Immunphänotypisierung von Hämoblastosen

Bedeutende Fortschritte in der hämatologischen Forschung der letzten Jahre sind auf den Einsatz moderner immunologischer Methoden und automatisierter Mittel zur Analyse und Sortierung von peripheren Blut- und Knochenmarkszellen - Durchflusszytometern - zurückzuführen. Herkömmliche morphologische und zytochemische Untersuchungen der Substratzellen der Krankheit (Blut, rotes Knochenmark, Lymphknoten, Milz usw.) erlauben es in vielen Fällen, insbesondere bei lymphoproliferativen Erkrankungen, nicht, die gesamte Vielfalt der Varianten unter morphologisch ähnlichen Formen zu erkennen und die Herkunftsquelle des pathologischen Klons festzustellen. Diese Probleme können nur durch die Untersuchung der immunologischen Eigenschaften der Zellen gelöst werden. Jedes Differenzierungsstadium hämatopoetischer Zellen entspricht einem eigenen Satz von Antigenen, die gemäß der internationalen Klassifikation als Differenzierungsstadium bezeichnet und in Differenzierungscluster, kurz CD, unterteilt werden.

Bei neoplastischen Veränderungen kann in jedem Stadium der normalen Zellentwicklung eine Differenzierungsblockade auftreten, die zur Bildung eines Klons pathologischer Zellen führt, die das Krankheitssubstrat bestimmen und die gleichen immunologischen (oder phänotypischen) Eigenschaften aufweisen. Durch die Untersuchung dieser Marker an Zellen ist es möglich, zu bestimmen, welcher Form und Variante der Krankheit sie entsprechen, d. h. basierend auf dem immunologischen Phänotyp der Zellen eine Differentialdiagnose durchzuführen, die bei lymphoproliferativen Erkrankungen am schwierigsten ist, da die Hauptzellen des pathologischen Substrats der Krankheit morphologisch nahezu identische Zellen sind.

Die Phänotypisierung ermöglicht die Verwendung monoklonaler Antikörper zur Typisierung von Blasten und reifen Blutzellen der myelo-, mono- und lymphozytären Reihe anhand des Vorhandenseins von Differenzierungsantigenen (Rezeptoren) in der Zellwand. Der Abschnitt „Beurteilung des Immunstatus des Körpers“ beschreibt teilweise die Eigenschaften und den diagnostischen Wert der Untersuchung zellulärer Marker; nachfolgend folgt eine kurze Beschreibung der Antigenmarker von Zellen im Zusammenhang mit der Diagnose von Hämoblastosen. Die folgenden Antigene (Marker) können auf den Membranen von Blutzellen und im roten Knochenmark nachgewiesen werden.

• CD2 ist ein monomeres transmembranäres Glykoprotein. Es befindet sich auf der Oberfläche aller im Blut zirkulierenden T-Lymphozyten und einiger NK-Lymphozyten. CD2 ist an der alternativen Aktivierung von T-Lymphozyten beteiligt. Der Nachweis von CD2 mittels monoklonaler Antikörper dient in der klinischen Praxis der Phänotypisierung von akuter T-Zell-Leukämie, Lymphomen, chronischen Entzündungs- und Immundefizienzerkrankungen.
• CD3 ist ein Proteinkomplex, der mit dem antigenspezifischen T-Zell-Rezeptor assoziiert ist und der wichtigste funktionelle Marker von T-Lymphozyten ist. Es erleichtert die Übertragung des Aktivierungssignals von der Membran zum Zellzytoplasma. Die Bestimmung von CD3 ist indiziert zur Diagnose von akuter T-Zell-Leukämie, Lymphomen (CD3 wird in nicht-T-Zell-lymphatischen Neoplasien nicht exprimiert) und Immundefizienzerkrankungen.
• CD4 ist ein transmembranöses Glykoprotein, das von einer Subpopulation von T-Helferzellen (Induktoren) exprimiert wird, die 45 % der peripheren Blutlymphozyten ausmachen. In den frühen Stadien der Lymphozytenentwicklung im Thymus werden CD4-Antigene sowie CD8 von allen kortikalen Lymphozyten exprimiert. Medulläre Thymozyten, deren Phänotyp den reifen CD4+ T-Zellen des peripheren Bluts (T-Helferzellen) ähnelt, exprimieren bereits entweder CD4- oder CD8-Rezeptoren. Im peripheren Blut tragen bis zu 5 % der Zellen sowohl CD4- als auch CD8-Marker. Eine geringe Expression von CD4 ist auf einigen Zellen der monozytären Reihe möglich. CD4 wird in den meisten Fällen von T-Zell-Lymphomen, einschließlich Mycosis fungoides, sowie bei HTLV-assoziierter T-Zell-Leukämie (HTLV – humanes T-lymphotropes Virus) exprimiert.
• CD5 ist ein einkettiges Glykoprotein, das auf allen reifen T-Lymphozyten und den meisten Thymozyten vorkommt und von B-Lymphozyten nur schwach exprimiert wird. CD5 wird auf neoplastischen Zellen der B-Zell-chronischen lymphatischen Leukämie und des zentrozytischen Lymphoms nachgewiesen. Bei anderen malignen Lymphomerkrankungen – follikulärem Lymphom, Haarzellleukämie und großzelligem Lymphom – wird CD5 nicht exprimiert.
• CD7 ist ein einkettiges Protein und der früheste Marker der T-Zell-Differenzierung. Es wird von Pro-T-Lymphozyten bereits vor ihrer Migration in den Thymus exprimiert. CD7 ist auf den meisten NK-Zellen nachweisbar, eine schwache Expression ist auf Monozyten zu beobachten. B-Lymphozyten und Granulozyten enthalten dieses Antigen nicht. Die CD7-Bestimmung dient der Diagnose von Lymphomen und der kindlichen T-Zell-lymphoblastischen Leukämie.
• CD8 ist ein Protein, das aus zwei durch Disulfidbrücken verbundenen Polypeptidketten besteht. Es wird von einer Subpopulation zytotoxischer und suppressorischer T-Lymphozyten exprimiert, die 20–35 % der peripheren Blutlymphozyten ausmachen. Dieses Antigen wird auch von NK-Lymphozyten, kortikalen Thymozyten, 30 % der medullären Thymozyten und einer Subpopulation roter Knochenmarkszellen exprimiert. CD8 wird untersucht, um den Gehalt an T-Suppressoren zu quantifizieren (siehe Abschnitt „Suppressor-T-Lymphozyten im Blut“ oben).

• CD10 ist eine zellmembranassoziierte Endopeptidase. CD10 wird von jungen B-Lymphozyten und einer Subpopulation kortikaler Lymphozyten exprimiert. CD10 wird von allen ALL-Zellen exprimiert.
• CD11c wird auf der Zellmembran von Makrophagen, Monozyten, Granulozyten, NK-Zellen und Haarzellleukämiezellen exprimiert.
• CD13 ist ein Glykoprotein, das von Zellen der myelomonozytären Linie (Progenitorzellen, Neutrophile, Basophile, Eosinophile, Monozyten und myeloische Leukämiezellen) exprimiert wird. Es fehlt in T- und B-Lymphozyten, Erythrozyten und Thrombozyten.
• CD14 ist ein Oberflächenmembran-Glykoprotein. Es wird hauptsächlich von Monozyten und Makrophagen exprimiert. CD14 ist auf über 95 % der Monozyten im peripheren Blut und Knochenmark nachweisbar. Eine starke Expression von CD14 wird bei akuter myeloblastischer Leukämie beobachtet. Bei akuter und chronischer lymphatischer Leukämie wird dieses Antigen nicht exprimiert.
• CD15 ist ein Oligosaccharid. Es ist an Phagozytose und Chemotaxis beteiligt. Dieses Antigen befindet sich auf der Oberfläche reifer Granulozyten und Beresowski-Sternberg-Zellen. Die Expression des CD15-Antigens ist beim Morbus Hodgkin nachweisbar. Bei Non-Hodgkin-Lymphomen ist CD15 in den meisten Fällen nicht nachweisbar.
• CD16 wird auf der Oberfläche von Granulozyten, Monozyten, Makrophagen und NK-Zellen exprimiert. Alle Lymphozyten, die dieses Antigen exprimieren, besitzen die Fähigkeit zur antikörperabhängigen zellulären Zytotoxizität. CD16 wird bei der Typisierung chronischer myelozytischer Leukämien zur Charakterisierung von NK-Zellen bestimmt.
• CD19 ist ein Glykoprotein, das auf allen peripheren B-Lymphozyten und allen B-Zell-Vorläuferzellen vorkommt. Auf Plasmazellen fehlt es. Es ist der früheste Marker von B-Zellen und spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung der B-Zell-Aktivierung und -Proliferation. CD19 wird auf allen neoplastischen Zellen der akuten B-Zell-Leukämie exprimiert und ist auch bei einigen Formen der akuten monoblastischen Leukämie vorhanden.
• CD20 ist ein nicht glykosyliertes Protein. In der Ontogenese von B-Lymphozyten erscheint das CD20-Antigen nach CD19 im Stadium der Prä-B-Zell-Differenzierung von Lymphozyten. Es fehlt in der Plasmamembran von Plasmazellen. Es wird bei ALL, chronischer lymphatischer B-Zell-Leukämie, Haarzellleukämie, Burkitt-Lymphom und sehr selten bei akuter monoblastischer Leukämie exprimiert.
• CD21 ist ein Glykoprotein, das in signifikanten Mengen auf B-Lymphozyten in lymphatischen Organen und in geringen Mengen auf B-Zellen im peripheren Blut vorkommt. CD21 ist ein Rezeptor für das Epstein-Barr-Virus.
• CD22 ist ein Protein, das aus zwei Polypeptidketten besteht. Es wird auf der Membran der meisten B-Lymphozyten, einschließlich der Vorläuferzellen (Prolymphozyten), exprimiert. Das Antigen wird nach der Aktivierung nicht auf B-Lymphozyten (Plasmazellen) exprimiert. Die stärkste Expression von CD22 findet sich auf Zellen bei Haarzellleukämie, schwache bei myeloischer Leukämie und nicht-T-Zell-ALL.
• CD23 ist ein Glykoprotein, das in deutlich höherem Maße von aktivierten B-Lymphozyten des peripheren Blutes exprimiert wird. CD23 vermittelt IgE-abhängige Zytotoxizität und Phagozytose durch Makrophagen und Eosinophile.
• CD25 ist ein einkettiges Glykoprotein, das als niedrigaffiner Rezeptor für IL-2 identifiziert wurde. Dieser Rezeptor wird auf aktivierten T-Lymphozyten und in geringerer Dichte auf aktivierten B-Zellen exprimiert. Im peripheren Blut gesunder Personen ist das Antigen auf mehr als 5 % der Lymphozyten vorhanden.
• CD29 ist ein Fibronektinrezeptor. Er ist in Geweben weit verbreitet und wird von Leukozyten exprimiert. Der Nachweis von CD29 auf peripheren Blutzellen dient der Typisierung einer Subpopulation von T-Zellen mit dem Phänotyp CD4+CD29+, den sogenannten Typ-2-Helferzellen (Th2). Diese Zellen sind durch die Produktion von Lymphokinen an der humoralen Immunantwort beteiligt.
• CD33 ist ein transmembranäres Glykoprotein. Es kommt auf der Oberfläche von Zellen der myeloiden und monozytären Reihe vor. Es findet sich auf der Oberfläche von Monozyten und in geringerem Maße auch von Granulozyten im peripheren Blut. Etwa 30 % der roten Knochenmarkzellen exprimieren CD33, darunter Myeloblasten, Promyelozyten und Myelozyten. Das Antigen fehlt in den Membranen pluripotenter Stammzellen. Die CD33-Bestimmung dient der Charakterisierung von Zellen bei Leukämien myeloiden Ursprungs. Leukämiezellen lymphatischen und erythroiden Ursprungs exprimieren kein CD33.
• CD34 ist ein Phosphoglykoprotein, das von hämatopoetischen Vorläuferzellen, einschließlich monopotenter Stammzellen, exprimiert wird. Die stärkste Expression von Ag findet sich in frühen Vorläuferzellen; mit zunehmender Zellreife nimmt die Expression des Markers ab. CD34 findet sich auch auf Endothelzellen. Die CD34-Bestimmung dient der Charakterisierung von Zellen bei akuten myeloblastischen und lymphatischen Leukämien. Bei chronischen lymphatischen Leukämien und Lymphomen ist die CD34-Antigenexpression nicht nachweisbar.

• CD41a wird von Thrombozyten und Megakaryozyten exprimiert. Monoklonale Antikörper zum Nachweis von CD41a werden zur Diagnose der Megakaryoblastenleukämie eingesetzt. Bei der Thrombasthenie Glanzmann fehlt die Expression dieses Antigens oder ist deutlich unterdrückt.
• CD42b ist ein Membranglykoprotein, das aus zwei Polypeptidketten besteht. Der Marker wird auf der Oberfläche von Thrombozyten und Megakaryozyten nachgewiesen. In der klinischen Praxis wird der Nachweis von CD42b zur Diagnose einer Thrombozytopathie – dem Bernard-Soulier-Syndrom – verwendet.
• CD45RA gehört zur Klasse der transmembranären Glykoproteine. Es ist ein häufiges Leukozytenantigen. Es wird auf der Zellmembran von B-Lymphozyten, in geringerem Maße von T-Lymphozyten und auf reifen medullären Thymozyten exprimiert. Der Marker wird nicht von Granulozyten exprimiert.
• CD45RO ist eine niedermolekulare Isoform von CD45RA, einem häufigen Leukozytenantigen. Es wird auf T-Zellen (Gedächtnis-T-Lymphozyten), einer Subpopulation von B-Lymphozyten, Monozyten und Makrophagen nachgewiesen. Monoklonale Antikörper gegen CD45RO interagieren mit den meisten Thymozyten, einer Subpopulation ruhender CD4+- und CD8+-T-Lymphozyten sowie reifen aktivierten T-Zellen. Auch Zellen myelomonozytären Ursprungs, Granulozyten und Monozyten tragen dieses Antigen. Es wird in zentroblastischen und immunoblastischen Lymphomen nachgewiesen.
• CD46 ist ein O-glykosyliertes Dimer. Es ist in Geweben weit verbreitet und wird von T- und B-Lymphozyten, Monozyten, Granulozyten, NK-Zellen, Thrombozyten, Endothelzellen und Fibroblasten exprimiert, fehlt jedoch auf der Oberfläche roter Blutkörperchen. CD46 bietet Gewebeschutz vor Komplement.
• CD61 ist ein Thrombozytenantigen. Es wird auf Thrombozyten des peripheren Blutes und des roten Knochenmarks sowie auf Megakaryozyten und Megakaryoblasten exprimiert. Seine Bestimmung dient als Marker bei akuter Megakaryoblastenleukämie. Bei Patienten mit Thrombasthenie Glanzmann fehlt die Antigenexpression oder ist unterdrückt.
• CD95, auch Fas oder APO-1 genannt, ist ein transmembranäres Glykoprotein und gehört zur Familie der Tumornekrosefaktor-Rezeptoren. Es wird in signifikanten Mengen auf T-Lymphozyten (CD4+ und CD8+) im peripheren Blut und in geringerem Maße auf B-Lymphozyten und NK-Zellen exprimiert. Dieses Antigen wird auch auf Granulozyten, Monozyten, Gewebezellen und neoplastischen Zellen exprimiert. Die Bindung von CD95 an den Fas-Liganden (CD95L) induziert die Apoptose in Zellen.
• CD95L, auch Fas-Ligand genannt, ist ein Membranprotein aus der Familie der Tumornekrosefaktor-Rezeptoren. Dieses Antigen wird von zytotoxischen T-Lymphozyten, NK-Zellen und sehr häufig auch Tumorzellen exprimiert und ist der Hauptinitiator der Apoptose in Zellen.
• HLA-DR ist eine monomorphe Determinante von Klasse-II-Molekülen des menschlichen Haupthistokompatibilitätskomplexes (HLA). Der Marker wird auf Langerhans-Zellen, dendritischen Zellen lymphatischer Organe, bestimmten Makrophagentypen, B-Lymphozyten, aktivierten T-Zellen und Thymusepithelzellen exprimiert. Die Untersuchung dieses Markers dient der quantitativen Bestimmung aktivierter T-Lymphozyten mit dem CD3+ HLA-DR+-Phänotyp.

Durch die Auswahl unterschiedlicher monoklonaler Antikörper gegen Marker ist es möglich, ein phänotypisches Porträt von Zellen zu erstellen, die für eine bestimmte Form der Leukämie charakteristisch sind.

Neben der Verwendung von Immunphänotypisierungsmethoden zur Diagnostik und Differentialdiagnostik von Hämoblastosen hat sich ihr Einsatz im Behandlungsprozess zur Beurteilung des Remissionszustands und der Restpopulation leukämischer Zellen als besonders wichtig erwiesen. Wenn man das phänotypische „Porträt“ der Blastenzellen während des Diagnosezeitraums kennt, ermöglichen diese Marker, Zellen des leukämischen Klons während des Remissionszeitraums zu erkennen und durch die Zunahme ihrer Anzahl die Entwicklung eines Rückfalls lange vor (1-4 Monaten) dem Auftreten seiner klinischen und morphologischen Symptome vorherzusagen.

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