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Falk Gastro-Kolleg
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FalkGastro-KollegDarmMakrophagen
Entzündung Endothelzellen
Fibroblasten
Hepatozyten
Akute-Phase-Proteine
TNF-α
IL-6IL-6
IL-1
IL-1
IL-6
IL-1
Titelbild: Synthese der Akute-Phase-Proteine
Prof. Dr. Dr. J. SteinKrankenhaus Frankfurt-SachsenhausenCrohn Colitis Centrum Rhein-MainNordendstr. 56318 Frankfurt
Labordiagnostik bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED)Zusammenfassung
Neue laborchemische Parameter erlauben zunehmend eine bessere nicht-invasive Abgrenzung von infektiösen und funktionellen Darmerkrankungen gegenüber chro-nisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED). Sie helfen darüber hinaus bei der Differenzialdiagnose Morbus Crohn – Colitis ulcerosa, bei der frühzeitigen Erkennung eines entzündlichen Schubs und werden immer mehr zum Bestandteil in der Therapie-steuerung. Für die adäquate Interpretation eines Laborbefunds sind Kenntnisse zur Nachweismethode hinsichtlich der Sensitivität und Spezifität im Kontext der zugrunde liegenden klinischen Symptomatik allerdings von ausschlaggebender Bedeutung.
Schlüsselwörter
Chronisch entzündliche Darmerkrankungen | Morbus Crohn | Colitis ulcerosa | Zöliakie | Reizdarmsyndrom | infektiöse Darmerkrankungen | Nahrungsmittel-allergie | Nahrungsmittelunverträglichkeit | Akute-Phase-Proteine | CRP | Orosomucoid | BSG | Neutrophilenmarker | Lactoferrin | Calprotectin | S100A12 | Antiglycanantikörper | ASCA | p-ANCA | ALCA | ACCA | AMCA | Anti-CBir1 | Anti-OmpC | GAB | PAB
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Labordiagnostik bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED)
Einleitung
In den vergangenen Jahrzehnten waren in der Diagnostik und Therapie chronisch entzündlicher Darmerkrankungen (CED) im Wesentlichen das klinische Bild, Endosko-pie, Radiologie und mit Abstrichen Laborparameter ausschlaggebend. Seit Anfang/Mitte der 90er-Jahre des letzten Jahrhunderts wurde ein ganzes Arsenal neuer serolo-gischer und fäkaler Biomarker zum Monitoring bei CED evaluiert. Zum einen, um eine einfachere und objektivere Erfassung der Krankheitsaktivität zu ermöglichen, zum an-deren, um invasive (endoskopische) Verfahren wenn möglich zu ersetzen. So wenig es einen „Goldstandard“ in der Diagnostik und Differenzialdiagnostik von CED gibt (und auch nicht geben wird), so wenig wird es „den“ idealen Laborparameter geben. Den-noch ermöglichen die Erfassung von Calprotectin und Lactoferrin die rechtzeitige Er-kennung eines erneuten Schubs nach eingetretener Remission oder nach zunächst erfolgreichen operativen Eingriffen. Beide Neutrophilenmarker erlauben darüber hin-aus auch das nicht-invasive Monitoring eines Therapieansprechens im Sinne einer Mukosaheilung. Eine Vielzahl alter (ASCA, p-ANCA) und neuer (Anti-CBir1, Anti-OmpC, ALCA) Antiglycanantikörper helfen nicht nur bei der Differenzialdiagnose Crohn-Colitis – Colitis ulcerosa, sondern helfen möglicherweise auch komplikationsreiche Krank-heitsverläufe besser vorauszusagen und so früh eine Intensivierung der Therapie ein-zuleiten (Abb. 1).
Diagnose und Differenzialdiagnose chronisch entzündlicher Darmerkran-kungen
Differenzialdiagnose CED – infektiöse Darmerkrankungen
Länger anhaltende blutig-entzündliche Diarrhöen als Leitsymptom können neben ei-ner chronisch entzündlichen (nicht-infektiösen) Darmerkrankung auch eine infektiöse Genese haben. Infektiöse Kolitiden stellen im Rahmen der Primärdiagnose, aber auch als mögliche opportunistische Erreger und Auslöser eines Schubs einer CED, die wohl wichtigste Differenzialdiagnose dar.
Die endoskopischen Veränderungen bei infektiösen Kolitiden können oft nicht sicher von denen bei Colitis ulcerosa oder Morbus Crohn unterschieden werden. Auch bei der infektiösen Kolitis kommen Ödeme, Schleimhautrötungen, eine vermehrte Ver-letzlichkeit, aphthoide Läsionen und große Ulzera vor. Sie manifestieren sich zunächst meist als diffuse Schleimhautveränderungen. Ab der 2. und 3. Woche überwiegen eine diskontinuierliche Ausbreitung und umschriebene Erosionen und Ulzera. Auch infektiöse Kolitiden können ausnahmsweise protrahiert verlaufen und über Monate persistieren (z. B. Entamoeba, Yersinien).
Abb. 1
Krankheitsverlauf chronisch entzündlicher Darmerkrankungen und mögliche diagnostische Aus-sagen von Laborparametern
P Die endoskopischen Veränderungen bei infektiösen Kolitiden können oft nicht sicher von denen bei Colitis ulcerosa oder Morbus Crohn unterschieden werden.
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Die mikrobiologische Labordiagnostik infektiöser Darmerkrankungen muss neben der zeitgerechten Bereitstellung sensitiver und spezifischer Testverfahren auch der Her-ausforderung gerecht werden, dass sich das Spektrum der Durchfallerreger im Zeital-ter des „Welttourismus“ kontinuierlich ausgeweitet hat (Tab. 1) und dadurch einen zu-nehmend hohen labortechnischen Aufwand an Spezialnährböden und speziellen Inkubationsbedingungen, an zeitaufwendigen Spezialfärbungen sowie an kostenin-tensiven immunologischen und molekulargenetischen Methoden zum Nachweis von Toxinen, Antigenen und molekularen Virulenzfaktoren erfordert [1].
Geeignete Untersuchungsmaterialien für mikrobiologische Untersuchungen bei aku-ter und chronischer Diarrhö sind in erster Linie Stuhlproben (Tab. 2). Rektalabstriche sind weniger geeignet. Zum Nachweis einer Zytomegalievirus (CMV)-Infektion sind unfixierte Kolonbiopsien erforderlich; zur histologischen oder molekulargenetischen Untersuchung auf Mikrosporidien können frische Dünndarmbiopsien, für Kryptospo-ridien Dünndarm- oder Gallengangsbiopsien zusätzlich zur mikrobiologischen Stuhl-untersuchung hilfreich sein.
Für bakteriologische Untersuchungen bei Verdacht auf eine Shigellose oder Campylo-bacteriose oder zum Nachweis von Clostridium-difficile-Toxin sollte der Stuhl so kurz-fristig wie möglich, in allen Fällen jedoch spätestens innerhalb von 24 Stunden nach der Entnahme untersucht werden.
Bei der Untersuchung auf Parasiten sind frische Stuhlproben (< 1 Stunde) notwendig, um vegetative Formen von Entamoeba histolytica und Giardia lamblia mikroskopisch nachweisen zu können. Ebenso kann eine Infektion mit Strongyloides stercoralis nur durch die mikroskopische Untersuchung von frischem Stuhl mit Nachweis lebender Larvenstadien diagnostiziert werden, da keine Wurmeier im Stuhl vorkommen. Aus Stuhlproben, die später als 1 Stunde nach Probengewinnung parasitologisch unter-sucht werden, sind nur noch Zysten und Dauerformen der relevanten Protozoen so-wie Mikrosporidien und Wurmeier nachweisbar. Solche Proben sind auch noch für den enzymimmunologischen Nachweis von Protozoen-Antigenen (Entamoeba, Giar-dia, Kryptosporidien) geeignet.
P Die mikrobiologische Labordiagnostik infektiöser Darmerkrankungen muss der Herausforderung gerecht werden, dass sich das Spektrum der Durchfallerreger im Zeitalter des „Welttourismus“ kontinuierlich ausgeweitet hat.
Tab. 1Erreger Kultur Toxin Antigen-ELISA PCR Mikroskopie Spezialfärbung
Clostridium difficile Stuhl Stuhl – Kultura – –
Andere Bakterienb Stuhl – Stuhlc – – –
EPEC/EaggEC* Stuhl – – Kultur – –
EHEC** Stuhl Stuhl – Kultur – –
Kryptosporidien – – Stuhl – – Stuhl
Cyclospora – – – – – Stuhl
Giardia – – Stuhld – Stuhl –
Entamoeba – – Stuhld – Stuhl –
Mikrosporidien – – – Stuhl – Stuhl
Isospora belli – – – – Stuhl Stuhl
Blastocystis hominis – – – – Stuhl –
Strongyloides – – – – Stuhle –
Wurmeier – – – – Stuhl –
Rotaviren – – Stuhl – – –
Adenoviren – – Stuhl – – –
Noroviren – – Stuhl Stuhl – –
Zytomegalieviren – – – Biopsie – –
a kultivierte Bakterienb Salmonellen, Shigellen, Campylobacter, Yersinien, Vibrio, Aeromonasc Campylobacter jejuni/colid frischer Stuhl zum Nachweis vegetativer Formene frischer Stuhl zum Larvennachweis* EPEC/EaggEC = enteropathogene/enteroaggregative Escherichia coli; ** EHEC = enterohämorrhagische E. coli
Verfahren zur mikrobiologischen Untersuchung auf darmpathogene Erreger, Parasiten und Viren (nach Kist 2006)
P Geeignete Untersuchungsmaterialien für mikrobiologische Untersuchungen bei akuter und chronischer Diarrhö sind in erster Linie Stuhlproben.
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Für bakteriologische Untersuchungen und zum Nachweis von Toxinen ist in der Regel eine einzige Stuhlprobe ausreichend; parasitäre Infektionen können erst nach der Un-tersuchung von 3 geeigneten Stuhlproben, am besten an 3 aufeinanderfolgenden Tagen entnommen, mit hinreichender Sicherheit ausgeschlossen werden [1]. Soge-nannte „Dysbioseuntersuchungen“ sind von ungesicherter Relevanz und werden des-halb nicht empfohlen. Die gängigen Verfahren zum Nachweis einzelner Erreger und die geeigneten Untersuchungsmaterialien sind in Tabelle 1 zusammengestellt [1].
Differenzialdiagnose CED – Nahrungsmittelallergien (NMA)
Stufendiagnostik bei NMA
Eine gezielte allergologische Diagnostik beinhaltet eine ausführliche Ernährungsanam-nese (ggf. Ernährungstagebuch), die Durchführung von Hauttests (Lebensmittelex-trakte, Umweltantigene, Schimmelpilze und Gewürze) und die Bestimmung des Ge-samt-IgE und der allergenspezifischen IgE-Antikörper im Serum, um Hinweise für eine IgE-spezifische Sensibilisierung zu finden.
Sind in den oben geschilderten Situationen die üblichen Differenzialdiagnosen aus-geschlossen und die diagnostischen Routineparameter (Anamnese, Hauttests, anti-genspezifisches IgE) nicht ergiebig, ist an das Vorliegen einer lokalen (seronegativen) Allergieform oder das Vorliegen einer nicht-IgE-vermittelten Allergie zu denken. Bei nicht-IgE-vermittelten Allergien vom Typ II–IV ist das diagnostische Repertoire we-sentlich kleiner als bei systemisch nachweisbaren Soforttypreaktionen. Mögliche Hin-weise auf verzögerte NMA vom Typ II–IV können der nach 24–48 Stunden abgelesene späte Hauttest, die Bestimmung der C3- und C4-Komplementfaktoren (Verbrauch) und der Immunkomplexe (IgG, IgA, IgM und IgE) sowie die Zytokinanalyse geben [2].
Da die strukturierte orale Provokationstestung, wie von der Deutschen Gesellschaft für Allergologie und klinische Immunologie gefordert, in der Praxis aufgrund ihrer Komplexität jedoch nicht angewendet wird, sollte zunächst als Screeningmaßnahme eine Bestimmung des Methylhistamins im Urin erfolgen (normal < 6,5 μg Methylhista-min/mmol Kreatinin x m2 Körperoberfläche).
Wenn bei erhöhter Methylhistaminausscheidung mit den üblichen IgE- und/oder nicht-IgE-basierten diagnostischen Routinetests das Krankheitsbild nicht geklärt wer-den kann, sollten eine internistische Differenzialdiagnostik sowie eine gezielte endos-kopische Allergiediagnostik herangezogen werden.
Untersuchung auf Untersuchungsmaterial Transportbedingungen
Vibrio cholerae Stuhl (in Peptonwasser) Durch Boten und Anmeldung im Labor
Andere enteropathogene Erreger bzw. deren Toxine
Stuhl (ggf. in Cary-Blair-Medium) Transportzeit bis zur Anlage nicht über 24 Stunden, besser kürzer
Parasiten (vegetative Formen) und Strongyloides-Larven
Stuhl Transportzeit bis zur Anlage nicht über 1 Stunde, besser kürzer
Parasiten (Zysten und andere Dauerformen)
Stuhl (ggf. in SAF-Fixier-Lösung) Transportzeit bis zur Untersuchung nicht über 24 Stunden
Mikrosporidien spp. Auch Dünndarmbiopsie für Histologie und NATa
Fixiert und unfixiert
Kryptosporidien spp. Auch Dünndarmbiopsie und Gallengangsbiopsiea
Fixiert für Histologie
Virusantigene Stuhl Transportzeit bis zur Anlage nicht über 24 Stunden, besser kürzer
Zytomegalieviren Kolonbiopsie Zur PCR in Wasser oder Alkohol
NAT = Nukleinsäureamplifikationstesta komplementär zu Stuhlproben
Untersuchungsmaterialien und Transportbedingungen (nach Kist 2006)
Tab. 2
P Für bakteriologische Untersuchungen und zum Nachweis von Toxinen ist in der Regel eine einzige Stuhlprobe ausreichend.
P Eine gezielte allergologische Diagnostik beinhaltet eine ausführliche Ernährungsanamnese.
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Der effektivste Nachweis intestinaler IgE-Antikörper und anderer Allergiemediatoren (z. B. des eosinophilen kationischen Proteins, ECP) erfolgt mittels endoskopisch ge-steuerter segmentaler Darmlavage, die prinzipiell im gesamten Gastrointestinaltrakt, besonders effektiv aber im terminalen Ileum, Zökum und im rektosigmoidalen Über-gang mit 50–100 ml Kochsalzlösung durchgeführt wird (ausführliche Darstellung bei [2]).
Differenzialdiagnose CED – Zöliakie
Zöliakie ist eine lebenslange glutensensitive Enteropathie. Bei Gluten handelt es sich um die Kleberproteine des Weizens oder verwandter Getreide (Dinkel, Gerste, Roggen). Das Vollbild der Erkrankung geht mit einer charakteristischen, diagnostisch aber unspezifischen Zottenreduktion und Kryptenhyperplasie der Dünndarmschleim-haut einher. Deutlich häufiger finden sich klinisch stumme Formen (Übersicht bei [3]). Assoziationen mit CED, insbesondere der Colitis ulcerosa, wurden wiederholt be-schrieben. So haben Zöliakiepatienten ein 10-fach höheres Risiko an einer CED zu er-kranken. Insbesondere bei unklarer Transaminasenerhöhung, aber auch bei unklaren abdominellen Beschwerden stellt die Zöliakie in der Initialdiagnose eine wichtige Dif-ferenzialdiagnose dar [4, 5].
In den letzten Jahren hat die Antikörperdiagnostik durch die Einführung der Endomy-siumantikörper in der Diagnose der Zöliakie zunehmend an Bedeutung gewonnen (Tab. 3). In der Zöliakiediagnostik des Erwachsenen besitzt die Bestimmung spezifi-scher Antikörper gegen Endomysium der IgA-Klasse im Serum den größten Stellen-wert. In der diagnostischen Aussagekraft als gleichwertig erweist sich der Nachweis von Transglutaminaseantikörpern (TG-AK), deren Sensitivität und Spezifität beim Er-wachsenen mit 95–99% angeben wird. In beiden Fällen ist allerdings zu beachten, dass etwa 2–5% aller Zöliakiepatienten einen IgA-Mangel aufweisen und somit die IgA-Tests negativ ausfallen. Da Individuen mit einem IgA-Mangel gegenüber der Nor-malbevölkerung ein 10-fach erhöhtes Risiko aufweisen eine Zöliakie zu entwickeln, ist es wichtig, diesen stets auszuschließen. In beiden Fällen können alternativ, wenn auch mit einer geringeren Sensitivität, IgG-TG-AK bestimmt werden. Auch bei der Dermati-tis herpetiformis ist eine Diagnostik durch die Bestimmung der Antikörper gleicher-maßen durchführbar.
Im Serum von Zöliakiepatienten können für alle Fraktionen des Gliadins (α, β, γ, ω) Gliadinantikörper (GA) nachgewiesen werden. In der klinischen Diagnostik werden IgA- und IgG-GA bestimmt, wobei IgA-GA eine höhere Spezifität und Sensitivität ha-ben als IgG-GA. Da sich ausreichende Sensitivitäten und Spezifitäten allerdings nur bis zum 2. Lebensjahr finden, sollte auf den Einsatz in der Erwachsenendiagnostik gänz-lich verzichtet werden. Die Bestimmung von Retikulinantikörpern (RA) gilt heute als obsolet [3, 6].
P Zöliakiepatienten haben ein 10-fach höheres Risiko an einer CED zu erkranken.
Tab. 3Sensitivität (%) Spezifität (%)
Positiver Vorhersagewert (%)
Negativer Vorhersagewert (%)
IgA AGA 85 (57–100) 90 (47–94) 18 99
IgG AGA 85 (42–100) 80 (50–94) 31 99
EMA 95 (86–100) 99 (97–100) 83 99
IgA anti-tTGa 98 (78–100) 98 (90–100) 72 99
IgG anti-tTGb 70 (45–95) 95 (94–100) 42 99
IgA anti-DGP 88 (74–100) 95 (90–99) 44 99
IgG anti-DGP 80 (63–95) 98 (90–99) 68 99
IgA/IgG anti-DGP 97 (75–99) 95 (87–100) 51 99
AGA = Antigliadinantikörper; DGP = deamidiertes Gliadinpeptid; EMA = Endomysialantikörper; tTG = Gewebetransglutaminasea Nur anti-human-tTG-basierte Assays; ältere Tests, basierend auf Meerschweinchen-Antikörpern, haben eine deutlich niedrigere Sensitivität und Spezifität. b Die Sensitivität ist in der IgA-defizienten Population signifikant höher (ca. 90–95%), aber niedriger in der gesamten Zöliakiepopulation.
Antikörper in der Differenzialdiagnostik der Zöliakie (modifiziert nach Stein 2006, Leffler und Schuppan 2010)
P Die Bestimmung von Retikulin-antikörpern gilt heute als obsolet.
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Marker zur Differenzialdiagnose zwischen Colitis ulcerosa und Morbus Crohn
Die Differenzierung zwischen Morbus Crohn und Colitis ulcerosa bereitet auch unter Berücksichtigung klinischer, endoskopischer und histologischer Befunde gerade im Anfangsstadium bei 10–12% der Patienten Schwierigkeiten ( Colitis indeterminata). In vielen (nicht allen) Fällen kann hier eine Zuordnung unter Zuhilfenahme von (Auto-)Antikörpern erfolgen.
Bereits 1959 wurden bei Colitis-ulcerosa-Patienten Antikörper gegen Becherzellen (anti-intestinal globlet cell autoantibodies, GAB) nachgewiesen [7]. Die diagnostische Sensitivität und Spezifität für GAB hängt in hohem Maße von der Nachweismethode ab. Als Zielantigen wurde ein etwa 40-kDa-Protein aus entzündlicher Dickdarmmuko-sa identifiziert. Dies wurde später als humanes Tropomyosin (Isoform 5) identifiziert und mittlerweile auch in der Haut, Gelenken und Gallengangsepithelien nachgewie-sen [8]. Unter optimalen Testbedingungen wurde eine Spezifität von bis zu 100% be-schrieben, allerdings bei einer Sensitivität von nur etwa 15–46% (Tab. 4).
Antineutrophile zytoplasmatische Antikörper (ANCA)
ANCA finden sich bei zahlreichen Autoimmunerkrankungen. So kommen gegen das Enzym Proteinase-3 gerichtete c-ANCA bei Wegener-Granulomatose vor, während sich p-ANCA (gegen das Enzym Myeloperoxidase gerichtet) häufig bei der idiopathi-schen Glomerulonephritis finden. Hiervon abzugrenzen sind von Saxon 1990 erstma-lig bei Colitis ulcerosa auch als atypisch beschriebene p-ANCA. Sie finden sich bei 67–88% der Patienten mit Colitis ulcerosa, in weniger als 7% der Patienten mit Morbus Crohn und bei bis zu 50% der Patienten mit einer primär sklerosierenden Cholangitis (PSC) [9]. Sensitivität und Spezifität hängen in hohem Maße von der Nach-weismethode und der Qualität der benutzten Granulozyten ab. So lässt sich die Spe-zifität für eine Colitis ulcerosa von 72% auf 92% erhöhen, wenn die Granulozyten nach
P Die Differenzierung zwischen Morbus Crohn und Colitis ulcerosa bereitet auch unter Berücksichtigung klinischer, endoskopischer und histologischer Befunde gerade im Anfangsstadium bei 10–12% der Patienten Schwierigkeiten.
Tab. 4Prävalenzen (%) Sensitivi-
tät (%)*Spezifi-tät (%)*
Sero logische Marker
Epitope Isotypen MC CU Gesunde
ASCA KH-Epitop (Man(α1,3)Manα1,2) enthalten im Phosphopeptidoman-nan der Zellwand von Saccharomy-ces cerevisiae, auch exprimiert von Candida albicans
IgG/IgA 50–70 5–15 0–5 40–66 85–95
p-ANCA Nicht-identifiziertes Protein der Kernhülle von Neutrophilen
IgG 6–20 50–70 0–2,5 65–70 80–85
Anti-OmpC Escherichia coli outer membrane porin
IgG/IgA 20–55 10 5 20–55 88,5
Anti-I2 Bakterielle Sequenz hergestellt mit Pseudomonas fluorescens
IgA 54 10 4 42 76
Anti-CBir Flagellin CBir (Clostridium subphylum)
IgG 50 15 8 kA kA
ALCA Anti-Laminaribiosid (Glc(β1,3)Glc(β)) IgG 20–27 4–7 2–10 15–25,6 92–96
ACCA Anti-Chitobiosid (GlcNAc(β1,4)GlcNAc(β))
IgA 7–25 3–7 12–15 9–21 85–97
AMCA Anti-Mannobiosid (Man(α1,3)Manα) IgG 28 3–7 3–9 12–27 82–97
Anti-C Anti-Chitin (GlcNAc(β1,4))n) IgA 10–25 3–11 2–12 10–25,6 88–91
Anti-L Anti-Laminarin Glc(β1,3)) 3n(Glc(β1,6))n
IgA 18–26 3–7 1–10 18–25 89,5–97
GAB Intestinale Becherzellen (Tropomyo-sin-Isoform 5)
IgG kA kA kA 46 98
PAB Exokrines Pankreas IgG 27–41 0–8 0–5 30 100
* bezüglich der Differenzierung Morbus Crohn (MC) versus Colitis ulcerosa (CU); kA = keine Angabe
Antikörper in der Differenzialdiagnostik von Morbus Crohn und Colitis ulcerosa (modifiziert nach Schoepfer et al. 2008, Lakatos et al. 2011)
P Antineutrophile zytoplasmatische Antikörper (ANCAs) finden sich bei 67–88% der Patienten mit Colitis ulcerosa, in weniger als 7% der Pati-enten mit Morbus Crohn und bei bis zu 50% der Patienten mit einer primär sklerosierenden Cholangitis.
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IFT (indirekter Immunfluoreszenz)-Darstellung mit DNAse inkubiert werden. Im positi-ven Fall verschwindet danach die typische perinukleäre Färbung [10]. Das eigentliche molekulare Targetantigen konnte bei Colitis ulcerosa bisher nicht eindeutig identifi-ziert werden [11]. Neben Cathepsin G und Elastase wird zunehmend DNA-gebundenes Lactoferrin diskutiert [12].
Anti-Saccharomyces-cerevisiae-Antikörper (ASCA)
Bei den überwiegend bei Morbus Crohn beschriebenen Anti-Saccharomyces-cerevi-siae (Bäckerhefe)-Antikörpern (ASCA) handelt es sich um Antikörper, die gegen Oligo-mannosidepitope in der Zellmembran dieses Hefestamms gerichtet sind [13]. Mittels eines ELISA-Verfahrens finden sich spezifische Antikörper sowohl in der IgA- als auch in der IgG-Fraktion. Je nach Literatur wird eine Spezifität von 92–97% (Sensitivität 40–72%) beschrieben (Übersicht bei [14]).
Da p-ANCA beim Morbus Crohn und p-ASCA bei der Colitis ulcerosa selten (< 5%) vorkommen, lässt sich durch Kombination die Spezifität der Tests weiter verbessern [14]: So gilt ASCA+/p-ANCA- hochspezifisch (92–97%) für einen Morbus Crohn und vice versa ASCA-/p-ANCA+ hochspezifisch (88–98%) für eine Colitis ulcerosa. Nachtei-lig erweist sich die nur mäßige Sensitivität von 38–64% bzw. 44–58% [15–20]. Bei Colitis indeterminata ließ sich in einer Studie an Kindern in 80% ein Morbus Crohn und in 63,6% eine Colitis ulcerosa zuordnen. Bei 48,5% fanden sich weder Antikörper gegen ASCA noch gegen p-ANCA, was sich im weiteren Follow-up auch nicht mehr änderte und möglicherweise für eine eigene klinisch-serologische Entität sprechen könnte [21, 22].
In einer größeren Studie an Kindern mit Morbus Crohn und Colitis ulcerosa sowie mit Colitis indeterminata konnten Ruemmele et al. [10] auch im Vergleich zu darmgesun-den Kindern mittels p-ANCA- und ASCA-Nachweises eine hohe Diskriminierung bei-der chronisch entzündlicher Darmerkrankungen gegeneinander belegen. Die Kinder mit Colitis indeterminata waren dabei überwiegend p-ANCA-positiv und ASCA-nega-tiv (was dafür spricht, dass die klinisch indeterminierbare Kolitis bei Kindern letztlich doch eine Variante der Colitis ulcerosa ist).
Anders bei den Erwachsenen: Hier fanden sich an einem größeren Patientenkollektiv bei Patienten mit Colitis indeterminata bei 83% weder ein positiver ASCA- noch ein p-ANCA-Nachweis. Diese Beobachtung aus Europa veranlasst die Autoren Joossens et al. [21] dazu, anzunehmen, dass es sich bei diesem Krankheitsbild um eine bisher nicht definierte klinisch-serologische Untergruppe innerhalb der chronisch entzündlichen Darmerkrankungen handeln könnte.
Ob der Nachweis von p-ANCA bei Colitis ulcerosa mit schweren Verläufen der Links-seitenkolitis oder häufiger mit therapierefraktären Verläufen assoziiert ist, wird weiter-hin kontrovers diskutiert (Navaneethan & Shen 2009). Allerdings kommt es bei p-ANCA-Titern > 100 U/ml signifikant häufiger zu einer chronischen Pouchitis (Fleshner et al. 2001, 2008), wobei das Risiko bei gleichzeitig auftretendem Anti-CBir1 weiter steigen soll [23].
Antikörper gegen exokrines Pankreas bei Morbus Crohn
Bei Morbus-Crohn-Patienten wurden 1984 erstmals gegen exokrines Pankreasgewebe gerichtete Antikörper beschrieben (Pancreatic AntiBody, PAB), die bei Morbus-Crohn-Patienten in 29–39%, bei Colitis-ulcerosa-Patienten in 0–4% vorhanden sind [24–26]. Eine signifikante, klinisch relevante phänotypische Zuordnung anhand der Wien-Klas-sifikation ließ sich bisher nicht aufzeigen [25]. Seibold et al. wiesen eine schwache As-soziation mit dem Auftreten einer exokrinen Pankreasinsuffizienz bei Morbus Crohn nach [26]. Aufgrund ihrer ausgesprochen hohen Spezifität für Morbus Crohn stellen PAB eine diagnostische Ergänzung zu ASCA in der Differenzialdiagnose des Morbus Crohn dar [27].
P p-ANCA sind selten beim Morbus Crohn und p-ASCA selten bei der Colitis ulcerosa.
P Antikörper gegen exokrines Pankreasgewebe (PAB) finden sich nahezu ausnahmslos bei Morbus Crohn.
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Antiglycanantikörper
In den letzten Jahren wurden bei Patienten mit Morbus Crohn zahlreiche weitere An-tikörper wie das anti-outer membrane porin C (OmpC) von Escherichia coli, anti-Pseu-domonas-assoziierte Sequenz I2 (Anti-I2) und das antibakterielle Flagellin cBir1 (Anti-cBir1) sowie gegen bestimmte Kohlenhydratketten von Bakterienmembranen gerichtete Antikörper (Antiglycanantikörper) nachgewiesen: anti-mannobioside car-bohydrate antibodies (AMCA), anti-laminaribioside carbohydrate antibodies (ALCA), anti-chitobioside carbohydrate antibodies (ACCA), anti-laminarin carbohydrate anti-body (Anti-L). Der Nachweis dieser und weiterer Antikörper untermauert die Hypo-these, dass bei Morbus Crohn eine Störung im unspezifischen (lokalen) Immunsystem zum Verlust der immunologischen Toleranz gegenüber einem Teil der kommensalen Flora führt. Bemerkenswerterweise finden sich Antiglycanantikörper bei bis zu 44% der ASCA-negativen Morbus-Crohn-Patienten [28–33].
Die Höhe der Antikörper korreliert weder mit der Krankheitsaktivität noch mit dem therapeutischen Ansprechen. Auch wenn mit zunehmender Krankheitsdauer verein-zelt über Jahre ein leichter Anstieg der Serumkonzentration auftritt, gelten sie im Ver-lauf der Erkrankung als stabil [30, 34]. Allerdings findet sich in Abhängigkeit der Titer-höhe und der Anzahl bzw. der Höhe der kumulativen Serumtiter eine signifikante Zunahme komplizierter Verläufe bzw. der Notwendigkeit einer Operation [28, 29, 31–33, 35].
Marker zur Erfassung der Entzündungsaktivität
Neben den bekannten bildgebenden Verfahren (Sonografie, MRT-/Rö-Sellink) eignet sich zur nicht-invasiven Beurteilung der Entzündungsaktivität bei CED prinzipiell die Messung von Akute-Phase-Proteinen und Neutrophilenmarkern im Serum bzw. im Stuhl.
Akute-Phase-Proteine
Akute-Phase-Proteine (APP) sind per Definition Proteine, deren Serumkonzentration während einer entzündlichen Erkrankung um mehr als 25% ansteigt (positive APP) oder abfällt (negative APP). Ihre Synthese erfolgt vornehmlich in den Hepatozyten, je nach Spezies in unterschiedlichem Ausmaß auch extrahepatisch und kann im Rah-men einer ausgeprägten Entzündungsreaktion (Sepsis) im Maximum bis zu 20% der Proteinsynthesekapazität der Leber in Anspruch nehmen [36]. Die Regulation der Syn-these/Sekretion von APP ist hierbei nicht Folge der direkten Wirkung schädigender Agenzien auf die Hepatozyten, sondern wird indirekt über Zytokine vermittelt, die ih-rerseits von aktivierten Immunzellen am Ort der Schädigung gebildet werden (Abb. 2). APP werden je nach Stimulus in Typ 1 (vorwiegend IL-1β und TNFα) und Typ 2 (vorwiegend IL-6) sowie nach dem Ausmaß und der Reaktionszeit ihres Anstiegs in „major“ (10–1000-fach), „moderat“ (2–5-fach) und „minor“ (< 2-fach) unterteilt (Tab. 5).
Die Funktionen der einzelnen APP sind vielfältig und nicht einheitlich. Hierzu zählen u. a. die Hemmung von Proteinasen, die Regulation des Gerinnungs- und Fibrinolyse-systems, die Modulation von Immunfunktionen sowie die Bindung von Sauerstoffra-dikalen etc. (Tab. 5).
P Die Höhe der Antikörper korreliert weder mit der Krankheitsaktivität noch mit dem therapeutischen Ansprechen.
P Akute-Phase-Proteine (APP) sind per Definition Proteine, deren Serumkonzentration während einer entzündlichen Erkrankung um mehr als 25% ansteigt (positive APP) oder abfällt (negative APP).
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C-reaktives Protein (CRP)
Das C-reaktive Protein (CRP) gilt als Prototyp eines Akute-Phase-Proteins. Es handelt sich um ein 105 kDa großes, aus 5 identischen Untereinheiten aufgebautes, planares Pentamer. Die Bezeichnung „C-reaktiv“ geht auf die bereits 1930 von Tillet und Francis jr. beschriebene Fähigkeit zurück, an das C-Polysaccharid von Streptococcus pneumo-niae kalziumabhängig zu binden [37].
Eine der zentralen Funktionen liegt in der hohen Affinität zwischen CRP und Phos-phocholin-haltigen Membranstrukturen infektiöser Erreger, die zu einer Aggregation mit konsekutiver Opsonierung der Fremdpartikel durch Aktivierung des Komple-mentsystems führt [38, 39].
Makrophagen
Entzündung Endothelzellen
Fibroblasten
Hepatozyten
Akute-Phase-Proteine
TNF-α
IL-6IL-6
IL-1
IL-1
IL-6
IL-1
Akute-Phase-Reaktion beim Menschen
Abb. 2
Tab. 5
Akute-Phase-Proteine
Normale Konzen-
trationen (mg/l)
Reaktionszeit (Std.)
Anstieg (x normal)
Funktionen im Rahmen der Entzündung
Hemmung von
Proteasen
Gerinnung/ Fibrinolyse
Opsoni- sierung
Immun- modulation
CRP Procalcitonin Serumamyloid A 1-Antichymotrypsin
< 5 < 0,05 < 0,01
0,3–0,6
6–10 2–4 6–10
10
10- bis 100-fach x
x x
x
Saures 1-Glykoprotein 1-Antitrypsin Fibrinogen Ferritin Haptoglobin Hepcidin
500–1400 1900–3500 2000–4500
20–200 700–3800
24–48 24–48 24–48
24–48
2- bis 10-fach x
x
x x x
Coeruloplasmin C1-Inhibitor 2-Antiplasmin Komplement C3 Komplement C4
150–600 0,15–0,35 0,04–0,08 500–1200 200–500
48–72
48–72 48–72
1- bis 2- fach x
x
x
Albumin Präalbumin Transferrin 1-Lipoproteine
35–53* 250 2,9*
Abfall Abfall Abfall Abfall
* Erwachsene bis 65 Jahre, g/l
Akute-Phase-Proteine des Menschen
P Das C-reaktive Protein (CRP) gilt als Prototyp eines Akute-Phase-Proteins.
10
Die Bestimmung von CRP im Serum erfolgt immunnephelometrisch oder immuntur-bidimetrisch nach Zugabe hochspezifischer Antikörper. Die Nachweisempfindlichkeit beträgt 3–5 mg/l. Latexverstärkte Assays weisen eine Nachweisgrenze von 0,1–0,3 mg/l auf ( „hochsensitives“ [hs] CRP).
Der diagnostische Wert der CRP-Bestimmung bei CED liegt in seiner Sensitivität sowie vergleichsweise kurzen Reaktions- (6–10 Std.) und Halbwertszeit (18 Std.), was ein the-rapeutisches Monitoring ermöglicht. Im Gegensatz zur Colitis ulcerosa findet sich nur beim Morbus Crohn eine zufriedenstellende Korrelation zwischen CRP-Wert und ent-zündlicher (mukosaler) Krankheitsaktivität. Ursächlich diskutiert werden die auf die Mukosa beschränkte Entzündung bei Colitis ulcerosa und eine damit verbundene ver-minderte IL-6-Bildung, der bei distaler Rektosigmoiditis nicht paraportale Abfluss ( systemische „IL-6 Verdünnung“) und vor allem die für einen Morbus Crohn typi-sche Akkumulation von viszeralem Fett als Hauptquelle für IL-6 und TNFα [40].
Eine mögliche Bedeutung von Polymorphismen im CRP-Gen wird derzeit eher noch kontrovers diskutiert [41, 42].
Nachteilig erweist sich die mangelnde Spezifität; eine Differenzierung zwischen Mor-bus Crohn und Colitis ulcerosa bzw. infektiöser Kolitis ist nicht möglich. Die Bedeu-tung von hochsensitivem CRP bei Werten < 5 mg/l bleibt abzuwarten [40].
Procalcitonin (PCT)
Procalcitonin (PCT) wird als das 13-kDa-Prohormon von Calcitonin normalerweise aus-schließlich von den C-Zellen der Schilddrüse gebildet und im Gegensatz zu Calcitonin nicht in die Blutbahn abgegeben. Bei schweren bakteriellen Infektionen findet sich – in Abhängigkeit vom Schweregrad – intaktes Procalcitonin im Plasma, dessen Her-kunft nach dem gegenwärtigen Stand der Wissenschaft extrathyreoidalen Ursprungs ist.
Die biologischen Funktionen von PCT sind weitestgehend unklar. Eine hormonelle Wirkung von PCT ähnlich dem Calcitonin ist nicht bekannt, kann aber nicht ausge-schlossen werden. Endotoxine gramnegativer Bakterien gelten als stärkste Stimuli der PCT-Freisetzung, in weit geringerem Maße auch Interleukine wie TNFα und IL-6. Auch bei grampositiven und fungalen, nicht aber bei viralen Infektionen, kommt es zu ei-nem Anstieg von PCT. Im Verlauf primär nicht bakteriell bedingter Entzündungen kann PCT allerdings durch eine bakterielle Sekundärinfektion ansteigen.
Im Vergleich zum CRP ist PCT bereits nach 2–4 Stunden im Serum nachweisbar und erreicht nach 6–8 (12) Stunden ein Plateau. Die Halbwertszeit beträgt ca. 24 Stunden, kann aber bei schwerer Niereninsuffizienz etwa um 30–40% verlängert sein.
Die Bestimmung aus Plasma (EDTA-, Citrat-, Heparin) oder Serum erfolgt quantitativ mittels eines immunoluminometrischen Assays (ILMA) oder semiquantitativ mittels eines Festphasenimmunoassays.
Die Normalwerte für Kinder und Erwachsene liegen unter 0,5 µg/l. Systemische Ent-zündungen bakterieller Genese führen je nach Schweregrad zu Werten von über 1000 µg/l, wobei die Höhe der PCT-Werte gut mit dem Schweregrad (und der Mortali-tät) der Entzündung korreliert [43].
Der diagnostische Wert der PCT-Bestimmung liegt in der hohen Spezifität für bakteri-ell bedingte Entzündungsreaktionen [44] und gilt in der Intensivmedizin aufgrund seiner hohen Spezifität und Sensitivität in der Früh- und Differenzialdiagnose derzeit als einziger Sepsismarker, der den aktuellen klinischen Anforderungen entspricht [45]. Zum Stellenwert von PCT in der Differenzialdiagnose chronisch entzündlicher Darmer-krankungen versus bakteriell bedingter Enterokolitiden liegen bis dato 2 kleinere Stu-dien vor. Beide Arbeiten unterstreichen die hohe Spezifität von PCT in der Differenzi-aldiagnose infektiöser Darmerkrankungen bei CED, zeigen aber auch die deutliche Überlegenheit des CRP im longitudinalen Monitoring der entzündlichen Aktivität
P Der diagnostische Wert der CRP-Bestimmung bei CED liegt in seiner Sensitivität sowie vergleichsweise kurzen Reaktions- und Halbwertszeit.
P Der diagnostische Wert der Procalcitonin (PCT)-Bestimmung liegt in der hohen Spezifität für bakteriell bedingte Entzündungsreaktionen.
11
[46, 47]. Dagegen konnten kürzlich Oussalah et al. [48] – in einem allerdings relativ kleinen Patientenkollektiv – bei einem Cut-off von 0,14 µg/l eine gute Korrelation zum CRP und zu endoskopisch-radiologischen Aktivitätsmarkern aufzeigen.
α1-saures-Glykoprotein (Orosomucoid)
Das ca. 42 kDa große α1-saure-Glykoprotein (Orosomucoid) ist mit einem Glykosylie-rungsgrad von 45% Hauptbestandteil der sogenannten Seromucoidfraktion. Auf-grund der im Vergleich zum CRP deutlich langsameren Reaktionszeit (24–48 Std.), vor allem aber der deutlich längeren Halbwertszeit (120–144 Std.) [49] spielt Orosomucoid entgegen früherer Publikationen [50, 51] im Monitoring entzündlicher Prozesse bei CED keine Rolle mehr [42].
Die Blutsenkungsgeschwindigkeit (BSG nach Westergren)
Eine beschleunigte BSG zeigt zwar eine recht gute Korrelation mit der Entzündungs-aktivität bei Crohn-Colitis, korreliert aber nur unzureichend bei Ileitis terminalis Crohn und Colitis ulcerosa [52]. Nachteilig erweist sich vor allem aber eine im Vergleich zum CRP deutlich verzögerte Reaktionszeit sowie die mehrere Tage dauernde Halbwerts-zeit [42].
α1-Antitrypsin
Die Bestimmung des ca. 60 kDa großen Akute-Phase-Proteins α1-Antitrypsin im Stuhl von Patienten mit CED korreliert gut mit endoskopischen und klinischen Aktivitätsin-dices, erwies sich dem Nachweis von Leukozytenmarkern (Calprotectin, Lactoferrin) im Stuhl in der Beurteilung der Entzündungsaktivität allerdings als unterlegen. Als weiterer Nachteil erweist sich die Notwendigkeit einer 24-h-Sammelperiode bei der sensitiveren Erfassung der α1-Antitrypsin-Clearance (α1-ATCL). Sein Stellenwert als La-bormarker in der Primär- und Verlaufsdiagnostik des enteralen Eiweißverlusts im Rah-men einer exsudativen Enteropathie bleibt hiervon unberührt [53].
Thrombozyten
Eine reaktive Thrombozytose mit Thrombozytenwerten > 600.000/µl findet sich im akuten Schub vielfach bei Colitis ulcerosa, weniger bei Crohn-Colitis und selten bei einer Ileitis terminalis Crohn [54]. In der Europäischen Crohn-Studie konnte keine di-rekte Korrelation zum Aktivitätsindex (CDAI) gefunden werden. Allerdings wurden Pa-tienten mit Dickdarmbefall nicht isoliert betrachtet [55]. Auch ist die Ursache dieses Phänomens weiterhin unklar.
Die Rolle erhöhter Thrombopoietinspiegel wird kontrovers diskutiert [56, 57]. Shen et al. sehen die Thrombozytose im Kontext einer generell entzündungsbedingt gestei-gerten (plasmatisch und zellulär) Homöostaseaktivität [58]. Untersuchungen der Ar-beitsgruppe um Gasché weisen auf einen möglichen Zusammenhang mit der inflam-mationsbedingten Eisenmangelanämie hin, die über eine Stimulation der Megakaryo- poese zur Thrombozytose führen könnte [59]. Denkbar wäre auch, dass (gleichzeitig?) die als Folge der entzündungsbedingten Erythropoietin (EPO)-Resistenz erhöhten EPO-Spiegel zur Stimulierung der Megakaryopoese führen. Inwieweit das mittlere Thrombozytenvolumen eine bessere diagnostische Alternative darstellt, bleibt derzeit offen [60].
P Orosomucoid spielt im Monitoring entzündlicher Prozesse bei CED keine Rolle mehr.
P Eine reaktive Thrombozytose findet sich im akuten Schub vielfach bei Colitis ulcerosa, weniger bei Crohn-Colitis und selten bei einer Ileitis terminalis Crohn.
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Leukozytenmarker
Leukozytenproteine
Der Nachweis von Calprotectin und Lactoferrin als nicht abbaubare Leukozytenprote-ine im Stuhl Anfang der 1990er-Jahre und die daraus resultierende Entwicklung deut-lich sensitiverer und spezifischerer Immunoassays [61, 62] führte in den Folgejahren geradezu zu einem Boom auf diesem Feld der Labordiagnostik. Als weitere diagnosti-sche Kandidaten folgten Myeloperoxidase, Lysozym, eosinophiles kationisches Prote-in (ECP), eosinophiles Protein X sowie humanes neutrophiles Lipocalin (Tab. 6).
Bei Calprotectin und Lactoferrin handelt es sich um ca. 60 kDa große Proteine, die bis zu 60% des Gesamteiweißgehalts von Neutrophilen ausmachen. Beide Proteine wir-ken chemotaktisch und antimikrobiell und werden vornehmlich von Granulozyten, in geringerem Maße auch von Makrophagen, Monozyten und Epithelzellen des Darms gebildet (Abb. 3).
Tab. 6
Stuhlmarker HerkunftKorrelation
mit CED
Korrelation mit Krankheits-
aktivität (Morbus Crohn)
Korrelation mit Krankheits-
aktivität (Colitis ulcerosa)
Stabilität bei RT (Halbwertszeit)
111Indium-markierte Leukozyten
Leukozyten/ Granulozyten
ja ja ja 2,8 Tage
Calprotectin neutrophiles Zytosol ja ja ja 7 Tage
Lactoferrin neutrophile (sekundäre) Granula
ja ja ja 4 Tage
Lysozym Leukozyten/ Makrophagen
kA kA kA 1 Tag
PMN-Elastase neutrophile azurophile Granula
ja ja ja 1 Tag
Neutrophilen Lipocalin
neutrophile (sekundäre) Granula
kA ns ns 7 Tage
Myeloperoxidase neutrophile (primäre) Granula
kA ns ns 7 Tage
Eosinophiles kationisches Protein
eosinophile Granula kA ns ns 3 Tage
Eosinophiles Protein X
eosinophile Granula kA kA kA 7 Tage
α1-Antitrypsin Serum Makrophagen, intestinales Epithel
ns mäßig mäßig 7 Tage
kA = keine Angaben; ns = nicht signifikant
Korrelation von Entzündungsmarkern im Stuhl bei CED (modifiziert nach Sutherland et al. 2008)
P Bei Calprotectin und Lactoferrin handelt es sich um ca. 60 kDa große Proteine, die vornehmlich von Granulozyten, in geringerem Maße auch von Makrophagen, Monozyten und Epithelzellen des Darms gebildet werden.
13
Seit den bahnbrechenden Arbeiten von Tibble et al. [63–67] wurde ihr Stellenwert in der Erst- und Verlaufsdiagnostik entzündlicher Darmerkrankungen in zahlreichen Stu-dien belegt und gilt heute als unbestritten [53, 68]. Zumindest beim Erwachsenen scheint Calprotectin gegenüber Lactoferrin diagnostisch etwas im Vorteil zu sein (Tab. 7).
Nachteilig erweist sich wie bei allen Leukozytenmarkern die geringe Spezifität, d. h. jede mit einer entzündlichen, infektiös oder nicht-infektös bedingten Schleimhautal-teration verbundene Erkrankung des Intestinaltrakts führt zu einer erhöhten Stuhl-konzentration von Calprotectin [69–71].
Abb. 3
Mukosale Synthese und Funktionen von S100A8/9 (Calprotectin) und S100A12 im Rahmen entzündli-
cher Prozesse im Gastrointestinaltrakt (modifiziert nach Foell et al. 2009):
(A) In der frühen Phase der Entzündung stimulieren („Trigger“: 1, rot) Zytokine (z. B. IL-1, TNFα) und/
oder bakterielle Produkte (z. B. Lipopolysaccharid, LPS) Monozyten und intestinale Epithelzellen
zur Synthese und Sekretion von S100A8/S100A9 (Calprotectin: 2, schwarz). Gleichzeitig aktiviert
basolateral sezerniertes Calprotectin mittels Toll-like-Rezeptor 4 (TLR4) Makrophagen im Sinne
eines positiven Feedbackmechanismus (3, blau).
(B) Im weiteren Verlauf induziert Calprotectin über einen noch nicht geklärten Mechanismus die Bil-
dung endothelialer Adhäsionsmoleküle mit nachfolgendem Einwandern von (neutrophilen) Leu-
kozyten in die entzündlichen Areale (1, schwarz), die dann TLR4-abhängig (2, blau) durch die
Freisetzung von weiteren Zytokinen (IL-1, TNFα) und reaktiven Sauerstoffradikalen (ROS) die Ent-
zündung weiter perpetuieren (3, rot). Dies führt zu einem weiteren Anstieg von Calprotectin im
Stuhl.
(C) Im weiteren Verlauf kommt es dann nach Aktivierung von Granulozyten zur spezifischen Freiset-
zung von S100A12, das über RAGE (receptor for advanced glycation end-products) analog zu Cal-
protectin zur weiteren Adhäsion und Migration (1, schwarz) von Granulozyten und über eine
weitere Freisetzung von Zytokinen nun wiederum zur Bildung von S100A12 (2, blau) bzw. ROS
führt (3, rot).
P Zumindest beim Erwachsenen scheint Calprotectin gegenüber Lactoferrin diagnostisch etwas im Vorteil zu sein.
Tab. 7Sensitivität (%) Spezifität (%) Genauigkeit (%) PPV (%)
Patienten (n) Lact Cal Lact Cal Lact Cal Lact Cal
D’Incà et al. 2007
144 80 78 85 83 87 86 81 80
Schröder et al. 2007
88 82 93 100 100 na na 100 100
Langhorst et al. 2008
139 86,7 81,7 77,2 83,5 80,7 82,1 na na
Sipponen et al. 2008
77 (MC) 71 81 83 79 na na 89 94
Otten et al. 2008
114 78,3 95,7 90,1 88,8 na na 66,7 65,7
Gesamt 562 78,8 (71–87)
85,9 (79–93)
83,5 (67–100)
85,1 (74–100)
77,4 (77–87)
80 (82–86)
86,4 (66,7–100)
87,9 (65,7–100)
Lact = Lactoferrin; Cal = Calprotectin; na = nicht ausgewertet; PPV = positiver Vorhersagewert
Sensitivität und Spezifität von Lactoferrin und Calprotectin im Stuhl bei CED in direkten Ver-gleichsstudien
14
Andererseits ist die negative prädiktive Aussagekraft, insbesondere von Calprotectin (> 95%) zum Ausschluss einer organischen Erkrankung des unteren Gastrointestinal-trakts unübertroffen und erweist sich in der Abgrenzung eines Reizdarmsyndroms sowohl beim primär Darmgesunden als auch bei CED-Patienten als extrem hilfreich [72–74].
Arbeiten der Berner Gruppe um Seibold und Schöpfer wiesen in ihren Untersuchun-gen für Calprotectin im Vergleich zum CRP und CDAI wiederholt die beste Korrelation mit endoskopischen Entzündungsindices nach (Tab. 8); darüber gelang es mit der quantitativen Bestimmung von Calprotectin am besten zwischen milder, moderater und hochaktiver Entzündung zu differenzieren [75, 76]. Zum gleichen Ergebnis kom-men Sipponen et al. [77–80]. Eine im Jahr 2010 im British Medical Journal publizierte Metaanalyse (Abb. 4) kommt in Zusammenschau aller publizierten Daten zu dem Schluss, dass die Bestimmung von Calprotectin im Stuhl derzeit der nicht-invasive Goldstandard in der Diagnostik entzündlicher Darmerkrankungen ist [74]. Erste Ar-beiten zeigen auch eine exzellente Korrelation von Calprotectin mit dem Schwergrad endoskopischer und histologischer Veränderungen bei der akuten Pouchitis [81].
P Der negative prädiktive Aussagewert von Calprotectin zum Ausschluss einer organischen Erkrankung liegt bei über 95%.
P Die Bestimmung von Calprotectin im Stuhl gilt derzeit als der nicht-invasive Goldstandard in der Diagnostik entzündlicher Darmerkrankungen.
Sensitivität (%) Spezifität (%) PPV (%) NPV (%) Genauigkeit (%)
Calprotectin ≥ 70 μg/g 89 72 88 76 87
Calprotectin ≥ 50 µg/g 89 58 89 61 84
CRP ≥ 5 mg/l 68 58 88 29 66
Leukozyten ≥ 7,9 g/l 55 50 83 21 54
CDAI ≥ 150 33 68 80 20 40
CDAI = Crohn‘s Disease Activity Index; CRP = C-reaktives Protein; SES-CD = simple endoscopic score for Crohn‘s disease; PPV = positiver Vorhersagewert; NPV = negativer Vorhersagewert
Sensitivität, Spezifität, positiver und negativer Vorhersagewert. Calprotectin, CRP, CDAI ≥ 150 und Leukozyten in Bezug auf die endoskopische Aktivität bei CED (SES-CD ≥ 4)
Tab. 8
Metaanalyse der diagnostischen Wertigkeit von Calprotectin bei CED
Sensitivität Spezifität (richtig-positiv) (falsch-positiv)
CED-Patienten Erwachsene Nicht-CED-Patienten
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
15/16 Limburg 2000 23/94
31/31 Tibble 2000 19/189
42/45 Schroder 2007 0/31
30/36 Schoepfer 2007 0/20
22/23 Otten 2008 12/91
53/64 Schoepfer 2008 0/30
Kinder und Heranwachsende
9/13 Bunn 2001 1/9
20/20 Fagerberg 2005 2/16
25/27 Canani 2006 2/18
28/31 Kolho 2006 10/26
31/31 Sidler 2008 11/30
39/44 Ashorn 2009 1/11
54/60 Perminow 2009 14/35
Van Rheenen 2010
Abb. 4
15
Die Entwicklung schneller und einfach zu handhabender (semiquantitativer) Schnell-tests ermöglicht neuerdings auch ohne großen apparativen Aufwand eine Selbst-kontrolle bzw. Überwachung im ambulanten Setting durch ärztliches Hilfspersonal oder den Patienten selbst [82–85].
Die diagnostische Bedeutung von PMN-Elastase, Lysozym sowie Myeloperoxidase ist demgegenüber mangels Stabilität und/oder einer deutlich schwächeren Korrelation mit der entzündlichen Aktivität eher zweitrangig (s. Tab. 6).
Gleiches gilt für ECP und EPX, denen als Screeningparameter einer Nahrungsmittelal-lergie sicherlich eine größere Bedeutung zukommt (s. o.)
S100A12 („Calgranulin C“)
S100A12 zählt wie Calprotectin (S100A8/A9) zur Familie der S100-Proteine, deren Name von ihrer 100%-Löslichkeit („soluble“) in Ammoniumsulfat stammt [86, 87]. Im Gegen-satz zu allen vorbeschriebenen Entzündungsmarkern soll S100A12 („Calgranulin C“) ausschließlich von (intestinalen) aktivierten Granulozyten freigesetzt werden. Ähnlich wie Calprotectin wirkt es chemotaktisch und antimikrobiell [86]. Die in einer ersten Studie für S100A12 im Vergleich zu Calprotectin gefundene bessere Diskriminierung von CED und RDS bzw. viral und bakteriell bedingten intestinalen Infektionen [88], konnte in nachfolgenden Studien in diesem Ausmaß nicht bestätigt werden [89, 90]. Ob S100A12 eine entscheidende Verbesserung im nicht-invasiven Monitoring der Krankheitsaktivität bei CED gegenüber Calprotectin darstellt, bleibt daher abzuwar-ten.
Marker zur Vorhersage von Komplikationen und Rezidiven
In mehreren prospektiven Fallkontrollstudien sowie unabhängigen Querschnittsstu-dien wurde wiederholt nicht nur das hohe differenzialdiagnostische Potenzial von Antikörpern (s. o.), sondern auch deren Bedeutung für die Vorhersage von kompli-zierten Verläufen (Fisteln, Strikturen, Resektionen etc.) nachgewiesen [28–33, 35]: So findet sich eine Assoziation zwischen Anti-I2 und fibrostenosierendem Morbus Crohn, Anti-OmpC und penetrierendem Morbus Crohn oder von Anti-cBir1 mit beiden Phä-notypen [91, 92]. Darüber hinaus wird in zahlreichen Studien eine enge Assoziation zwischen ASCA-Titern und einem Befall des terminalen Ileums aufgezeigt [29–32, 35]. Eine mögliche diagnostische Bedeutung von Antikörpern im postoperativen Verlauf wird ebenfalls diskutiert. Dagegen werden erste Daten zur Vorhersage für ein erhöh-tes Risiko eines frühen postoperativen Rezidivs bei Morbus Crohn kontrovers disku-tiert [93–95].
Auch in der Vorhersage eines Rezidivs erwies sich die Bestimmung von Lactoferrin und Calprotectin im Stuhl wiederholt besser als CRP. In einer ersten Metaanalyse [96] fand sich für Calprotectin – in Abhängigkeit vom gewählten Cut-off – eine gepoolte Sensitivität von 78% (CI: 72–83%) und eine Spezifität von 73% (CI: 72–83%). Durchge-hend finden sich die besten prädiktiven Werte für Colitis ulcerosa und Crohn-Colitis und für einen Zeitraum von 3 Monaten (Tab. 9).
P S100A12 zählt wie Calprotectin (S100A8/A9) zur Familie der S100-Proteine, deren Name von ihrer 100%-Löslichkeit („soluble“) in Ammoniumsulfat stammt.
P In der Vorhersage eines Rezidivs erweist sich die Bestimmung von Lactoferrin und Calprotectin im Stuhl besser als CRP.
16
Erste kleinere Studien zum Stellenwert von Calprotectin und Lactoferrin in der Vorher-sage eines postoperativen Rezidivs bei Patienten mit Morbus Crohn zeigen eben-falls ermutigende Resultate [97, 98]. Ergebnissen von Orlando et al. zufolge scheint die Bestimmung von Calprotectin 3 Monate nach Operation (Cut-off 200 µg/g) der Ultra-schalluntersuchung in seiner prädiktiven Aussagekraft überlegen zu sein [99]. Zum Stellenwert von Leukozytenmarkern im Monitoring einer TNFα-Therapie liegen 2 kleinere Studien vor, die noch keine generelle Empfehlung erlauben (Buderus et al. 2004, Sipponen et al. 2008). Daten der STORI-Studie weisen bei Calprotectinwerten ≥ 300 µg/g nach Beendigung der TNFα-Therapie auf ein erhöhtes Risiko für ein Rezidiv hin [100].
[Literatur beim Verfasser.]Website: http://www.crohn-colitis-centrum.de
AutorPatienten
MC/CUCut-off (µg/ml)
Sensitivität MC/CU (%)
Spezifität MC/CU (%)
PPV* MC/CU (%)
NPV* MC/CU (%)
Costa et al. 2005 38/41 150 87/89 43/82 50/81 83/90
D’Incà et al. 2007 65/97 130 65/70 62/70 44/60 80/79
Walkiewicz et al. 2008
76/21 (Kinder)
400 65/70 62/70 44/60 80/79
Gisbert et al. 2009 89/74 150 28/31 93/91 30** 92**
Ho et al. 2009 0/90 431/ 1923***
96 24
21 97
Garcia-Sánchez et al. 2010
66/69 MC: 200 CU: 120
80 81
65 63
46 49
88 88
Kallel et al. 2010 53/0 (Kolon)
340 80 91
* PPV = positiver Vorhersagewert; NPV = negativer Vorhersagewert** Gesamtkollektiv*** Kolektomierate
Sensitivität, Spezifität, positiver und negativer Vorhersagewert von Calprotectin in der Vorhersage eines erneuten Rezidivs bei CED
Tab. 9
P Der Stellenwert von Calprotectin und Lactoferrin in der Vorhersage eines postoperativen Rezidivs ist offen.
17
Bitte beachten Sie:Bei der Beantwortung der Fragen ist immer nur 1 Antwort möglich.
Die Beantwortung der Fragen und Erlangung des Fortbildungszertifikats ist nur online möglich. Bitte gehen Sie dazu auf unsere Homepage www.falkfoundation.de. Unter dem Menüpunkt Falk Gastro-Kolleg können Sie sich anmelden und die Fragen beantworten. Bitte diesen Fragebogen nicht per Post oder Fax schicken!
Wichtig:Fragebeantwortung unter
www.falkfoundation.de
Falk Gastro-Kolleg
FalkGastro-Kolleg Darm
Fragen zur Labordiagnostik bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED)
Frage 1:Welche Aussage zur Differenzialdiagnose infektiöser Darmerkrankungen trifft zu?
EE Geeignete Untersuchungsmaterialien für mikrobiologische Untersuchungen bei akuter und chronischer Diarrhö sind vor allem Blutproben
EE Rektalabstriche sind zum Nachweis von Durchfallerregern ebenfalls gut geeignetEE Zum Nachweis einer CMV-Infektion sind Kolonbiopsien wenig geeignetEE Länger anhaltende blutig-entzündliche Diarrhöen als Leitsymptom können neben
einer chronisch entzündlichen (nicht-infektiösen) Darmerkrankung auch eine infektiöse Genese haben
EE Zum Nachweis von Mikrosporidien ist eine mikrobiologische Stuhluntersuchung ausreichend
Frage 2:Welche Aussage trifft nicht zu?
EE Bei Verdacht auf eine Shigellose oder Campylobacteriose oder zum Nachweis von Clostridium-difficile-Toxin sollte der Stuhl spätestens innerhalb von 24 Stunden nach der Entnahme untersucht werden
EE Bei der Untersuchung auf Parasiten sind frische Stuhlproben notwendig, um vegetative Formen nachweisen zu können
EE Für bakteriologische Untersuchungen und zum Nachweis von Toxinen ist in der Regel eine einzige Stuhlprobe ausreichend
EE Dysbioseuntersuchungen stellen eine neue diagnostische Alternative in der Differenzialdiagnose chronisch entzündlicher Darmerkrankungen dar
EE Parasitäre Infektionen können erst nach der Untersuchung von 3 geeigneten Stuhlproben, am besten an 3 aufeinanderfolgenden Tagen entnommen, mit hinreichender Sicherheit ausgeschlossen werden
Frage 3:Welche Aussage zur Differenzialdiagnose CED – Zöliakie trifft nicht zu?
EE In der Zöliakiediagnostik des Erwachsenen besitzt die Bestimmung spezifischer Antikörper gegen Transglutaminase der IgA-Klasse im Serum den größten Stellenwert
EE In der diagnostischen Aussagekraft Transglutaminaseantikörpern gleichwertig erweist sich beim Erwachsenen der Nachweis von Gliadinantikörpern
EE Die Bestimmung von Retikulinantikörpern (RA) wird nicht empfohlen EE Etwa 2–5% aller Zöliakiepatienten weisen einen IgA-Mangel auf und somit können
die IgA-Tests negativ ausfallen EE Im Serum von Zöliakiepatienten können für alle Fraktionen des Gliadins (α, β, γ, ω)
Antikörper nachgewiesen werden
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Frage 4:Welche Aussage zur Differenzialdiagnose CED trifft nicht zu?
EE Antineutrophile zytoplasmatische Antikörper (ANCA) finden sich bei zahlreichen Autoimmunerkrankungen
EE p-ANCA finden sich v. a. bei Patienten mit Morbus Crohn, aber deutlich weniger bei Patienten mit Colitis ulcerosa
EE Bei Anti-Saccharomyces-cerevisiae-Antikörpern (ASCA) handelt es sich um Antikörper gegen Oligomannosidepitope in der Zellmembran von Saccharomyces cerevisiae
EE Da p-ANCA beim Morbus Crohn und p-ASCA bei der Colitis ulcerosa selten vorkommen, lässt sich durch Kombination die Spezifität der Tests weiter verbessern
EE Aufgrund ihrer ausgesprochen hohen Spezifität für Morbus Crohn stellen Antikörper gegen exokrines Pankreas (PAB) eine diagnostische Ergänzung zu ASCA in der Differenzialdiagnose des Morbus Crohn dar
Frage 5:Welche Aussage zu Akute-Phase-Proteinen trifft nicht zu ?
EE Akute-Phase-Proteine (APP) sind per Definition Proteine, deren Serumkonzen-tration während einer entzündlichen Erkrankung um mehr als 25% ansteigt (positive APP) oder abfällt (negative APP)
EE Die Synthese von APP erfolgt vornehmlich extrahepatisch, je nach Spezies in unterschiedlichem Ausmaß vereinzelt auch in Hepatozyten
EE Die Synthese von APP kann im Rahmen einer ausgeprägten Entzündungsreaktion (Sepsis) im Maximum bis zu 20% der Proteinsynthesekapazität der Leber in Anspruch nehmen
EE APP werden je nach Stimulus in Typ 1 (vorwiegend IL-1β und TNFα) und Typ 2 (vorwiegend IL-6) unterteilt
EE APP werden je nach dem Ausmaß und der Reaktionszeit ihres Anstiegs in „major“ (10–1000-fach), „moderat“ (2–5-fach) und „minor“ (< 2-fach) unterteilt
Frage 6:Welche Aussage zu Entzündungsmarkern trifft nicht zu?
EE Die Höhe der einzelnen Antiglycanantikörper (z. B. p-ANCA, ASCA) korreliert nicht mit der Krankheitsaktivität und dem therapeutischen Ansprechen
EE Die Funktion von Akute-Phase-Proteinen besteht v. a. in der Modulation von Immunfunktionen
EE Die Synthese/Sekretion von Akute-Phase-Proteinen ist nicht Folge der direkten Wirkung schädigender Agenzien auf die Hepatozyten, sondern wird indirekt über Zytokine vermittelt
EE Eine reaktive Thrombozytose mit Thrombozytenwerten > 600.000/µl findet sich im akuten Schub vielfach bei Colitis ulcerosa, weniger bei Crohn-Colitis und selten bei einer Ileitis terminalis Crohn
EE Calprotectin zählt im Gegensatz zu S100A12 nicht zur Familie der S100-Proteine
Frage 7:Welche Aussage zu Entzündungsmarkern trifft zu?
EE Im Gegensatz zum Morbus Crohn findet sich bei der Colitis ulcerosa eine zufriedenstellende Korrelation zwischen CRP-Wert und entzündlicher (mukosaler) Krankheitsaktivität
EE Polymorphismen im CRP-Gen sind für das unterschiedliche Anprechen bei Morbus Crohn und Colitis ulcerosa verantwortlich
EE Procalcitonin (PCT) wird als Prohormon von Calcitonin normalerweise ausschließ-lich von den C-Zellen der Schilddrüse gebildet
EE Mithilfe des hochsensitiven CRP ist eine Differenzierung zwischen Morbus Crohn und Colitis ulcerosa bzw. infektiöser Kolitis möglich
EE Die biologischen Funktionen von PCT sind weitestgehend bekannt
FalkGastro-Kolleg Darm
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Frage 8:Welche Aussage zu Entzündungsmarkern trifft zu?
EE Der diagnostische Wert der CRP-Bestimmung bei CED liegt in seiner Spezifität für entzündliche Darmerkrankungen
EE Das ca. 42 kDa große α1-saure-Glykoprotein (Orosomucoid) ist im Monitoring entzündlicher Prozesse bei CED der Bestimmung des CRP ebenbürtig
EE Eine beschleunigte Blutsenkungsgeschwindigkeit (BSG nach Westergren) korreliert sehr gut mit der entzündlichen Aktivität bei IIeitis terminalis Crohn und Colitis ulcerosa
EE Die Erfassung der α1-Antitrypsin-Clearance (α1-ATCL) hat als Labormarker vor allem in der Primär- und Verlaufsdiagnostik des enteralen Eiweißverlusts einen hohen Stellenwert
EE Der diagnostische Wert der Procalcitonin-Bestimmung liegt in seiner hohen Spezifität für viral bedingte Entzündungsreaktionen
Frage 9:Welche Aussage zu Entzündungsmarkern trifft zu?
EE Bei Calprotectin und Lactoferrin handelt es sich um ca. 60 kDa große Proteine, die bis zu 60% des Gesamteiweißgehalts von Neutrophilen ausmachen
EE Calprotectin und Lactoferrin werden vornehmlich von Makrophagen und Mono-zyten des Darms gebildet
EE Der Stellenwert von Calprotectin und Lactoferrin in der Erst- und Verlaufsdiagnostik entzündlicher Darmerkrankungen ist mehr als umstritten
EE Zumindest beim Erwachsenen scheint der Nachweis von Lactoferrin im Stuhl dem Nachweis von Calprotectin diagnostisch überlegen zu sein
EE Die Bestimmung von α1-Antitrypsin im Serum und im Stuhl von Patienten mit CED korreliert nicht mit endoskopischen und klinischen Aktivitätsindices
Frage 10:Welche Aussage zur Stuhldiagnostik bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen trifft nicht zu?
EE Die geringe Spezifität erweist sich bei allen Leukozytenmarkern als Nachteil EE Die Bestimmung von Calprotectin im Stuhl hat im Vergleich zum CRP und zum
CDAI die beste Korrelation mit endoskopischen EntzündungsindicesEE Die diagnostische Bedeutung von PMN-Elastase, Lysozym sowie Myeloperoxidase
ist zur Erfassung der entzündlichen Aktivität eher zweitrangig EE Die Bestimmung der Eosinophilenmarker ECP und EPX im Stuhl eignet sich gut
zum Nachweis von chronisch entzündlichen DarmerkrankungenEE In der Vorhersage eines Rezidivs erwies sich die Bestimmung von Calprotectin im
Stuhl wiederholt besser als das CRP
FalkGastro-Kolleg Darm
