ArchivDeutsches Ärzteblatt48/1999Laborchemische Verfahren in der Differentialdiagnose der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit

MEDIZIN: Aktuell

Laborchemische Verfahren in der Differentialdiagnose der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit

Dtsch Arztebl 1999; 96(48): A-3097 / B-2494 / C-2248

Weber, Thomas; Poser, Sigrid; Zerr, Inga; Felgenhauer, Klaus; Otto, Markus; Wiltfang, Jens; Kretzschmar, Hans A.

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LNSLNS Die Creutzfeldt-Jakob-Erkrankung ist eine seltene, übertragbare neurodegenerative Erkrankung. Sie tritt mit einer Häufigkeit von etwa einem Fall auf eine Million Einwohner pro Jahr auf. Die Diagnose orientiert sich überwiegend am klinischen Erscheinungsbild. Eine absolut sichere Diagnose kann bislang nur neuropathologisch gestellt werden. In letzter Zeit sind zunehmend biochemische Marker untersucht worden, die zur Stützung der Diagnose beitragen können. Im folgenden wird eine Übersicht über diese bislang etablierten Verfahren gegeben.
Schlüsselwörter: Creutzfeldt-Jakob-Krankheit, BSE-Labordiagnose, 14-3-3-Protein, S100-Protein, neuronenspezifische Enolase, Tau-Protein


Biochemical Diagnosis of Creutzfeldt-Jakob Disease
Creutzfeldt-Jakob disease is a rare fatal neurodegenerative disease. The incidence is about one case per million. Diagnosis is made according to standard clinical criteria. Although recent advances in the understanding of the pathogenesis and mechanisms evolved the final diagnosis can only be established neuropathologically. Recently biochemical markers were introduced to support the diagnosis during life time. The current status of these markers in the differential diagnosis of Creutzfeldt-Jakob disease is summarized. Key words: Creutzfeldt-Jakob disease, BSE-laboratory diagnosis, 14-3-3 protein, S100 protein, neuron-specific enolase, Tau-protein

Die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (CJK, englisch CJD) ist eine seltene, übertragbare neurodegenerative Erkrankung (3, 51). Man unterscheidet heute neben der sporadischen, familiären und iatrogenen Form (52), die sogenannte "neue Variante"(vCJD), die erstmals 1996 in Großbritannien auftrat (67). Die CJD wurde nach ihren Erstbeschreibern Hans Gerhard Creutzfeldt und Alfons Jakob benannt. Schwierig ist die Diagnosestellung besonders zu Beginn der Erkrankung. Schon bei der Erstbeschreibung der Erkrankung zeigten sich Überschneidungen mit anderen Krankheitsbildern (15, 30). So sind nach heutigem Wissensstand nur zwei der fünf anfangs publizierten Fälle tatsächlich Creutzfeldt-Jakob-Erkrankungen gewesen (33, 64).
Das öffentliche Interesse an dieser Erkrankung stieg, nachdem Ende der 80iger Jahre in Großbritannien erstmals Rinder in großer Zahl an einer spongiformen Enzephalopathie erkrankten (Bovine Spongiform Encephalopathy, BSE), die neuropathologisch den bekannten transmissiblen spongiformen Enzephalopathien ähnlich war. Der Höhepunkt der BSE -Epidemie wurde 1993 erreicht, als monatlich etwa 3 500 Rinder gemeldet wurden (13). Mittlerweile liegen die Zahlen bei etwa 200 Rindern monatlich. Die Furcht vor einer Übertragung auf den Menschen verstärkte sich, als 1996 jüngere Patienten mit einem untypischen Verlauf beobachtet wurden (67). Aufgrund des unterschiedlichen Verlaufes und der andersartigen neuropathologischen Befunde wurde diese Form als "neue Variante" der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit bezeichnet. Mittlerweile sind 43 Fälle (42 in Großbritannien und ein Fall in Frankreich) bekannt (Stand vom 2. 5. 1999). Die Zahl der neuen Variante stieg von zwei Fällen pro Quartal auf neun Fälle im letzten Quartal 1998 (66). Bei der neuen Variante muß von einer Übertragung der BSE auf den Menschen ausgegangen werden (9, 26); bei der sporadischen Form wird dies nicht vermutet (62). Kürzlich hat eine australische Arbeitsgruppe einen Zusammenhang zwischen der sporadischen Form und dem Leben auf einer Farm sowie der Anzahl vorausgegangener Operationen postuliert (14). Trotz intensiver Erforschung der transmissiblen spongiformen Enzephalopathien (TSE) ist das infektiöse Agens nicht genau bekannt. Virushypothese versus Prionhypothese
Anfangs wurde - der klassischen Virologie folgend - von einem Virus als Ursache für die Erkrankung ausgegangen. Hierfür sprach insbesondere die Tatsache, daß der Erreger sowohl bei Menschen als auch bei Tieren unterschiedliche Krankheitsbilder und neuropathologische Muster hervorrufen kann (12). Die von einigen Autoren vorgelegten elektronenmikroskopischen Bilder und physikochemischen Daten wurden denn auch als Hinweise für die Existenz von nukleinsäurehaltigen infektiösen Partikeln gedeutet (18, 19).
Die von Griffith entworfene und von Prusiner vorangetriebene Prionhypothese besagt hingegen, daß es sich bei dem infektiösen Agens um ein Protein handelt, das chemischen und physikalischen Behandlungen standhält, die üblicherweise Nukleinsäuren zerstören (54). Insbesondere die Proteaseresistenz gilt als diagnostisch wegweisend für eine übertragbare spongiforme Enzephalopathie. Dieses Protein in seiner resistenten Form (PrPSc) ist in der Lage, die normale Isoform (PrPC = prion protein cellular) durch Konformationsänderung in die pathologische Form zu überführen. Die Entdeckung des Prionprotein-Gens, das beim Menschen auf Chromosom 20 liegt, hat wesentlich zur Untermauerung der Prionhypothese beigetragen (37). Weiterhin konnte gezeigt werden, daß Knockout-Mäuse, denen ein solches Gen fehlt, nicht infiziert werden können (57). Die Entdeckung verschiedener, wahrscheinlich unterschiedlich gefalteter Isoformen des Prion- beziehungsweise Scrapieproteins, die für die unterschiedlichen neuropathologischen und klinischen Muster verantwortlich gemacht werden, ist ein weiteres Argument für die Prionhypothese (50, 56). Die Infektiosität ist an eine Proteaseresistenz der Prionproteine gekoppelt. Der Nachweis, daß rekombinantes PrPC in die proteaseresistente pathologische Isoform PrPSc umgewandelt werden kann und dadurch infektiös wird, fehlt allerdings (12). Vielmehr zeigen kürzlich veröffentlichte Daten, daß rekombinant hergestelltes Prionprotein, das gegenüber Proteasen resistent ist, keine Infektiosität besitzt (24). Unverständlich bleibt auch, daß eine spongiforme Enzephalopathie übertragen werden konnte, ohne daß PrPSc nachgewiesen werden konnte (38). Es muß daher angenommen werden, daß weitere Faktoren für die Entstehung von Infektiosität verantwortlich sind. Zur Erklärung der ursprünglichen Protein-only-Hypothese werden zur Zeit ein thermodynamisches Faltungsmodell (55), in der weitere Proteine, etwa Chaperone (= Ammenproteine, die eine solche Umfaltung ermöglichen), benötigt werden und ein Nukleationsmodell (20, 31) diskutiert.
Prionprotein und Infektiosität
Das Prionprotein des Menschen ist ein 253 Aminosäuren langes Glykoprotein, dessen Funktion unbekannt ist (35). Seit kurzem wird eine Beteiligung am Kupferstoffwechsel des Zentralnervensystems diskutiert. Es ist ein Membranprotein, das vornehmlich auf Neuronen lokalisiert ist. Peripher wird es unter anderem auf Lymphozyten und Thrombozyten gefunden (39). Punktmutationen und Insertionsmutationen sind für die bisher bekannten genetischen Varianten der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit verantwortlich (70). Am Codon 129 existiert ein Polymorphismus für Methionin und Valin. So sind Homozygote bei der sporadischen Form der CJD deutlich gegenüber der Normalbevölkerung überrepräsentiert. Weiterhin sind bisher vornehmlich Valin-Homozygote bei der iatrogenen Form der CJD betroffen. Neben dieser Suszeptibilitätseigenschaft scheint der Polymorphismus auch den klinisch-neuropathologischen Phänotyp zu beeinflussen (35).
Infektiosität wird in infektiösen Einheiten (I.E.) angegeben. Eine I.E. entspricht jener Menge infektiösen Materials, die nötig ist, um bei intrazerebraler Inokulation mit 50prozentiger Wahrscheinlichkeit die Krankheit zu übertragen (17, 59). Eine I.E. entspricht 0,5 bis 5 fg, etwa 104 bis 105 Molekülen (24). Für eine orale Infektion sind etwa 105 I.E. nötig (17). Ein Gramm infektiöses Hirnmaterial enthält etwa 109 infektiöse Einheiten.
Klinik
Die Inzidenz der Erkrankung beträgt etwa einen Fall auf eine Million Einwohner pro Jahr (3). Für Deutschland bedeutet das etwa 80 Neuerkrankungen pro Jahr (52). 10 bis 15 Prozent der CJD-Patienten leiden an einer genetischen Form der Erkrankung. Die durchschnittliche Überlebenszeit der Patienten nach Auftreten der ersten Symptome beträgt etwa sechs Monate, bei genetischen Fällen deutlich länger (64). Iatrogene Übertragungen sind durch ungenügend sterilisierte Instrumente bei stereotaktischen Operationen sowie durch infizierte Durae und Hornhäute verursacht worden. Die weitaus größte Zahl iatrogener Fälle ist in Frankreich durch menschliches Wachstumshormon hervorgerufen worden (6, 8). Die Inkubationszeit beträgt bei diesen Patienten zwischen 5 und 34 Jahren. Mitte der 80iger Jahre ist die Produktion auf gentechnisch hergestellte Präparate umgestellt worden. In Deutschland ist kein Fall bekannt. Leitsymptom der CJD ist die rasch fortschreitende Demenz. Zu Beginn der Erkrankung stehen jedoch eine Wesensänderung sowie visuelle und zerebelläre Symptome im Vordergrund. Masters hat 1979 (41) den zur Zeit verwendeten Kriterienkatalog für die sporadische CJD aufgestellt (41) (Textkasten). Es wird zwischen neuropathologisch gesicherter, klinisch wahrscheinlicher und möglicher CJD unterschieden. Sind die diagnostischen Kriterien nicht erfüllt, wird der Patient als "andere" Diagnose geführt. Dieses Diagnoseschema wird von der zur Zeit europaweit durchgeführten epidemiologischen Studie verwendet. Neben den klinischen Befunden wird das EEG zur Diagnosefindung verwendet. Bei Patienten mit CJD finden sich typische Spike-wave- Komplexe (60). Neben dem EEG wird neuerdings gleichwertig ein positiver Immunoblot mit 14-3-3-Protein gewertet (65). Die typischen EEG-Veränderungen treten häufig erst spät im Verlauf der Erkrankung auf. EEG-Veränderungen treten bei Patienten, die am Codon 129 homozygot für Valin sind, in deutlich geringerem Maß als bei anderen Genotyp-Kombinationen auf (74). Im MRT des Kopfes finden sich in der Protonen- und T2-Wichtung oft Hyperintensitäten in den Basalganglien (21). Besonders geeignet für die Frühdiagnose scheint die diffusionsgewichtete Bildgebung (16).
Patienten mit der neuen Variante wiesen deutliche Unterschiede zu der sporadischen CJD auf. Sie waren jünger, der Jüngste 18 und der Älteste 53 Jahre alt (67, 71, 73). In dieser Altersgruppe ist die sporadische Verlaufsform außerordentlich selten. Verlauf und klinisches Bild wiesen einige Besonderheiten auf: Im Frühstadium standen psychiatrische Symptome (Verhaltensauffälligkeiten, Depression, Angstzustände) im Vordergrund. Einige Patienten hatten distal betonte Dysästhesien. Alle Patienten zeigten eine Ataxie und entwickelten eine progressive Demenz. Die Krankheitsdauer ist mit etwa 14 Monaten fast doppelt so lang wie bei der sporadischen Verlaufsform. Nur bei einem dieser Patienten wurden typische EEG-Veränderungen beobachtet. Die meisten Patienten entwickelten Myoklonien, in der Regel jedoch erst im späteren Krankheitsverlauf. Bei der Untersuchung des Prionprotein-Gens fand sich kein Hinweis auf eine pathogene Mutation. Alle untersuchten Patienten wiesen am Codon 129 eine Homozygotie für Methionin auf. Neuropathologisch zeigte sich ein einheitliches Läsionsmuster, das in dieser Form bisher nicht beobachtet wurde. Labormarker
Eine definitive Diagnosestellung ist nur neuropathologisch möglich. Hier finden sich neben typischen Prionproteinablagerungen ein deutlicher Nervenzellverlust und eine astrogliale Reaktion (36). Eine partielle Proteaseresistenz im Immunoblot aus Gehirnmaterial ist wegweisend für die Diagnose (49, 50). Ein Immunoblot zum Nachweis des proteaseresistenten Prionproteins im Hirnmaterial von Rindern wird von der Schweizer Firma Prionics angeboten. Die Ergebnisse sollen dem Schlachthof innerhalb von 12 bis 24 Stunden zur Verfügung stehen. Diese Untersuchung soll verhindern, daß durch BSE verseuchtes Material weiterverarbeitet wird. Die Firma gibt an, daß infizierte Tiere bereits in der präklinischen Phase erkannt werden (53). In einer Schweizer Studie wurden 1 719 bis zur Schlachtung unauffällige Rinder, in deren Herden bereits ein BSE-Fall aufgetaucht war, mit diesem Test untersucht. Mit dem Immunoblot wurden sechs Rinder als positiv bewertet, vier von den Hirnen zeigten histopathologische Auffälligkeiten. Die übrigen zwei waren in der histopathologischen Untersuchung, die bisher neben Infektionsversuchen als Goldstandard gilt, unauffällig. Ein weiteres Rind zeigte nur in der histopathologischen Aufarbeitung Auffälligkeiten und wurde nicht durch den Prionics-Test erkannt. (11, 40, 43). Nach Angaben der Firma sind diese Probleme ausgeräumt und es wird postuliert, daß infizierte Tiere bereits in einer präklinischen Phase erkannt werden (53). In einer zweiten Studie wurden bisher nahezu 1 000 Tiere untersucht, die aufgrund einer klinischen Auffälligkeit getötet und üblicherweise ohne weitere Abklärung verbrannt worden wären (11). Hier wurde bei drei Tieren ein positiver Immunoblot beobachtet. Daten zur Infektiosität liegen nicht vor. Neben dem vor allem in Deutschland bekanntem Test der Firma Prionics sind von der Europäischen Union mittlerweile vier weitere Tests evaluiert worden. In dem Evaluationsprogramm wurden 300 an BSE erkrankte Rinder und 1 000 gesunde Rinder aus Neuseeland untersucht. Die Untersuchungskommission der Europäischen Gemeinschaft kommt zu dem Schluß, daß drei der vier Tests, darunter auch der Prionics-Test, klinisch erkrankte Rinder sicher erkennen. Daten, daß Tiere präklinisch erkannt werden, liegen allerdings nicht vor (44).
Bei der neuen Variante - nicht bei der sporadischen Form - ließ sich in Tonsillen PrPSc nachweisen. Die Tonsillenbiopsie wird deshalb von einigen Autoren bei Verdacht auf vCJD empfohlen (25). Die Wertigkeit dieser Untersuchung ist aber besonders in Großbritannien umstritten (72). Eine pathologische Form des Prionproteins ließ sich bisher weder im Serum noch im Liquor nachweisen. Von einer schottischen Arbeitsgruppe wurde jüngst ein Verfahren vorgestellt, mit der Prionprotein im Bereich von mg/ml im Serum von Normalpersonen gemessen werden konnte (39). Eine pathologische Isoform konnte bisher allerdings nicht detektiert werden. Die Arbeitsgruppe ist zuversichtlich, daß durch eine weitere Verbesserung der Aufarbeitungsmethode und die Verwendung von isoformspezifischen Antikörpern (34) das Verfahren für den Nachweis von PrPSc optimiert werden kann. Wesentlich erfolgreicher war die Suche nach einem Anstieg von neuronalen oder astrozytären Proteinen, die als "Surrogatmarker" das Ausmaß des Zellunterganges und/ oder einer Aktivierung spiegeln. So beschrieb Jimi 1992 bei einigen Patienten erhöhte Werte der neuronenspezifischen Enolase, des astrozytären S100-Proteins, der vorwiegend im Hirn vorkommenden Kreatinin-Kinase CK-BB und eines Guanosintriphospat-bindenden Proteins (G0alpha) im Liquor von CJD-Patienten (32). Harrington beschrieb erstmal 1986 zwei Proteine (P130 und P131) in der zweidimensionalen Gelelektrophorese(2-D-PAGE), die er als typisch für die CJD und die Herpesenzephalitis ansah (23).
14-3-3-Proteine
Die hohe diagnostische Sicherheit der 2-D-PAGE in der Differentialdiagnose der CJD konnte bestätigt werden (75). Mittlerweile - immerhin zehn Jahr später - war es erneut der Gruppe um Harrington gelungen, zumindest ein Protein (P130) aus einem dieser Spots anzusequenzieren und als Mitglied der 14-3-3-Proteinfamilie auszumachen (27). In dieser Proteinfamilie mit einem Molekulargewicht von etwa 30 kDa sind zumindest sieben Isoformen bekannt, die als Dimer vorliegen und bei fast allen Spezies eine hochkonservierte Aminosäuresequenz aufweisen. Den 14-3-3-Proteinen wird eine Rolle in der Signaltransduktion, insbesondere in der Bindung zwischen Kinasen, zugeschrieben (2). Hierbei werden 14-3-3-Proteine zunehmend als Chaperone akzeptiert. Welche Rolle 14-3-3-Proteine bei der CJD spielen, ist unklar. Insbesondere stellt sich die Frage, ob spezifische Isoformen bei der CJD hochreguliert sind oder ob es sich hierbei "nur" um einen Destruktionsmarker handelt. Mittlerweile konnte von uns das genaue Isoformspektrum der 14-3-3-Proteine im Liquor bei CJD Patienten ermittelt werden (69). Die hohe diagnostische Sicherheit konnte auch in dem zur Zeit verwendeten Immunoblotverfahren gegen 14-3-3-Proteine im Liquor bestätigt werden (74) (Tabelle). An 289 getesteten Patienten, die unter der Differentialdiagnose CJD gesehen wurden, ergab sich eine diagnostische Sensitivität von 94 Prozent und eine diagnostische Spezifität von 93 Prozent. Seit kurzem werden Patienten, welche die Kriterien einer möglichen CJD erfüllen und einen positiven Liquorbefund besitzen, unabhängig von ihrem EEG-Befund als wahrscheinliche CJD-Patienten eingestuft (65). Bei der vCJD findet sich allerdings nur zum Teil ein positiver Immunoblot (25, 68). Falsch positive Befunde können gelegentlich bei Alzheimer-Patienten, bei entzündlich verändertem Liquor, nach ischämischen Ereignissen und bei Glioblastompatienten auftreten. Hierbei gilt es zu berücksichtigen, daß sich diese Erkrankungen meist in der klinischen Differentialdiagnose abgrenzen lassen.
Der von uns zur Detektion im Immunoblot verwandte Antikörper erkennt eine N-terminale Aminosäuresequenz, die allen sieben humanen Isoformen (alpha bis eta) gemeinsam ist. Allerdings sind über diesen N-Terminus die physiologisch vorliegenden Dimere des 14-3-3-Proteins verbunden, so daß nativ vorkommendes 14-3-3-Protein nicht erkannt wird. Für die Detektion im Immunoblotverfahren ist dieser Nachteil unerheblich, da hier dimeres 14-3-3-Protein zuerst durch das Detergenz SDS dissoziiert wird und somit die Monomere nachgewiesen werden können. Wir hoffen, demnächst durch Antikörper, die dimeres 14-3-3 erkennen können, ein ELISA-Verfahren etablieren zu können, um somit das zeitaufwendige Immuoblotverfahren zu ersetzen (5).
Neuronenspezifische Enolase
Die neuronenspezifische Enolase (NSE) ist ein 78 kDa Enzym der Glykolyse und in Neuronen und neuroendokrinen Zellen lokalisiert. Im Liquor stammen 98 Prozent des Proteins aus dem ZNS (29). Pathologische Werte wurden bisher in Serum und Liquor von Patienten mit hypoxämischen Hirnschäden, Hirntumoren, Hirnblutungen und Hirntraumata gemessen. In der Differentialdiagnose der Demenzen erhält die NSE jedoch weitere Bedeutung (Tabelle). Als einer der ersten Surrogatmarker konnte für die NSE bei 35 ng/ml im Liquor ein Grenzwert ermittelt werden, bei dem Patienten mit 78prozentiger Sensitivität und 88prozentiger Spezifität als CJD-Fälle diagnostiziert werden können. Mit den bisher verwendeten Tests fanden sich im Serum keine signifikanten Unterschiede (76).
Tau-Protein
Hierbei handelt es sich um ein mit dem Mikrotubulus assoziiertes Protein, das sich histologisch bei Alzheimer-Patienten in den neurofibrillären Bündeln befindet (7, 22). Diese sind allerdings üblicherweise nicht bei CJD-Patienten zu finden. In der differentialdiagnostischen Abklärung zum M. Alzheimer haben wir an einer kleinen Gruppe bei der Untersuchung mit einem kommerziell erhältlichen ELISA-Verfahren gegen Gesamt-TauProtein bei einem Grenzwert von 1 530 pg/ml im Liquor eine hohe diagnostische Sensitivität und Spezifität für die Diagnose CJD erreicht (48). Patienten mit M. Alzheimer haben zumeist Werte zwischen 300 pg/ml und 900 pg/ml Gesamt-Tau-Protein (4). Weitere bisher unpublizierte Daten an einer größeren Fallzahl betätigen die hohe diagnostische Wertigkeit. Sie ist deutlich besser als die für NSE oder S100 im Liquor publizierten Werte und reicht bezüglich Sensitivität und Spezifität an die für 14-3-3 angegeben Werte heran. Insbesondere weisen Subtypen der CJD, die häufig negativ auf 14-3-3 sind (beispielsweise Codon 129 Met/Val und neuropathologisches Typ-2-Prionprotein) erhöhte Tau-Werte auf. Weiterhin kann man aus diesen Werten leichter abschätzen, ob der Patient eher in die Diagnosegruppe M. Alzheimer, Multiinfarktdemenz oder gar nur Pseudodemenz im Alter eingestuft werden sollte (4, 10).
S100-Protein
S100 ist ein vornehmlich im Nervensystem von Vertebraten vorkommendes saures kalziumbindendes Protein mit einem Molekulargewicht von 21 kDa (58). Natives S100-Protein wird als Homo- oder Heterodimer mit den zwei isomeren Untereinheiten alpha und beta gefunden. Hierbei kommen alle drei möglichen Kombinationen vor. Die Isoformen besitzen ein Molekulargewicht von je 10,5 kDa. S100b (beta-beta-S100) wird in hohen Konzentrationen in Gliazellen gefunden, S100a (alpha-beta-S100) wird ebenso in Gliazellen mit Ausnahme von Schwann-Zellen gefunden. In peripheren Geweben kommt S100 im Vergleich zum ZNS in deutlich geringeren Konzentrationen vor. Experimentell naheliegend ist eine Funktion als Nervenwachstumsfaktor (28). In jüngster Zeit erhält die Bestimmung des S100-Proteins eine zunehmende diagnostische Bedeutung als Tumormarker bei malignen Melanomen (1), in der Beurteilung der Prognose von ischämischen Hirninfarkten (42) und in der Einschätzung der Entwicklung neuropsychologischer Defizite nach minimalen Schädel-Hirn-Traumata (63). Wir haben die S100-beta-Proteinspiegel im Liquor von 135 Patienten bestimmt, die im Rahmen der nationalen CJD-Studie unter dem Verdacht auf eine CJD gesehen wurden (46). Bei einem Grenzwert von acht ng/ml (mit dem neuen Lumineszenz-Verfahren (Byk-Sangtec, Dietzenbach) verschiebt sich der Grenzwert auf 4,2 pg/ml) konnte eine diagnostische Sensitivität von 84 Prozent und eine Spezifität von 91 Prozent erreicht werden. Eine Serumbestimmung dieses Proteins war bisher aufgrund des Detektionslimits der älteren Assays nur von geringer klinischer Bedeutung. Mit dem von uns verwendeten Lumineszenz-Verfahren konnte das Detektionslimit von vormals 0,5 ng/ml auf 20 pg/ml gesenkt werden und eine Serum-S100-Bestimmung möglich gemacht werden (47). Insgesamt haben wir Serum-S100-Werte bei 224 Patienten bestimmt, die unter der Differentialdiagnose CJD gesehen wurden (inklusive sechs genetischer Fälle). Dabei waren die S100-betaSpiegel im Serum bei den Patienten mit CJD signifikant höher, als bei Patienten mit dementiellen Erkrankungen anderer Genese oder bei nicht dementiellen Kontrollpatienten (Grafik). Bei einem Grenzwert von 213 pg/ml konnte eine diagnostische Sensitivität von 78 Prozent und eine Spezifität von 81 Prozent erreicht werden. Ähnlich der Liquoranalyse zeigt sich auch hier, daß die S100-beta-Werte schon im Verlauf der Erkrankung ansteigen, bevor sich das volle klinische Bild entwickelt hat.
Aufgrund der biologischen Halbwertszeit des Proteins von zwei Stunden im Serum (61) ist zu erwarten, daß Erkrankungen die nur einen kurzen S100-Anstieg im Serum bewirken, sei es durch eine Gliareaktion oder ein Öffnen der Blut-Hirn-Schranke, von Erkrankungen, die mit einer dauerhaften Aktivierung der Glia einhergehen, in Verlaufsuntersuchungen besser abgegrenzt werden können und somit eine weitere Verbesserung der diagnostischen Wertigkeit zu erwarten ist. Die uns vorliegenden Verlaufsuntersuchungen sind allerdings noch zu bruchstückhaft um hierzu eine definitive Aussage treffen zu können. Bei Patienten mit vCJD liegen bisher keine Daten vor. An mit Scrapie-Agens infizierten Hamstern konnten wir in Zusammenarbeit mit dem Robert-KochInstitut in Berlin zeigen, daß sich auch bei infizierten Tieren erhöhte Werte finden (45). Da auch bei der Alzheimer-Demenz eine Gliaaktivierung beschrieben wurde, erwarten wir einen S100-Anstieg auch bei dieser Erkrankung, wenn auch auf einem viel niedrigeren Niveau. Wir erwarten, daß sich das S100-Protein eher als Progress- denn als Diagnosemarker eignet. Dies muß allerdings in weiteren Untersuchungen noch bestätigt werden. Wir gehen davon aus, daß sich in der Zusammenschau der verschiedenen Surrogatmarker und der Analyse der Proteinmuster eine weitere Verbesserung der Diagnostik der CJD und ihrer Abgrenzung zu anderen neurodegenerativen Erkrankungen er gibt.


Zitierweise dieses Beitrags:
Dt Ärztebl 1999; 96: A-3097-3102
[Heft 48]
Die Zahlen in Klammern beziehen sich auf das Literaturverzeichnis, das über den Sonderdruck beim Verfasser und über die Internetseiten (unter http://www.aerzteblatt.de) erhältlich ist.


Anschrift für die Verfasser
Dr. med. Markus Otto
Neurologische Klinik und Poliklinik
Universität Göttingen
Robert-Koch-Straße 40
37070 Göttingen


Diagnosekriterien für die Creutzfeldt-Jakob-Erkrankung
sicher: neuropathologisch bestätigt und/oder
immunzytochemisch bestätigt und/oder
Prionprotein positiv (Westernblot) und/oder
Scrapie-assoziierte Fibrillen / prion rods positiv
wahrscheinlich: progressive Demenz und
typische EEG-Veränderungen (periodische Sharp-wave-Komplexe) und
mindestens 2 der folgenden 4 klinischen Erscheinungen:
1. Myoklonus
2. Sehstörungen oder zerebelläre Symptome
3. pyramidale/extrapyramidale Störungen
4. akinetischer Mutismus
möglich*1 progressive Demenz von weniger als 2 Jahren und
2 von den oben genannten 4 klinischen Erscheinungen,
jedoch fehlendes oder untypisches EEG
andere: obengenannte Kriterien sind nicht vollständig erfüllt
*1 mögliche Patienten mit positivem 14-3-3-Liquorbefund werden seit kurzem ebenso als wahrscheinliche CJD-Patienten geführt

Tabelle
Biochemische Marker in der Differentialdiagnose
n Sensitivität Spezifität Positiver prädik (%) (%) tiver Wert (%)
Liquor:
14-3-3-Protein 289 94 93 95
Immunoblot
NSE > 35 ng/ml 124 78 88 79
Tau-Protein > 1530 pg/ml 172 91 94 95
S100 > 8 ng/ml* 135 84 91 96
Serum:
S100 > 213 pg/ml 224 78 81 86
* für das nun verwendete Lumineszenz-Verfahren liegt der Grenzwert bei 4,2 ng/ml
NSE, neuronenspezifische Enolase

Der Boxplot zeigt die Serumwerte des S100-Proteins in der Studiengruppe. Die Querstriche zeigen die 10er, 25er, 50er, 75er, 90er Perzentile. Außerhalb dieses Bereichs liegende Werte sind mit Kreisen gekennzeichnet.


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