Die Bedeutung von Zellen im Liquor: Eine umfassende Übersicht

Die Liquordiagnostik spielt eine zentrale Rolle bei der Diagnose von Erkrankungen des zentralen Nervensystems (ZNS). Der Liquor cerebrospinalis, auch bekannt als Zerebrospinalflüssigkeit oder "Nervenwasser", ist eine klare, farblose Flüssigkeit, die das ZNS umspült und nur wenige Zellen enthält. Die Analyse dieser Flüssigkeit, gewonnen durch eine Liquorpunktion, ermöglicht es, eine Vielzahl von neurologischen Erkrankungen zu erkennen und zu differenzieren.

Was ist Liquor und wie wird er gewonnen?

Der Liquor cerebrospinalis ist eine klare, farblose Flüssigkeit, die im Subarachnoidalraum das zentrale Nervensystem umspült. Er wird hauptsächlich (80 %) durch den Plexus choroideus gebildet, sowie durch das zerebrale Parenchym und die Ependymzellen der Ventrikel und des Spinalkanals (20 %). Die Gesamtmenge beträgt ca. 120-200 ml, die unter ständiger Produktion und Resorption im Liquorraum zirkulieren. Der Abfluss erfolgt über die Arachnoidalzotten. Täglich werden ca. 500 ml Liquor gebildet.

Die Gewinnung des Liquors erfolgt durch eine Liquorpunktion, bei der eine Nadel zwischen zwei Wirbeln im unteren Rückenbereich in den Spinalkanal eingeführt wird. Dieser Eingriff wird in der Regel unter örtlicher Betäubung durchgeführt.

Anwendungsbereiche der Liquordiagnostik

Die Liquordiagnostik ist ein essenzielles diagnostisches Verfahren in der neurologischen Medizin. Sie dient der Diagnose einer Vielzahl von Erkrankungen, die das zentrale Nervensystem betreffen, darunter:

• Infektiöse Erkrankungen des zentralen Nervensystems: Bakterielle, virale, mykotische und parasitäre Infektionen wie Meningitis und Enzephalitis. Die Analyse des Liquors hilft beim Nachweis von Bakterien, Viren, Pilzen und Autoimmun-Antikörpern.
• Autoimmunerkrankungen: Erkrankungen, bei denen das Immunsystem fälschlicherweise das eigene Nervensystem angreift.
• Erkrankungen des Zentralnervensystems mit oder ohne Erkrankung des peripheren Nervensystems: Dazu gehören beispielsweise Multiple Sklerose und Neuromyelitis optica. Im Liquor können Antikörper (OKB), bestimmte Immunzellen und Proteine nachgewiesen werden.
• Neoplasien des zentralen Nervensystems: Tumore, die im Gehirn, Rückenmark oder den Hirnhäuten entstehen. Die Liquoranalyse kann zum Nachweis von Tumorzellen dienen.
• Neurodegenerative Erkrankungen: Erkrankungen wie die Alzheimer-Krankheit, bei denen es zu einem fortschreitenden Verlust von Nervenzellen kommt.
• Blutungen: Subarachnoidalblutungen können durch den Nachweis von Blut im Liquor erkannt werden.

Die Stufen der Liquoranalytik

Die Liquoranalytik umfasst ein dreiteiliges Stufenprogramm:

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1. Präanalytik: Der Liquor muss innerhalb von 2 Stunden nach der Lumbalpunktion untersucht werden, um die Zellzahl zu ermitteln und zytologische Präparate anzufertigen. Zudem muss stets eine zeitnah zur Lumbalpunktion entnommene Serumprobe untersucht werden, da die Proteinkonzentrationen im Liquor von den Blutkonzentrationen abhängen.
2. Analytik:
   • Zellprofil: Die Differenzialzytologie sollte bei jeder Punktion durchgeführt werden, unabhängig von der Gesamtzellzahl. Eine Zellvermehrung (≥ 5/µl) kann auf ZNS-Entzündungen, Tumorinfiltration der Meningen, Reizreaktionen nach Traumen oder Blutungen hindeuten.
   • Laktat und Glukose: Die Bestimmung des Liquorlaktats ist vorteilhaft, da sie auch ohne Kenntnis des korrespondierenden Serumwertes diagnostisch relevant ist. Ein Anstieg des Liquorlaktats kommt insbesondere bei Infektionen durch Bakterien und Mycobakterium tuberculosis sowie bei Meningeosis carcinomatosa vor. Die Liquorglukose muss stets in Bezug zur Serumglukose beurteilt werden (normal: Liquor-/Serumquotient > 0,5).
   • Proteinprofil: Liquor und Serum müssen für die Proteinanalytik im selben Test und im vergleichbaren Konzentrationsbereich gemessen werden. Für die Beurteilung der Blut-Liquor-Schrankenfunktion (BLS) und einer möglichen intrathekalen Produktion von Immunglobulinen müssen die Liquor-/Serumkonzentrationsquotienten für Albumin (QAlb) und Immunglobuline (QIgG, QIgA, QIgM) berechnet werden.
3. Integrierter Gesamtbefund: Die zusammenfassende Darstellung der erhobenen Einzelparameter in einem integrierten Gesamtbefund ist unerlässlich, um krankheitstypische Befundmuster zu erfassen. Dieser umfasst Angaben zur zellulären Beschaffenheit des Liquors, den Liquor-/Serumquotienten von Albumin und den Immunglobulinen, die Relation der Immunglobulin-Quotienten zum Albumin-Quotienten anhand von Quotendiagrammen sowie oligoklonale IgG-Banden (OKB).

Zellen im Liquor: Was sie bedeuten

Die Zellzahl und die Art der Zellen im Liquor sind wichtige Parameter bei der Diagnose von Erkrankungen des ZNS. Normalerweise enthält der Liquor nur wenige Zellen (weniger als 4 Zellen/µl bei Erwachsenen), hauptsächlich Lymphozyten und Monozyten. Eine erhöhte Zellzahl oder das Vorhandensein bestimmter Zelltypen kann auf verschiedene Erkrankungen hindeuten.

Erhöhte Zellzahl

Eine erhöhte Zellzahl im Liquor kann verschiedene Ursachen haben:

• Entzündungen: Infektionen (bakteriell, viral, mykotisch, parasitär) oder Autoimmunerkrankungen des ZNS führen häufig zu einer erhöhten Anzahl von Leukozyten (weißen Blutkörperchen) im Liquor.
• Tumore: Eine Infiltration der Hirnhäute durch Tumorzellen (Meningeosis carcinomatosa) kann ebenfalls zu einer erhöhten Zellzahl führen.
• Blutungen: Intrazerebrale oder subarachnoidale Blutungen können eine Reizreaktion auslösen und die Zellzahl erhöhen.
• Traumen: Auch nach Traumen oder operativen Eingriffen am ZNS kann die Zellzahl erhöht sein.

Zelltypen im Liquor

Neben der Gesamtzellzahl ist auch die Art der Zellen im Liquor von Bedeutung. Eine Differenzierung der Zellen in polymorphkernige Granulozyten (Referenzwert <50%) und mononukleäre Zellen (Lymphozyten und Monozyten) gibt wichtige Hinweise auf die zugrunde liegende Erkrankung.

• Polymorphkernige Granulozyten: Ein erhöhter Anteil an Granulozyten deutet häufig auf eine bakterielle Infektion hin.
• Lymphozyten: Ein erhöhter Anteil an Lymphozyten kann auf eine virale Infektion, eine Autoimmunerkrankung oder eine chronische Entzündung hindeuten.
• Monozyten: Monozyten können bei verschiedenen Entzündungen und auch bei neurodegenerativen Erkrankungen vermehrt auftreten.
• Plasmazellen: Das Vorhandensein von Plasmazellen im Liquor kann auf eine intrathekale IgG-Synthese hindeuten, wie sie beispielsweise bei Multipler Sklerose vorkommt.
• Tumorzellen: Der Nachweis von Tumorzellen im Liquor ist ein wichtiger Hinweis auf eine Meningeosis carcinomatosa.

Liquorraumnahe Zellen

Neben den physiologischen Liquorzellen können auch Zellen aus der Umgebung des Liquorraums in die Probe gelangen. Diese liquorraumnahen Zellen stammen aus Regionen, die dem Liquor angrenzen, wie den Ventrikelplexus, dem Ependym oder den Leptomeningen. Auch Zellen aus peripherem Blut oder Knorpelzellen können im Rahmen der Punktion in den Liquor gelangen.

Es ist wichtig, diese liquorraumnahen Zellen von pathologischen Zellen zu unterscheiden, um Fehldiagnosen zu vermeiden.

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• Peripheres Blut: Eine Beimengung von peripherem Blut ist bei der Lumbalpunktion häufig nicht zu vermeiden. Größere Blutmengen können die Auswertung erschweren.
• Knorpelzellen: Knorpelzellen können bei einer zu tiefen Punktion, die die Bandscheibe erreicht, in den Liquor gelangen.
• Plexuszellen: Plexuszellen stammen aus den Liquor produzierenden Plexus chorioidei und haben keinen Krankheitswert.
• Ependymzellen: Ependymzellen entstammen dem die Ventrikel auskleidenden epithelialen Gewebe und sind ca. 1,5-2-fach größer als kleine Lymphozyten.
• Leptomeningeale Zellen: Zellen der Leptomeningen entstammen der weichen Hirnhaut (Arachnoidea) und treten häufig in Zellverbänden auf.
• Knochenmarkzellen: Bei einer zu tiefen Punktion kann die Nadel in den Knochen eindringen und Knochenmarkzellen in das Präparat gelangen.

Spezialanalytik

Neben der Standardanalytik können je nach klinischer Fragestellung auch Spezialuntersuchungen des Liquors durchgeführt werden:

• Demenzmarker: Die Biomarker Amyloid-β1-42 (Aβ1-42), Amyloid-β1-40 (Aβ1-40), Gesamt-Tau und Phospho-Tau-181 (pTau) sowie 14-3-3-Protein und der PrPSc-Aggregationsassay können zur Diagnostik von Demenzerkrankungen eingesetzt werden.
• Erregerdiagnostik bei Infektionen des ZNS: Erregerspezifische Antikörperindizes (AI) ermöglichen den Nachweis einer intrathekalen Synthese von IgG-Antikörpern mit Spezifität für diverse Erregerantigene. Der direkte Erregernachweis erfolgt mikroskopisch, anhand Antigen-Schnelltests, kultureller Erregeranzucht oder durch Detektion pathogenspezifischer Genomabschnitte mittels Nukleinsäure-Amplifikationstechniken (PCR).
• Nachweis von antineuronalen Antikörpern: Zum Nachweis von antineuronalen Antikörpern können Kleinhirnschnitte vom Affen verwendet werden. Nach Auftragen von Serum oder Liquor auf die Schnitte erfolgt eine immunhistochemische Färbung.

Bedeutung der Liquordiagnostik bei spezifischen Erkrankungen

Die Liquordiagnostik spielt eine wichtige Rolle bei der Diagnose und Differenzierung verschiedener neurologischer Erkrankungen:

• Multiple Sklerose (MS): Eine intrathekale IgG-Synthese, nachgewiesen durch oligoklonale Banden (OKB) oder im Quotientendiagramm, ist ein wichtiger diagnostischer Baustein bei MS. Auch eine 2- oder 3-fach positive MRZ-Reaktion (intrathekale Synthese von mindestens 2 erregerspezifischen IgG-Antworten gegen Masern-, Röteln-, Varizella-Zoster-Virus) ist hochspezifisch für MS.
• Autoimmunenzephalitis: Der Nachweis antineuronaler Antikörper in Serum und Liquor ist entscheidend für die Diagnose einer Autoimmunenzephalitis. Die Liquoranalytik kann frühzeitig den Verdacht auf eine Autoimmunenzephalitis lenken.
• Bakterielle und virale Infektionen: Die Liquoranalyse ist unerlässlich zur Differenzierung einer bakteriellen versus nichtbakteriellen Meningitis und zur Identifikation des auslösenden Erregers.

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