Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV), Lausanne
a Service de médecine interne, Département de médecine; b Service de gériatrie, Département de médecine; c Service d’immunologie et allergie, Département des Laboratoires
Die Serumproteinelektrophorese ist in Kombination mit einer Immunsubtraktion die Untersuchungsmethode erster Wahl zur Diagnostizierung von Paraproteinämien.
Fallbeschreibung
Wir beschreiben den Fall eines 81-jährigen Patienten mit vorbekanntem komplettem Metabolischem Syndrom, der aufgrund eines Plattenepithelkarzinoms des Zungengrundes Stadium IV mit Radiochemotherapie (Cetuximab) behandelt und enteral ernährt wird.
Die Resultate der Blutuntersuchung zeigen ein Gesamtserumprotein an der oberen Normgrenze (79 g/l), eine nicht regenerative, normochrome, normozytäre Anämie (Hämoglobin 94 g/l) mit leichter Anisozytose («red cell distribution width» [RDW] 18,3%), eine leichte Lymphopenie (0,79 G/l, d.h. 16% der Leukozyten), auffällige Cholestasewerte (Gamma-GT von 179 U/l, alkalische Phosphatase von 124 U/l) sowie eine erhöhte Laktatdehydrogenase (LDH) (277 U/l) und einen Kreatininwert von 48 μmol/l (eGFR 116 ml/min).
Angesichts dieser Resultate werden eine Serumproteinelektrophorese und eine Immunsubtraktion, ergänzt durch eine Immunfixation der Serumproteine, durchgeführt. Diese ergeben folgende Werte: IgG 24,1 g/l (7,00–14,50), IgA 1,85 g/l (0,71–4,07), IgM 0,89 g/l (0,34–2,41), freie Ig-Kappa-Leichtketten 157 mg/l (3,30–19,40), freie Ig-Lambda-Leichtketten 46,2 mg/l (5,71–26,30), freier Kappa-/Lambda-Quotient 3,40 (0,26–1,65).
Wie interpretieren Sie dieses Resultat?
a) Als infektiös bedingte polyklonale Gammopathie (Serumwerte von IgM gegen Herpes-simplex-Virus [HSV] grenzwertig, IgG- und IgM-Serumwerte gegen Epstein-Barr-Virus [EBV] positiv)
b) Als monoklonale Dreifach-Gammopathie mit zwei IgG-Kappa- und einer IgG-Lambda-Leichtkette
c) Als polyklonale Gammopathie mit Schwer- (IgG) und Leichtketten (Kappa und Lambda) vor onkologischem Hintergrund mit Metastasenbildung
d) Als Multiples Myelom vom Typ IgG-Kappa
Antwort:
Antwort b ist richtig.
Diskussion
Die Resultate zeigen eine ungewöhnliche monoklonale IgG-Kappa- und IgG-Lambda-Dreifach-Gammopathie. Tatsächlich ergibt die Befundkurve der Immunsubtraktion der IgG-Fraktion (Abb. 1 C), dass drei Immunglobulinpeaks fehlen, darunter der bei der Immunsubtraktion wichtigste Peak der Kappa-Fraktion (rote Pfeile in Abb. 1 C und D). Ferner ist in der Immunfixation eine schmalbasige Lambda-Bande zu sehen (grüner Pfeil in Abb. 1 C und D).
Abbildung 1: Serumproteinanalyse: A) Normale Elektrophorese mit sechs Protein-Peaks; B) Elektrophorese eines Patienten mit Multiplem Myelom; C) Elektrophorese unseres Patienten mit Immunsubtraktion der IgG- und D) Kappa-Fraktion. Die gelbe Linie zeigt die Elektrophorese ohne, die blau-türkise Linie die Elektrophorese mit Immunsubtraktion. Bessere Darstellung der doppelten monoklonalen IgG-Kappa- und der monoklonalen IgG-Lambda-Gammopathie mittels Immunfixation (E).
Die Resultate der Serumproteinelektrophorese (Kosten: CHF 31.– laut Spezialitätenliste des Bundesamts für Gesundheit) werden in quantitativer Form übermittelt (Berechnung der «area under the curve»). Bei Anomalien im Bereich der Gammaglobuline wird eine Immunsubtraktion (für CHF 53.–) durchgeführt. Bei dieser kann die gewünschte Immunglobulinfraktion (IgG, IgM, IgA, Kappa- oder Lambda-Leichtketten) präzipitiert und somit subtrahiert sowie eine weitere Elektrophorese durchgeführt werden, um den Ursprung des monoklonalen (oder bi-tri-/polyklonalen) Peaks zu präzisieren. Wenn auch nach der Immunsubtraktion noch Zweifel bestehen, wird eine Immunfixation (für CHF 53.–) durchgeführt, bei der die Immunglobulinklassen mittels spezifischer Antikörper ermittelt werden, was die Sensitivität erhöht. Die Auswertung des Resultats erfolgt in Form einer Anmerkung über den Gammopathietyp unter Berücksichtigung der beiden vorgenannten Techniken. Abschliessend kann anhand einer Messung der freien Leichtketten im Serum (FLC [«free light chain assay»], für 2× CHF 37.–) der Kappa/Lambda-Quotient berechnet werden. Ein auffälliger Kappa/Lambda-Quotient (Ratio) lässt eine Erhöhung oder Verminderung einer der beiden freien Leichtketten vermuten, was im Prinzip für eine klonale Expansion spricht. Er ermöglicht ferner, eine Erkrankungen der freien Leichtketten (üblicherweise der Kappa-Leichtketten) oder eine primäre Amyloidose (üblicherweise Lambda-Leichtketten) zu diagnostizieren. Bei chronischer Niereninsuffizienz sollten entsprechend angepasste Normwerte verwendet werden. Denn vor einem derartigen Hintergrund ist die Zahl der polyklonalen freien Leichtketten erhöht [1].
Die Serumproteinelektrophorese besteht aus sechs in Abbildung 1 A [2] detailliert dargestellten Haupt-Peaks, deren wichtigste Eigenschaften in Tabelle 1 zusammengefasst sind.
Tabelle 1: Eigenschaften, Zusammensetzung sowie physiologische und pathologische Konditionen, welche die jeweiligen Peaks der Serumproteinelektrophorese beeinflussen (siehe Abb. 1).
1. Peak: Albumin
2. Peak: Alpha-1-Proteine
3. Peak: Alpha-2-Proteine
4. Peak: Beta-1-Proteine
5. Peak: Beta-2-Proteine
6. Peak: Gamma-Proteine
Eigenschaften
Grosser Peak (55–65%) Seltene hereditäre oder erworbene Bisalbuminämie (bei Beta-Laktam-Antibiotikum-Einnahme oder chronischer Pankreatitis)
Infektion, Entzündung, Eisenmangelanämie, Paraproteinämie der Beta-Globulin-Fraktion, Schwangerschaft, hormonelle Kontrazeptiva
Entzündungsbedingte Hyperkomplementämie, intra- oder extrahepatische Cholestase, monoklonale IgA-Gammopathie, alkoholbedingte Leberzirrhose / chronische Virushepatitis (Fusion der Beta-2- und Gamma-Fraktion durch Erhöhung der polyklonalen IgA-Fraktion, bekannt unter dem Terminus «Beta-Gamma-Block»)
Die Sensitivität der Kombination aus 1) Serumproteinelektrophorese mit 2) einer Immunfixation der Serumproteine und 3) einer Messung der freien Leichtketten beträgt bei allen monoklonalen Gammopathien 97,4%, bei (symptomatischen oder asymptomatischen) Multiplen Myelomen 100% und bei monoklonalen Gammopathien unspezifischer Signifikanz (MGUS) 97,1%. Sie ist somit mit derjenigen bei Anwendung der Immunfixation der Urinproteine vergleichbar respektive ihr sogar überlegen (97%, 98,7%, bzw. 100%) [3]. Letztere wird im Prinzip nicht mehr angewendet. Denn mithilfe der Immunfixation der Urinproteine können Leichtketten lediglich dann nachgewiesen werden, wenn ihre tubuläre Rückresorptionskapazität überschritten ist (ca. 30 mg/l). Ferner ist anzumerken, dass die Prävalenz einer Paraproteinämie in der Allgemeinbevölkerung mit steigendem Alter zunimmt. So beträgt sie in der Allgemeinbevölkerung üblicherweise 1%, bei >70-Jährigen 5% und bei >80-Jährigen bis zu 10%. Demzufolge wird diese Untersuchung ausschliesslich bei eindeutiger Indikation (siehe unten) durchgeführt.
Häufige medizinische Indikationen, welche Anlass zur Durchführung einer Serumproteinelektrophorese geben, sind [3] (Abkürzungen in Tab. 2):
Tabelle 2: Die häufigsten bei anormalen Serumproteinelektrophoresebefunden festgestellten kanzerösen und nicht kanzerösen Ursachen (aufsteigend nach zunehmender Prävalenz). Die krebsbedingten Erkrankungen sind nach den sezernierten Immunglobulinen, die nicht krebsbedingten Erkrankungen nach klinischen Kategorien unterteilt.
– MM oder MGUS (sehr häufig) – Morbus Waldenström (Lymphoplasmozytisches Lymphom) – Chronische lymphatische Leukämie (CLL) – Low-Grade-Lymphom – Plasmozytom
– HIV (Lymphom, MM oder Amyloidose bei HIV) – HBV/HCV (Lymphom, MM oder Amyloidose bei HBV/HCV) – Bakterielle Endokarditis – Mycobacterium tuberculosis – EBV
Infektionen
IgA
– MM oder MGUS (sehr häufig) – Plasmozytom – POEMS-Syndrom / Morbus Castelman (selten)
– Verdacht und Verlaufskontrolle eines Multiplen Myeloms (Symptome laut CRAB-Kriterien – d.h. Hyperkalzämie, Niereninsuffizienz, Anämie und Knochenläsionen) [4];
– Adenopathie-/Zytopeniebefund mit Verdacht auf eine maligne Hämopathie des lymphatischen Systems (chronische lymphatische Leukämie [CLL], Hodgkin-Lymphom [LH], Non-Hodgkin-Lymphome [NHL]);
– Nephropathie unklarer Genese oder nephrotisches Syndrom;
– chronische periphere Neuropathie unklarer Genese und/oder Karpaltunnelsyndrom (laut Untersuchungen sind 10% durch monoklonale Gammopathien bedingt) [5];
– rekurrente Infektionen mit Verdacht auf einen humoralen Immundefekt vom Typ «common variable immune deficiency» (CVID) oder «primary immuno-deficiency» (PID), die durch eine verminderte Immunglobulinzahl oder eine Immunthrombozytopenie (bei CVID) gekennzeichnet sind;
– Infektion vom HIV-Typ (sägezahnartige oligoklonale Peaks aufgrund ineffektiver Immunglobulinsynthese, HIV-induzierte Myelome oder Lymphome) oder HBV/HCV-Typ (polyklonale Peaks, HBV-/HCV-induzierte Myelome oder Lymphome).
– Zustand nach Knochenmarktransplantation (Immunrekonstitution mit oligoklonalen Peaks).
Aufgrund der zahlreichen Parameter, welche die Befundkurve der Serumproteinelektrophorese beeinflussen, ist das weiter oben aufgeführte Fallbeispiel äusserst anschaulich. Tatsächlich leidet unser Patient an Mangelernährung (Hypoalbuminämie von 27 g/l, Gesamtproteinwert von 79 g/l vor dem Hintergrund einer monoklonalen Gammopathie sowie einer Alpha-1/2- und Beta-1-Hypoproteinämie), einem Eisenmangel (Beta-1-Hyperproteinämie mit einem Transferrinwert von 15 mmol/l vor Entzündungshintergrund mit einem Ferritinwert von 1115 mg/l) und einem mit dem monoklonalen chimären Antikörper IgG1 behandelten Plattenepithelkarzinom (monoklonaler Gammaglobulin-Peak, der ausschliesslich bei bestimmten monoklonalen Antikörpern zu beobachten ist). Überdies weist er einen auf 277 U/l erhöhten LDH-Wert (Lymphom, Tumor, Hämolyse: Alpha-2-Hyperproteinämie, Gammaglobulin-Peak), eine cholestatische Lebererkrankung (polyklonale Gammopathie, Alpha-1/2- und Beta-1-Hypoproteinämie) und eine EBV-Infektion (polyklonale Gammopathie, Hypoalbuminämie von 27 g/l, Alpha-1/2- und Beta-1-Hyperproteinämie) auf. Aufgrund des Verdachts auf Lebermetastasen wird bei unserem Patienten ein PET-CT angefertigt, das zwei hypermetabolische biopsierbare Leberbereiche zeigt. Die histologische Untersuchung ergibt ein unerwartetes CD30-negatives, Myc- und Bcl-2-positives, diffuses, grosszelliges IgM-Kappa-B-Zell-Lymphom.
Dies macht die Grenzen der Elektrophorese mit Immunsubtraktion oder Immunfixation deutlich. Obgleich diese kombinierte Untersuchung eine hohe Sensitivität aufweist, ist sie allein nicht ausreichend, um beispielsweise zwischen einem Multiplen Myelom und einem Lymphoproliferativen Syndrom differenzieren zu können. In Tabelle 2 sind die häufigsten Ursachen, geordnet nach Klonalität (mono- oder polyklonal), Prävalenz, ätiologischen Kategorien und Immunglobulintyp, aufgeführt.
Das Wichtigste
• Die Serumproteinelektrophorese ist in Kombination mit einer Immunsubtraktion die Untersuchungsmethode erster Wahl zur Diagnostizierung von Paraproteinämien.
• Auch bei einer peripheren Neuropathie oder einer Nephropathie unklarer Genese sowie rekurrenten Infektionen sollte eine Serumproteinelektrophorese angeordnet werden.
• Eine Serumproteinelektrophorese kann durch zahlreiche pathophysiologische Konditionen beeinflusst werden, weshalb es umso wichtiger ist, bei jedem Auftrag die entsprechende Indikation anzugeben, um eine optimale Interpretation durch das Labor zu erhalten.
Disclosure statement
Die Autoren haben keine finanziellen oder persönlichen Verbindungen im Zusammenhang mit diesem Beitrag deklariert.
Korrespondenz
Dr. med. Christophe Cisarovsky, PhD Service de médecine interne, Département de médecine CHUV Rue du Bugnon 46 CH-1011 Lausanne christophe.cisarovsky[at]chuv.ch
Literatur
1 Katzmann J, Kyle RA, Benson J, Larson DR, Snyder MR, Lust JA, et al. Screening panels for detection of monoclonal gammopathies. Clinical Chemistry. 2006;55(8):1517–22.
2 Szymanowicz A, Cartier B, Couaillac J-P, Gibaud C, Poulin G, Rivière H, et al. Proposition de commentaires interprétatifs prêts à l’emploi pour l’électrophorèse des protéines sériques. Ann Biol Clin. 2006;64(4):367–80.
3 Retornaz F, Potard I, Franqui C, Benezech L, Halfon P, Rousseau F, et al. Diagnosis and management of monoclonal gammopathies detected on electrophoresis. Ann Gerontol. 2010;3(1):15–21.
4 Rajkumar SV, Dimopoulos MA, Palumbo A, Merlini G, Mateos M-V, et al. International Myeloma Working Group updated criteria for the diagnosis of multiple myeloma. Lancet Oncol. 2014;15:e538–48.
5 Azhary H, Farooq MU, Bhanushali M, Majid A, Kassab MY. Peripheral Neuropathy: differential diagnosis and management. Am Fam Physician. 2010;81(7):887–92.
