Fehler 18

19 Reiber-Diagramm Bewertung Reine Schrankenstörung: Tumoren, Infarkte, Traumen, Frühphase von Meningitiden Schrankenstörung mit lokaler Immunglobulin-Synthese: Virale, bakterielle, mykotische Meningitiden Chronisch: MS (häufig ohne Schrankenstörung) Tumoren 19

20 4. Proteindifferenzierung b. oligoklonale Banden Qualitativer Nachweis von oligoklonalen IgG-Fraktionen Methode: isoelektrische Fokussierung und nachfolgende Immundetektion Indikation: Nachweis intrathekal synthetisierter IgG-Fraktionen, zum Beispiel bei MS 20

21 4. Proteindifferenzierung b. oligoklonale Banden Qualitativer Nachweis von oligoklonalen IgG-Fraktionen 21

22 Liquordiagnostik Rhinoliquorrhoe ß-Trace-Protein Nachweis von Liquor in Sekreten im Nasensekret ist ß-Trace-Protein in sehr niedriger Konzentration vorhanden erhöhte ß-Trace-Protein im Nasensekret ist Hinweis z.b. auf eine Liquorfistel oder eine offene Verbindung zum Liquorraum 22

23 Liquordiagnostik Was gibt es sonst noch? Erreger-spezifischer Antikörper-Index (virale Erkrankungen) Tumormarker: CEA, AFP, HCG, β 2 -MG Durchflusszytometrie: u.a. Nachweis aktivierter B-Lymphozyten Nachweis spez. Proteine u.a. bei M. Alzheimer (Tau-Protein, ß-Amyloid) Mikrobiologische Diagnostik 23

24 Liquordiagnostik Akute bakterielle Meningitis Klinik: plötzlicher Krankheitsbeginn mit Fieber, Kopfschmerz, Schläfrigkeit, Nackensteife fulminanter Verlauf mit MOV Laborbefund: Visuell: Zellzahl: trüb, eitrig 200 einige 1000/µl, v.a. neutrophile Granulozyten Glucose < 20 mg/dl, Laktat > 3,5 mmol/l Gesamteiweiß: stark erhöht, > 100 mg/l, Q Alb > 20 x 10-3, AK-Ind. neg. Mögliche Erreger: Meningokokken, Pneumokokken, u.a. 24

25 Liquordiagnostik Tuberkulöse Meningitis Klinik: langsamer Krankheitsbeginn, unspezifische Symptome, Schläfrigkeit, Nackensteife Laborbefund: Visuell: Zellzahl: klar - trüb, Fibrinfäden einige 100/µl, buntes Bild v.a. mononukleäres Zellbild Glucose erniedrigt (< 20 mg/dl), Laktat > 2,1 mmol/l Gesamteiweiß: mäßig erhöht, Q Alb > 20 x 10-3, AK: IgG und IgA pos. Erreger: Mycobacterium tuberculosis (PCR), DD: Pilzinfektion 25

26 Liquordiagnostik Virale Meningitis Klinik: langsamer Krankheitsbeginn, unspezifische Symptome, Kopfschmerz, Schläfrigkeit, (Nackensteife) Laborbefund: Visuell: Zellzahl: klar bis einige 100/µl, v.a. mononukleäres Zellbild Glucose vorwiegend normal, Laktat < 2,1 mmol/l Gesamteiweiß: leicht erhöht, Q Alb bis 20 x 10-3, AK: alle Varianten Erreger: HSV, VZV, CMV, FSME, HIV, Mumps, Polio, u.a. 26

27 Liquordiagnostik Multiple Sklerose, MS Klinik: meist schubweise verlaufende neurologische Erkrankung mit herdförmiger Entmarkung der Nervenbahnen (Auflösung der Markscheiden). Sklerose bedeutet Ersatz der Markscheiden durch Glia (Bindegewebe). Autoimmunerkrankung. Laborbefund: Visuell: Zellzahl: klar bis ca. 40/µl, mononukleäres Zellbild Glucose normal, Laktat normal Gesamteiweiß: leicht erhöht, Q Alb bis 10 x 10-3, AK: IgG, MRZ Positives oligoklonales Bandenmuster 27

28 Liquordiagnostik Tumorerkrankung Ursachen: Mamma-CA, Bronchial-CA, Keimzelltumoren, Lymphome, Leukämien Laborbefund: Visuell: Zellzahl: klar bis ca.??/µl, Tumorzellen Glucose normal - erniedrigt, Laktat normal - erhöht Gesamteiweiß: leicht erhöht, Q Alb bis 10 x 10-3 (leicht), (AK: IgG) Positive Tumormarker CEA, AFP, β-hcg, Paraproteine, u.a. 28