Immunoelektrophorese von Blutproteinen

Paraproteine kommen im Blutserum normalerweise nicht vor.

Immunglobulinopathien oder Gammopathien umfassen eine große Gruppe von pathologischen Zuständen, die durch polyklonale oder monoklonale Hypergammaglobulinämie gekennzeichnet sind. Immunglobuline bestehen aus zwei schweren (H) Ketten (Molekulargewicht 50.000) und zwei leichten (L) Ketten (Molekulargewicht 25.000). Die Ketten sind durch Disulfidbrücken verknüpft und bestehen aus Strukturen, die Domänen genannt werden (H – 4, L – 2 Domänen). Unter der Einwirkung proteolytischer Enzyme wird Ig in Fragmente gespalten: Fc-Fragment und Fab-Fragment. Menschliche Ig-Schwereketten werden durch fünf Strukturvarianten repräsentiert, die durch Buchstaben des griechischen Alphabets bezeichnet werden: γ, α, μ, δ, ε. Sie entsprechen 5 Ig-Klassen – G, A, M, D, E. Leichte Ketten werden durch zwei strukturell verschiedene Varianten repräsentiert: κ (Kappa) und λ (Lambda), die zwei Ig-Typen jeder Klasse entsprechen. In jedem Ig-Molekül sind sowohl die schweren als auch die leichten Ketten identisch. Jeder Mensch besitzt normalerweise Ig aller Klassen und beider Typen, aber ihr relativer Gehalt ist unterschiedlich. Auch das Verhältnis von κ- und λ-Molekülen innerhalb verschiedener Ig-Klassen ist unterschiedlich. Der Nachweis von Störungen im Verhältnis von Ig oder deren Fragmenten spielt eine Schlüsselrolle bei der Diagnose monoklonaler Immunglobulinopathien.

Die monoklonale Immunglobulinopathie (Paraproteinämie) ist ein Syndrom, das sich in der Ansammlung von Ig oder deren Fragmenten mit allen physikochemischen und biologischen Eigenschaften im Blutserum und/oder Urin von Patienten manifestiert. Monoklonale Ig (Paraproteine, M-Proteine) sind ein Sekretionsprodukt eines Klons von B-Lymphozyten (Plasmazellen) und stellen daher einen Pool strukturell homogener Moleküle mit schweren Ketten einer Klasse (Unterklasse), leichten Ketten eines Typs und variablen Regionen derselben Struktur dar. Monoklonale Immunglobulinopathien werden üblicherweise in benigne und maligne unterteilt. Bei benignen Formen monoklonaler Gammopathien wird die Proliferation der Plasmazellen (möglicherweise durch das Immunsystem) so kontrolliert, dass klinische Symptome fehlen. Bei malignen Formen kommt es zur unkontrollierten Proliferation von Lymph- oder Plasmazellen, die das klinische Bild der Erkrankung bestimmt.

Klassifikation monoklonaler Immunglobulinopathien

Kategorie der onoklonalen Gammopathien	Art der Pathologie	Konzentration pathologischer Ig im Blutserum, g/l
B-Zell-Malignome	Multiples Myelom, Morbus Waldenström	Mehr als 25
	Plasmozytom (solitär – Knochen und extramedullär), Lymphom, chronische lymphatische Leukämie, Schwerkettenkrankheit	Weit unter 25
Gutartige B-Zelle	Monoklonale Gammopathien unbekannter Genese	Unter 25
Immundefizienzzustände mit Ungleichgewicht der T- und B-Verbindungen des Immunsystems	Primär (Wiskott-Aldrich, DiGeorge, Neselef, schwere kombinierte Immunschwächesyndrome)	Unter 25
	Sekundär (altersbedingt, verursacht durch die Einnahme von Immunsuppressiva, verbunden mit nicht-lymphatischen onkologischen Erkrankungen (z. B. Dickdarmkrebs, Brustkrebs, Prostatakrebs usw.))	Unter 2,5
Immundefizienzzustände mit Ungleichgewicht der T- und B-Verbindungen des Immunsystems	Umstrukturierung des Immunsystems nach roter Knochenmarktransplantation	Unter 25
	Antigene Stimulation in der frühen Ontogenese (intrauterine Infektion)	Unter 25
Homogene Immunantwort	Bakterielle Infektionen	Unter 25
	Autoimmunerkrankungen wie Kryoglobulinämie, SLE, rheumatoide Arthritis usw.	Unter 25

Die Immunelektrophorese von Blutserumproteinen ermöglicht den Nachweis monoklonaler (pathologischer) IgA-, IgM-, IgG-, H- und L-Ketten sowie Paraproteine. Bei der konventionellen Elektrophorese befinden sich normale Ig mit heterogenen Eigenschaften in der γ-Zone und bilden ein Plateau oder ein breites Band. Monoklonale Ig wandern aufgrund ihrer Homogenität hauptsächlich in die γ-Zone, gelegentlich in die β-Zone und sogar in die α-Region, wo sie einen hohen Peak oder ein klar abgegrenztes Band (M-Gradient) bilden.

Das Multiple Myelom (Morbus Rustitsky-Kahler) ist die häufigste paraproteinämische Hämoblastose; es wird nicht seltener diagnostiziert als chronische myeloische und lymphatische Leukämie, Lymphogranulomatose und akute Leukämie. Die Klasse und der Typ der vom Myelom sezernierten pathologischen Ig bestimmen die immunchemische Variante der Erkrankung. Die Häufigkeit der Klassen und Typen pathologischer Ig beim Myelom korreliert im Allgemeinen mit dem Verhältnis der Klassen und Typen normaler Ig bei Gesunden.

Zusammen mit dem Anstieg des Gehalts an pathologischem Ig im Serum von Patienten mit multiplem Myelom wird normales Ig in reduzierter Konzentration bestimmt. Der Gehalt an Gesamtprotein ist stark erhöht - bis zu 100 g / l. Die Aktivität des Prozesses beim G-Myelom wird anhand der Anzahl der Plasmazellen in der Sternalpunktion sowie der Kreatinin- und Kalziumkonzentration im Blutserum beurteilt (ein Anstieg des Kalziumspiegels weist auf ein Fortschreiten der Krankheit hin). Die Konzentration des M-Proteins (im Urin wird es Bence-Jones-Protein genannt) dient als Kriterium zur Beurteilung des Krankheitsverlaufs beim A-Myelom. Die Konzentration der Paraproteine in Serum und Urin variiert im Verlauf der Erkrankung unter dem Einfluss der Therapie.

Um die Diagnose eines multiplen Myeloms stellen zu können, müssen die folgenden Kriterien erfüllt sein.

GroßeKriterien

1. Plasmozytom basierend auf Biopsieergebnissen.
2. Plasmazytose im roten Knochenmark (mehr als 30 % der Zellen).
3. Monoklonale (pathologische) Ig-Peaks bei der Serumproteinelektrophorese: mehr als 35 g/l für den IgG-Peak oder mehr als 20 g/l für den IgA-Peak. Ausscheidung von κ- und λ-Ketten in Mengen von 1 g/Tag oder mehr, nachgewiesen durch Urinelektrophorese bei einem Patienten ohne Amyloidose.

KleinKriterien

1. Plasmazytose im roten Knochenmark bei 10–30 % der Zellen.
2. Der maximale PIg-Wert im Serum liegt unter der oben angegebenen Menge.
3. Lytische Knochenläsionen.
4. Die Konzentration von normalem IgM liegt unter 0,5 g/l, von IgA unter 1 g/l oder von IgG unter 0,6 g/l.

Zur Diagnose eines multiplen Myeloms sind mindestens 1 Haupt- und 1 Nebenkriterium oder 3 Nebenkriterien erforderlich, wobei die unter Punkt 1 und 2 aufgeführten Kriterien zwingend vorliegen müssen.

Zur Bestimmung des Myelomstadiums wird das Durie-Salmon-Standardisierungssystem verwendet, das das Ausmaß der Tumorschädigung widerspiegelt.

Alle Myelomgruppen werden je nach Zustand der Nierenfunktion in Unterklassen unterteilt: A – Serumkreatininkonzentration unter 2 mg% (176,8 μmol/l), B – über 2 mg%. Bei der Myelomerkrankung weist eine hohe Konzentration von β ₂ -Mikroglobulin im Blutserum (über 6000 ng/ml) auf eine ungünstige Prognose hin, ebenso wie eine hohe LDH-Aktivität (über 300 IE/l, Reaktionssatz bei 30 °C), Anämie, Nierenversagen, Hyperkalzämie, Hypoalbuminämie und ein großes Tumorvolumen.

Leichtkettenerkrankungen (Bence-Jones-Myelom) machen etwa 20 % der Myelomfälle aus. Beim Bence-Jones-Myelom werden nur freie Leichtketten gebildet, die im Urin nachgewiesen werden (Bence-Jones-Protein), in Abwesenheit von pathologischem Serum-Ig (M-Gradient).

Stadien des multiplen Myeloms

Bühne	Kriterien	Tumormasse (Zellzahl), x10 12 /m 2
ICH	Kleines Myelom, wenn folgende Kriterien erfüllt sind: Die Hämoglobinkonzentration im Blut liegt über 100 g/l; Die Konzentration des Gesamtkalziums im Blutserum ist normal (<3 mmol/l); Keine Knochenveränderungen im Röntgenbild oder solitäres Plasmozytom des Knochens; Niedrige Konzentration von Paraproteinen im Blutserum (IgG unter 50 g/l, IgA unter 30 g/l); L-Ketten (Bence-Jones-Protein) im Urin weniger als 4 g/24 h	<0,6
II	Intermediäres Myelom (Kriterien liegen zwischen Stadium I und III)	0,6-1,2
III	Major Myelom mit einem oder mehreren der folgenden Kriterien: Die Hämoglobinkonzentration im Blut liegt unter 85 g/l; Die Gesamtserumkalziumkonzentration liegt über 12 mg% (3 mmol/l); Umfangreiche Skelettschäden oder größere Frakturen; Hohe Konzentration von Paraproteinen im Blutserum (IgG mehr als 70 g/l, IgA mehr als 50 g/l); L-Ketten (Bence-Jones-Protein) im Urin mehr als 12 g/24 h.	>1,2

Zu den seltenen immunchemischen Varianten der Myelomerkrankung zählen das nicht-sekretorische Myelom, bei dem Paraproteine nur im Zytoplasma der Myelomzellen nachgewiesen werden können, sowie das diklonale Myelom und das M-Myelom.

Die Waldenström-Makroglobulinämie ist eine chronische subleukämische Leukämie B-Zell-Ursprungs, die morphologisch durch Lymphozyten, Plasmazellen und alle Übergangsformen von Zellen repräsentiert wird, die PIgM (Makroglobulin) synthetisieren. Der Tumor ist gering malign. Im roten Knochenmark zeigt sich eine Proliferation kleiner basophiler Lymphozyten (plasmozytoide Lymphozyten), die Anzahl der Mastzellen ist erhöht. Ein Elektrophoregramm von Blutserumproteinen zeigt einen M-Gradienten in der β- oder γ-Globulinzone, seltener wandert das Paraprotein nicht in einem elektrischen Feld und bleibt an Ort und Stelle. Immunchemisch handelt es sich um PIgM mit einem Typ von Leichtketten. Die PIgM-Konzentration im Blutserum bei Waldenström-Makroglobulinämie liegt zwischen 30 und 79 g/l. Bence-Jones-Protein findet sich bei 55-80 % der Patienten im Urin. Die Konzentration von normalem Ig im Blut nimmt ab. Ein Nierenversagen tritt selten auf.

Lymphome. IgM-sezernierende Lymphome werden am häufigsten beobachtet, an zweiter Stelle stehen paraproteinämische Lymphome, die IgG sezernieren. Lymphome mit IgA-Paraproteinämie werden äußerst selten nachgewiesen. Bei den meisten Patienten ist eine Abnahme der normalen Ig-Konzentration (meist in geringem Maße) in Lymphomen zu verzeichnen.

Schwerkettenerkrankungen sind B-Zell-Lymphome, die monoklonale Fragmente schwerer Ig-Ketten produzieren. Schwerkettenerkrankungen sind sehr selten. Es gibt vier Typen von Schwerkettenerkrankungen: α, γ, μ und δ. Die Schwerkettenerkrankung γ tritt meist bei Männern unter 40 Jahren auf und ist gekennzeichnet durch eine Vergrößerung von Leber, Milz, Lymphknoten, Schwellung des weichen Gaumens und der Zunge, Erythem und Fieber. Eine Knochenzerstörung tritt in der Regel nicht auf. Die Konzentration an pathologischem Globulin im Blutserum ist niedrig, die BSG normal. Im Knochenmark finden sich lymphatische Zellen und Plasmazellen unterschiedlichen Reifegrades. Die Erkrankung schreitet rasch voran und führt innerhalb weniger Monate zum Tod. Die Schwerkettenerkrankung tritt vor allem bei älteren Menschen auf und manifestiert sich meist durch eine Hepatosplenomegalie. Das Tumorsubstrat sind lymphatische Elemente unterschiedlichen Reifegrades. Vereinzelt wurden Fälle der δ-Schwerkettenerkrankung beschrieben, die als Myelom auftritt. Die α-Schwerkettenkrankheit ist die häufigste Form und tritt vor allem bei Kindern und Personen unter 30 Jahren auf. 85 % der Fälle werden im Mittelmeerraum registriert. Die Immunelektrophorese von Blutserum und Urin ist die einzige Methode zur Diagnose der Krankheit, da der klassische M-Gradient im Serumproteinelektrophorogramm oft fehlt.

Reaktive Paraproteinämien treten bei genetischer Prädisposition als Reaktion auf bakterielle und virale Infektionen (Hepatitis, CMV-Infektion) oder parasitäre Invasionen (Leishmaniose, Toxoplasmose, Bilharziose) auf. Diese Form der monoklonalen Immunglobulinopathie wurde bei Organtransplantationen, der Behandlung mit Zytostatika sowie bei hereditären oder erworbenen Immundefekten beobachtet. Transiente Paraproteinämien sind durch niedrige Serum-PIg-Konzentrationen und das Fehlen oder Vorhandensein von Spuren von Bence-Jones-Protein im Urin gekennzeichnet.

Eine assoziierte Paraproteinämie geht mit einer Reihe von Erkrankungen einher, bei deren Pathogenese Immunmechanismen eine Rolle spielen: Autoimmunerkrankungen, Tumoren und chronische Infektionen. Zu diesen Erkrankungen zählen beispielsweise die AL-Amyloidose und die Kryoglobulinämie.

Idiopathische Paraproteinämien treten bei älteren Menschen auf und können Prämyelomzustände darstellen. In solchen Fällen ist eine gründliche Untersuchung zur Identifizierung des Anfangsstadiums der Erkrankung und eine langfristige dynamische Beobachtung erforderlich.

Zu den Anzeichen einer benignen Paraproteinämie zählen: Fehlen des Bence-Jones-Proteins, Veränderungen der normalen Ig-Konzentration, eine Plasmazellzahl im Knochenmarkaspirat von weniger als 15 %, eine Lymphozytenzahl von weniger als 20 %, eine Serumparaproteinkonzentration von unter 30 g/l.

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