Gesamtprotein im Liquor: Wichtige Referenzwerte, Analyseverfahren & Klinische Bedeutung Enthüllt!

Die Analyse des Liquors cerebrospinalis, auch bekannt als Gehirn-Rückenmark-Flüssigkeit, ist ein essenzieller Bestandteil der neurologischen Diagnostik. Sie liefert wichtige Informationen über den Zustand des zentralen Nervensystems (ZNS) und hilft bei der Diagnose verschiedener Erkrankungen, wie z. B. Meningitis, Multiple Sklerose, Autoimmunenzephalitis und neurodegenerative Erkrankungen. Das Gesamtprotein im Liquor ist ein wichtiger Parameter dieser Analyse. Dieser Artikel beleuchtet den Referenzbereich für Gesamtprotein im Liquor, die Bedeutung der Liquoranalytik, die einzelnen Analyseschritte und die Interpretation der Ergebnisse.

Einführung in die Liquoranalytik

Die Liquoranalytik ist ein dreiteiliges Stufenprogramm, das verschiedene Aspekte der ZNS-Funktion untersucht. Angesichts der Zusammensetzung des zellarmen Liquors und der Besonderheiten der Liquorphysiologie sind mehrere Grundregeln in Bezug auf Präanalytik, Analytik und Interpretation der Befunde zu beachten. Die Untersuchung des Liquors ist für die Diagnosestellung einer Vielzahl von neurologischen Erkrankungen von Bedeutung. Sie kann bei Verdacht auf Meningitis, multiple Sklerose, Blutungen oder Meningeosis carcinomatosa die Therapieentscheidung bestimmen.

Präanalytische Aspekte der Liquoruntersuchung

Die Präanalytik umfasst alle Schritte von der Probenentnahme bis zur Analyse. Hier sind einige wichtige Punkte zu beachten:

Probengefäß: Polypropylen-Röhrchen (PP) verwenden. Kein Glas- oder Polystyrol-Röhrchen (PS). Probendeckel fest verschließen und mit Parafilm abdichten.
Zeitnahe Untersuchung: Der Liquor muss wegen einer rasch einsetzenden Zytolyse zeitnah (maximal binnen 2 Stunden nach der Lumbalpunktion) untersucht werden, um die Zellzahl zu ermitteln und die zytologischen Präparate anzufertigen.
Gleichzeitige Serumprobe: Liquor muss stets gemeinsam mit einer zeitnah zur Lumbalpunktion entnommenen Serumprobe untersucht werden, da die Proteinkonzentrationen im Liquor neben der Liquorflussgeschwindigkeit hauptsächlich von deren Blutkonzentrationen abhängen und deshalb das Serum zwingend als Bezugsgröße für die Liquorproteinanalytik herangezogen werden muss. Für Reiber-Diagramme Serum und Liquor gleichzeitig (<1h Abstand) abnehmen und taggleich einsenden.
Beeinflussung durch Plasmapherese/IVIG: Nach Plasmapherese oder Therapie mit hoch dosierten Immunglobulinen (IVIG) sollte eine Liquoranalyse frühestens nach 48 Stunden erfolgen, da sich das Fließgleichgewicht der Proteine zwischen Blut- und Liquorkompartiment verzögert adaptiert. Ansonsten werden unplausible Proteinbefunde erhoben.
Ausreichend Probenvolumen: Bei multiplen Untersuchungen aus Liquor, ausreichend Liquor als mehrere Einzelproben (mind. 3 x á 3ml) einsenden, da Messungen u.a. in weiteren Fremdlaboren erfolgen. Um wiederholtes Auftauen zu vermeiden, kann aus gefrorenen Liquor nur ein Analyt bestimmt werden. Daher für mehrere Untersuchungen aus gefrorenen Liquor, zusätzliche gefrorene Einzelproben einsenden.
Dringliche Analyte: Falls dringliche Analyte priorisiert werden sollen, bitte diese auf Anforderung vermerken.

Analytische Bestandteile der Liquoruntersuchung

Die Analytik umfasst die eigentlichen Messungen und Bestimmungen im Labor. Hierzu gehören:

Zellprofil: Automaten zur Zellzählung und -differenzierung sollten wegen unzuverlässiger Befunde vermieden werden. Die Differenzialzytologie sollte uneingeschränkt bei jeder Punktion unabhängig von der Gesamtzellzahl durchgeführt werden. Eine Zellvermehrung ≥ 5/µl kommt vor bei ZNS-Entzündungen, aber auch bei Tumorinfiltration der Meningen sowie als Reizreaktion nach Traumen, intrazerebralen und subarachnoidalen Blutungen, intrathekaler Applikation von Medikamenten (z. B. Zytostatika) oder nach wiederholter Lumbalpunktion und Anlage einer externen Ventrikeldrainage. Das normale Zellbild besteht aus mononukleären Zellen mit deutlichem Überwiegen von Lymphozyten gegenüber Monozyten.
Laktat und Glukose: Die Bestimmung des Liquorlaktats ist - da auch ohne Kenntnis des korrespondierenden Serumwertes diagnostisch relevant - gegenüber der Bestimmung der Liquorglukose, die stets in Bezug zur Serumglukose beurteilt werden muss (normal: Liquor-/Serumquotient > 0,5), vorteilhaft. Zu einem Anstieg des Liquorlaktats kommt es insbesondere bei Infektionen durch Bakterien und Mycobakterium tuberculosis sowie auch bei Meningeosis carcinomatosa.
Proteinprofil: Liquor und Serum (verdünnt) müssen für die Proteinanalytik im selben Test und im vergleichbaren Konzentrationsbereich gemessen werden, um methodischen Impräzisionen vorzubeugen. Für die Beurteilung der Blut-Liquor-Schrankenfunktion (BLS) und einer möglichen intrathekalen Produktion von Immunglobulinen müssen für Albumin (Referenzprotein für die BLS) und Immunglobuline die Liquor-/Serumkonzentrationsquotienten berechnet werden. Die Quotientenbildung für Albumin (QAlb) und Immunglobuline (QIgG, QIgA, QIgM) normiert die von den jeweiligen Serumkonzentrationen abhängige Diffusion dieser Proteine in den Liquor und macht die gemessenen Liquorkonzentrationen unabhängig von den individuell variablen Serumkonzentrationen.
Integrierter Gesamtbefund: Die zusammenfassende Darstellung der erhobenen Einzelparameter in einem integrierten Gesamtbefund ist unerlässlich, um krankheitstypische Befundmuster sowie deren Plausibilität auf Anhieb zu erfassen. Der integrierte Gesamtbefund umfasst obligat Angaben zu der zellulären Beschaffenheit des Liquors (Zellzahl und Zytologie), den Liquor-/Serumquotienten von Albumin und den Immunglobulinen. QAlb reflektiert die individuelle BLS, da Albumin rein extrazerebral (in der Leber) produziert wird und somit die Albuminkonzentration im Liquor ausschließlich aus dem Blut stammt. Mit Bezug auf QAlb erlaubt die vergleichende Analyse der Liquor-/Serumquotienten für die Immunglobulinklassen eine quantitative Aussage darüber, ob sich mehr IgG, IgA oder IgM im Kompartiment Liquor befindet, als dies theoretisch durch reine Diffusion zu erwarten wäre. Ist dies der Fall, liegt eine intrathekale Ig-Produktion vor, die einen entzündlichen Prozess im ZNS nachweist und je nach Befundmuster dessen nähere Eingrenzung ermöglicht. der Relation der Immunglobulin-Quotienten zum Albumin-Quotienten anhand von Quotendiagrammen, die von Reiber und Felgenhauer etabliert wurden und einer empirisch und theoretisch fundierten Hyperbelfunktion folgen. Die Quotientendiagramme für IgG, IgA, IgM werden, sortiert nach der Radiusgröße der Proteine (IgG < IgA < IgM), grafisch untereinander wiedergegeben, was neben der Erkennung krankheitstypischer Muster dem Labor auch die Überprüfung der Befundplausibilität gestattet. oligoklonalen IgG-Banden (OKB). OKB treten unspezifisch bei subakuten und chronischen Entzündungen des ZNS als Korrelat einer oligoklonalen B-Zell-Aktivierung auf. Der qualitative Nachweis liquorspezifischer OKB mittels isoelektrischer Fokussierung weist gegenüber den auf der Grundlage quantitativer Messungen ermittelten Quotientendiagrammen mit höherer Empfindlichkeit das Vorliegen einer intrathekalen IgG-Synthese nach. Ein OKB-Muster liegt vor, wenn in parallelen Liquor-/Serumproben ≥ 2 Banden im Liquor, aber nicht im Serum (Typ-2-Muster) oder ≥ 2 liquorspezifische Banden zusätzlich zu identischen Banden in Liquor und Serum (Typ-3-Muster) zur Darstellung kommen.

Spezialanalytik

Demenzmarker: Gegenwärtig sind die Biomarker Amlyoid-β1-42 (Aβ1-42), Amlyoid-β1-40 (Aβ1-40), Gesamt-Tau und Phospho-Tau-181 (pTau) sowie 14-3-3-Protein und der PrPSc-Aggregationsassay klinisch validiert und etabliert und können vor allem zur Positivdiagnostik verwendet werden (siehe Tabelle 1 bzgl. Referenzwerte für Alzheimer-Demenz). Andere primäre Demenzen, wie zum Beispiel die PPA (primär progrediente Aphasien) oder DLB (Demenz mit Lewy-Körperchen, „dementia with Lewy bodies“) bieten jedoch eine signifikante Überlappung einiger Biomarker, insbesondere Amyloid-β1-42 (Aβ1-42) und Gesamt-Tau, sodass eine rein neurochemische Differenzierung der unterschiedlichen Demenzätiologien basierend auf diesen Liquorbiomarkern allein gegenwärtig unzureichend ist.
Erregerdiagnostik bei Infektionen des ZNS: Erregerspezifische Antikörperindizes (AI) ermöglichen den diagnostisch bedeutsamen Nachweis einer intrathekalen Synthese von IgG-Antikörpern mit Spezifität für diverse Erregerantigene. Die Berechnung gelingt durch Quotientenbildung der Liquor-/Serumkonzentrationen des spezifischen IgG (QIgGspez) und deren Bezug auf die Liquor-/Serumkonzentrationen des Gesamt-IgG (QIgGgesamt). Werte ≥ 1,5 zeigen an, dass der Anteil des spezifischen IgG am Gesamt-IgG im Kompartiment Liquor größer ist als der Anteil des spezifischen IgG am Gesamt-IgG im Serum und belegen eine intrathekale Synthese des spezifischen IgG. AI gelten bei einigen Infektionen als Goldstandard für den Erregernachweis (z. B. Neuroborreliose, Neuro-Lues) und sind als MRZ-Reaktion (intrathekale Synthese von mindestens 2 erregerspezifischen IgG-Antworten gegen Masern-, Röteln-, Varizella-Zoster-Virus) hochspezifisch für die multiple Sklerose (MS) und weisen die für diese Erkrankung typische polyklonale und unter anderem polyvirale B-Zell-Aktivierung nach. Der direkte Erregernachweis erfolgt mikroskopisch (z. B. Gram-Färbung zum Nachweis von Bakterien oder Tuschefärbung zum Nachweis von Kryptokokken), anhand Antigen-Schnelltests, kultureller Erregeranzucht (zeitaufwendig und Ergebnis erst mit Latenz) und durch Detektion pathogenspezifischer Genomabschnitte mittels Nukleinsäure-Amplifikationstechniken (am häufigsten Polymerase-Kettenreaktion, PCR).

Interpretation der Ergebnisse: Der Referenzbereich für Gesamtprotein im Liquor

Der Eiweißgehalt sollte immer im Zusammenhang mit dem Albumin-Quotienten erfolgen. Eiweißerhöhungen kommen bei vielen ZNS-Prozessen vor, z. B. Menigitiden, ZNS-Tumoren/-Metastasen, -Einblutungen. Vor allem bei eitriger bakterieller Meningitis werden Werte bis 10 g/l erreicht.

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Die Interpretation der Ergebnisse der Liquoranalytik erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung aller erhobenen Parameter im Kontext des klinischen Bildes des Patienten. Einige typische Konstellationen bei Entzündungen und Neoplasien des ZNS, die direkt aus dem integrierten Gesamtbefund ablesbar sind und gegebenenfalls eine weitere Spezialdiagnostik erfordern, sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Klinische Relevanz der Liquoranalytik bei verschiedenen Erkrankungen

Die Liquoranalytik spielt eine entscheidende Rolle bei der Diagnose und Differenzialdiagnose verschiedener neurologischer Erkrankungen. Einige Beispiele sind:

Multiple Sklerose (MS)

Die häufigste entzündliche Erkrankung des ZNS bei jungen Erwachsenen (Prädilektionsalter 20. bis 40. Lebensjahr) wird häufig durch Sehstörungen (Sehnervenentzündung, Doppelbilder) sowie sensible und/oder motorische Störungen symptomatisch. Der Verlauf ist mehrheitlich zunächst relapsierend, später oft chronisch progredient.

Stellenwert Liquoranalyse: essenzieller diagnostischer Baustein. Eine intrathekale IgG-Synthese kann als kardinaler Befund gemäß den aktuellen Diagnosekriterien zum diagnostisch geforderten Nachweis der zeitlichen Dissemination des Entzündungsprozesses herangezogen werden, sofern in der kranialen Magnetresonanztomografie (MRT) die Kriterien für die ebenfalls nachzuweisende örtliche Dissemination (≥ 1 krankheitstypische T2-Läsionen in mindestens 2 MS-typischen Regionen) erfüllt sind, jedoch keine aktiven (Kontrastmittel anreichernden) Läsionen als Korrelat einer zeitlich versetzten und damit chronischen Evolution der Entzündung vorhanden sind.
Typisches Befundmuster: Es liegt eine leichte Zellzahlerhöhung (maximal bis 50/µl) mit wenigen transformierten Lymphozyten und Plasmazellen vor. Eine intrathekale IgG-Synthese, die im Krankheitsverlauf persistiert, wird entweder rechnerisch im Quotientendiagramm oder mit deutlich höherer Empfindlichkeit durch liquorspezifische OKB (Typ-2- oder Typ-3-Muster) nachgewiesen. Es besteht eine 2- oder 3-fach positive MRZ-Reaktion (Parameter mit höchster Spezifität für MS, weniger sensitiv [ca. 63 % der Fälle] als OKB [> 90 %]).
Wichtig zu beachten: Insbesondere bei fehlender oder nur transienter intrathekaler IgG-Synthese (Quotientendiagramm oder OKB) und/oder Zellzahl > 100/µl im akuten Schub muss Zweifel an der MS-Diagnose aufkommen und eine Neuromyelitis-optica-Spektrum-Erkrankung (NMOSD) oder Enzephalomyelitis mit Seropositivität für MOG-(Myelin-Oligodendrozyten-Glykoprotein-)IgG erwogen werden. Beide Erkrankungen sind antikörpervermittelte Entitäten, die mit der MS klinisch sowie auch radiologisch überlappen können und dominant die Sehnerven, das Myelon und den Hirnstamm betreffen. Sie unterscheiden sich jedoch hinsichtlich Prognose und Immuntherapie von der MS.

Autoimmunenzephalitis

Autoimmunenzephalitiden betreffen jährlich etwa eine von 100 000 Personen. Typische Biomarker sind bei einem Großteil der Patienten distinkte IgG-Autoantikörper in Serum und/oder Liquor; Unterteilung in mehrheitlich paraneoplastische Syndrome mit Nachweis von klassischen onkoneuralen Antikörpern (Spezifität für intrazelluläre Antigene wie anti-Hu, -Yo, -Ri; prognostisch ungünstig, schlechtes Ansprechen auf Immuntherapie) und Syndrome, die nicht oder deutlich seltener in Assoziation mit Malignomen vorkommen und mit dem serologischen Nachweis von Antikörpern mit Spezifität für Oberflächenantigene einhergehen (z. B. NMDA-Rezeptor, LGI1-Protein, CASPR2-Protein; GABAB-Rezeptor, AMPA-Rezeptor; häufiger, prognostisch günstiger, oft gutes Ansprechen auf Immuntherapie). Prototypen sind:

NMDA-Rezeptor-Enzephalitis: Eine altersunabhängig fast ausschließlich Mädchen und Frauen betreffende Erkrankung, die sich mit einem neuropsychiatrischen Symptomspektrum (Verhaltensauffälligkeit, Psychose, Anfälle, Bewegungsstörung) manifestiert und zu langer Intensivpflichtigkeit führen kann, jedoch bei frühzeitiger Immuntherapie und ggf. Tumortherapie (in 30-40 % Ovarialteratome) eine günstige Langzeitprognose aufweist.

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LGI1-Enzephalitis: Eine insbesondere Männer im mittleren oder höheren Lebensalter betreffende Erkrankung, zu deren Kernmerkmalen eine rasch einsetzende Störung des Kurzzeitgedächtnisses und der Orientierung sowie außerdem fokale und generalisierte Anfälle gehören.
Diagnose und Stellenwert Liquoranalyse: Die Diagnose wird durch den Nachweis antineuronaler Antikörper in Serum und Liquor gesichert. Da zum Beispiel NMDAR-Antikörper ausnahmslos intrathekal produziert werden, kann die Diagnosesicherung früher durch parallele Mituntersuchung einer Liquorprobe gelingen. Die Liquoranalytik ist diagnostisch wichtig und kann bei rasch einsetzenden und nicht fieberhaften enzephalopathischen oder demenziellen Syndromen frühzeitig den Verdacht auf eine Autoimmunenzephalitis lenken.
Typisches Befundmuster: Häufig, aber nicht in allen Fällen, liegt eine leicht bis mäßig ausgeprägte lymphozytäre Zellzahlerhöhung vor (bis ca. 100/µl), gegebenenfalls eine gering- bis mäßiggradige BLS-Funktionsstörung, oft eine intrathekale IgG-Synthese, am häufigsten in Form einer liquorspezifischen OKB.
Wichtig zu beachten: Autoimmunenzephalitiden sind wichtige und behandelbare Differenzialdiagnosen von erregerbedingten Erkrankungen des ZNS, Psychosen und Demenzen. Im jüngeren Lebensalter und bei weiblichem Geschlecht muss insbesondere die NMDA-Rezeptor-Enzephalitis gegenüber der Erstmanifestation einer Psychose abgegrenzt werden, im höheren Erwachsenenalter und bei männlichem Geschlecht kann eine LGI1-Enzephalitis als rasch fortschreitende präsenile Demenz verkannt werden.

Bakterielle und virale Infektionen

Bakterielle und virale Infektionen manifestieren sich klinisch als Meningitis oder (Meningo-)Enzephalitis. Leitsymptome sind Kopfschmerzen, Nackensteife und Fieber sowie bei enzephalitischer Mitbeteiligung zusätzlich neurologische Herdsymptome (z. B. Aphasie, Hemiparese) und/oder epileptische Anfälle. Das perakute/akute Einsetzen der Leitsymptome weist auf eine bakterielle Ätiologie, ein subakuter Beginn auf eine virale (oder andere nicht eitrige, u. a. tuberkulöse) Infektion hin.

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Stellenwert Liquoranalyse: essenzieller diagnostischer Baustein und unumgänglich zur Differenzie-rung einer bakteriellen versus nichtbakteriellen Meningitis und zur Identifikation des auslösenden Erregers mittels direkter oder indirekter Nachweisverfahren.
Typisches Befundmuster: Das Liquorprofil der bakteriellen Meningitis (häufigste Erreger: Pneumokokken und Meningokokken, außerdem Haemophilus influenzae, Listerien, gramnegative Enterobakterien) ist durch eine stark erhöhte Zellzahl (meist > 1.000/µl, in der Regel > 90 % neutrophile Granulozyten), eine deutliche Liquortrübung, eine Erhöhung des Gesamtproteins (bis > 10 g/l) und eine Erniedrigung des Liquorglukose-Wertes (Liquor/Serum-Glukose-Quotient < 0,3) gekennzeichnet. Bei der bakteriellen Meningitis ist das Liquorlaktat deutlich erhöht (meist > 3,5 mmol/l). Das Liquorprofil der nichtbakteriellen (vor allem viralen) Meningitis (häufigste Erreger: Enteroviren, Herpes-simplex-Viren, Varizella-Zoster-Virus) weist eine geringgradig erhöhte Zellzahl (meist < 500/µl, in der Regel > 50 % Lymphozyten), eine allenfalls geringgradige Liquortrübung, eine Erhöhung des Gesamtproteins (meist < 1,5 g/l) und einen normalen Liquorglukose-Wert auf. Das Liquorlaktat kann normal oder geringgradig erhöht sein (meist < 3,5 mmol/l).

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