Abbott Times. Das Metabolische Syndrom. Das Firmenmagazin der Abbott GmbH & Co. KG Diagnostika 22. Jahrgang Nr. 1/2012

Transkript

1 Abbott Times Das Firmenmagazin der Abbott GmbH & Co. KG Diagnostika 22. Jahrgang Nr. 1/2012 Sonderbeitrag 40 Jahre Hepatitis- Diagnostik Rückblick und Ausblick. Teil 1 PRODUKT Bedeutung der niedrigen Virämie bei HIV-Patienten FOCUS Das Metabolische Syndrom Put science on your side.

2 2 Editorial Von Qualitätssicherung und Qualitätsmanagement BÄK, DAkkS, DGQ, ILAC, ZLG,... Oder: Inwieweit nützen Verbesserungsmaßnahmen bei Qualitätssicherung und Business-Excellence auch dem medizinischen Labor? Wechsel der Anschauung Der Wandel der Leistungsvergütung hin zur Pauschale ließ ein Absinken der medizinischen Qualität befürchten, die prinzipiell auch das medizinische Laboratorium betroffen hätte. Auch deshalb hat das BMG die BÄK beauftragt, Mindeststandards zur Qualität labormedizinischer Leistungen zu definieren und zu implementieren. Mittlerweile ist es der BÄK gelungen, die verschiedenen Vorstellungen von Gesetzgeber, Behörden, BÄK und Fachgesellgesellschaften zu harmonisieren und eine verbindliche Richtlinie für alle in der Heilkunde Tätigen zu erlassen. Vorteile für die Betroffenen Vorteilhaft für die Beschäftigten im Laboratorium ist, dass die relevanten Vorschriften für alle Fachgebiete in der Rili- BÄK zu finden sind. Diese ist in einer einheitlichen, praxisnahen Sprache verfasst, lässt für die Ausgestaltung der Elemente des Teils A (Qualitätsmanagement) viel Spielraum für eine eigenbedarfsorientierte Gestaltung und vermeidet unnötige Ordnung in Ordnern. Der entscheidende Fortschritt für jeden Patienten besteht darin, dass die Laborwerte immer mit einer Mindestqualität erstellt werden, sei es in der Sprechstunde, im Notarztwagen, in der Klinik oder beim Spezialisten. Die Einhaltung der Richtlinie ist durch die Behörden zu überwachen, die bisher noch sehr vom individuellen Engagement der einzelnen Länder abhängig ist. Kann oder muss man mehr tun? Die neue RiliBÄK dient vorrangig dem Wohl des Patienten und hat Gesetzeskraft. Für jedes Labor bleibt zu klären, ob es sinnvoll ist, mehr zu bieten, als den Mindeststandard zu erfüllen, und auf welchem Wege dies geschehen könnte. In einem freien Markt stellen sich sofort zwei Fragen: Wie erhält man ein Alleinstellungsmerkmal? Wie kann man ein Labor erfolgreich in die Zukunft führen? Die RiliBÄK verlangt und bietet für beide Fragen keine Antwort. Die ILAC (International Laboratory Accreditation Cooperation) setzt sich weltweit für die Akkreditierung nach ISO-Normen ein und rät von Zertifizierung nach ISO 9001 ab: Die Laborakkreditierung ist ein Mittel zur Ermittlung der technischen Kompetenz von Laboratorien, Akkreditierung ist ein wirksames Marktinstrument. Dies bedeutet, dass die Bewertung nach ISO 9001 nicht versichert, dass die Kalibrierdaten zuverlässig sind. Die neue deutsche DAkkS beschreibt ihren Nutzen entsprechend so: Unter dem Motto,einmal geprüft überall anerkannt können Handelshemmnisse abgebaut werden und überwacht als unabhängige Stelle die Fachkompetenz von Laboratorien. Erste Kundenerfahrungen klingen zurückhaltend: Besonders die Themenbereiche Preispolitik, Transparenz und Dauer von Prozessen schei- nen ein beachtliches Konfliktpotenzial zu beinhalten. Und Die Kosten der Akkreditierung sind generell um einen hohen Prozentsatz gestiegen! Eine Alternative bietet die ZLG mit einer Anerkennung nach dem MPG: Die Fachgruppe Laboratorien führt Begutachtung und Anerkennung durch (für): medizinische Laboratorien. Voraussetzung für die Anerkennung ist die Erfüllung der Regeln der ZLG. Wie lässt sich ein Zusatznutzen für das Laboratorium schaffen? Die Zitate und die gelebte Akkreditierung dokumentieren die nach wie vor bestehende Grundhaltung: Beachten vorgegebener Kriterien, regelmäßiges Überprüfen verlangter Dokumente und Begehung. Der Unterschied zur RiliBÄK findet sich im Wesentlichen nur im größeren Dokumentationsaufwand, nicht aber im Nutzen, und bleibt auch als wirksames Marktinstrument nur eingeschränkt tauglich. In der Tiefe der ISO finden sich mit ständiger Verbesserung durchaus wichtige Begriffe eines umfassenden Qualitätsmanagements und der Business-Excellence. Bisher näherte sich die Norm mit jeder Überarbeitung zwar an Qualitätsmanagementsysteme an. Dennoch wird aus Planung und Kenntnis von Kennzahlen eher kein Zusatznutzen für den Betrieb Laboratorium geschaffen; der Fokus liegt auf den Prozessen. Die nahezu regelmäßig auftretende Erschöpfung der Mitarbeiter nach einer Begutachtung führt dazu, fürs Erste keine Aktivitäten und ständige Verbesserungen ins Auge zu fassen. Ein Abbau übertriebener Bürokratie und Prozessbeschreibungen würde Kräfte für eine strategische Planung von Zielen, Strategie und Ressourcen zum Nutzen des Unternehmens freisetzen. Auch eine sys tematische Auswertung von Ergebnissen (mitarbeiter-, kundenbezogen, Schlüsselergebnisse) wäre durchzuführen und zu bewerten. Letztlich sollte erreicht werden, nicht nur die dauernden Verbesserungen aller Prozesse im Auge zu haben, sondern sämtliche Erwartungen der Kunden zu kennen und diesen zu entsprechen. Warum noch akkreditieren? Es ist nicht belegt, dass die momentane Praxis der Akkreditierung mehr zum Patientennutzen beiträgt als die Regeln der RiliBÄK. Zum Nutzen für die Laboratorien ist die Norm im Hinblick auf mehr Freiraum zu überarbeiten, sodass zukünftig Kraft bleibt für innovative Ansätze und für selbst gestellte Fragen zu Zielen und Exzellenz des eigenen Unternehmens. n Prof. Dr. Dr. Wolfgang Stein

3 Inhaltsverzeichnis 3 Magazin 4 Weniger ist mehr Diagnostischer Blutverlust und Anämie 5 Erst vermehren, dann zerstören Nebenwirkungen von Diclofenac 6 Wirken die Nichtraucherschutzgesetze? Was man sich gern von Schokolade erhofft 7 Alkohol und Tumorleiden Focus 8 Metabolisches Syndrom: Klassifikationen und Rolle einer ektopen Fettverteilung Sonderbeitrag Jahre Hepatitis-Diagnostik Rückblick und Ausblick. Teil 1 Praxisreport 20 Installation des ersten PLEX-ID-Systems in Deutschland 23 Fit für die Zukunft neues Laborkonzept an der Universitätsmedizin Göttingen 4 Liebe Leserinnen und Leser der Abbott Times! Bitte unterstützen Sie uns darin, Abbott Times immer besser zu machen! Beteiligen Sie sich an einer kurzen Umfrage unter Die aktuelle und ältere Ausgaben der Abbott Times finden Sie im Internet unter Dort können Sie auch gleich unsere Abbott Times enews abonnieren. Das Redaktionsteam Labor aktuell 26 Bedeutung der niedrigen Virämie bei HIV-Patienten 28 Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung in der Krebsdiagnostik 29 Abbott erhält RAL-Gütezeichen für Medizintechnik 30 Abbott Diabetes Care (ADC) 32 Rili-BÄK Neuigkeiten 33 onelab: Die neue, innovative Informatik-Lösung für das Labor von Abbott 36 Dreißigjähriges Jubiläum der Medizinischen Labora torien Dr. Staber und Kollegen 38 Lesezeichen: Hinweise auf aktuelle medizinische Fachliteratur 39 DGKL-Jahrestagung EFCC-Labs Are Vital Award Impressum Cover: Fotolia/babimu 20 28

4 4 Magazin Weniger ist mehr Bei den Einnahmegewohnheiten für Nahrungsergänzungsmittel ist seit einiger Zeit ein Veränderungsprozess zu beobachten. Ursprünglich sollten diese Zusätze dazu beitragen, manifeste Mängel an beispielsweise Iod, Folat, Vitamin D oder Mineralien zu vermeiden. Mittlerweile hat sich das Bild gewandelt und die Aspekte Wellness und Krankheitsvermeidung bestimmen mehr und mehr unser Verhalten, insbesondere das älterer Menschen. Ob die diesen Wandel bewirkende Hoffnung berechtigt ist oder nicht, wird in Studien untersucht. J. Mursu et al. (Arch Intern Med. 2011;171: ) beobachteten mehr als ältere Frauen 19 Jahre lang, von denen bei Studienbeginn 63 % angaben, regelmäßig frei verkäufliche Vitamin- und Mineralstoffpräparate zusätzlich einzunehmen. Im Laufe der Studie steigerte sich dieser Anteil auf 85 %. Für die meisten Zusatzstoffe konnte kein Einfluss auf eine verringerte Mortalität gezeigt werden, stattdessen waren Multivitaminpräparate, Vitamin B6, Folat, Magnesium, Zink, Kupfer und besonders ausgeprägt und dosisabhängig Eisen mit einer erhöhten Sterblichkeit assoziiert. Allein eine zusätzliche Einnahme von Calcium bewirkte einen positiven Einfluss auf die Mortalität. Dieses letzte Ergebnis ist für ältere Frauen bei ihrem erhöhten Osteo poroserisiko nicht überraschend und war zu erwarten. Die Autoren schließen aus ihren Ergebnissen, dass der Ansatz: viel hilft viel auch hier falsch ist und dass in einer Bevölkerung ohne Mangelernährung Nahrungsergänzungsmittel offensichtlich eher schaden als nützen. Zu einer grundsätzlich gleichen Aussage gelangten E. A. Klein et al. (JAMA 2011;306: ), die den Einfluss von Vitamin E auf das Risiko, an einem Prostatakarzinom zu erkranken, in einer randomisierten klinischen Studie an mehr als Männern untersuchten. Es konnte kein protektiver Effekt nachgewiesen werden. Auch hier erschien das Morbiditätsrisiko eher erhöht. Zwar können Beobachtungsstudien keine kausalen Zusammenhänge beweisen, die Ergebnisse aus diesen und ähnlichen Studien unterstreichen dennoch die Erkenntnis, Heilsversprechungen von Nahrungsergänzungsmitteln sehr skeptisch zu bewerten und in allen Fällen, wo ein sicherer Beweis noch nicht erbracht ist, Zurückhaltung zu üben. n Diagnostischer Blutverlust und Anämie Fotolia/Pixelot, Fotolia/psdesign1 Zum Nutzen des klinischen Laboratoriums gehört neben einer verlässlichen Diagnostik auch dessen Beitrag zur Verbesserung der Patientensicherheit. G. Rollins (Clinical Laboratory Strategies, October 13, 2011) berichtete kürzlich über Häufigkeit und Auswirkungen der im Krankenhaus akquirierten Anämie (hospital-acquired anemia, HAA). HAA ist ein multifaktorielles Geschehen und tritt bei Patienten auf, die bei Klinikaufnahme noch unauffällige Hb-Werte zeigen. Eine Ursache sind die für Diagnostik und Therapiekontrolle benötigten Blutmengen. Ergebnisse der Daten aus 57 Kliniken und Patienten mit akutem Herzinfarkt zeigen eindrucksvoll die Auswirkungen des diagnostischen Blutverlustes. Als Anämie (HAA) wurde ein Abfall der Hb-Konzentration unter 11 g/dl festgelegt. Die jeweils abgenommenen Blutmengen wurden berechnet unter der Annahme, dass 5 ml für Hämatologie, 4,5 ml für Gerinnung, 2 ml für die Blutgase, 10 ml für Blutkulturen und je 5 ml für Klinische Chemie und sonstige Untersuchungen benötigt werden. Zusätzlich wurde unterstellt, dass alle Untersuchungen so weit wie technisch möglich aus nur einem Probenmaterial gemacht wurden. Bei 20 % der Patienten trat eine HAA auf, bei 12,5 % wurden insgesamt mehr als 300 ml Blut verbraucht mit der entsprechenden Anämiekonsequenz. Pro 50 ml Blutabnahme ergab sich eine 18%ige Risikozunahme für eine HAA. Auch zwischen den einzelnen Kliniken traten große Unterschiede (119 ml versus 246 ml) für die abzunehmenden, durchschnittlichen Blutmengen auf. Dass die im Vergleich zu einer Blutspende gering aussehenden Mengen bereits ausreichen sollen, eine Anämie hervorzurufen, kann man kontrovers diskutieren. Es wird jedoch angenommen, dass die akute Erkrankung auch die Syntheseleistung des Knochenmarks vorübergehend reduziert. Weiterhin ist es nicht auszuschließen, dass in Wirklichkeit mehr Probenröhrchen abgenommen wurden als eigentlich notwendig. Die Autoren empfehlen daher, in enger Kooperation zwischen Klinik und Laboratorium Indikation und Technik zu überarbeiten. Dem ist aus Sicht der ständigen Verbesserung uneingeschränkt zuzustimmen. n

5 Erst vermehren, dann zerstören Magazin 5 Unsere angeborene Immunabwehr kann eine Virusreplikation mithilfe von Interferon begrenzen und zusätzlich virale Antigene dem adaptiven Immunsystem in der Absicht präsentieren, eine humorale und zelluläre Immunreaktion in Gang zu bringen. Beim Studium der Infektion durch das vesikuläre Stomatitis-Virus (VSV) im Mausmodell machten K. S. Lang et al. (Immunol Nov 20;13(1):51 7) eine überraschende Entdeckung. Sie untersuchten den Vorgang, wie es dem angeborenen Immunsystem gelingt, die Virusreplikation in den Zellen einerseits zu unterdrücken, und wie es andererseits dennoch in der Lage ist, Virusantigene zu präsentieren, die die Voraussetzung für eine humorale Abwehr sind. Dabei fanden sie Makrophagen (CD 169+) mit unerwartetem Verhalten. Im Gegensatz zu anderen Makrophagen produzieren diese Zellen ein Protein (Usp18), das die Hemmwirkung des Interferons auf das Virus unterdrückt. Daher findet in diesen Zellen eine Virusreplikation statt. Dieses Reaktionsverhalten erscheint auf den ersten Blick widersinnig und gefährlich. Es zeigte sich aber, dass dieser Zelltyp in der Milz vollständig von normalen Makrophagen umgeben ist, sodass die Virusreplikation lokal begrenzt und daher ungefährlich bleibt. Die lokale Virusreplikation wird zum bedeutsamen Faktor in der Virusabwehr, weil die Wirkungsweise der Makrophagen (CD 169+) Abb.: Eine Makrophage einer Maus mit zwei Ausstülpungen (Pseudopodien), die körperfremde Partikel umfließen und diese zwecks Zerstörung aufnehmen. entscheidend dazu beiträgt, dass ausreichend viele Viruspartikel entstehen. Dies wiederum ist die Voraussetzung, dass die antigeninduzierte Differenzierung und Vermehrung der Lymphozyten in der Milz und damit die adaptive Immunantwort in größerem Ausmaß in Gang kommt. Im Mausmodell, dem entweder die Makrophagen (CD 169+) oder das Usp18 fehlen, findet eine deutlich schwächere adaptive Immunantwort statt. n Nebenwirkungen von Diclofenac Das nicht-steroidale entzündungshemmende Medikament Diclofenac wird in der Human- und in manchen Ländern auch in der Veterinärmedizin eingesetzt. Von den ca. 90 Tonnen, die jährlich allein in Deutschland eingenommen werden, landen ca. 63 Tonnen unverändert im Wasserkreislauf und können von Menschen, Tieren und Pflanzen aufgenommen werden. Dennoch werden Arzneimittel in der Regel nicht mit Umweltproblemen verknüpft. Weil bereits in früheren Studien Schäden im Ökosystem zu beobachten waren, untersuchten D. G. J. Larsson et al. (Environ. Toxicol. Chem. 2011;30: ) die Wirkung von Diclofenac-Konzentrationen, wie sie in gereinigtem Abwasser vorkommen, auf die Leber der Regenbogenforelle. Mit Spezialmethoden (Oligonukleotid-Mikroarrays, quantitative PCR) erfassten sie die Gen-Expression in der Leber und konnten zeigen, dass bereits bei der niedrigsten untersuchten Konzentration einzelne Gene herunterreguliert waren. Konzentrationen von Diclofenac, die im europäischen Oberflächengewässer auftreten, können demnach die Expression verschiedener Gene des Fisches beeinflussen. Eine funktionelle Analyse der veränderten Genregulation zeigte erwartungsgemäß Auswirkungen auf Prozesse wie Entzündungen und Immunantwort. Damit werden auch die Ergebnisse von L. Oaks et al. (Nature 427, ; 2004) über die Diclofenac-Wirkung auf die Geierpopulation in Pakistan bestätigt. Sie konnten die dramatische Abnahme der Geier seit 1990 auf den massiven Einsatz von Diclofenac in der Veterinärmedizin zurückführen. Die Geier erkrankten durch Verzehr von Rinderkadavern mit Nierenversagen und viszeraler Gicht. Als Folge nahm die Zahl der verwilderten Hunde zu. Das wiederum soll auch für Menschen gefährliche Leoparden in manche Dörfer gelockt haben. n Wikipedia, Fotolia/Leonid Andronov

6 6 Magazin Wirken die Nichtraucherschutzgesetze? Die Rauchverbote in Deutschland haben Tausende Herzinfarkte verhindert konnte man jüngst lesen und von Krankenkassen hören. Diese in Anbetracht der kurzen Zeit seit der Einführung der Nichtraucherschutzgesetze in Deutschland (2007/8) doch überraschende und positive Aussage gründet sich auf eine Studie, die R. Hanewinkel et al. (Clinical Research in Cardiology, 101; 227; 2012) kürzlich publiziert haben. Ziel der Studie war, die Auswirkungen der Nichtraucherschutzgesetze in Deutschland auf die Häufigkeit von Krankenhausaufnahmen wegen Angina Pectoris und Herzinfarkt und die damit verbundenen Krankenhauskosten zu untersuchen. In einem Zeitraum von 2004 bis 2008 wurden die Daten von 3.7 Millionen Versicherten der DAK erfasst und ausgewertet. In den Jahren vor der Gesetzesänderung sind die Fallzahlen um 1,5 stationäre Einweisungen pro einer Million Versicherter monatlich angestiegen. Nach Einführung der Nichtraucherschutz gesetze nahmen die Fallzahlen schon im ersten Jahr um ab, was einen Rückgang bei Angina Pectoris um 13,3 % und bei Herzinfarkt um 8,6 % bedeutet. Die Behandlungskosten reduzierten sich dadurch um 7,7 Millionen Euro. Insgesamt sollen mehr als schwere Herz-Kreislauf- Erkrankungen verhindert worden sein, für deren Behandlungen die Krankenkassen sonst rund 150 Millionen Euro hätten ausgeben müssen. Damit werden Ergebnisse früherer Publikation zum positiven Effekt eines Rauchverbots in öffentlichen Räumen auch für Deutschland eindrucksvoll bestätigt. Wie weit der Einsatz des Tro ponins zum Anstieg der Einweisungen wegen Infarkt beigetragen hat, bliebe im Detail noch zu untersuchen. Es konnte ausgeschlossen werden, dass stationäre Fälle in ambulante, die nicht Gegenstand der Studie waren, umgewandelt wurden. Weiterhin blieb der Rauchstatus der Patienten unbekannt und es gab kaum Informationen darüber, in welchem Ausmaß die einzelnen Nichtraucherschutzgesetze tatsächlich zu einer Reduktion der Passivrauchexposition geführt haben. Dennoch betonen die Autoren in ihrer Schlussfolgerung: Die Nichtraucherschutzgesetze haben damit nicht nur zu einer Verbesserung des Gesundheitszustandes der Bevölkerung geführt, sondern auch zur Verminderung von Behandlungskosten: eine seltene Kombination in der Medizin! n Was man sich gern von Schokolade erhofft Fotolia/K. C., Fotolia/matka_Wariatka Öfter mal ein Stück Schokolade zu essen, muss nicht zu einem erhöhten BMI (Body Mass Index) führen. So lautet eine faszinierende Erkenntnis aus der Studie von B. A. Golomb et al. (Arch. Intern. Med. 2012; 172 (6): ). Ausgehend von bereits bekannten positiven Effekten von dunkler Schokolade auf den Blutdruck, die Insulin-Empfindlichkeit und die Cholesterin-Konzentration, untersuchten die Autoren, ob ein mäßiger Schokoladengenuss einen günstigen Effekt auf den BMI haben kann. Bekanntermaßen ist Schokolade reich an pflanzlichen Antioxidantien wie Catechinen, denen man positive Wirkungen zuschreibt. Bedenken resultieren allerdings daher, dass Schokolade, als Süßigkeit genascht, mit einer hohen Kalorienzufuhr verbunden ist. Es wurden Männer und Frauen untersucht und ihre Essgewohnheiten über den Fred Hutchinson Food Frequency Questionnaire komplett erfasst. Die aufwendige statistische Auswertung von 972 Fragebogen ergab das überraschende Ergebnis: Erwachsene, die Schokolade zweimal pro Woche und in Maßen aßen, hatten einen geringeren BMI als die Personen mit geringerem Schokoladenkonsum. Den Autoren ist bewusst, dass ihre Ergebnisse noch keine Rückschlüsse auf eine Kausalität zulassen. Das Ergebnis steht aber im Einklang mit Befunden zum Einfluss von Zusammensetzung der Nahrung und Menge der Kalorien auf den BMI sowie weiterer Faktoren des metabolischen Syndroms. Die Autoren kommen schließlich zu der Überzeugung, dass eine randomisierte Studie, die metabolische Effekte der Schokolade auf den menschlichen Stoffwechsel untersucht, sinnvoll wäre. n

7 Magazin 7 Alkohol und Tumorleiden Bisher sind langfristige Auswirkungen von Ethanol auf die menschliche Gesundheit, die über Abhängigkeit und Leberzirrhose hinausgehen, nicht hinreichend sicher beschrieben. In einer ausführlichen Metaanalyse von > 40 Studien haben C. Pelucchi et al. (Nutr Cancer. 2011;63(7):983 90) mögliche Beziehungen und Wechselwirkungen zwischen Alkoholkonsum und Krebsrisiko ausgewertet. Man konnte erwarten, dass ein hoher Alkoholkonsum von mehr als 4 alkoholischen Getränken pro Tag (mehr als g Ethanol/Tag) mit einem signi fikant höheren Risiko (bis zu ca. 5-fach) einhergeht, an Mund-, Larynx- oder Ösophaguskarzinomen sowie Karzinomen des Verdauungstraktes zu erkranken. Eher überraschend sind die weiteren Studienergebnisse. Ein Nachweis einer Dosis-Wirkungs-Beziehung konnte besonders ausgeprägt beim Ösophaguskarzinom gezeigt werden. Auch das Risiko für ein Mammakarzinom war in dieser Gruppe deutlich erhöht. Alles deutet darauf hin, dass Mund-, Rachenraum- oder Ösophaguskarzinome bereits bei geringem Alkoholkonsum von weniger als einem Getränk pro Tag öfter auftreten und dass es für diese Erkrankungen offensichtlich keinen Schwellenwert gibt. Die für Genusstrinker angenehmen Botschaften lauten: Ein Alkoholkonsum von weniger als drei alkoholischen Getränken pro Woche ist nicht mit einem erhöhten Mammakarzinom-Risiko verbunden. Auch der Konsum bis zu einem Getränk pro Tag führt, unabhängig von den Rauchgewohnheiten der Patienten, noch nicht zu häufigerem Auftreten von Larynx-, Darm- und Pankreasmalignomen. Die Autoren ziehen folgendes Fazit: Wenn Männer zukünftig nur maximal 20 g und Frauen nicht mehr als 10 g Ethanol pro Tag konsumierten, könnten bei Männern ca. 90 % und bei den Frauen über 50 % der alkoholbedingten Krebsfälle verhindert werden. n Fotolia/Kzenon

8 Fotolia/Kara

9 Metabolisches Syndrom: Klassifikationen und Rolle einer ektopen Fettverteilung D. Müller-Wieland 1, B. Knebel 2, J. Haas 1, M. Merkel 1, J. Kotzka 2 1 Abt. f. Allgemeine Innere Medizin, Gastroenterologie, Endokrinologie, Diabetes und Stoffwechsel, Asklepios Klinik St. Georg, Hamburg 2 Institut für Klinische Biochemie und Pathobiochemie, Deutsches Diabetes-Zentrum, Leibniz-Zentrum für Diabetes-Forschung, Düsseldorf FOCUS

10 10 Focus Metabolisches Syndrom: Klassifikationen und Rolle einer ektopen Fettverteilung Das metabolische Syndrom ist in aller Regel mit einer Insulinresistenz und viszeralen Fettverteilung assoziiert, die bei der Entstehung klinischer Facetten des metabolischen Syndroms, z. B. Erhöhung des arteriellen Blutdrucks und Dyslipidämie, eine entscheidende Rolle spielen. In diesem Fokus werden einige neuere Zusammenhänge skizziert, dass eine Insulinresistenz und viszerales Fettgewebe häufig mit einer sogenannten ektopen Ablagerung von Lipiden außerhalb des weißen Fettgewebes, wie z. B. eine Steatosis hepatis der Leber, verbunden ist. In Bezug auf das kardiovaskuläre System gibt es zunehmend Hinweise, dass das epikardiale Fett ähnlich wie das viszerale intraabdominelle Fett mit einer Insulinresistenz assoziiert sein kann. Zusätzlich könnte eine ektope Lipidablagerung in den Herzmuskelzellen mit einer eingeschränkten Funktion bzw. gegebenenfalls Herzinsuf fizienz assoziiert sein. Diese neuen Zusammenhänge zwischen Adipo sitas, Fettverteilung und Herzfunk tion könnten eines Tages prädiktiv in der frühzeitigen Erkennung und Therapie von Risiko-Individuen sein. Diabetes mellitus Typ 2 bzw. eine verminderte Glukosetoleranz, arterielle Hypertonie, Störungen des Fettstoffwechsels, Adipositas sowie koronare Herzkrankheit manifestieren sich häufig in einem Individuum und können mit einer verminderten Insulin-stimulierten Glukoseaufnahme assoziiert sein. Diese metabolischen und kardiovaskulären Veränderungen sind nur Facetten eines Syndroms, welches als Syndrom X bzw. Insulinresistenz- Syndrom oder als metabolisches Syndrom bezeichnet wird, siehe Abb. 1. Die Betrachtungen zu diesem Syndrom sind mittlerweile so weit gediehen, dass es neuerdings nach Kriterien klassifiziert wird, die sich an die des National Education Cholesterol Program (NCEP) anlehnen und einen Konsens verschiedener Fachgesellschaften darstellen, siehe Tabelle 1. Epidemiologische Studien haben gezeigt, dass die Prävalenz der koronaren Herzerkrankung bei Patienten mit metabolischem Syndrom bereits ca. 2-fach erhöht ist, und dass bei Patienten mit Myokardinfarkt oder Schlaganfall das metabolische Syndrom bei etwa der Hälfte aller Patienten vorliegt. Dennoch ist weiterhin unklar, ob das metabolische Syndrom per se mit einem höheren kardiovaskulären Risiko assoziiert ist als die Summe seiner Komponenten, und zum anderen, ob verschiedene Manifestationsformen der Fettverteilung, z. B. viszerales oder epikardiales Fett, Indikatoren oder Mediatoren eines erhöhten kardivaskulären Risikos darstellen. In dieser Übersicht werden diesbezüglich einige neue Aspekte zur klinischen Bedeutung der Fettverteilung skizziert. Das Fettgewebe als endokrin-inflammatorisches Organ Zahlreiche Studien haben unser Verständnis über das Fettgewebe dergestalt verändert, dass das Fettgewebe nicht als passiver Speicher für Lipide bzw. Triglyzeride, sondern vielmehr als ein endokrin bzw. metabolisch aktives Organ angesehen werden muss. So sezerniert das Fettgewebe endokrine Mediatoren, wie z. B. Adiponektin und Leptin. Adiponektin hat vasodilatatorische und möglicherweise antiatherosklerotische Effekte auf die Gefäßwand, erhöht die Insulinsensitivität und hemmt den Sympathikus. Mit Zunahme des Fettgewebes wird Adiponektin reduziert freigesetzt. Hingegen ist der Leptinspiegel bei Vermehrung von Fettgewebe erhöht. Neben Adiponektin und Leptin sezerniert das Fettgewebe weitere Peptide wie z. B. TNFα oder Resistin, die die Insulinempfindlichkeit nachhaltig beeinflussen. Darüber hinaus ist das Fettgewebe auch Quelle inflammatorischer Moleküle, z. B. Interleukin 6, und von Gerinnungsmodulatoren, z. B. Plasminogenaktivator-Inhibitor-1. Interessanterweise mehren sich die Hinweise dafür, dass sich die endokrininflammatorische Aktivität des Fetts je nach Lokalisierung, z. B. subkutan oder viszeral, deutlich unterscheidet. Dies könnte möglicherweise erklären, dass das kardiovaskuläre Risiko bei verschiedenen Fettverteilungsmustern unterschiedlich ist. Die Betrachtung dieser Faktoren sollte aber den Blick auf die Fettsäuren nicht trüben, denn viszerales Fettgewebe hat eine hohe lipolytische Aktivität, sodass mit Zunahme dieses Fettdepots die Menge an freien Fettsäuren im Blut erhöht ist. Tierexperimentell konnte

11 Focus 11 Kompensatorische Hyperinsulinämie Metabolisches Syndrom Inadäquate Insulinsekretion Typ-2-Diabetes Abb. 1: Entwicklung des metabolischen Syndroms. Die Adipositas mit viszeraler Fettverteilung als ein klinischer Indikator einer Insulinresistenz kann zwei klinische Verläufe nehmen. Zum einen entwickeln sich verschiedene Facetten des metabolischen Syndroms (siehe auch Tabelle 1), zum anderen gibt es Individuen, bei denen zusätzlich neben der Insulinresistenz eine Funktionsstörung der insulinproduzierenden Beta-Zellen des endokrinen Pankreas vorliegt, die dann nicht mehr die Glukosehomeostase entsprechend der Insulinresistenz ausreichend kompensieren können und bei denen dann eine Typ-2- Diabetes klinisch manifest wird. Daher sind beide Situationen bzw. ihre Kombinationen auch mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko assoziiert (modifiziert nach (25)) Fotolia/caraman, Fotolia/pixelcaos gezeigt werden, dass Fettsäuren vasokonstriktorisch wirken können und ihre Erhöhung im portalen Blut die Aktivität des sympathischen Nervensystems steigern kann. Ferner reduzieren Fettsäuren die Signalübertragung von Insulin auf zellulärer Ebene. Ektope Lipidakkumulation als Bindeglied zwischen Übergewicht und Insulinresistenz Bis heute haben wir keine Antworten auf eine Reihe klinisch relevanter Fragen, wie z. B.: Warum erhöht eine geringe Gewichtsreduktion bereits die Insulinsensitivität? Warum sind nicht alle Adipösen insulinresistent? Warum sind Menschen mit angeborenem Mangel von weißem Fettgewebe und damit auch fehlendem viszeralen Fett dennoch insulinresistent? Warum korreliert subkutanes Fett nicht mit der Insulinsensitivität? Warum verbessert eine Liposuction nicht die Insulinresistenz? Diese klinischen Beobachtungen weisen darauf hin, dass offensichtlich nicht die Fettmasse per se, aber auch nicht das viszerale Fett allein, die Ursache für eine Insulinresistenz bei Übergewicht sein kann. Das gemeinsame Bindeglied zwischen Fettmenge, Fettverteilung und Insulinresistenz scheint in all den o. a. klinischen Situationen eine ektope Lipidakkumulation zu sein, d. h. eine vermehrte bzw. veränderte Ablagerung oder Anreicherung von Fett in Zellen, die nicht subkutan gelegene Fettzellen sind, wie z. B. in Zellen der Leber, des Herzens und ge ge benenfalls viszeraler Adipozyten. Die Ablagerung von ektopem Fett in Zellen des viszeralen Fettgewebes kön nen dann mit Vermehrung des viszeral abdominellen Fetts und des viszeral epikardial gelegenen Fetts einhergehen. Wie kommt es zu einer ektopen Lipidakkumulation? Eine Hypothese ist, dass es sekundär zu einer vermehrten Ablagerung von Fett in den Organen aufgrund einer ungenügenden Speicherung der Fette im subkutanen Fett kommt. Eine grundlegende Hypothese für die Entwicklung einer ektopen Lipidakkumulation ist, dass die Speicherkapazität des weißen, wahrscheinlich überwiegend subkutanen Fettgewebes limitiert ist, wenn die Speicherkapazität des Fettgewebes für die zugeführte Energie nicht ausreicht. Dann kommt es zu einem sogenannten Überlaufen oder Overflow von Fett in die anderen Zellen bzw. Organe. Die Menge von ektopen Fett korreliert im Gegensatz zur Menge des subkutanen Fetts mit einer Insulinresistenz,

12 12 Focus Tab. 1: Klassifikationskriterien des metabolischen Syndroms 1. WHO-Definition 1998 [25] Plasma-Glukose: 126 mg/dl oder < 126 mg/dl plus zwei der weiter aufgeführten Faktoren: Blutdruck: 140/90 mm Hg Triglyzeride: 150 mg/dl und/oder HDL-Cholesterin: < 35 mg/dl bei Männern, < 39 mg/dl bei Frauen zentrale Adipositas: BMI > 30 kg/m² Mikroalbuminurie: 20 µg/min oder Albumin/Kreatin 30 mg/g 2. European Group for the Study of Insulin Resistance (EGIR 1999) [26] Hyperinsulinämie: Insulin liegt oberhalb der 75. Perzentile innerhalb der Kohorte plus zwei der weiter aufgeführten Faktoren: Plasma-Glukose: 110 mg/dl - < 126 mg/dl (aber kein Diabetes) Taillenumfang: 94 cm bei Männern, 80 cm bei Frauen Triglyzeride: 180 mg/dl und/oder HDL-Cholesterin: < 39 mg/dl oder Therapie für Dyslipidämie 3. National Cholesterol Education Program NCEP ATP III (2001) (27] Mindestens drei der folgenden fünf Charakteristika Taillenumfang: > 102 cm für Männer, > 88 cm für Frauen Triglyceride: 150 mg/dl HDL-Cholesterin: < 40 mg/dl für Männer, < 50 mg/ dl für Frauen Blutdruck: 130/85 mm Hg Plasma-Glukose: 110 mg/dl oder Diabetes 4. American Association of Clinical Endocrinology (AACE, 2003) [28] Plasma-Glukose: 110 mg/dl < 126 mg/dl (aber kein Diabetes) plus zwei der weiter aufgeführten Faktoren: Triglyzeride: 150 mg/dl HDL-Cholesterin: < 40 mg/dl für Männer, < 50 mg/ dl für Frauen Blutdruck: 130/85 mm Hg siehe Abb. 1. Zahlreiche zellbiologische, tierexperimentelle und eine wachsende Anzahl klinischer Studien untermauern die von Unger und McGarry postulierte These zur Lipotoxizität, dass eine erhöhte intrazelluläre Lipidakkumulation mit einer Funktionsstörung der betreffenden Zelle verbunden ist, d. h. zum Beispiel Insulinresis tenz im Falle der Insulinwirkung. Im Umkehrschluss heißt dies, dass die Leibesfülle nicht per se ursächlich ist. So haben adipöse Individuen, die nicht insulinresistent sind, einen relativ geringen intramyozellulären Lipidgehalt, wohingegen insulinresistente Patienten mit mangelndem bzw. fehlendem weißem Fettgewebe (Lipoathrophie) einen relativ hohen Lipidgehalt in diesen Organgen aufweisen. Die andere Hypothese postuliert, dass eine ektope Lipidanreicherung in Organen, wie z. B. der Leber, auch primär infolge einer genetisch bestimmten und/oder nahrungsbedingten Lipidsynthese auftritt, die wiederum dann zu einer vermehrten Bildung auch von viszeralem und peripherem Fett führen kann. Wie so häufig werden beide Aspekte in den meisten Fällen eine Rolle spielen. Klinische Studien zeigen, dass der intrazelluläre Lipidgehalt der Leber mit einer Insulinresistenz assoziiert sein kann. Diese Erkrankung, Non-Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD) genannt, hat ein heterogenes Erscheinungsbild mit einem weiten Spektrum histologischer Befunde und entspricht der hepatischen Manifestation des metabolischen Syndroms. Nach Schätzungen der WHO sind derzeit weltweit ca. 2 Mio. Patienten gefährdet, aufgrund einer NAFLD oder einer nicht-alkoholischen Hepatosteatose eine Leberzirrhose oder leberassoziierte Erkrankungen und Todesfälle zu entwickeln. Als Risikofaktoren gelten u. a. Insulinresistenz, Adipositas und Diabetes. Eine Frage ist, ob eine NAFLD nicht nur sekundär als Folge eines Overflows, sondern eventuell auch aufgrund einer z. B. diätetisch oder genetisch bedingten primären Veränderung der intrazellulären Lipid homöostase von z. B. Leberzellen Ursache einer Insulin resistenz bzw. des metabolischen Syndroms

13 Focus 13 Tab. 2: Klassifikationskriterien des metabolischen Syndroms 5. National Cholesterol Education Program NCEP ATP III (2004) [29] Mindestens drei der folgenden fünf Charakteristika Taillenumfang: > 102 cm für Männer, > 88 cm für Frauen Triglyceride: 150 mg/dl HDL-Cholesterin: < 40 mg/dl für Männer, < 50 mg/ dl für Frauen Blutdruck: 130/85 mm Hg Plasma-Glukose: 100 mg/dl oder Diabetes 6. International Diabetes Federation (IDF 2005) [30] Taillenumfang: 94 cm für Männer, 80 cm für Frauen oder BMI: 30 kg/m² plus zwei der weiter aufgeführten Faktoren: Triglyzeride: 150 mg/dl oder spezifische Therapie für diese Lipidveränderung HDL-Cholesterin: Männer < 40 mg/dl oder spezifische Therapie für diese Lipidveränderung Frauen < 50 mg/dl oder spezifische Therapie für diese Lipidveränderung Blutdruck: 130/85 mmhg or Therapie dieser zuvor diagnostizierten Hypertonie Plasma-Glukose: 100 mg/dl oder zuvor diagnostizierter Diabetes 7. Harmonizing the Metabolic Syndrome (2009) [2] Mindestens drei der folgenden fünf Charakteristika Taillenumfang: > 102 cm für Männer, > 88 cm für Frauen Triglyzeride: 150 mg/dl oder Therapie mit Fibraten oder Nikotinsäure HDL-Cholesterin: < 40 mg/dl für Männer, < 50 mg/ dl für Frauen oder Therapie mit Fibraten oder Nikotinsäure Blutdruck: 130/85 mm Hg oder Therapie mit Antihypertensiva (ACE-Hemmer, AT1-Blocker, Betablocker, Diuretika, Calcium-Antagonisten) Plasma-Glukose: 100 mg/dl oder Diabetes oder Therapie mit Antidiabetika (Metformin, Sulfonylharnstoffe, Glinide, Glitazone, Arcarbose, DPP4-Hemmer, Inkretin-Mimetika, Insulin) Die Tabelle zeigt die verschiedenen Klassifikationsvorschläge des metabolischen Syndroms in zeitlicher Reihenfolge. Diese unterscheiden sich in der Gewichtung der Insulinresistenz, der viszeral betonten Fettverteilung und Adipositas versus der Dyslipidämie und Hypertonie. Deswegen gibt es bei der gleichen Kohorte unterschiedliche Prävalenzen und wahrscheinlich auch in Bezug ihres prädiktiven Wertes für Diabetes-Manifestation oder kardiovaskuläre Komplikationen. sein kann (Abb. 2). In diesem Falle würden eine primär vermehrte Bildung bzw. veränderter Fettstoffwechsel der Leberzellen zu einer vermehrten Bildung und Ablagerung von Fett in viszeralen Fettzellen und einer vermehrten Speicherung von Fett im subkutanen Fett führen. Wir haben hierfür kürzlich mithilfe entsprechender trangener Mausmodelle tierexperimentelle Hinweise erhalten. Zusammenfassend kann man sagen, dass offensichtlich zwei Phänomene potenziell krankheitsbestimmend und wahrscheinlich genetisch bedingt sind, z. B. die Speicherkapazität bzw. Plastizität des subkutanen Fettgewebes sowie die primär genregulatorisch kontrollierte zelluläre Lipidhomöostase. Der genetische Hintergrund bei diesen beiden Schlüsselschritten ist die molekulare Grundlage für das individuelle Risiko, bei bestimmten Umweltfaktoren, wie z. B. hyperkalorischen Ernährungsweisen, an den Komplikationen von Übergewicht, z. B. Insulinresistenz, Diabetes und erhöhtes kardiovaskuläres Risiko, zu erkranken. Abb. 2: Fettakkumulation in der Leber als Schnittstelle zwischen Ernährungsweise sowie Umweltfaktoren und Übergewicht mit Insulinresistenz sowie erhöhtem Risiko für Dyslipidämie, Typ-2-Diabetes und kardiovaskulären Komplikationen

14 14 Focus Fettgewebsmasse: Speicherung von Fett im subkutanen Fettgewebe Energiebilanz: z. B. Nahrungszufuhr, körperliche Aktivität, endogener Energieverbrauch Fettleber Intrakardiales Fett Ektope Fettakkumulation Viszerales Fettgewebe Epikardiales Fett Insulin-Resistenz und kardiovaskuläres Risiko Abb. 3: Ektope Fettakkumulation als Schnittstelle zwischen Fettgewebe, Energiehaushalt und Insulinresistenz. Ektope Ablagerung von Fetten in anderen Zellen außer Fettzellen, z. B. in Zellen der Leber (Fettleber), der Skelett- oder Herzmuskulatur etc., entsteht, wenn die Speicherkapazität des Fettgewebes für die zugeführte Energie nicht ausreicht. Dann kommt es zu einem sogenannten Überlaufen oder Overflow von Fett in die anderen Organe. Die Menge von ektopem Fett korreliert im Gegensatz zur Menge des subkutanen Fetts mit einer Insulinresistenz. Eine viszerale Fettverteilung intra abdominell und epikardial kann aufgrund ihrer anatomischen Lage und ihres Stoffwechsels bzw. ihrer endokrinen (Adipokine) und inflammatorischen Aktivität direkt die Entstehung der Atherosklerose und ihrer Komplikationen beeinflussen. Zudem können diese die ektope Akkumulation von Fett in der Leber und im Herzmuskel aggravieren und aber auch eventuell selbst Folge und damit Indikator einer ektopen Fettakkumulation sein Epikardiales Fett als Indikator einer ektopen Lipidakkumulation Bereits mehrere Studien und Beobachtungen weisen darauf hin, dass epikardiales/perikardiales und intrakardiomyozytäres Fett ebenfalls klinische Manifestationen einer ektopen Lipidablagerung sein können. Dementsprechend sollte das epikardiale/perikardiale Fett wie das intraabdominelle Fett als viszerales Fett angesehen werden und das Fett in den Kardiomyozyten, ähnlich der Fettanreicherung in Leberzellen, als intrazelluläre Lipidakkumulation. Insofern ergeben sich zurzeit einige aktuelle Fragen, wie z. B. ob Beziehungen zwischen epikardialem/perikardialem Fett und Zeichen der Insulinresistenz, Fettleber und vizeraler Fettverteilung bestehen. Hat das epikardiale/ perikardiale Fett in Analogie zum viszeralen Fett eventuell einen direkten Einfluss auf die Gefäße und Funktion des Herzens? Ist die intrakardiomyozytäre Lipidmenge mit einer kontraktilen Funktionseinschränkung bzw. Herzinsuffizienz assoziiert? Führen Maßnahmen, die die Insulinresistenz und ektope Lipidakkumulation verbessern, auch zu einer Reduktion der kardialen ektopen Lipidakkumulation? Einige Studien weisen darauf hin, dass in der Tat das epikardiale Fett nicht nur mit einer Insulinresistenz korrelieren kann, sondern evtl. auch als Mediator einen zusätzlichen proatherogenen Effekt auf die Atherosklerose haben kann; möglicherweise wird dies durch eine lokale Freisetzung von freien Fettsäuren und inflammatorischen Mediatoren vermittelt. Hierbei ist man geneigt, über eine Analogie mit der erhöhten inflammatorischen und lipolytischen Aktivität des viszeralen Fettgewebes zu spekulieren. Ferner wird auf einige Studien zur intramyokardialen Lipidakkumulation und Herzinsuffizienz eingegangen sowie auf Hinweise, dass das epikardiale Fett auch ein Indikator bzw. eine neue Facette des metabolischen Syndroms sein könnte. Tierexperimentelle Untersuchungen zeigen, dass Adipositas und Diabetes mellitus mit einer vermehrten Lipidablagerung in Kardio-Myozyten assoziiert sind, die möglicherweise auch direkt zur Entwicklung einer Herzinsuffizienz beitragen kann, z. B. indem lipiotoxische Intermediate die Apoptoserate von Herzmuskelzellen erhöhen. Eine zentrale klinische Frage ist es daher, ob die kardiale Steatosis den Beginn einer Kardiomyopathie bei Individuen mit einer z. B. gestörten Glukosetoleranz oder bei Patienten mit Typ-2-Diabetes vorausgeht. McGavock J. M. et al. haben daher 134 Individuen (mittleres Alter 45 ±12 Jahre) in vier Gruppen stratifiziert und mithilfe Resonanzspektroskopie und Kardio-NMR die Menge des myokardialen Triglyzeridgehaltes quantifiziert und in Beziehung zur linksventrikulären Funktion gesetzt. Die vier Gruppen bestanden aus normoglykämischen dünnen Individuen, normoglykämischen Übergewichtigen, Individuen mit einer gestörten Glukosetoleranz sowie Patienten mit einem klinischen manifesten Typ-2-Diabetes. Die Analysen zeigten, dass die ektope Lipidakkumulation im Herzen, d. h. die kardiale Steatosis bereits bei den Probanden mit

15 Focus 15 einer gestörten Glukosetoleranz gefunden werden konnte und damit der klinischen Manifestation eines Typ-2-Diabetes und einer linksventrikulären systolischen Dysfunktion vorausgeht. Zudem zeigte die Studie, dass der myokardiale Fettgehalt in einer direkten Beziehung mit dem viszeral abdominellen Fettgehalt steht. Dementsprechend bestand auch eine engere Korrelation des myokardialen Triglyceridgrades mit der Triglyceridanreicherung in anderen Organen, wie z. B. der Leber. Zusammenfassend, epikardiales/ perikardiales Fett scheint eine Manifestationsform des viszeralen Fetts zu sein, ist ein Indikator für das metabolische Syndrom und hat möglicherweise direkte Effekte auf die Koronararterien und Herzfunktion. Dementsprechend wird die weitere klinische und zellbiologische Charakterisierung des Fettstoffwechsels, Fettgewebes und Insulinresistenz zu neuen Subklassifizierungen des metabolischen Syndroms führen. Effekttherapeutische Lebensstilmaßnahmen auf ektopes Fett Eine große Studie, die den Effekt von therapeutischen Lebensstilmaßnahmen prospektiv untersucht hat, ist LOOK AHEAD (Action For Health in Diabetes). In dieser multizentrischen randomisierten klinischen Studie wird der Effekt von Lebensstil-Interventionen auf die Reduktion des Körpergewichts und kardiovaskuläre Risikofaktoren bei Patienten mit Übergewicht oder Adipositas untersucht; durchgeführt vom National Institute of Health (National Institute of Diabetes & Digestive & Kidney Disease (NIDDK)) an Patienten über 11,5 Jahren. Die Daten nach einem Jahr zeigten im Mittel eine Gewichtsreduktion von ca. 8,5 kg. Dies entspricht in etwa 10 % vom Körpergewicht (von 98,1 kg auf 90,6 kg), und war mit einer Reduktion des Taillenumfangs von 112 cm auf ca. 102 cm sowie einer Senkung des HbA1c im Mittel von 7,1 % auf 6,5 % assoziiert. Die Triglyzeride sanken geringfügig von 111,5 mg/dl auf 107,0 mg/dl, das LDL-Cholesterin um ca. 10 mg/dl und das HDL-Cholesterin stieg um knapp 10 % an. Neben diesen Bestimmungen wurde mithilfe einer Protonen-Spektroskopie auch der Fettgehalt der Leber untersucht. Die Auswertung zeigte, dass bei den Patienten, die zu Beginn bereits eine Fettleber hatten, eine Korrelation zwischen dem Ausmaß der Reduktion des hepatischen Fettgehalts und dem Gewichtsverlust besteht. Patienten, die einen Gewichtsverlust >10 % hatten, zeigten eine signifikante Reduktion im mittleren Fett-Gehalt der Leber von fast 80 % im Vergleich zu knapp 15 % bei denen, die ihr Körpergewicht um nur ca. 1 % reduzieren konnten. In einer weiteren Studie konnte gezeigt werden, dass bei Patienten mit Adipositas und Typ-2-Diabetes sowie ausgeprägter Fettleber sich ebenfalls der Fettgehalt der Leber drastisch reduzierte, die Insulinsensitivität und Dyslipidämie sich deutlich ver besserte und die Blutzuckerspiegel sanken, wenn ein Gewichtsverlust von 10 % erreicht wurde. Entsprechend des Konzepts der ektopen Lipidakkumulation als krankheitsbestimmende Komponente haben Klein et al. gezeigt, dass die Entfernung von subkutanem Fett hingegen keinen Effekt auf die metabolischen Risikofaktoren bzw. Dyslipidämie und Insulinsensitivität hat. Eine kürzlich durchgeführte große Studie hat gezeigt, dass durch intensive wiederholte Beratungs- und Betreuungstermine nicht nur eine Reduktion, sondern auch längerfristig die Erhaltung eines reduzierten Gewichts erreicht werden kann. Die langfristige und kontinuierliche Durchführung therapeutischer Lebensstilmaßnahmen ist für das metabolische Ergebnis entscheidend. Daher sollten die Empfehlungen in der klinischen Praxis sich auf die Gewichtsreduktion und Steigerung der körperlichen Aktivität fokussieren. Perspektiven Das subkutane Fett ist nicht nur ein Energie-Depot, sondern eventuell auch ein Schutz der Organe oder viszeralen Fettzellen vor dem Overflow von Lipiden. Die Speicherkapazität und damit Plastizität des subkutanen Fettgewebes wird möglicherweise größtenteils genetisch festgelegt. Damit wäre dies eine entscheidende Schnittstelle zwischen Genetik und Umwelt (z. B. Ernährung, körperliche Aktivität) bei der Entwicklung einer Adipositas und seiner Komplikationen. Komplikationen bei Adipositas entstehen, wenn Zellen zu viel Fett primär oder sekundär akkumulieren. Hierdurch wird die Zellfunktion beeinträch tigt, wie z. B. eine Insulinresistenz im Falle der Skelettmuskelzellen mit eventueller Hyperglykämie oder der Leberzellen mit eventueller Dyslipidämie. Im Falle der Lipidakkumulation von Herzmuskelzellen kann eine Herzinsuffizienz entstehen. Man erliegt der Versuchung, weitere Spekulationen anzustellen, wie z. B. könnte eine Lipidakkumulation in Gehirnzellen mit Demenz oder Depression einhergehen oder eine Lipidakkumulation in Osteozyten mit Osteoporose als Konsequenz, alles Symptome und Befunde, die in Assoziation mit dem metabolischen Syndrom gefunden werden. Natürlich gibt es eine ganze Reihe von Hinweisen, dass eine Lipidakku mlation in ß-Zellen des Pankreas mit einer Reduktion der Insulinsekretion einhergeht und damit ein klinisch relevanter Trigger für die Entstehung eines Typ-2-Diabetes bei Adipositas sein könnte. Zudem erwacht ein neues Interesse am braunen Fettgewebe, welches nicht nur beim Menschen gefunden wird, sondern möglicherweise sowohl für den Energiehaushalt als auch die Verstoffwechselung von Triglyzeriden evtl. eine bedeutende Rolle spielen könnte. In Bezug auf die Atherogenese ist es naheliegend und vorstellbar, dass nicht nur perivaskuläre Fettzellen einen direkten Mediatoreffekt auf die Gefäßwand haben könnten, sondern auch vermehrte Akkumulation von Fett in vaskulären Zellen ihre Funktion ändert und hierdurch ggf. Prädilektionsstellen für die Entstehung von atherosklerotischen Plaques entstehen. Die Zukunft wird zeigen, welche Rolle diese zellulär-metabolischen Interaktionen für die unterschiedlichen Manifestationsformen der Atherosklerose haben. Literatur ist über den Autor zu beziehen: Prof. Dr. med. Dirk Müller-Wieland, I. Medizinische Abteilung, Asklepios Klinik St. Georg, Lohmühlenstr. 5, Hamburg n

16 16 Sonderbeitrag 40 Jahre Hepatitis- Diagnostik Rückblick und Ausblick. Teil 1 Im Jahr 1972 erzielte die Firma Abbott mit der Einführung des Radioimmun-Assays Ausria-125 einen methodischen Durchbruch für die Diagnose der Virushepatitis und für die virologische Diagnostik insgesamt. Um die Bedeutung dieses Ereignisses hinreichend würdigen zu können, muss man sich den vorherigen Stand der Technik vor Augen führen und mit dem heute erreichten vergleichen. Frühe Methoden des Virusnachweises. Die Virologie war 1972 noch eine junge Wissenschaft und in erster Linie der Grundlagenforschung verpflichtet. Ihre klinische Relevanz war begrenzt. Zwar war es in den Jahrzehnten davor gelungen, die Erreger vieler wichtiger Virusinfektionen in Zellkulturen zu vermehren, jedoch dauerte es meist sehr lange, bis sich der zytopathische Effekt der Virusvermehrung zeigte, und viele Virusstämme waren erst nach langwieriger Adaptation in der Lage, in diesen künstlichen Wirtszellsystemen zu wachsen. Daneben gab es viele Viren, die keinen zytopathischen Effekt erzeugten und somit trotz erfolgter Vermehrung nicht ohne Weiteres zu erkennen waren. Mitunter konnten in solchen Fällen die Elektronenmikroskopie (EM) der virushaltigen Materialien oder bestimmte biologische Methoden weiterhelfen. Diese Methoden des Virusnachweises hatten die Entwicklung von Impfstoffen und Therapeutika ermöglicht, für die klinische Diagnostik waren sie aber im Einzelfall zu zeit raubend, zu schwierig oder nicht anwendbar. Abb. 1: Agargel-Doppeldiffusion nach Ouchterlony Man begann daher, die Virusinfektion mithilfe der vom Patienten neu gebildeten Antikörper gegen die Antigene des Krankheitserregers zu diagnostizieren. Frühe Methoden zum Nachweis antiviraler Antikörper. Hierbei bestand jedoch das Problem, die Reaktion der Patientenantikörper mit dem Virusantigen zu erkennen. Die am häufigsten verwendete, aber (aus Sicht des Verfassers) sehr umständliche Methode war die Komplementbindungsreaktion (KBR) 1, die ursprünglich für die Diagnose der Syphilis entwickelt worden war. Mit einem qualitativen Testergebnis war es zumeist nicht getan, denn bei vielen Infektionen muss man damit rechnen, dass die nachgewiesenen Antikörper eventuell von einer früheren unerkannten Infektion herrühren und nichts mit der aktuellen Erkrankung zu tun haben. Damals galt es, einen Titeranstieg nachzuweisen, d. h., eine zweite Serumprobe des Patienten, frühestens nach einer Woche, musste signifikant mehr Antikörper gegen das entsprechende Virus enthalten als eine erste Probe, die möglichst zu Beginn der Erkrankung entnommen worden sein sollte 2. Die frühe Virusdiagnostik musste sich also mit heute seltsam anmutenden Methoden herumschlagen. Dennoch wäre man in den 1960er-Jahren froh gewesen, wenn man für die Diagnostik der Virushepatitis diese Methoden zur Verfügung gehabt hätte. Frühe Erkenntnisse zur Virushepatitis. Die infektiöse Natur der Erkrankung war schon in der ersten Blütezeit der Medizinischen Mikrobiologie 1885 von Lürmann bei einer Ikterusepidemie nach einer Impfak tion erkannt worden. Jedoch blieben alle Versuche, die zugehörigen Erreger mit den sonst bewährten Methoden der Bakteriologie und Virologie zu identifizieren, erfolglos. Epidemiologische Beobachtungen wiesen auf mindestens zwei Arten von subzellulären Erregern hin: Typ A betraf hierzulande früher vor allem Kinder, breitete sich oftmals epidemisch über fäkal verunreinigte Lebensmittel (einschließlich Trinkwasser) aus und wurde niemals chronisch. Der Typ B wurde oft durch medizinische Eingriffe übertragen, bei denen menschliches Blut bzw. Serum willentlich oder, aufgrund mangelnder Hygiene, unwillentlich von einer Person in die nächste injiziert oder inokuliert wurde. 3 Das Problem der Virushepatitis, speziell nach Bluttrans- 1 Man benötigt für die KBR neben dem Virusantigen (z. B. aus infizierten Hühnerembryonen oder Gewebekulturen) und dem Patientenserum vom Menschen noch Erythrozyten vom Schaf als Indikatorzellen, Antikörper vom Kaninchen gegen Schaferythrozyten für die Erzeugung eines Immunkomplexes an der Erythrozyten-Membran und schließlich Komplement (meist vom Meerschweinchen). Dies ist ein in tierischem Serum vorhandener Multi-Proteinkomplex, der an Immunkomplexe bindet. Wenn sich diese auf Zellmembranen befinden, werden vom Komplement in die Zellen Löcher gestanzt, was zur Lyse der Zellen führt. Sofern das Patientenserum keine Antikörper enthält, lysiert das Komplement die Erythrozyten, und das undurchsichtige rote Reaktionsgemisch wird durchsichtig rot. Haben sich zuvor in der Mischung von Patientenserum und Virusantigen Immunkomplexe gebildet, binden diese das Komplement weg, welches dann nicht mehr lysieren kann. Somit sind an dieser Reaktion 4 komplexe biologische Komponentengemische aus 4 verschiedenen Tierarten beteiligt, die alle in standardisierter Qualität und Menge vom jeweiligen Labor bereitgestellt werden müssen. 2 Die Quantifizierung der KBR und ähnlicher biologischer Reaktionen war nur dadurch möglich, dass die Patientenseren in Zweierschritten verdünnt wurden und diejenige Verdünnung bestimmt wurde, die gerade noch ein positives Ergebnis lieferte. Nur ein Titeranstieg um mindestens den Faktor 4 konnte als signifikant gewertet werden. 3 Erst mit der Verwendung von Einmalnadeln und -Spritzen für Injektionen wurde der sehr häufige parenterale Übertragungsweg weitgehend unterbunden, wenngleich auch heute noch kleinere und größere Hepatitis-B- und C-Ausbrüche durch Hygienefehler berichtet werden. Bei der Bluttransfusion zeigte sich, dass auch scheinbar völlig gesunde Spender, die nie eine Gelbsucht hatten, die Krankheit auf den Empfänger übertragen konnten und dass diese oft eine chronische Hepatitis entwickelten.

17 Sonderbeitrag 17 fusionen, war so groß, dass man von den 1950er-Jahren bis Anfang der 1970er-Jahre in den USA sogar auf Menschenversuche zurückgriff. Der Kinderarzt Saul Krugman zeigte durch gezielte Infektion zahlreicher geistig behinderter Kinder, dass es tatsächlich zwei verschiedene Erreger gab. Viel war damit jedoch mit dieser aus heutiger Sicht unvorstellbaren Herangehensweise zunächst nicht gewonnen. Entdeckung des Australia-Antigens. Der entscheidende Erfolg kam von unerwarteter Seite. Der amerikanische Arzt Baruch Blumberg wollte nach genetischen Merkmalen für die Anfälligkeit gegen gewisse Krankheiten, insbesondere Krebs, suchen und hatte in den 1950er- und 60er-Jahren weltweit Serumproben von unterschiedlichsten ethnischen Gruppen gesammelt. Blumbergs Mitarbeiter Harvey Alter entdeckte in der riesigen Probensammlung ein neues Antigen, insbesondere bei australischen Ureinwohnern, sodass es Australia-Antigen (AuAg) genannt wurde. Nachdem Blumberg zunächst AuAg für ein polymorphes Serumprotein 4 des Menschen gehalten hatte, verdichteten sich bald die Hinweise, dass es etwas mit Hepatitis zu tun haben könnte, was Blumberg erstmalig 1967 in einer Publikation mitteilte. Parallel dazu hatte Alfred Prince ein Serum-Hepatitis-Antigen im Blut von Hepatitis-B-Patienten gezielt gesucht und gefunden, welches sich 1968 als identisch mit dem AuAg erwies. In der Folgezeit wurde von verschiedenen Gruppen gezeigt, dass Au/SH-Ag tatsächlich ein Marker für eine akute oder chronische Hepatitis B ist und dass es auch scheinbar gesunde AuAg-Träger gibt. Damit war zugleich ein Weg gezeigt, wie man infektiöse Blutspenden erkennen und aussortieren konnte. Für die Entdeckung des AuAg verwendete Blumberg die Agargel-Doppeldiffusion nach Ouchterlony 5 (Abb. 1). Gemessen an den damaligen Methoden der Proteinbestimmung war das Verfahren ziemlich empfindlich und spezifisch bei zugleich methodischer Einfachheit. Für die Infektionsdiagnostik reichte jedoch die Sensitivität dieses Tests nicht aus. Obwohl Blutspende-Einrichtungen sehr bald alle ihre Spender auf AuAg untersuchten, traten immer noch viele post-transfusionelle Hepatitis-B-Infektionen auf. Die Firma Abbott brachte 1971 eine etwas verbesserte Agargel-Diffusionsmethode auf den Markt, jedoch war dies nur eine Zwischenlösung, denn der Durchbruch kam bald darauf. Entwicklung des ersten Radioimmunassays (RIA) für ein infektiöses Agens. Ein Team um den Biochemiker Lacy Overby (Abb. 2) entwickelte damals bei Abbott ein völlig neues immunologisches Testprinzip zum hochempfindlichen Nachweis von Antigenen oder Antikörpern, den Festphasen-Sandwich- Radioimmun-Assay. Neu war es, eine Komponente des Abb. 2: Lacy Overby (l.), Chung-Mei Ling, Richard Decker Abb. 3: Beads Testsystems, z. B. den Antikörper gegen das AuAg, adsorptiv an eine Oberfläche (Festphase) zu binden und danach den Analyten im Patientenserum, hier das AuAg, an diese so beschichtete Oberfläche spezifisch binden zu lassen. Nun musste nur noch diese spezifische Bindung des AuAg an die Festphase nachgewiesen werden. Das Team bei Abbott wählte die radioaktive Markierung des AuAg-Antikörpers mit Jod 125 als signalerzeugende Methode. 6 Da ein AuAg-Teilchen rund 100 Bindungsstellen für seinen Antikörper enthält, war es möglich, dass auf der einen Seite das AuAg an die feste Phase band und in einem weiteren Schritt noch viele Moleküle des radioaktiv markierten AuAg-Antikörpers. Nicht gebundener Antikörper musste nur noch gründlich weggewaschen werden und danach konnte die Menge des radioaktiven Jods 125 an der festen Phase (damals eine Plastikkugel) gemessen werden (Abb. 3). Da Radioaktivität höchst empfindlich nachgewiesen werden kann, eröffnete das Verfahren neue Dimensionen der Nachweisempfindlichkeit, die von mehreren Mikrogramm/ml um das Tausendfache nach wenigen Nanogramm/ml verschoben wurde. Zudem wurde 4 Die Möglichkeiten, anhand von Serumproben genetische Unterschiede zu erkennen, waren damals begrenzt. Blumberg verfolgte u. a. einen immunologischen Ansatz. Er vermutete, dass Menschen, die aufgrund eines chronischen Leidens sehr viele Blutprodukte erhalten hatten, Antikörper gegen polymorphe Serumproteine bilden würden. Dies sind Proteine, die von Person zu Person kleine genetische Unterschiede in ihrer Aminosäuresequenz aufweisen und nach Transfusionen vom Organismus des Blutempfängers als fremd erkannt werden. 5 Durch die Vernetzung der Antikörper- und Antigen-Moleküle entsteht ein Proteinpräzipitat, wenn äquivalente Mengen von beiden Komponenten vorliegen. Es erwies sich als praktisch, dieses Mengenverhältnis durch Diffusion der beiden zunächst getrennt aufgetragenen Komponenten in einem Agargel sich selbst einstellen zu lassen, bis eine charakteristische Präzipitatlinie entsteht. 6 Proteine können mit vielen physikalisch nachweisbaren Komponenten kovalent gekoppelt werden. Schon vor 1972 konnte man z. B. fluoreszierende Moleküle an Antikörper chemisch koppeln. Solche im UV-Licht leuchtenden Antikörper dienten zur spezifischen Erkennung viraler und anderer Erreger in mikroskopischen Gewebe-Präparaten (Immunfluoreszenz), und umgekehrt konnten fluoreszenzmarkierte tierische Antikörper gegen menschliche Antikörper dazu verwendet werden, nachzuweisen, ob ein Patientenserum Antikörper gegen ein im Mikroskop sichtbares erregerspezifisches Antigen enthielten. Für die Virushepatitis gab es aber keine infizierbaren Gewebekulturen.

18 18 Sonderbeitrag die subjektive visuelle Ablesung des Reaktionsergebnisses durch eine objektive quantitative Messmethode ersetzt. Entdeckung des Hepatitis-B-Viruspartikels (HBV). Im Jahr 1970 war es unklar, worum es sich bei dem AuAg handelte. War es ein Wirtsprotein, das als Reaktion auf die Hepatitis gebildet wurde, war es Bestandteil des Erregers oder war es womöglich der Erreger selbst? 7 Im EM (Abb. 4) zeigte sich AuAg als etwa nm große runde Teilchen, die anders als Viren eine ungleichmäßige Größe hatten. Noch wichtiger war, dass die Teilchen keine Nukleinsäure enthielten, was mit der Virusnatur unvereinbar war. 8 David Dane war der Erste, der 1970 durch Immun-EM zweifelsfrei beweisen konnte, dass das AuAg nicht nur auf den kleinen virusuntypischen Partikeln, sondern auch auf 42 nm großen virusartigen Teilchen mit einem deutlich erkennbaren inneren Core vorkam. June Almeida konnte bald darauf 1971 aus den Dane-Partikeln die Core-Partikel freilegen und wiederum mit der Immun-EM Abb. 4: Elektronenmikroskopische Aufnahme der Australia-Antigene Abb. 5: Ausria-Röhrchen zeigen, dass Hepatitis-B-Patienten Antikörper (Anti-HBc) gegen dieses Core-Antigen (HBcAg) bildeten. Damit waren alle Zweifel beseitigt, dass die Dane-Partikel das eigentliche Virus darstellten. Das AuAg war das Oberflächenantigen der Virushülle und wurde nunmehr als HBsAg (s für surface) bezeichnet. Die infizierte Leberzelle bildet das HBsAg in etwa dreitausendfachem Überschuss und sezerniert es neben dem kompletten Virus als Partikel von etwa 20 nm Durchmessern und zum Teil auch als längliche Filamente in das Blut. Entdeckung der HBV-DNA. Da sich das HBV weiterhin nicht in Zellkulturen oder einfachen Versuchstieren vermehren ließ und die Patientenseren höchstens Nanogramme (ng) Dane-Partikel/ml enthielten, war ein direkter biochemischer Nachweis der HBV-Nukleinsäure nicht möglich. Jedoch konnte William S. Robinson 1973 innerhalb der HBV-Core-Partikel eine endogene DNA-Polymerase und schließlich 1974 auch deren Produkt selbst, die virale DNA, nachweisen. 9 Der letzte Schritt der HBV-Entdeckung bestand darin, die geringen Mengen verfügbarer Virus-DNA mit den damals neu entwickelten Methoden der Molekularbiologie zu klonieren und zu sequenzieren, was etwa zeitgleich 1978 drei Pionieren der Molekularbiologie mit ihren Arbeitsgruppen gelang: Pierre Tiollais, William Rutter und Kendrick Murray. Diese DNA kodierte die Gene für das HBsAg, HBcAg und die endogene DNA-Polymerase und war somit erwiesenermaßen das Virusgenom. Mit dieser Klonierung war der Weg eröffnet, HBV-DNA, HBsAg und HBcAg in quasi unbegrenzten Mengen gentechnisch herstellen zu können, anstatt sie mühsam aus dem knappen und hochinfektiösen Patientenmaterial zu extrahieren. Dies war wichtig, weil diese drei Materialien bald in großen Mengen für die Diagnostik gebraucht wurden. Nichtradioaktive Immun-Assays. Mit der Einführung des Ausria-125 (Abb. 5) war der Anfang einer beeindruckenden Entwicklung gemacht, jedoch mit einem schwerwiegenden Nachteil: Die Radioaktivität bereitete vielen Anwendern erhebliche Probleme. Es war daher ein großer Schritt, die verwendeten Antikörper mit Enzymen, später auch mit Chemilumineszenz-erzeugenden Gruppen zu markieren. Das Testprinzip des Festphasen-Sandwich-Immun-Assays wurde aber bis heute beibehalten, auch wenn die Art der Festphase sich z. T. geändert hat. HBV-Antikörper. Ergänzt wurde die HBsAg-Bestimmung durch den Nachweis von Antikörpern gegen das HBsAg (Anti-HBs) und HBcAg (Anti-HBc). Typischerweise tritt Anti-HBc mit Einsetzen der akuten Hepatitis bzw. einer unbemerkt ablau- 7 Einen ersten Hinweis erbrachte 1972 die Entdeckung der AuAg-Subtypen durch Le Bouvier mit den alternativ vorkommenden Subtyp-Determinanten d oder y, die zusätzlich zur der allen AuAg-Proben gemeinsamen Determinante a vorkamen. Innerhalb einer Infektionskette blieb der AuAg-Subtyp immer gleich, was gegen die Wirtsprotein-Hypothese und für die Erreger-Theorie sprach. 8 Blumberg war so überzeugt davon, dass AuAg ein Hepatitis-Erreger war, dass er ein neuartiges nukleinsäurefreies infektiöses Prinzip postulierte, welches er ICRON nannte (Institute for Cancer Research-on). Bereits damals gab es die Hypothese, dass die Erreger der spongiformen Enzephalopathien (Scrapie beim Schaf, Kuru und Creutzfeldt-Jakob-Krankheit beim Menschen) keine Nukleinsäure enthielten, was Stanley Prusiner später mit seiner Prion-Theorie beweisen konnte. Bei dem AuAg verhielt es sich allerdings anders. 9 Eine Eigenheit des HBV half, seine DNA auch ohne die 1973 noch nicht verfügbare Gentechnik zu erkennen. Die DNA im Inneren des Core-Partikels ist im Prinzip doppelsträngig, jedoch ist die virale DNA- Polymerase mit der Synthese des einen Strangs nicht ganz fertig geworden, bevor das Virus in das Blut ausgeschieden wurde. Dort fehlen die Nukleotidtriphosphate als Bausteine für die weitere DNA- Synthese, sodass in der Virus-DNA eine Lücke bleibt. Gibt man nun die Bausteine im Reagenzgefäß zu den Viren, läuft die Synthese in Form der endogenen DNA-Polymerase-Reaktion (d. h. ohne extern zugesetzte Matrize) wieder an, und wenn die Nukleotidtriphosphate radioaktiv markiert sind, lässt sich dieser Vorgang nicht nur nachweisen, sondern auch die virale DNA charakterisieren, was sich Robinson zunutze machte.

19 Sonderbeitrag 19 präs1 präs2 S PR HBc shbs Primase 3,2 kb DNA RT mhbs IHBs Reverse Transkriptase Abb. 6: Hepatitis-B-Partikel fenden Immunreaktion Monate nach dem Infektionsereignis auf. Wird also HBsAg ohne Anti-HBc gefunden, kann der Patient eventuell noch eine Hepa titis entwickeln. Heilt die Hepatitis aus, verschwindet HBsAg, aber das Anti- HBc bleibt und Anti-HBs kommt meistens als Zeichen einer Immunität hinzu. Wird die Infektion chronisch, bleiben HBsAg und Anti-HBc positiv. Mit den drei HBV-Markern ist also ein komplettes Bild des Infektions- bzw. Immunitätsstatus zu erhalten. Anti-HBs Für Anti-HBs brachte Abbott schon 1975 den ersten brauchbaren Test auf den Markt, damals noch als RIA mit Jod-125-markiertem HBsAg als Reagens. Der Test wurde enorm wichtig für die Entwicklung und Erprobung des Hepatitis-B-Impfstoffs, dessen Ursprünge auf ein Patent von Blumberg im Jahr 1970 zurückgingen. Die Schutzwirkung des Impfstoffs ist im Allgemeinen so gut, dass man auf eine Erfolgskontrolle verzichten kann. Wenn es jedoch auf einen zuverlässigen Schutz ankommt, z. B. bei exponiertem medizinischem Personal oder Partnern von chronisch HBV-Infizierten, ist eine Kontrolle der durch den Impfstoff gebildeten Anti-HBs-Menge erforderlich. Auch die Ausheilung einer akuten oder chronischen Hepatitis B wird am besten durch ein positives Anti-HBs angezeigt. Es folgte 1982 der Anti-HBc-Test, nun schon als Enzym- Immun-Assay. Anti-HBc hatte inzwischen wegen der ähnlichen Übertragungswege als Surrogat-Test bei Blutspendern für die damals noch nicht diagnostizierbare Hepatitis C (siehe unten) und kurzzeitig auch für HIV an Bedeutung gewonnen. Zudem zeigt Anti-HBc nicht nur eine frühere an, sondern auch eine noch bestehende okkulte HBV-Infektion, wobei das Wort okkult auf das scheinbare Fehlen des HBsAg hinweist, welches in solchen Fällen in extrem geringer Menge vorliegt. 10 Virusvermehrung und Beurteilung einer HBV-Infektion. (Abb. 6) Die bloße Anwesenheit des HBsAg erlaubt noch keine Beurteilung der Schwere der Infektion und der Infektiosität des Patienten. Infizierte, die keine nennenswerte zelluläre Immunreaktion gegen HBcAg und HBsAg entwickelt haben, zeigen meist riesige Mengen HBsAg (über ng/ml) im Blut und zusätzlich das sogenannte HBeAg 11, welches als Immunmodulator die Erkennung des HBcAg durch T-Lymphozyten unterdrückt. Die fehlende Immunabwehr ermöglicht eine Sekretion des Virus bis zu infektiösen Partikeln pro ml Blut, ohne dass der Infizierte wesentliche Symptome zeigt. Bei Patienten mit chronischer Hepatitis B ist die Immunabwehr teilweise aktiv, sodass die Viruszahlen geringer sind, jedoch führt die Zerstörung der HBV-infizierten Leberzellen zur chronischen Leberentzündung, ohne die Infektion stoppen zu können, da immer wieder neue Zellen infiziert werden. Erst wenn die Immunabwehr noch effizienter ist, wird ein Zustand erreicht, bei dem zwar HBsAg noch produziert wird, aber die Virusmenge so gering ist (unter 10 4 / ml), dass sie keinen wesentlichen Schaden mehr anrichtet. Diese quasi-gesunden HBsAg-Träger haben wenig HBsAg im Blut (meist unter ng/ml) und kein HBeAg, sondern den entsprechenden Antikörper Anti- HBe. Die HBV-Therapie versucht, die Virämie dauerhaft auf solch niedrige Werte zu drücken. 12 n 10 Bei der Blutspende werden bis zu 200 ml Blutplasma übertragen und somit können geringste Spuren von HBV zur Infektion des Empfängers führen. Daher werden in vielen Ländern einschließlich Deutschland die Blutspender zusätzlich zum HBsAg auch auf Anti-HBc getestet. Eine Anti-HBc-Bestimmung ist auch wichtig vor Immunsuppression, da dadurch die okkulte Infektion mit schweren klinischen Konsequenzen reaktivieren kann. Dies lässt sich durch präemptive Therapie unterdrücken, wenn das Problem rechtzeitig erkannt wird. 11 Lars Magnius entdeckte1972 HBeAg. Das e ist keine Abkürzung, sondern steht gemäß Magnius für sich. HBeAg-Positive sind zumeist hochinfektiös, Anti-HBe-Positive dagegen weniger. HBeAg ist eine lösliche Form des HBcAg und entsteht dadurch, dass dem HBc-Gen eine PräC-Signalsequenz für Sekretion vorgeschaltet ist. Eine Serokonversion des HBeAg nach Anti-HBe ist ein günstiges Zeichen für eine spontane oder Therapie-induzierte Besserung. HBeAg ist nicht essenziell für die Virusvermehrung. HBeAg-negative HBV-Varianten können gehäuft fulminante Hepatitis B hervorrufen, werden aber nicht chronisch. 12 Interferon kann bei den 30 % der Patienten, die ohnehin schon eine aktive Immunabwehr haben, diesen Zustand herbeizuführen. Erkennbar wird dies durch die stetige Abnahme der HBV-DNA und des HBsAg. Den anderen Patienten können Inhibitoren der viralen DNA-Polymerase helfen. HBV repliziert sein Genom wie HIV über reverse Transkription, sodass z. T. die gleichen Medikamente helfen. Für eine optimale Therapie ist ein Monitoring der Virusvermehrung nötig.

20 20 Praxisreport Installation des ersten PLEX-ID-Systems in Deutschland Die LABCON-OWL GmbH ist ein Spin-off des Labors Krone und wurde 2003 gegru ndet. Im Bereich der LABCON und des Labors Krone beschäftigen sich die Mitarbeiter u berwiegend mit der Durchfu hrung medizinischer Untersuchungen fu r Ärzte, Krankenhäuser und andere Akteure des Gesundheitswesens. Weitere Schwerpunkte sind die Durchfu hrung klinischer Evaluationen und Kooperationen mit Diagnostika-Herstellern, und die Etablierung neuer Verfahren im Bereich der molekularbiologi schen Analytik. Seit dem Jahr 2010 ist die LABCON- OWL fu r die forensische DNA-Analytik akkre ditiert. Wir sprachen mit Dr. Carsten Tiemann (CT). Abbott Times (AT): Bitte fassen Sie die Aktivitäten Ihres Labors kurz in Zahlen zusammen. Carsten Tiemann (CT): Im Bereich der Routinediagnostik werden derzeit bis zu Proben pro Tag bearbeitet, die sich auf die Bereiche Immunologie, Klinische Chemie, molekulare Biologie, Toxikologie, Hämatologie und Hämatoonkologie verteilen. Daneben werden noch andere Fragestellungen bearbeitet, z. B. aus dem Bereich der Umweltanalytik und der Drogenuntersuchungen. AT: Welche Abbott-Analysensysteme nutzen Sie zurzeit in Ihrem Labor? CT: Im Jahr 2004 wurde das m1000-system evaluiert und nach Abschluss in die Routinediagnostik u berfu hrt. Seither wird im Labor Krone und in der LABCON die Infektionserreger-Diagnostik im Hochdurchsatzbereich auf drei m2000sp/rt-systemen und einem m24-system durchgefu hrt. Es handelt sich im Wesentlichen um die HIV-Diagnostik, Hepatitis-B-, Hepatitis-C-, Clamydien/ NG- und HPV-Diagnostik. Im Bereich der immunologischen Testsysteme sind mehrere Architekten im Einsatz, auf denen ein Großteil der Proben der serologischen Verfahren bearbeitet werden. AT: Ihr Labor ist ein Abbott-Molecular-Referenzlabor. Welche Vorteile hat dies fu r Sie, welche fu r Abbott? CT: Diese Tätigkeit ermöglicht uns, dem Routinebereich des Labors Krone und der Firma Abbott einen kurzfristigen Austausch von Informationen bei der Etablierung neuer oder bei der Weiterentwicklung bestehender Systeme. Aus dieser Kooperation ergeben sich rasche Optimierungen oder neue Entwicklungen. Fu r Abbott bietet sich der Vorteil, dass Veränderungen oder Weiterentwicklungen der Systeme und innovative Produkte unter Routinebedingungen getestet werden. Ein wichtiger Aspekt der Funktion als Referenzlabor ist auch der rege Kontakt zu anderen Kunden, die die Abbott-Systeme schon einsetzen oder zeitnah einsetzen werden. Abbott profitiert von der Möglichkeit, interessierten Kunden in unserem Labor Demonstrationen unter realen Bedingungen vorzufu hren. AT: Bitte beschreiben Sie die verschiedenen Phasen, die zur Entscheidung für ein PLEX-ID-System in Ihrem Labor geführt haben. Was waren die Hauptargumente für Ihre Wahl? CT: Die Entscheidung, mit dem PLEX-ID-System in ein sehr umfangreiches und internationales Kooperationsmodell einzusteigen, liegt darin begru ndet, dass LABCON- OWL das Potenzial sieht, in Zukunft diese Technologie auch nutzbringend in der Diagnostik anzubieten. Im Vergleich zu anderen Technologien, z. B. dem Next Generation Sequencing (NGS), oder im Vergleich zu bisher etablierten Technologien wie der RealTime PCR und dem RealTime Sequencing bietet das PLEX-ID die Möglichkeit der Identifikation z. B. von Infektionserregern, ohne vorher zu spezifizieren, nach welchem konkreten Organismus gesucht wird. Die Art der Detektion mithilfe dieser Plattform stellt eine völlig andere Herangehensweise dar als die bisherigen etablierten Technologien. AT: Wie gestaltete sich die Installation des Systems und die Einarbeitung der Mitarbeiter? CT: Die Installation des PLEX-ID-Systems fand im April und Mai 2010 statt. Die Mitarbeiter der Firma Abbott waren fu r sämtliche Bereiche des Transportes und der Überwachung zuständig (siehe PLEX-ID-Film auf You Tube). Sowohl im Rahmen der Installation als auch der Feasibi lity-studie wurde die Durchfu hrung von Entwicklungsingenieuren von Abbott begleitet. Nach Installation und Abnahme wurde dann in einem ein- bis zweiwöchigen Programm die Einarbeitung der akademischen Mitarbeiter vorgenommen. Bis zum heutigen Zeitpunkt hat sich die