Thrombophiliediagnostik

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1 - 1 - Thrombophiliediagnostik Allgemeines Die Neigung zu Thrombosen ist in erster Linie eine klinisch-anamnestische Diagnose! Besteht bei einem Patienten eine Thrombophilie oder der Verdacht auf eine Thrombophilie, so können einige hämostaseologische Parameter abgeklärt werden, um Aussagen über das einer Thrombose oder Re-Thrombose erhalten zu können. Aufgrund dieses s lässt sich dann gegebenenfalls die Indikation zu einer medikamentösen Thromboseprophylaxe stellen bzw. darüber entscheiden, wie intensiv diese durchgeführt werden sollte. Zeitpunkt der Diagnostik Der optimale Zeitpunkt zur Thrombophiliediagnostik ist im Allgemeinen 4-6 Wochen nach Beendigung der oralen Antikoagulation (eventuell unter Heparinschutz), da einige wichtige Untersuchung unter der Therapie mit Marcumar (aber auch Heparin) nicht eindeutig bestimmbar sind. Es empfiehlt sich hierbei, die Therapie ausschleichend zu beenden und unter Kontrolle von Aktivitätsmarkern des Gerinnungssystems (z.b. F1+2, s.u.) durchzuführen. Eine Thrombophiliediagnostik im Rahmen einer familiären Veranlagung oder vor Verschreibung oraler Ovulationshemmer ist selbstverständlich von diesen Einschränkungen nicht betroffen! Benötigtes Untersuchungsmaterial Zur vollständigen Bearbeitung aller notwendigen Untersuchungen benötigen wir mindestens zwei Citratplasmen, ein EDTA-Röhrchen sowie ein Serumröhrchen. Wichtig: Das Citratplasma sollte nach Abnahme sofort zentrifugiert werden, der plättchenarme Überstand eingefroren und das Plasma dann in gefrorenem Zustand versandt werden, um präanalytische Aktivitätsabnahmen einzelner Gerinnungsfaktoren minimieren zu können (Spezielle Versandboxen können auf Anfrage zur Verfügung gestellt werden).

2 - 2 - Indikationen Laboruntersuchung 1. Genetische/erworbene faktoren sehr wahrscheinlich: Spontane Thrombose im jüngeren Alter (< 45 Jahre) ohne erkennbaren Auslöser (z.b. Operationen, Trauma, Immobilisierung) Rezidivierende Thrombosen Thromboseneigung in der Familie Thrombosen an untypischer Lokalisation (Sinusvenen, Mesenterialvenen, Zentralvene, Armvene) Habitueller Abort, Totgeburt APC-Resistenz, bei positivem Ausfall Faktor V Leiden Prothrombinmutation G20210A Faktor VIII-Aktivität Homocystein Lupus Antikoagulans Protein C- und Protein S-Aktivität Antithrombin-Aktivität Anti-Cardiolipin-Antikörper 2. Genetische/erworbene faktoren wahrscheinlich: Spontane Thrombose im höheren Alter (> 45 Jahre) ohne erkennbaren Auslöser (z.b. Operationen, Trauma, Immobilisierung) Thrombose im Verlauf der Schwangerschaft oder unter Einnahme oraler Kontrazeptiva, bzw. Hormonersatztherapie Proximale tiefe Beinvenenthrombose und/oder Lungenembolie mit erkennbarem Auslöser (z.b. Operationen, Trauma, Immobilisierung) Vor Verschreibung oraler Kontrazeptiva und vor Beginn einer Hormonersatztherapie (HRT) nur bei positiver Familien- und Eigenanamnese. Vor geplanter Schwangerschaft nur bei positiver Familien- und Eigenanamnese Vor geplanter Operation nur bei positiver Familien- und Eigenanamnese 3. faktor unbekannt APC-Resistenz, bei positivem Ausfall Faktor V Leiden Prothrombinmutation G20210A Faktor VIII-Aktivität Homocystein Lupus Antikoagulans APC-Resistenz, bei positivem Ausfall Faktor V Leiden Prothrombinmutation G20210A Faktor VIII-Aktivität Homocystein Lupus Antikoagulans Protein C- und Protein S-Aktivität Antithrombin-Aktivität Anti-Cardiolipin-Antikörper Die distale tiefe Beinvenenthrombose mit erkennbarem Auslöser (z.b. Operationen, Trauma, Immobilisierung) stellt keine Indikation zur Thrombophiliediagnostik dar! (das Untersuchungsspektrum orientiert sich hauptsächlich an der erwarteten Häufigkeit der einzelnen Parameter bei symptomatischen Patienten in Abhängigkeit von der Wahrscheinlichkeit, dass überhaupt ein faktor besteht. Dass heißt, es erfasst die häufigsten Störungen und beinhaltet so die größte Wahrscheinlichkeit, ein positives Ergebnis zu erhalten!)

3 - 3 - Bei negativem Ausfall o.g. Untersuchungen und fortbestehendem Verdacht auf eine Thrombophilie sollten gegebenenfalls folgende weitere Untersuchungen durchgeführt werden: Lipoprotein(a) Fibrinogen Faktor IX-Aktivität Faktor XI-Aktivität Faktor XII-Aktivität Methylentetrahydrofolatreduktase-Mutation C677T Die Thrombophilieparameter im Einzelnen (Angegeben sind bei den wichtigsten Parametern auch die Häufigkeit bei symptomatischen Patienten sowie das relative einer Thrombose bei Merkmalsträgern; die Angaben sind nur als ungefähre Orientierung zu sehen und können je nach Studie von anderen Werten differieren!) 1. Gesicherte hereditäre, bzw. möglicherweise hereditäre faktoren APC-Resistenz/Faktor V Leiden Häufigkeit 20 40% (heterozygot) 8-fach (homozygot) 91-fach Das aktivierte Protein C (APC) ist eine Serinprotease mit großer antikoagulativer Potenz. Es wird im Blut auf der Oberfläche von Endothelzellen durch an Thrombomodulin gebundenes Thrombin aus Protein C freigesetzt. Unter physiologischen Bedingungen begrenzt APC die Blutgerinnung durch proteolytische Zerstörung der aktivierten Faktoren V und VIII. Hierzu benötigt das Enzym seinen Cofaktor Protein S. Unter APC Resistenz werden genetische Veränderungen des Gerinnungsfaktor V verstanden, die den prokoagulatorischen Gerinnungsfaktor vor der Zerstörung durch aktiviertes Protein C schützen. Der einmal in Gang gesetzte Aktivierungsprozess wird dadurch weiter unterhalten, woraus ein erhöhtes prokoagulatorisches Potential und letztlich Thrombosen resultieren können. Die bei weitem wichtigste Punktmutation im Gen des Faktor V ist der Faktor V Leiden (nach dem Ort der Erstbeschreibung. Weitere Mutationen und Haplotypen sowie erworbene Ursachen einer APC-Resistenz sind aber ebenfalls beschrieben. Prothrombinmutation G20210A Häufigkeit 7-16% (heterozygot) 2,4-fach (homozygot) 50-fach Eine weitere wichtige Mutation mit thrombophilem Potential ist eine Punktmutation im Gen des Gerinnungsfaktor II ( Prothrombinmutation ). Diese Störung ist teilweise über bislang nicht bekannte Mechanismen mit erhöhten Aktivitäten des prokoagulatorischen Faktor II verknüpft. Der letztliche Pathomechanismus, der zu einer erhöhten Thromboseneigung führt, ist aber bisher nicht geklärt.

4 - 4 - Protein C- und Protein S-Aktivität Häufigkeit 3-4% 8-9-fach Die Proteine C und S werden in den Hepatozyten gebildet. Für ihre Synthese ist eine ausreichende intrazelluläre Vitamin K-Konzentration erforderlich. Beide Proteine sind nahe Verwandte der Gerinnungsfaktoren des Prothrombinkomplexes. Während die Faktoren II, VII, IX und X prokoagulatorisch wirken, ist Protein C jedoch ein antikoagulatorisches Zymogen, das zusammen mit seinem Cofaktor Protein S nach erfolgter Gerinnung die Faktoren Va und VIIIa proteolytisch inaktiviert. Bei einem Mangel einer dieser beiden Proteine kommt es demzufolge zu einer geringeren Proteolyse dieser prokoagulatorischen Gerinnungsfaktoren, woraus wiederum eine erhöhte Gerinnungsneigung resultieren kann. Von beiden Proteinen kann sowohl die Aktivität als auch die Konzentration bestimmt werden. Sinnvoller Weise sollte bei Verdacht auf einen Mangel an Protein C oder S erst die Aktivität und bei bestätigter Vermutung die Konzentration bestimmt werden. Erniedrigte Protein C-Werte werden neben angeborenen Mangelzuständen auch bei Vitamin K-Mangel, unter Therapie mit oralen Antikoagulanzien, bei Lebererkrankungen, Sepsis und DIC sowie im Verlauf der akuten Thrombose gefunden. Erniedrigte Protein S-Werte sind ebenfalls einerseits hereditärer Natur, andererseits aber auch erworben durch Lebererkrankungen, Vitamin K-Mangel, Entzündungen, Sepsis und DIC, unter oraler Antikoagulantien-Therapie, bei Einnahme östrogenhaltiger Medikamente, im Verlauf der Schwangerschaft und im Wochenbett sowie beim Antiphospholipid-Syndrom. Zu beachten ist, dass es bei einer APC-Resistenz aus analytischen Gründen ebenfalls zu einem in-vitro Aktivitätsverlust kommen kann. Erhöhte Werte beider Proteine sind nach derzeitigem Kenntnisstand nicht Ausdruck einer Gerinnungsstörung. Antithrombin-Aktivität Häufigkeit 3% 4-fach Antithrombin wird der Leber synthetisiert. Die Proteinbiosynthese des Antithrombins reagiert sehr empfindlich auf hypoxische und toxische Schädigungen der Leberzellen sowie auf Minderperfusion der Leber. Schädigungen der Hepatozyten führen somit zu einer frühzeitigen Suppression der Antithrombin-Biosynthese. Antithrombin III (AT III) ist der natürliche, im Plasma vorkommende, Inhibitor der Serinproteasen Thrombin und Faktor Xa, daneben hemmt es aber auch die Gerinnungsfaktoren IXa, XIa und XIIa. Die Antithrombin III-Aktivität bewirkt eine irreversible Komplexbildung mit der jeweiligen Protease, wobei die Inaktivierung physiologischerweise langsam erfolgt. Bei Anwesenheit von Heparin wird durch die Komplexbildung die Antithrombin III-Aktivität sofort und konzentrationsabhängig verstärkt. Dadurch wird die Inhibitoraktiviät des AT III verbraucht und ist dementsprechend nicht messbar. Mangelzustände bewirken eine verminderte Proteolyse gerinnungsaktiver Faktoren und somit eine Verstärkung des koagulatorischen Prozesses. Erniedrigte Aktivitäten sind neben angeborenen Mängeln bei fortgeschrittenem Leberparenchymschaden (Leberzirrhose, toxischem Leberversagen), der Sepsis und der DIC, dem nephrotischen Syndrom, der exsudativen Enteropathie, bei Operationen mit großen Wundflächen, nach Traumen und Verbrennungen sowie unter einer Heparintherapie zu finden.

5 - 5 - Faktor VIII-Aktivität bei persistierender Aktivität >150% 4,0 10,8-fach Der Gerinnungsfaktor VIII wird in der Leber synthetisiert und ist der Cofaktor der Protease Faktor IXa. Der aktivierte Faktor VIII beschleunigt die Aktivierung von Faktor X durch Faktor IXa um ein Vielfaches. Im Blut ist Faktor VIII an sein Trägerprotein, den von Willebrand Faktor gebunden. Faktor VIII wird durch Thrombin aktiviert und durch Protein Ca inaktiviert. Er reagiert wie ein Akute-Phase-Protein, dessen Aktivität im Plasma in allen akuten Phasen wie Stress und Entzündungen erhöht ist. Ein hereditärer Mangel ist die Ursache der klassischen Hämophilie A und findet sich bei Subtypen des von Willebrand Syndroms. Persistierende Aktivitäten >150% sind durch bisher nicht sicher geklärte Mechanismen mit dem gehäuften Auftreten von Thrombosen assoziiert. Homocystein Häufigkeit 10% 4-fach Homocystein ist eine Aminosäure, die nur als Zwischenprodukt im Stoffwechsel in geringer Konzentration auftritt. Das angereicherte Homocystein übt seine pathogene Wirkung an den Gefäßwänden aus. Es kommt zur Zerstörung der Intima und zu Ablagerungen von Protein- und Lipidpartikeln im Endothel. Auch das von Willebrand- Faktor-Antigen (vwag), ein spezifisches Produkt des Endothels, wird dabei freigesetzt. So veränderte Oberflächen der Gefäßwände sind adhäsions- und aggregationsfördernd für Thrombozyten und können arterielle und venöse Verschlüsse zur Folge haben. Erhöhte Homocysteinspiegel im Blut sind Ausdruck eines Vitamin B-, bzw. Folsäure- Mangels, insbesondere wenn zusätzlich angeborene Störungen im Aminosäurestoffwechsel, wie die MTHFR-Mutation (s.u.) zu einem verminderten Homocystein-Abbau führen. Durch die nebenwirkungsarme und preislich vergleichsweise günstige Substitution von Vitamin B 6, B 12, und Folsäure wird die Hyperhomocysteinämie erfolgreich behandelt. 2. Gesicherte erworbene faktoren Lupus Antikoagulans Häufigkeit 8% 11,1-fach Lupus Antikoagulanzien sind Antikörper, die im Verlauf von Autoimmunerkrankungen auftreten, häufig aber auch unabhängig hiervon. Sie sind gegen gerinnungsaktive Membran-Phosphatide gerichtet und reagieren u.a. mit Phosphatidyl-Äthanolamin und Phosphatidyl-Serin, den wesentlichen Bestandteilen von Thromboplastinen. Hierdurch wird die Reaktionsmatrize für aktivierte Gerinnungsfaktoren blockiert, so dass in-vitro verlängerte Gerinnungszeiten z.b. bei der aptt-bestimmung resultieren. Es handelt sich hierbei nicht um eine ererbte, sondern um eine im Laufe des Lebens aus unbekannter Ursache erworbene Gerinnungsstörung. Frauen sind deutlich häufiger betroffen als Männer (Frauen : Männer = 8 : 1). Im Falle des sog. Antiphospholipid- Syndroms werden aus unbekanntem Grund Antikörper gegen körpereigene Zellmembranbestandteile gebildet. Diese reagieren mit der Blutgerinnung und führen zu einer erheblichen Neigung zu Thrombosen und Embolien, aber auch zu neurologischen

6 - 6 - Erkrankungen wie TIA und Schlaganfällen. Außerdem ist gerade im Zusammenhang mit dem Antiphospholipid-Syndrom eine erhöhte Abort-Neigung beschrieben worden. Bei Auftreten von Thrombosen und/oder habituellen Aborten und wiederholtem Nachweis von Antiphospholipid-Ak bzw. Lupus-Antikoagulans spricht man vom sog. "Antiphospholipid-Syndrom" (APS). Manchmal treten die Antiphospholipid-Ak auch im Rahmen schon bestehender anderer Autoimmunerkrankungen auf, wie z. B. rheumatische Erkrankungen, Schilddrüsenerkrankungen u.a., so dass gelegentlich auch eine diesbezügliche Abklärung nötig wird. Anti-Cardiolipin-Antikörper Häufigkeit 8% 11,1-fach Anti-Cardiolipin-Ak gehören zu einer heterogenen Gruppe von Antikörpern (sog. Anti- Phospholipid-Ak, s.o.), die zu einem thrombophilen Zustand mit arteriellen und venösen Thrombosen führen können, dem Anti-Phospholipidsyndrom. Außerdem ist das Auftreten habitueller Aborte hierbei eine häufige Komplikation. Beim Auftreten dieser AK im Zusammenhang mit anderen Autoimmunerkrankungen spricht man vom "sekundären" APS, beim Vorkommen der AK ohne zusätzliche Autoimmunerkrankung vom "primären" APS. Das primäre APS ist wesentlich häufiger! 3. fakoren ungesicherter Relevanz Lipoprotein(a) Lipoprotein(a) ist ein Dimer, bestehend aus einem LDL-Molekül, welches über eine Disulfid-Brücke an das Apolipoprotein(a) gebunden ist. Durch diese Bindung besitzt Lp(a) eine außerordentliche Strukturhomologie zu Plasminogen, welches Fibringerinnsel auflöst. Aufgrund dieser Strukturhomologie kann Lp(a) die Fibrinolyse inhibieren. Des Weiteren wirkt Lp(a) auch atherogen. Lp(a) ist ein von allen übrigen Parametern unabhängiger faktor für thrombotische Erkrankungen und daher wichtig für die Früherkennung eines Atheroskleroserisikos, insbesondere in Gegenwart erhöhter LDL- Cholesterinwerte. Die Konzentration von Lp(a) ist weitgehende genetisch bedingt und z. Zt. weder durch diätetische noch medikamentöse Maßnahmen beeinflussbar. Fibrinogen Fibrinogen bildet die Grundsubstanz für den netzförmigen Wundverschluss. Fibrinogen, bzw. Fibrin interagiert einerseits mit Thrombozyten, Endothelzellen und Fibroblasten und ist so integraler Bestandteil der Fibrinbildung, andererseits ist es aber auch Zentrum des fibrinolytischen Systems. Nach Abspaltung der Fibrinopeptide A und B durch Thrombin und anschließender Polymerisation entsteht Fibrin, das durch die Transglutaminase Faktor XIII vernetzt und so vor vorzeitiger Wiederauflösung geschützt wird. Niedrige Fibrinogenspiegel kommen selten vor, zumeist in Notfallsituationen, wie DIC, Hyperfibrinolysen, schwerer Blutverlust oder bei ausgeprägtem Leberschaden. Erhöhte Fibrinogenspiegel findet bei allen Akute-Phase-Reaktionen, im Verlauf der Schwangerschaft, unter Einnahme von Ovulationshemmern, bei Diabetes mellitus, Störungen im Fettstoffwechsel, Neoplasien, pavk und bei akuten venösen Thrombosen. Persisistierend hohe Fibrinogenspiegel beinhalten ein erhöhtes arterieller Verschlusskrankheiten und venöser Thrombosen. Ebenso sind Dysfibrinogenämien als faktor venöser Thrombose beschrieben, sie können aber auch zu einer Blutungsneigung führen.

7 - 7 - Faktor IX-Aktivität Der Faktor IX wird in der Leber Vitamin K-abhängig synthetisiert. Es ist das Proenzym der Serinprotease IXa, die in Gegenwart von Faktor VIII die Gerinnungsfaktoren X und V aktiviert. Angeborene Faktor IX-Mangelzustände haben die klassische Hämophilie B zur Folge. Erhöhte Aktivitäten des Faktor IX werden im Zusammenhang mit einer Thromboseneigung beobachtet, wobei der genaue Pathomechanismus aber nicht bekannt ist. Faktor XI-Aktivität Faktor XI gehört zu den so genannten Kontaktfaktoren. Er wird durch Faktor XIIa in Gegenwart von Fremdoberflächen und High molecular weight kininogen (HMWK) aktiviert und mit Hilfe von letzterem an Fremdoberflächen gebunden. Faktor XIa aktiviert seinerseits Faktor IX. Der kongenitale Faktor XI-Mangel ist extrem selten und kommt nur bei bestimmten ethnischen Volksgruppen vor. Er geht meist nur mit einer milden Blutungsneigung einher. Persistierend erhöhte Aktivitäten finden sich bei manchen Patienten mit einer erhöhten Thromboseneigung. Faktor XII-Aktivität Faktor XII ist der klassische Kontaktfaktor, da sich das Proenzym an negativ geladene Oberflächen bindet und damit zum Teil aktiviert wird. Faktor XIIa seinerseits aktiviert Präkallikrein zu Kallikrein, wodurch wiederum der Faktor XII zu Faktor XIIa aktiviert wird. Der Faktor XII-Mangel wird meist zufällig bei präoperativen Gerinnungsanalysen anhand der stark verlängerten PTT festgestellt. Der Faktor XII-Mangel geht fast nie mit einer Blutungsneigung einher. Der schwere Faktor XII-Mangel ist hingegen mit gehäuftem Auftreten venöser Thrombosen und Myokardinfarkten assoziiert. Methylentetrahydrofolatreduktase-Mutation C677T Mit Hilfe des körpereigenen Enzyms Methylentetrahydrofolatreduktase (MTHFR) wird Homocystein in Methionin umgewandelt. Im MTHFR-Gen treten jedoch sehr häufig Mutationen auf. Die wichtigste Mutation ist die MTHFR-Mutation C677T. Das Produkt ist eine thermolabile Variante des Enzyms, die zu einer Funktionsminderung bei Körpertemperatur und damit zu erhöhten Homocystein-Spiegeln führt. Homozygote Träger haben deutlich höhere Homocystein-Spiegel als heterozygote. 4. Aktivierungsmarker des Gerinnungssystems F1+2 Bei der proteolytischen Aktivierung des Prothrombins (Faktor II) zum Thrombin durch den Faktor Xa wird das Peptid F1+2 freigesetzt. Somit zeigen erhöhte F1+2-Spiegel immer Situationen an, bei denen eine erhöhte Aktivität des Gerinnungssystems zu Grunde liegt und eignen sich daher zur Diagnose und Monitoring von allen Zuständen mit erhöhter Gerinnungsaktivität, wie die DIC, aber auch zur Überwachung einer Therapie mit oralen Antikoagulanzien. D-Dimere

8 - 8 - Die D-Dimer-Konzentration ist ein Plasmamarker, der die Fibrinolyse von der Fibrinogenolyse zu unterscheiden hilft. Bei der Vernetzung von Fibrinmonomeren zum unlöslichen Fibrin durch den aktivierten Gerinnungsfaktor XIII werden die so genannten D-Domänen zweier benachbarter Fibrinmonomere verknüpft und damit dimerisiert. Bei der nachfolgenden Degradation des vernetzten Fibrins durch Plasmin wird die dimerisierte Form der D-Domäne freigelegt und in löslicher Form aus dem Gerinnsel in das Blut abgegeben. Damit ist der Nachweis von D-Dimeren immer ein Beweis für eine intravasale Fibrinbildung mit nachfolgender Fibrinolyse (physiologische Proteolyse) und nicht Fibrinogenolyse, d.h. er spiegelt die Einwirkung des Plasmins auf vernetztes Fibrin wieder. Eine D-Dimer-Konzentration im Normbereich kann nach derzeitiger Auffassung als Ausschlusskriterium für eine Thrombose gewertet werden. Eine positive Aussage hinsichtlich thrombembolischer Ereignisse ist der relativen Unspezifität des Markers nicht möglich. Bemerkung zur Abrechnung Laborleistungen im Rahmen einer Thrombophiliediagnostik können unter der Ausnahme- Indikation ( Therapiepflichtige hämolytische Anämie, Diagnostik und Therapie der hereditären Thrombophilie, des Antiphospholipid-Syndroms oder der Hämophilie ) abgerechnet werden und belasten so nicht Ihr Laborbudget! Bei Rückfragen wenden Sie sich bitte an Herrn Dr. rer. nat. Thomas Brüning