Bence-Jones-Protein

Der Urin eines gesunden Menschen enthält kein Bence-Jones-Protein, das durch leichte Ketten von Immunglobulinen repräsentiert wird, die als Folge der Bildung bösartiger Tumorprozesse nachgewiesen werden.

Labortests auf das Vorhandensein spezifischer Proteine mit niedrigem Molekulargewicht sind für die Diagnose einer Reihe pathologischer Zustände (meistens Probleme mit dem β-Immunsystem) sowie für die Bestimmung der Wirksamkeit der verwendeten Therapie erforderlich.

Im Übermaß wird Bence-Jones-Protein von Plasmazellen produziert, bewegt sich mit dem Blutkreislauf und wird über den Urin ausgeschieden. Es ist diese letztgenannte Eigenschaft von Proteinkörpern, die bei der Untersuchung des Urins den Verdacht auf folgende Erkrankungen zulässt:

• Myelom;
• Osteosarkom;
• Plasmozytom;
• chronische lymphatische Leukämie;
• Lymphogranulomatose;
• primäre Amyloidose;
• Makroglobulinämie;
• idiapathische monoklonale Gammopathie.

Der Zusammenhang zwischen der Freisetzung eines bestimmten Proteins und einer nachfolgenden Nierenfunktionsstörung aufgrund der toxischen Wirkung von Proteinkörpern auf die Epithelstrukturen der Nierentubuli, die wiederum das Phänomen der Dystrophie, des Fanconi-Syndroms und der renalen Amyloidose verursacht, wurde klinisch bestätigt.

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Bence-Jones-Protein im Urin

Das Vorhandensein von Protein im Urin wird als Proteinurie bezeichnet. Unter prärenaler Proteinurie versteht man das Vorhandensein einer großen Menge niedermolekularen Proteins im Urin. In diesem Fall liegen keine Schäden an Nierenfilter und Tubuli vor, und die normale Nierenfunktion kann die Reabsorption von Proteinkörpern nicht gewährleisten. Eine extrarenale (falsche) Proteinurie, d. h. eine Proteinurie ohne Beeinträchtigung der Nierenfunktion, weist auf einen infektiösen oder malignen Prozess im Körper hin. Proteinurie tritt bei 60–90 % der Patienten mit Myelom auf. Etwa 20 % der pathologischen Zustände sind Bence-Jones-Myelome.

Bence-Jones-Protein im Urin wird aufgrund humoraler Verschiebungen im β-Immunsystem differenziert. Das Auftreten von Proteinkörpern ist mit Myelompathologie, paraproteinämischen Hämoblastosen, Endotheliose, Waldenström-Makroglobulinämie, lymphatischer Leukämie und Osteosarkomen verbunden. Der Nachweis von Bence-Jones-Protein im Urin ist ein wichtiger diagnostischer und prognostischer Schritt. Aufgrund seines geringen Molekulargewichts wird Bence-Jones-Protein im Urin ausgeschieden und schädigt das Epithel der Nierentubuli, was mit der Entwicklung von Nierenversagen behaftet ist, das zum Tod führen kann. Wichtig ist auch die rechtzeitige Klassifizierung des Proteins nach Typ: λ-Protein hat eine stärkere nephrotoxische Wirkung als κ.

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Bence Jones Protein-Assay

Das Vorhandensein anderer Proteinkörper als Serum im Urin weist auf lymphatische Leukämie, Osteosarkom oder Myelom (Tumorprozesse des Knochenmarks) hin. Beim Erhitzen des Urinfiltrats auf 45–60 °C fällt Bence-Jones-Protein als trüber Niederschlag aus, der sich an den Wänden des Reagenzglases absetzt. Eine weitere Temperaturerhöhung bis zum Siedepunkt löst die abgetrennte Trübung auf.

Der quantitative Test auf Bence-Jones-Protein wird wie folgt durchgeführt:

• unter Verwendung eines Teils Wasser und eines Teils Salpetersäure als Reagenz;
• Geben Sie 0,5–1 ml Salpetersäure in ein Reagenzglas und schichten Sie die gleiche Menge des zu testenden Urins darüber.
• Auswertung des Ergebnisses nach 2 Minuten (das Auftreten eines dünnen Rings an der Grenze des flüssigen Mediums weist auf das Vorhandensein von 0,033 % Proteinkörpern hin).

Um einen fadenförmigen Ring zu beobachten, muss der Urin im Verhältnis 1:1 mit Wasser verdünnt werden. Bei einem dicken Ring muss ein Teil des Urins mit drei Teilen Wasser vermischt werden. Bei einem kompakten Ring muss ein Teil des Urins mit sieben Teilen Wasser verdünnt werden. Die Verdünnung wird fortgesetzt, bis nach 2–3 Minuten der Testdauer das charakteristische Sediment erscheint.

Die enthaltene Proteinmenge wird berechnet, indem 0,033 % mit dem Verdünnungswert multipliziert werden. Beispiel: Der Urin wurde zehnfach verdünnt. Der Ring aus Proteinkörpern erschien am Ende der dritten Minute der Untersuchung. Der prozentuale Proteingehalt wird dann wie folgt berechnet: 0,033 x 10 = 0,33.

Ist kein Bodensatz vorhanden, wird der Trübungsgrad beurteilt – ausgeprägte, schwache oder kaum wahrnehmbare Trübungsspuren.

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Bence Jones Proteinsekretion

Je nach Art des sezernierten Immunglobulins unterscheidet man:

• Leichtkettenpathologien (Bence-Jones-Proteinsekretion);
• Glomerulopathie (Sekretion anderer Immunglobuline).

Auch verschiedene Kombinationen von Nierenschäden sind möglich. Wie die Praxis zeigt, ist die Nephropathie eine Folge einer lymphoproliferativen Pathologie (Multiples Myelom, chronische lymphatische Leukämie, Morbus Waldenström usw.).

Wie alle Proteine mit einem Molekulargewicht bis 40 kDa umgehen Leichtketten bei ihrer Freisetzung ins Blut den Nierenfilter und werden anschließend über Lysosomen in Oligopeptide und Aminosäuren zerlegt. Überschüssige Leichtketten führen zu einer Dysfunktion der Katabolismusreaktion und der möglichen Freisetzung lysosomaler Enzyme, was zur Nekrose des Tubulusgewebes führt. Proteinkörper führen zu einer eingeschränkten Resorption, und wenn monoklonale Leichtketten mit Tamm-Horsfall-Protein fusionieren, bilden sich Proteinzylinder in den distalen Tubuli.

Bence-Jones-Protein bei der Myelomerkrankung

Das Multiple Myelom ist eine Erkrankung, bei der der Körper leichte Immunglobulinketten anstelle von vollwertigen produziert. Die Diagnose und Überwachung der Erkrankung erfolgt durch Laboruntersuchungen des Urins, die den quantitativen Gehalt an Eiweißkörpern zeigen. Die Spezifizierung des Myelomsubtyps basiert auf der Analyse des Blutserums. Klinische Anzeichen der Erkrankung sind: Knochenschmerzsyndrom, Harnstörungen, Hämatome unbekannter Ursache und Flüssigkeitsansammlungen im Körper.

Der Nachweis des Bence-Jones-Proteins bei Myelom erfolgt anhand von Standardtests, die den quantitativen Gehalt an Proteinkörpern zeigen und den Grad der Nierenschädigung beurteilen. Der Nachweis des Proteins im Urin erklärt die Schädigung des Epithels mit Sklerose des Nierenstromas, die im Laufe der Zeit zu Nierenversagen führt – einer häufigen Todesursache infolge einer Myelomschädigung (das Bence-Jones-Protein verstopft die Tubuli vollständig und verhindert so das Wasserlassen).

Statistische Daten zeigen, dass das Myelom bei Männern über 60 Jahren auftritt, die eine genetische Veranlagung in der Vorgeschichte haben, an Fettleibigkeit und Immunsuppression leiden und außerdem toxischen und radioaktiven Substanzen ausgesetzt waren.

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Bestimmung des Bence-Jones-Proteins

Zur Differenzierung eines bestimmten Proteins wird eine Laboruntersuchung des durchschnittlichen Morgenurinanteils durchgeführt (ein Volumen von mindestens 50 ml ist erforderlich). Das Vorhandensein von Bence-Jones-Protein mit der Bestimmung der quantitativen Komponente ist durch die Immunfixationsmethode möglich. Die Trennung der Proteine erfolgt durch Elektrophorese mit anschließender Immunfixierung unter Verwendung spezieller Seren. Bei der Bindung des Proteins an Antikörper der leichten und schweren Ketten von Immunglobulinen bilden sich Immunkomplexe, die durch Färbung beurteilt werden.

Es ist zu beachten, dass aufgrund der Präzipitationsreaktion mit Sulfosalicylsäure selbst minimale Proteinkonzentrationen nachgewiesen werden. Die Bence-Jones-Proteinbestimmung erfolgt durch die Kombination von gefiltertem Urin (4 ml) mit Acetatpuffer (1 ml). Anschließendes Erhitzen auf 60 °C im Wasserbad und 15-minütiges Halten mit einer positiven Probe erzeugt ein charakteristisches Sediment. Diese Methode gilt als die zuverlässigste. Eine zu saure oder alkalische Umgebung und eine geringe relative Dichte des Urins können die Analyseergebnisse negativ beeinflussen.

Untersuchungsmethoden, bei denen Bence-Jones-Protein durch Erhitzen auf 100º C gelöst oder beim Abkühlen wieder ausgefällt wird, sind unzuverlässig, da nicht alle Proteinelemente die entsprechenden Eigenschaften aufweisen. Die Verwendung von Indikatorpapier ist jedoch zum Nachweis von Bence-Jones-Protein völlig ungeeignet.

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