ArchivDeutsches Ärzteblatt40/2000Treffsicherheit der Ergusszytologie samt adjuvanten Untersuchungsmethoden

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Treffsicherheit der Ergusszytologie samt adjuvanten Untersuchungsmethoden

Dtsch Arztebl 2000; 97(40): A-2626 / B-2254 / C-2096

Böcking, Alfred; Motherby, Helma; Pomjanski, Natalja

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LNSLNS Zusammenfassung
In bis zu 45 Prozent der Ergüsse seröser Körperhöhlen finden sich bösartige Zellen; in circa 20 Prozent liefert die zytologische Diagnose den ersten Hinweis auf einen Tumor. Die Treffsicherheit der konventionellen Ergusszytologie lässt zu wünschen übrig. In diagnostischen Zweifelsfällen eingesetzte DNA-Bildzytometrie, Immunzytochemie und AgNOR-Analyse vermögen die Treffsicherheit zu erhöhen. Damit beträgt die Sensitivität einer einzigen Untersuchung 61 Prozent, die Spezifität 99 Prozent und die Gesamttreffsicherheit 84,6 Prozent. Nur ein Prozent der zytologischen Diagnosen bleiben unklar. Die Genauigkeit der histogenetischen Tumorklassifikation ist 90,6 Prozent. Die Ergusszytologie samt adjuvanten Methoden ist in der Lage, maligne Mesotheliome früh zu identifizieren und einer Abklärungsdiagnostik zuzuführen.

Schlüsselwörter: Zytopathologie, seröser Erguss, DNA-Zytometrie, Immunzytochemie, AgNOR-Analyse

Summary
Accuracy of Cytopathology of Serous
Effusions and Adjuvant Diagnostics
In up to 45 per cent of effusions of serous membranes malignant cells are found and in about 20 per cent cytological diagnosis yields the first sign of a primary tumor. Diagnostic accuracy of conventional cytodiagnostics in effusions is insufficient. Additional DNA image-cytometry, immunocytochemistry and AgNOR-analysis performed in doubtful cases may increase its accuracy above the level of simple cytology. A sensitivity of 61 per cent, specificity of 99 per cent and overall diagnostic accuracy of 84,6 per cent can be achieved investigating a single specimen. Only one per cent of cytological diagnosis remains unclear. The accuracy of histogenetic tumor typing is 90,6 per cent. Effusion cytology including adjuvant methods is able to identify malignant mesotheliomas early and to induce further diagnostic procedures.

Key words: cytopathology, serous effusion, DNA cytometry, immunocytochemistry, AgNOR-analysis


Unter einem Erguss seröser Körperhöhlen versteht man eine krankhafte Vermehrung der Flüssigkeitsmenge in der Pleura-, Peritoneal- oder Perikardhöhle. Mehr als 50 verschiedene Erkrankungen gehen mit Ergüssen der serösen Körperhöhlen einher. Bis zu 45 Prozent aller Ergüsse enthalten Tumorzellen; in 45 Prozent der „malignen“ Ergüsse liefert die Zytodiagnostik den ersten Hinweis auf einen Primärtumor (1). Bei Patienten mit bekannter maligner Erkrankung trägt die Ergusszytologie zum Tumor-Staging bei und beeinflusst damit
die Therapie. Der treffsicheren zytologischen Abklärung eines Ergusses kommt daher eine große klinische Bedeutung zu.
Die Ergusszytologie ist zur wenig invasiven Diagnose des malignen Mesothelioms in besonderer Weise geeignet. Da in über 90 Prozent dieser Tumoren Ergüsse als eines der frühesten Symptome auftreten (20), bietet die zytologische Untersuchung samt adjuvanten Methoden eine realistische Chance zur Frühdiagnose dieses im Zunehmen begriffenen Tumors.
Ätiologie
Eine Vielzahl verschiedener Ursachen kommt für die Entstehung von Ergüssen infrage. Diese sind getrennt nach tumorös, entzündlich, hydrostatisch und systemisch Bedingten in Tabelle 1 aufgeführt. Nach den Neoplasien mit 45 Prozent sind infektiöse Ursachen mit 22 Prozent und Herzinsuffizienzen mit 12 Prozent am häufigsten.
Kausale Pathogenese
Änderungen des hydrostatischen und des onkotischen Drucks, der Kapillarpermeabilität sowie der interzellulären Kohärenz, Behinderungen des Lymphabflusses und eine renal bedingte Natrium-Wasser-Retention sind die häufigsten Mechanismen der Entstehung von Körperhöhlenergüssen. Im Thorax führt auch eine Abnahme des intrapleuralen Drucks sowie eine Dissoziation von Pleura visceralis und parietalis bei Pneumothorax zu serösen Ergüssen. Außerdem kann es bei einem Meigs-Syndrom zu einem Übertritt von Aszites in die Pleurahöhle durch Lymphgefäße kommen.
Gewinnung und Versand
Ergüsse werden zu therapeutischen und/oder diagnostischen Zwecken punktiert. Diese wenig invasive Maßnahme ist ambulant durchführbar. Darüber hinaus können während chirurgischer Eingriffe aus serösen Höhlen spontan entstandene Flüssigkeiten oder durch Lavagen gewonnene aspiriert werden (vor allem bei Second-Look-Operationen nach Tumorresektionen [21]). Auch aus Drainagen gewonnene Flüssigkeiten können zytologisch untersucht werden. Die Punktion sollte am tiefsten Punkt der Höhle (abhängig von der Lage des Patienten) erfolgen, da die diagnostisch relevanten Zellen dorthin sedimentieren. Weil die zytologische Treffsicherheit von der Menge des untersuchten Materials abhängt (13), ist es ratsam, möglichst größere Volumina oder mehrere Proben einzusenden, mindestens jedoch 50 bis 100 ml soweit vorhanden. Der Versand in ein zytodiagnostisch spezialisiertes Institut sollte nativ in sterilen, bruchsicheren und dicht schließenden Gefäßen erfolgen. Die diagnostisch relevanten Zellen überstehen in der eiweißreichen Ergussflüssigkeit eine zwei- bis dreitägige Reise ohne morphologisch oder immunologisch Schaden zu nehmen. Im Labor werden vom Sediment Ausstriche hergestellt. Befinden sich Gewebspartikel oder Präzipitate im Erguss, so werden hiervon gefärbte Schnitte angefertigt.
Wichtig für eine treffsichere zytologische Diagnostik ist die Mitteilung wesentlicher klinischer Befunde und der diagnostischen Fragestellung durch den Kliniker. So sollten zugrunde liegende Erkrankungen (zum Beispiel Herzinsuffizienz, portale Stauung, Entzündung, Primärtumor) und vor allem therapeutische Maßnahmen, wie Chemo- oder Strahlentherapie unbedingt mitgeteilt werden.
Neben zytologischen und zytometrischen Untersuchungen können je nach Fragestellung weitere biochemische, mikrobiologische und immunologische Untersuchungen infrage kommen.
Zytologische Diagnosen
Die zytologische Diagnostik erfolgt
sowohl an May-Grünwald-Giemsa-(MGG-) als auch an Papanicolaou-(Pap-)gefärbten Präparaten (1). Die Befundung geschieht standardisiert nach einer von den Deutschen Gesellschaften für Pathologie und für Zytologie erarbeiteten Nomenklatur für die extragenitale Zytologie (Textkasten 1). Vor einer Diagnose im Klartext, welche „Preferred Terms“ und Codes der ICD-O-M verwenden sollte, erfolgt eine Beurteilung der Wahrscheinlichkeit, dass bösartige Zellen vorliegen. Diese beträgt für die Kategorie „negativ“ 0 Prozent, für „zweifelhaft“ etwa 30 Prozent, für „dringender Verdacht“ etwa 70 Prozent und für „sicher positiv“ 100 Prozent. Die Kategorie „unzureichend“ wird vergeben, wenn nur nekrotische, autolytische oder osmotisch geschädigte Zellen vorliegen, an welchen keine zytologische Diagnose möglich ist (4).
Die an Ergüsse zu stellenden, spezifischen zytologischen Diagnosen sind im Textkasten 2 aufgeführt. Bei den Benignen handelt es sich meist um Kategorien der allgemeinen Pathologie. Auf eine tuberkulöse und rheumatischen Genese kann gegebenenfalls der Verdacht geäußert werden. Die zytologischen Möglichkeiten einer histogenetischen Klassifikation maligner Tumoren und Lymphome sind ebenfalls im Textkasten 2 und Abbildung 1 dargestellt. Insbesondere durch den Einsatz der Immunzytochemie sind jedoch mehr und mehr Tumorabsiedlungen auch spezifisch zu klassifizieren (7) (Tabelle 2).
DNA-Zytometrie
Bei Bedarf lassen sich Objektträger mit in ihrer Dignität fraglichen Zellen nach Feulgen spezifisch für DNA umfärben. Durch interaktive Messung der integrierten optischen Dichten von circa 300 infrage stehenden Zellkernen mithilfe eines Mikroskop-TV-Bildanalysesystems lässt sich nach interner Eichung die DNA-Verteilung der fraglichen Zellpopulation ermitteln (Grafik). Eine atypische Lage der DNA-Stammlinie (< 1,8c > 2,2c, < 3,6c > 4,4c) und/oder Zellen mit abnorm hohem DNA-Gehalt (> 9c) sprechen für das Vorliegen von DNA-Aneuploidie. 1c entspricht dem DNA-Gehalt eines einfachen Chromosomensatzes. Dies ist das zytometrische Äquivalent für chromosomale Aneuploidie und ein international anerkannter Marker für neoplastisch transformierte Zellen (3, 6, 8). Da DNA-Aneuploidie nur in Tumorzellen (95,4 Prozent bei Karzinosen, 57,1 Prozent bei Mesotheliomen (9), nicht aber in reaktiven Ergüsse vorkommt, lassen sich mit diesem Nachweis Tumorzellen erkennen, auch wenn Malignität zytomorphologisch nicht zu sichern ist (Tabelle 2). Wendet man die Methode gezielt nur bei zytodiagnostisch unklaren Ergüssen an (10), lassen sich noch Tumorzellen mit einer Sensitivität von 82,9 Prozent und einer Spezifität von 94,7 Prozent diagnostizieren (Tabelle 2).
Da 64,3 Prozent der malignen Mesotheliome ihre größte DNA-Stammlinie im Bereich von 1,8c bis 2,2c aufweisen, aber nur 9,2 Prozent der bisher untersuchten Karzinosen, ist das DNA-Histogramm auch bei dieser Differenzialdiagnose hilfreich (9) (Grafik).
Immunzytochemie
Durch den Nachweis Epithel-spezifischer Antigene (zum Beispiel BerEP4), welche in reaktiven oder neoplastischen Mesothelzellen und Entzündungszellen nicht vorkommen, sind selbst wenige metastatische Karzinomzellen zu identifizieren (11) (Tabelle 3, Abbildungen 2, 3). Wendet man die Methode bei zytologisch zweifelhaften Ergüssen an, so erreicht man eine Sensitivität von 77,8 Prozent bei einer Spezifität von 100 Prozent (12) (Tabelle 3).
Mithilfe der Immunzytochemie lassen sich im Erguss auch manche Primärtumoren spezifisch klassifizieren (Textkasten 1); beispielsweise (in Klammern geeignete Antigene): kleinzellige Karzinome (fokale Positivität von Pan-Zytokeratin), maligne Mesotheliome (Calretinin), maligne Lymphome (Leucocyte Common Antigen, B-/T-Lymphozytenmarker), M. Hodgkin (CD 15, CD 30), Sarkome (Vimentin, Desmin, Aktin), Leberzellkarzinome (a1-Fetoprotein) und maligne Melanome (HMB 45, S-100).
Eine sichere Unterscheidung zwischen Mesotheliom- und Karzinomzellen in Ergüssen lässt sich dann treffen, wenn die Zytomorphologie mit den Ergebnissen der immunzytochemischen Marker BerEp4 und Calretinin sowie der DNA-Zytometrie übereinstimmt (15). Dies ist in 70 Prozent der Fälle gegeben (unpublizierte eigene Daten von 115 Fällen).
Nukleolus-organisierende Regionen
Als Nukleolus organisierende Regionen (NOR) werden Chromosomenabschnitte bezeichnet, auf welchen ribosomale Gene gelegen sind (rDNA). NOR sind Schaltstellen der Regulation der Proteinsynthese (16), welche durch Silbernitrat als braun-schwarze Punkte in Zellkernen dargestellt werden können und deshalb als AgNOR bezeichnet werden (Abbildung 4). Ein normaler Zellkern zeigt ein bis fünf NOR. Die AgNOR-Reaktion zeigt unter anderem die Proteinsynthese- und Proliferationsaktivität einer Zelle auf molekularer Ebene an. Chromosomale Aneuploidie und rDNA-Amplifizierung können ebenfalls zu einer NOR-Vermehrung und Vergrößerung führen. Zur diagnostischen Auswertung wird die Zahl (gegebenenfalls auch die Fläche) von einzeln und in Verbänden liegenden AgNOR in 100 Zellkernen gezählt oder mittels TV-Bildanalyse ermittelt. Wir fanden in Übereinstimmung mit der Literatur (5, 18, 19) Mittelwerte < 4,5 AgNOR pro Zellkern in 120 Fällen lediglich in Zellen reaktiver Ergüsse (Spezifität: 100 Prozent), Werte darüber ausschließlich in 98,5 Prozent malignen Mesotheliome und in 100 Prozent der Karzinosen (15, Tabelle 3). Die AgNOR-Analyse eignet sich daher ausgezeichnet zur Identifikation weniger neoplastischer Zellen in Ergusssedimenten, insbesondere zur Abgrenzung einer reaktiven Mesothelhyperplasie von einem malignen Mesotheliom.
Treffsicherheit
Im Literaturmittel erzielt die konventionelle Ergusszytologie bisher eine Sensitivität von 58 Prozent bei einer Spezifität von 97 Prozent. Der mittlere positive Prädiktionswert beträgt 99 Prozent, der mittlere negative 80 Prozent (Prozent der Tumorzell-positiven beziehungsweise -negativen Diagnosen, die sich im Follow-up als korrekt erweisen). Fünf Prozent der zytologischen Diagnosen sind im Mittel zweifelhaft (17).
Durch den Einsatz der DNA-Zytometrie und der Immunzytochemie konnten wir in einem Kollektiv von 313 Ergüssen die Sensitivität um 7,6 Prozent auf 61 Prozent, die Spezifität um 5,4 Prozent auf 99 Prozent, die Gesamttreffsicherheit um 6,4 Prozent auf 84,6 Prozent erhöhen. Zwischen Karzinosen und Mesotheliomen ließ sich in allen bisher untersuchten Fällen korrekt unterscheiden. Für die aus klinischer Sicht falsch negativen zytologischen Diagnosen waren in 85 Prozent ein zu geringes Probenvolumen beziehungsweise eine Nichtnachweisbarkeit von Tumorzellen im Erguss verantwortlich. Die histogenetische Klassifikationsgenauigkeit von Tumoren betrug 84,4 Prozent (14). 47 Prozent der bei uns mithilfe adjuvanter Methoden zytologisch diagnostizierten malignen Mesotheliome (n=40) befanden sich im Stadium T1 und in 73 Prozent stellten wir die Erstdiagnose (15).

zZitierweise dieses Beitrags:
Dt Ärztebl 2000; 97: A 2626–2630 [Heft 40]

Die Zahlen in Klammern beziehen sich auf das Literaturverzeichnis, das über den Sonderdruck beim Verfasser und über das Internet (www.aerzteblatt.de) erhältlich ist.

Anschrift für die Verfasser:
Prof. Dr. med. Alfred Böcking
Institut für Cytopathologie
Medizinische Einrichtungen der
Heinrich-Heine-Universität
Moorenstraße 5, 40225 Düsseldorf
E-Mail:boecking@uni-duesseldorf.de


1. Bedrossian CWM: Malignant effusions: A multimodal approach to cytologic diagnosis. New York, Tokio: Igaku-Shoin 1994.
 2. Bedrossian CWM: Diagnostic problems in serous effusions. Diagn Cytopathol 1998; 19: 131–137.
 3. Böcking A: DNA measurements: When and why? In: Compendium on quality assurance, proficiency testing and workload limitations in clinical cytology. In: Wied GL, Keebler M, Rosenthal DL, Schenck U, Somrak TM, Vooijs GP, (eds.): Chicago, IL, USA: tutorials of cytology 1995; 170–188.
 4. Böcking A, Freudenberg N: Standardisierte Befunderstellung in der extragenitalen Zytologie. Pathologe 1998; 19: 235–258.
 5. Carrillo R, Sneige N, El-Naggar AK: Interphase nucleolar organizer regions in the evaluation of serosal cavity effusions. Acta Cytol 1994; 38: 367–372.
 6. Giroud F, Haroske G, Reith A, Böcking A: ESACP consensus report on diagnostic DNA image cytometry. Part II: Specific recommendations for quality assurance. Analyt Cell Pathol 1998; 17: 201-208.
 7. Guzman J: Immunocytochemistry: When and why? In Compendium on quality assurance, proficiency testing and workload limitations in clinical cytology. In: Wied GL, Keebler CM, Rosenthal DL, Schenck U, Somrak TM, Vooijs GP, (eds.): Chicago, IL, USA: tutorials of Cytology 1995; 197–201.
 8. Haroske G, Giroud F, Reith A, Böcking A: ESACP consensus report on diagnostic DNA image cytometry. Part I: Basic considerations and recommendations for preparation, measurement and interpretation. Analyt Cell Pathol 1998; 17: 189–200.
 9. Motherby H, Marcy T, Hecker M, Ross B, Nadjari B, Auer H, Müller KM, Häussinger D, Strauer BE, Böcking A: Static DNA cytometry as a diagnostic aid in effusion cytology. I. DNA aneuploidy for identification and differentiation of primary and secondary tumors of the serous membranes. Anal Quant Cytol Histol 1998; 20: 153–161.
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12. Motherby H, Friedrichs N, Kube M, Nadjari B, Knops K, Donner A, Baschiera B, Dalquen P, Böcking A: Immunocytochemistry and DNA-image cytometry in effusion cytology. II. Diagnostic accuracy in equivocal smears. Analyt Cell Pathol 1999; 18: 1–8.
13. Motherby H, Nadjari B, Friegel P, Kohaus J, Ramp U, Böcking A: Diagnostic accuracy of effusion cytology. Diagn Cytopathol 1999; 20: 350–357.
14. Motherby, H: Adjuvante Untersuchungsmethoden zur Verbesserung der Treffsicherheit der Ergusszytologie. Habilitationsschrift der Medizinischen Fakultät, Heinrich-Heine-Universität, Düsseldorf 1999.
15. Pomianski N, Motherby H, Buckstegge B, Knops K, Rohn BL, Böcking A: Diagnostic AgNOR-analysis in effusion cytology. Analyt Quant Cytol Histol, (submitted) 2000.
16. Rüschoff J: Nukleolus Organisierende Regionen (NORs) in der pathomorphologischen Tumordiagnostik: Stuttgart, Jena, New York: Gustav Fischer-Verlag 1992.
17. Spriggs Al, Boddington MM: The cytology of effusions, pleural, pericardial and peritoneal and of cerebrospinal fluid. London: 2nd edition Heinemann 1968.
18. Sujathan K, Kannan S, Raveendran Pillai K, Chandralenkha B, Sreedevi Amma N, Krishnan Nair M: Significance of AgNOR count in differentiating malignant cells from reactive mesothelial cells in serous efusions. Acta Cytol 1996; 40: 724–728.
19. Trevisian MS, Louza MI, Magna LA: Nucleolar organizer regions of mesothalial and carcinomatous cells in effusions. Diagn Cytopathol 1993; 9: 492–497.
20. Yilmaz UM, Urkaner G, Yalniz E, Kumcuoglu Z: Computed tomographic findings of environmental asbestos – related malignant pleural mesothelioma. Respirology 1998; 3: 33–38.
21. Ziselmann EM, Harkavy SE, Hogan M, West W, Atkinson B: Peritoneal washing cytology: Uses and diagnostic criteria in gynecologic neoplasms. Acta Cytol 1984; 28: 105–110.

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