Die Liquordiagnostik, auch bekannt als klinische Neurochemie, ist ein komplexes Feld, das auf einer Reihe von physiologischen und biophysikalischen Zusammenhängen basiert. Diese Zusammenhänge ermöglichen eine systematische diagnostische und wissenschaftliche Herangehensweise, die in anderen Bereichen der Laboranalytik ihresgleichen sucht. Dieser Artikel beleuchtet die Bedeutung des Nachweises identischer Banden im Liquor und Serum, insbesondere im Hinblick auf neurologische Erkrankungen wie Multiple Sklerose (MS), Autoimmunenzephalitis und Infektionen des zentralen Nervensystems (ZNS).
Grundlagen der Liquordiagnostik
Ein wichtiger Aspekt der Liquordiagnostik ist die Berücksichtigung der Blut-Liquor-Schranke (BLS). Eine pathologische Erhöhung der Serumproteinkonzentrationen im Liquor deutet auf eine Störung dieser Schranke hin, die auf einer Verlangsamung des Liquorflusses und einer damit verbundenen Erhöhung des Molekülstroms in den Liquor beruht. Es ist wichtig zu wissen, dass alle Antikörper und Zellen aus dem Blut in das normale Gehirn gelangen können, wobei die Zellen in der Regel schnell eliminiert werden. Das Gehirn verfügt auch über eigene immunkompetente Zellen, die über Zytokinrezeptoren und -produktion mit dem endokrinen und Nervensystem verbunden sind.
Die Liquorzytologie ist ein anspruchsvolles Verfahren, sowohl methodisch als auch in Bezug auf die Interpretation. Um unerwartete Ergebnisse zu vermeiden, ist es wichtig, einen minimalen Satz an Parametern in jedem Liquor-Serum-Probenpaar zu bestimmen.
Interpretation von Liquorbefunden
Liquorbefundberichte, idealerweise mit integrierten Quotientendiagrammen, bieten eine klinisch orientierte Interpretation von Parameterkombinationen. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass die Liquordiagnostik lediglich eine differenzialdiagnostische Hilfe darstellt und keine Diagnose an sich. Die in Abbildung 1 dargestellten Parameter des analytischen Grundprogramms dienen als Interpretationsgrundlage, wobei die Mustererkennung im Quotientendiagramm (Abbildung 2) eine besondere Rolle bei der Analyse der intrathekalen Immunglobulinreaktionen spielt.
Quotientendiagramm nach Reiber
Das Quotientendiagramm nach Reiber ist ein quantitatives Verfahren, das Informationen über die individuelle Schrankenfunktion eines Patienten zusammen mit dem intrathekalen Immunglobulinmuster liefert. Empirische Ansätze zur quantitativen Bestimmung der intrathekal gebildeten IgG-, IgA- und IgM-Menge im Liquor haben mit der Diffusions-Liquorfluss-Theorie eine theoretisch begründete Lösung für die Charakterisierung von Referenzbereichen in Quotientendiagrammen und deren numerische Darstellungen gefunden.
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Intrathekale Fraktionen
Um die intrathekalen Synthesen verschiedener Immunglobulinklassen bei einem Patienten untereinander zu vergleichen, ist es vorteilhaft, statt Igloc dessen relative intrathekale Fraktion (IgIF) darzustellen. In den Quotientendiagrammen ist diese relative intrathekale Fraktion direkt ablesbar. Die Dominanz unter intrathekalen Fraktionen wird beispielsweise mit IgMIF > IgGIF, IgAIF als dominante intrathekale IgM-Synthese bezeichnet.
Punktionszeitpunkt
Für die Beurteilung eines Datenmusters im Liquorbefundbericht ist vor allem der Punktionszeitpunkt im Verlauf der Erkrankung neben dem Umfang der analysierten Parameter wichtig. Als typisch bezeichnete Muster einer intrathekalen IgG-, IgA- oder IgM-Synthese zusammen mit dem Zustand der Blut-Liquor-Schrankenfunktion beziehen sich auf den Zeitpunkt der ersten diagnostischen Punktion.
Oligoklonale Banden und Kappa-freie Leichtketten
Der Nachweis oligoklonaler Banden (OKB) gilt nach wie vor als Goldstandard zur Diagnosestellung einer Multiplen Sklerose. Allerdings gewinnt auch die Detektion von freien Leichtketten (FLC) immer mehr an Bedeutung.
Kappa-freie Leichtketten-Index
Der κ-FLC-Index korreliert mit der zukünftigen Krankheitsaktivität der Multiplen Sklerose und kann frühe Schubaktivität bzw. -progression anzeigen. Studien haben gezeigt, dass der κ-FLC-Index eine diagnostische Sensitivität von durchschnittlich 88 % und eine Spezifität von 89 % erreicht, während die OKB eine Sensitivität von 85 % und eine Spezifität von 92 % zeigten.
Vorteile des κ-FLC-Index
Der κ-FLC-Index besticht durch eine Reihe von Vorteilen:
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- Einfache und schnelle Bestimmung mittels Nephelometrie oder Turbidimetrie
- Kostengünstig
- Ergebnis unabhängig von den befundenden Ärzten
- Metrische Variable, die eine Prognoseabschätzung des weiteren Krankheitsverlaufes bei Patient:innen mit MS erlaubt
Oligoklonale Banden
Beim Nachweis von oligoklonalen Banden liegt eine intrathekale IgG-Synthese vor. Im Gegensatz zu systemischen Infektionen ist die Immunantwort im ZNS oligoklonal und nicht polyklonal. Der Nachweis mittels Isoelektrischer Fokussierung und Immunfixation ist sehr sensitiv, aber unspezifisch. Oligoklonale Banden können bei einer Vielzahl von (sub)-akuten und chronischen Erkrankungen des ZNS auftreten wie z.B. demyelinisierenden, inflammatorischen oder autoimmunen Erkrankungen. Die Untersuchung ist insbesondere für die Diagnose einer Multiplen Sklerose (MS) und die Prognose beim klinischen isolierten Syndrom (KIS) relevant. Bei der MS liegt die Sensitivität bei > 95 %, bei fehlendem Nachweis von oligoklonalen Banden sollte die Diagnose kritisch geprüft werden.
Spezifische Erkrankungen und Liquorbefunde
Multiple Sklerose (MS)
Eine intrathekale IgG-Synthese kann als kardinaler Befund gemäß den aktuellen Diagnosekriterien zum diagnostisch geforderten Nachweis der zeitlichen Dissemination des Entzündungsprozesses herangezogen werden. Typisches Befundmuster: Leichte Zellzahlerhöhung (maximal bis 50/µl) mit wenigen transformierten Lymphozyten und Plasmazellen. 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.
Autoimmunenzephalitis
Die Diagnose wird durch den Nachweis antineuronaler Antikörper in Serum und Liquor gesichert. 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.
Bakterielle und virale Infektionen
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. Die Liquoranalyse ist essenziell zur Differenzierung einer bakteriellen versus nichtbakteriellen Meningitis und zur Identifikation des auslösenden Erregers mittels direkter oder indirekter Nachweisverfahren.
Chronische Erkrankungen
Das Verständnis der chronisch pathologischen Prozesse und die Entwicklung kausaler Therapien stellen die schwierigste Herausforderung an die wissenschaftliche Medizin dar. Je nach Krankheitstyp kommen verschiedene Analysenparameter hinzu.
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Persistierendes Antigen
Bei einem persistierenden Antigen kann die PCR-Analyse das Antigen zeigen, immer aber findet sich ein spezifischer Antikörper.
Polyspezifische Antikörperreaktion
In diesem Fall chronischer Erkrankungen werden im Gehirn Antikörper unterschiedlicher Spezifität als Teil einer polyspezifischen Antikörperreaktion gefunden. Die MRZ-Antikörperreaktion ist die empfindlichste Analytik dafür.
Immunreaktion als Trigger
Eine weitere Gruppe von Krankheiten, die mit dem Immunsystem in Verbindung gebracht werden, hat weder ein persistierendes Antigen noch eine polyspezifische Immunreaktion. Hier wird als Ursache für die Symptome eine frühere Infektion oder Impfung betrachtet.