Liquordiagnostik

Die Untersuchung des Liquor cerebrospinalis stellt eine wichtige Untersuchung im Hinblick auf die klinische Diagnosestellung einer CJD dar. Hierbei gilt es auf der einen Seite, die Diagnose einer wahrscheinlichen oder möglichen CJD (vergl. Kapitel 2.1) zu stützen, als auch, auf der anderen Seite, mithilfe der Liquoruntersuchung mögliche therapierbare Differentialdiagnosen auszuschließen. Bei dem Vorliegen einer CJD sind die Routineparameter wie die Zellzahl, das Gesamteiweiß, die Glukose und der Hirndruck in der Mehrzahl der Fälle normwertig (Green et al. 2007). Auch das Vorkommen oligoklonaler Banden ist selten und sollte bei Vorliegen Anlass dazu geben, andere chronisch-entzündliche ZNS-Erkrankungen auszuschließen. Die klinische Verdachtsdiagnose einer CJD kann durch den Nachweis bzw. die Erhöhung der Proteine 14-3-3, dem Tau-Protein, der Neuronenspezifischen Enolase (NSE) und dem astrozytären S100-beta Protein erhärtet werden, wobei die Proteine 14-3-3 unter ihnen den spezifischsten Marker darstellt (Otto et al.

2002, Sanchez-Juan et al. 2006). Bei den genannten Proteinen handelt es sich um intrazelluläre Proteine, die bei Schädigung der Neuronen im Liquor freigesetzt werden und dort nachgewiesen werden können. Sie spiegeln somit den Untergang von Hirngewebe wider.

1.4.1.1 Proteine 14-3-3

Die Proteine 14-3-3, gelegentlich wird in der Literatur auch die Einzahl Protein 14-3-3 verwendet, kommen in verschiedenen Isoformen ubiquitär, im ZNS jedoch am häufigsten in

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Nervenzellen, vor. Sie sind regulatorische Proteine, welche verschiedene Signalproteine und Rezeptoren binden und somit Aufgaben in der Zelldifferenzierung, Proliferation und Signaltransduktion haben (Aitken 1995, Fu et al. 2000).

Bei rascher Nervenzellschädigung, wie im Falle der Creutzfeldt-Jakob Erkrankung, können sie in den Liquorraum übertreten und sind dann dort nachweisbar. Der Nachweis der Proteine 14-3-3 spielt bei der Diagnosestellung der CJD eine besondere Rolle, da es, wie in einer Vielzahl veröffentlichter Studien bereits gezeigt werden konnte, einen zuverlässigen Marker der CJD darstellt (Cuadrado-Corrales et al. 2006, Green 2002, Sanchez-Juan et al. 2006, Chohan et al. 2010). Laut den WHO-Diagnosekriterien führen ein positiver Nachweis der Proteine 14-3-3 sowie das Vorliegen bestimmter klinischer Symptome zur Diagnose einer wahrscheinlichen Creutzfeldt-Jakob-Erkrankung (vergl. Kapitel 2.1).

Die Spezifität der Proteine 14-3-3 bei der Diagnosestellung einer CJD beträgt 84 % bei einer Sensitivität von 94 % (Zerr et al. 2000a). Hierbei muss noch angemerkt werden, dass die Sensitivität je nach molekularem Subtyp, Erkrankungsalter und der Verlaufsform teilweise stark schwanken kann (Zerr et al. 2000a, Gmitterová et al. 2009). Eine Erhöhung der Sensitivität kann durch die Kombination mit anderen Liquorparametern, wie z. B. dem Tau-Protein, dem Protein S100b oder der NSE erreicht werden (Sanchez-Juan et al. 2006). Neben der CJD lassen sich die Proteine 14-3-3 auch bei anderen Erkrankungen nachweisen, die mit einem subakuten Neuronenuntergang einhergehen. So können z. B. falsch-positive Ergebnisse bei intrazerebralen Blutungen, viralen Enzephalitiden, Meningitiden, zerebralen Hypoxien, Epilepsien sowie anderen neoplastischen ZNS-Erkrankungen auftreten (Zerr et al. 2000a).

Green und Kollegen konnten 2001 durch ihre Studie mit einem vCJD-Patientenkollektiv zeigen, dass die Proteine 14-3-3 in der Diagnosestellung dieser neuen Variante der CJD keinen diagnostisch wertvollen Marker darstellen (Green et al. 2001).

1.4.1.2 Tau-Protein

Das Tau-Protein ist ein Mikrotubuli-assoziiertes, gehirnspezifisches Protein, welches sich primär in den axonalen Kompartimenten der Nervenzellen befindet. Im menschlichen Gehirn werden sechs verschiedene Isoformen exprimiert (Bamborschke et al. 2005, Riemenschneider et al. 2003). Bei neurodegenerativen Prozessen, wie der Alzheimer-Demenz sowie der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit, findet sich häufig eine Erhöhung der Gesamtfraktion des Tau-Proteins. Bei einem Grenzwert (cut-off) von 1.300 pg/ml, wurde der Verdacht auf das Vorliegen einer Creutzfeldt-Jakob-Erkrankung mit einer Spezifität von 90 % und einer Sensitivität von 94 % bekräftigt. Damit sind die Resultate der Tau-Protein-Bestimmung im

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Liquor in ihrer diagnostischen Wertigkeit mit denen der Bestimmung der 14-3-3 Proteine vergleichbar (Otto et al. 2002). Es konnte gezeigt werden, dass die Tau-Protein-Konzentrationen zu Beginn und im Endstadium einer CJD am niedrigsten sind (Van Everbroeck et al. 2003). Mehrere Studien ergaben, dass die Bestimmung der Tau-Konzentration sogar eine höhere Sensitivität als beim Nachweis der Proteine 14-3-3 aufweisen soll (Satoh et al. 2007, Otto et al. 2002).

1.4.1.3 Neuronenspezifische Enolase

Die neuronenspezifische Enolase (NSE) ist ein 78-kDa Enzym der Glykolyse, welches in Neuronen und neuroendokrinen Zellen lokalisiert ist (Storch-Hagenlocher et al. 2006).

Pathologisch erhöhte Werte, lassen sich neben der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit auch bei hypoxämischen Hirnschäden, Hirntumoren, Hirnblutungen und Hirntraumata ermitteln (Schaarschmidt et al. 1994). Die NSE ist somit ein Marker für hirnorganische Destruktion und kann sowohl im Liquor als auch im Serum bestimmt werden. Für die Unterstützung der Diagnose einer CJD, werden normalerweise die Werte im Liquor bestimmt. Nach Ausschluss der oben genannten Differentialdiagnosen, können Werte >25 ng/ml die Diagnose einer CJD bekräftigen. In der Literatur gibt es unterschiedliche Angaben zur Spezifität und Sensitivität der NSE-Bestimmung. Die Sensitivität der NSE wird mit 73 % bis 80 % und die Spezifität mit 92 % bis 95 % angegeben (Zerr et al. 1995, Sanchez-Juan et al. 2006).

1.4.1.4 S100b-Protein

S100b ist ein saures calciumbindendes Protein, welches hauptsächlich in Gliazellen des zentralen und peripheren Nervensystems synthetisiert wird (Zerr 2001). Ein Grenzwert von 4,2 ng/ml für das Protein S100b zeigte eine Spezifität von 76 % und eine Sensitivität von 82 % (Sanchez-Juan et al. 2006). Bei Patienten mit einer Creutzfeldt-Jakob-Erkrankung kann die Bestimmung der Protein S100b-Konzentration zur diagnostischen Unterstützung des klinischen Verdachts herangezogen werden, sie ist jedoch nicht so geeignet wie die Bestimmung von Tau-Protein oder der Proteine 14-3-3

1.4.1.5 ß-Amyloid

Die beiden Peptide Amyloid-ß 1-40 und Amyloid-ß 1-42 entstehen beim enzymatischen Abbau von Amyloid-Precursor-Protein und bilden den Hauptbestandteil der senilen Plaques beim Morbus Alzheimer (Storch-Hagenlocher et al. 2006, Masters et al. 1985). Daher ist ihre Konzentration beim Morbus Alzheimer im Liquor vermindert. Auch bei Creutzfeldt-Jakob-Patienten zeigen sich Korrelate von senilen Plaques im Gehirn. Wie auch beim Morbus

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Alzheimer, lässt sich hier eine erniedrigte Liquorkonzentration der ß-Amyloide feststellen (Kapaki et al. 2001, Wiltfang et al. 2003). Dabei gilt ein Wert von unter 450 pg/ml als pathologisch.