Einführung
Die Untersuchung des Liquors cerebrospinalis, der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit, ist ein entscheidender Schritt in der Diagnostik verschiedenster neurologischer Erkrankungen. Insbesondere die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) aus Liquor hat sich als eine sensitive und spezifische Methode etabliert, um Erreger von Infektionen des zentralen Nervensystems (ZNS) nachzuweisen. Dieser Artikel beleuchtet die Bedeutung der PCR-Diagnostik aus Liquor, die Indikationen für diese Untersuchung, die korrekte Probenentnahme und -behandlung sowie die verschiedenen Anwendungsbereiche und Interpretationsmöglichkeiten der Ergebnisse.
Indikationen für die Liquordiagnostik
Bei Verdacht auf eine Infektion des Zentralnervensystems (ZNS), wie Meningitis oder Meningoenzephalitis, ist die Entnahme und Untersuchung von Liquor cerebrospinalis unerlässlich. Dies erfolgt in der Regel durch eine lumbale oder subokzipitale Punktion. Die Liquordiagnostik kann auch bei unklaren neurologischen Störungen oder komatösen Zuständen erforderlich sein. Symptome wie Kopfschmerzen, Nackensteifigkeit, Fieber, Verwirrtheit, Bewusstseinsminderung, Übelkeit und Überempfindlichkeit gegen Licht und laute Geräusche können auf eine ZNS-Infektion hindeuten.
Es ist wichtig zu beachten, dass eine Erregerdifferenzierung allein anhand der Symptome nicht möglich ist. Während eine bakterielle Meningitis einen medizinischen Notfall darstellt, der eine sofortige antibiotische Behandlung erfordert, kann eine unkomplizierte virale Meningitis oft spontan und folgenlos ausheilen.
Probenentnahme und -behandlung
Die Liquorentnahme muss unter streng aseptischen Bedingungen erfolgen.
Aseptische Kautelen
Arzt und Assistenzpersonal sollten eine OP-Schutzmaske tragen, um eine Tröpfchenkontamination zu vermeiden. Die Punktionsstelle muss sorgfältig desinfiziert werden:
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- Hautoberfläche mit 70%-igem Ethanol oder Propanol desinfizieren.
- Die erforderliche Einwirkzeit von 1 Minute - oder orientierend, bis zur Trocknung des Alkohols - muss unbedingt eingehalten werden.
- Anschließend erfolgt eine zweite Desinfektion mit 70%-igem Ethanol oder Propanol.
Transport der Probe
- Bei sehr kurzer Transportzeit (1-2 Stunden) kann der Liquor nativ in einem sterilen Gefäß eingesandt werden.
- Bei längerem Transport sollte die Hälfte der Probe für die Kultur in eine vorgewärmte Blutkulturflasche injiziert werden (durch den zuvor desinfizierten Stopfen). Die Flasche darf nicht belüftet und nicht gekühlt werden.
- Die zweite Hälfte des Liquors für Mikroskopie, Spezialkulturen und Hemmstofftest nativ in einem sterilen Gefäß einsenden.
Es empfiehlt sich, bereits im Kliniklabor eine sofortige mikroskopische Untersuchung (Gram-Präparat) durchzuführen, um ggf. Erreger und deren Resistenz zu bestimmen.
Spezielle Hinweise zur Probenentnahme
- Geeignete Gefäße: sterile, farblose Polypropylenröhrchen (PP) mit Stopfen verwenden. Keine Glas- oder Polystyrol-Röhrchen (PS) verwenden.
- Verschluss: Probendeckel fest verschließen und mit Parafilm abdichten.
- Probenmenge: Bei multiplen Untersuchungen aus Liquor ausreichend Liquor als mehrere Einzelproben (mind. 3 x á 3ml) einsenden, da Messungen u.a. in weiteren Fremdlaboren erfolgen.
- Gefrorene Proben: 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.
- Reiber-Diagramme: Für Reiber-Diagramme Serum und Liquor gleichzeitig (<1h Abstand) abnehmen und taggleich einsenden.
- Priorisierung: Falls dringliche Analyte priorisiert werden sollen, bitte diese auf Anforderung vermerken.
Anforderungsschein
Ein eindeutig und exakt ausgefüllter Anforderungsschein ist für eine schnelle und präzise Untersuchung unerlässlich.
Die PCR-Methode in der Liquordiagnostik
Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist eine molekularbiologische Methode, die es ermöglicht, spezifische DNA- oder RNA-Sequenzen von Erregern im Liquor zu vervielfältigen. Dadurch können auch geringe Mengen an Erregermaterial nachgewiesen werden, was die PCR zu einer sehr sensitiven Methode macht.
Multiplex-PCR
Die Multiplex-PCR ist eine Weiterentwicklung der PCR, bei der mehrere verschiedene DNA- oder RNA-Sequenzen gleichzeitig in einem Reaktionsansatz vervielfältigt werden können. Dies ermöglicht den Nachweis verschiedener Erreger in einer einzigen Liquorprobe, was Zeit und Ressourcen spart. Die Multiplex-PCR ermöglicht die Nukleinsäure-Detektion der häufigsten Meningitis/Enzephalitis-Erreger parallel in nur einem Testansatz aus einer Liquorprobe. Diese schnelle, hoch sensitive und spezifische Methode führt zur Erreger-Identifikation innerhalb weniger Stunden. Dies hilft, frühzeitig die richtige und gezielte Therapie einzuleiten bzw.
Qualitative PCR
Bei der Multiplex PCR handelt es sich um eine qualitative Methode (positiv/ negativ). Ein negatives Ergebnis schließt eine Infektion des ZNS nicht sicher aus, da auch andere, im Panel nicht enthaltene Erreger, ursächlich sein können.
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Anwendungsbereiche der PCR in der Liquordiagnostik
Die PCR wird in der Liquordiagnostik zum Nachweis verschiedener Erreger eingesetzt, darunter:
- Viren: Herpes-simplex-Virus (HSV), Varizella-Zoster-Virus (VZV), Enteroviren, Cytomegalievirus (CMV), Epstein-Barr-Virus (EBV)
- Bakterien: Neisseria meningitidis (Meningokokken), Streptococcus pneumoniae (Pneumokokken), Haemophilus influenzae, Listeria monocytogenes, Mycobacterium tuberculosis
- Pilze: Cryptococcus neoformans, Candida spp., Aspergillus spp.
- Parasiten: Toxoplasma gondii
Vorteile der PCR-Diagnostik
- Hohe Sensitivität: Die PCR kann auch geringe Mengen an Erregermaterial nachweisen, was besonders bei frühen Infektionen oder bei Vorliegen einer Antibiotikatherapie von Vorteil ist.
- Hohe Spezifität: Die PCR ist sehr spezifisch für den nachzuweisenden Erreger, wodurch falsch-positive Ergebnisse selten sind.
- Schnelle Ergebnisse: Die PCR liefert in der Regel innerhalb weniger Stunden Ergebnisse, was eine schnelle Einleitung der Therapie ermöglicht.
- Multiplex-PCR: Die Möglichkeit, mehrere Erreger gleichzeitig nachzuweisen, spart Zeit und Ressourcen.
Einschränkungen der PCR-Diagnostik
- Falsch-negative Ergebnisse: Ein negatives PCR-Ergebnis schließt eine Infektion nicht sicher aus, da die Erregerlast unterhalb der Nachweisgrenze liegen kann oder der Erreger im Liquor nicht vorhanden ist.
- Kontamination: Die PCR ist sehr anfällig für Kontaminationen, was zu falsch-positiven Ergebnissen führen kann. Daher ist eine sorgfältige Probenentnahme und -verarbeitung unerlässlich.
- Kosten: Die PCR ist eine relativ teure Untersuchungsmethode.
- Qualitative Methode: Bei der Multiplex PCR handelt es sich um eine qualitative Methode (positiv/ negativ). Ein negatives Ergebnis schließt eine Infektion des ZNS nicht sicher aus, da auch andere, im Panel nicht enthaltene Erreger, ursächlich sein können.
Weitere Liquorparameter und ihre Bedeutung
Neben der PCR werden im Liquor noch weitere Parameter untersucht, die wichtige Informationen für die Diagnosestellung liefern können.
Zellzahl und Zelldifferenzierung
- Erhöhte Zellzahl: Eine erhöhte Zellzahl im Liquor deutet auf eine Entzündung des ZNS hin.
- Polymorphkernige Leukozyten: Ein hoher Anteil an polymorphkernigen Leukozyten deutet auf eine bakterielle Infektion hin. Trüber, eitriger Liquor (polymorphkernige Leukozyten) ist typisch für die meisten bakteriellen Meningitiden.
- Lymphozyten: Ein hoher Anteil an Lymphozyten deutet eher auf eine virale oder chronische Entzündung hin. Bei klarem bis nur leicht getrübtem Liquor (lymphozytär) und klinischem Verdacht auch Untersuchung auf TBC: Ziehl-Neelsen (ZN), Kultur (K), Resistenz (R); zusätzlich TBC-PCR und/oder Pilze; bei immunsupprimierten Patienten auch speziell auf §{Cryptococcus neoformans§} (einschl.
Proteingehalt
Ein erhöhter Proteingehalt im Liquor kann auf eine Schädigung der Blut-Hirn-Schranke oder auf eine erhöhte Proteinproduktion im ZNS hindeuten.
- Protein S100: Die Erhöhung des Protein S100 im Liquor weist auf eine ZNS-Erkrankung mit Gewebedestruktion hin.
- ß-Amyloid (1-42) und Tau-Protein/Phosphoryliertes Tau-Protein: In der Demenzdiagnostik gewinnen vor allem diese zwei Laborparameter zunehmend an Bedeutung.
Glukosegehalt
Ein erniedrigter Glukosegehalt im Liquor kann auf eine bakterielle oder pilzbedingte Infektion hindeuten, da die Erreger Glukose verbrauchen.
Laktatgehalt
Ein erhöhter Laktatgehalt im Liquor kann ebenfalls auf eine bakterielle Infektion hindeuten.
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Isoelektrische Fokussierung
Die Isoelektrische Fokussierung ist eine empfindliche qualitative Methode zum Nachweis einer intrathekalen IgG-Synthese. Oligoklonales IgG tritt unspezifisch bei akuten wie chronischen Erkrankungen auf.
Mikroskopische Untersuchung und Kultur
Neben der PCR sind die mikroskopische Untersuchung und die Kultur wichtige Bestandteile der Liquordiagnostik.
Mikroskopische Untersuchung
Die mikroskopische Untersuchung des Liquors (Gram-Präparat) kann eine erste Orientierung über die Art der vorliegenden Infektion geben. Bakterien können direkt im Gram-Präparat nachgewiesen werden. Häufig gibt der mikroskopische Bakterienbefund schon eine therapeutisch nutzbare Vororientierung.
Kultur
Die Kultur des Liquors dient dem Nachweis und der Identifizierung von Bakterien, Pilzen oder anderen Erregern. Die Kultur ist besonders wichtig für die Bestimmung der Antibiotikaempfindlichkeit von Bakterien.
Häufige Erreger von ZNS-Infektionen
Ursächlich für ZNS-Infektionen können Viren, Bakterien, Pilze und Parasiten sein. Häufige Erreger eitriger Meningitiden sind Meningokokken, Pneumokokken, Staphylokokken, Enterobakterien und, insbesondere bei Kindern, je nach dem Grad der Durchimpfung, auch noch §{Haemophilus influenzae§}. Neugeborene können durch Keime der mütterlichen Geburtswege (E. coli, Enterokokken, B-Streptokokken, Listerien, Mykoplasmen, Chlamydien) erkranken. Keime wie Pseudomonaden, §{Staphylococcus epidermidis§} oder Pilze, die sich bei Gesunden meist apathogen verhalten, kommen nur bei erheblicher Abwehrschwäche, bei liegender Drainage oder nach traumatischer Einschleppung als Erreger in Frage. Hirnabszesse sind häufig durch Anaerobier verursacht.
Syndromische PCR-Testungen
Die Labore bieten oft syndromische PCR-Testungen an, bei denen mehrere Erregergruppen (z.B. Viren, Bakterien) gleichzeitig untersucht werden. Beispiele hierfür sind:
- Multiplex-PCR auf bakterielle Meningitis Erreger (LIBAK)
- Multiplex PCR (LIVIR) auf virale Meningitis Erreger aus Liquor
- Multiplex-PCR zum Nachweis respiratorischer Viren (respiratorisches Material, CAPVIR)
- Multiplex-PCR zum Nachweis gastrointestinaler Viren (Stuhlproben, GP1PCR)
- Syndromische Testung auf bakterielle, respiratorische Erreger als Multiplex-PCR (CapBAK)
Weitere PCR-Untersuchungen aus anderen Materialien
Neben der PCR aus Liquor werden auch PCR-Untersuchungen aus anderen Materialien angeboten, wie z.B.:
- Respiratorische Materialien (Abstrich, BAL, Sputum)
- Stuhlproben
- Konjunktivalabstriche
- Zecken (nur im Rahmen eines Zeckenscreenings)
- Haut-, Nagel- und Haarproben (zum Nachweis von Dermatophyten)
- EDTA-Plasmaproben (zum EBV-Nachweis)
- Biopsiematerial (Magen-Darm)
- Abstrichmaterialien und sog. ThinPreps (zum HPV-Nachweis)
- Nasopharyngeale Abstriche, BAL sowie Rachenspüllösungen