Biochemische Diagnose von Lebererkrankungen. Kurze Informationen zum Aufbau der Leber.

Die Leber ist ein ungepaartes Organ mit einem Gewicht von 1300 bis 1800 g. Mehr als 60% der Leberzellen sind Parenchymzellen - Hepatozyten, 25% sind Zellen des Retikulohistiozytussystems (CSG), Endothel- oder Kupfferzellen, der Rest besteht aus duktalem Gewebe, Bindegewebe und anderen Zellen.

Die strukturelle und funktionelle Einheit der Leber ist der Leber acinus oder Leberlappen, der hauptsächlich aus Hepatozyten gebildet wird (Abb. 1). Im Zentrum des Leberlappens befindet sich die Lebervene, aus der die hauptsächlich aus einer einzigen Reihe von Hepatozyten bestehenden Leberstrahlen austreten. Die Lebervene befindet sich in der Mitte des Lappens und an der Peripherie befindet sich ein Portalfeld mit Verzweigungen der Leberarterie, der Portalvene und der kleinsten Gallenkapillare. Zwischen den Strahlen befinden sich erweiterte Kapillaren - die Nebenhöhlen der Leber. Hepatozyten, die Strahlen bilden, wobei eine Seite, der Gefäßpol genannt wird, den Nasennebenhöhlen zugewandt sind, und die Invaginationen der Membran der benachbarten Seite, die als Gallepol bezeichnet wird, bilden die primären Gallenkapillaren (Abb. 2). Ein charakteristisches Merkmal der Galle canaliculi ist ihre vollständige Isolierung von den Blutkapillaren. Durch die Membran der Gefäßpol-Endozytose und Exozytose verschiedener Moleküle und die Gallenflüssigkeit - die Freisetzung von Substanzen aus der Zelle. Die Pfortader und die Leberarterie dringen in die Leber ein und die Lebervene und der Gallengang kommen heraus.

Acini ist in 3 Funktionszonen unterteilt: In 1 Zone befinden sich Zellen neben dem Pfortaltrakt, die besser mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt werden. Zellen der 3. Zone, die sich um die Lebervene befinden, werden weniger mit Sauerstoff und Substraten versorgt und sind empfindlicher gegenüber Ischämie. Es sind die Zellen dieser Zone, die am Metabolismus von Medikamenten beteiligt sind und das Ziel für hepatotoxische Medikamente sind.

Bei der Durchführung von Laborstudien zur korrekten Diagnose ist es wichtig, die Verteilung der Enzyme innerhalb der Zelle zu kennen. Nachfolgend sind Daten zu den am häufigsten für die Diagnose verwendeten Enzymen aufgeführt.

Zytoplasma enthält Alaninaminotransferase (ALT), einen Teil der Aspartataminotransferase (AST), Laktatdehydrogenase (LDH), einen Teil der Gammaglutamyltranspeptidase (GGT) und andere Enzyme.

In Mitochondrien (MX) die meisten von AST (etwa 70%), Glutamatdehydrogenase (GLDG), Alkoholdehydrogenase und viele andere sind konzentriert.

Raues endoplasmatisches Retikulum enthält Cholinesterase (CE) usw.

Im glatten endoplasmatischen Retikulum sind Glucose-6-phosphatase, UDP-Glucuronyltransferase, Membran, die an Hämminen gebundenes Cytochrom P-450 enthält, und andere.

Lysosomen enthalten saure Hydrolasen (saure Phosphatase, Ribonuklease usw.), die durch Absenken des Zell-pH aktiviert werden.

Gallenpfostenmikrovilli Membran-abhängige Enzyme enthalten, wie alkalische Phosphatase (alkalische Phosphatase), 5-Nukleotidase, Teil von GGT, Leucinaminopeptidase (LAP).

Die Kenntnis der Architektur der Leber und der Verteilung von Enzymen innerhalb der Zelle macht deutlich, dass die Aktivität von Enzymen in verschiedenen pathologischen Prozessen ungleich erhöht ist. Mit der vorherrschenden Läsion der zentralen Teile der Läppchen (akute alkoholische Hepatitis, akute venöse Stauung usw.) erhöht sich somit die Aktivität der mitochondrialen Glutamatdehydrogenase (Sauerstoffmangel und MX-Schädigung) und mit der Bekämpfung von Pforten (akute Virushepatitis, chronisch aktive Hepatitis - CAG) cytoplasmatische Transaminaseaktivität.

Biochemische Diagnose von Krankheiten

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Die klinische Biochemie ist neben der pathologischen und normalen Physiologie einer der drei Wale der medizinischen Grundlagenforschung. Ohne Kenntnis der Grundlagen dieser Disziplin unterscheidet sich ein Arzt nicht von einem Schüler, der Krankheiten nur aufgrund von Symptomen und Anzeichen kennt.

Klinische und biochemische Indikatoren, die Veränderungen der Zelle auf molekularer Ebene und chemische Reaktionen überwachen, ermöglichen es, die Ursachen der pathologischen Zustände des Körpers als Ganzes zuverlässig zu bestimmen. Es hängt vom Ausbildungsstand des Klinikers ab, wie kompetent er an die Auswahl der erforderlichen biochemischen Analysen für eine umfassende Untersuchung des Patienten herangeht und auch in der Lage ist, seine diagnostischen Informationen, seinen Wert und seine Zuverlässigkeit zu bewerten.

In der Medizin werden biochemische Laborstudien häufig eingesetzt für:

- eine genaue Diagnose stellen,

- Erkennung der Krankheit im präklinischen Stadium,

- die Wirksamkeit der verordneten Behandlung beurteilen,

- Überwachung des Zustands des Patienten

- Vorhersage möglicher Komplikationen und Folgen der Krankheit.

Empfohlene biochemische Tests

Für die Hauptsysteme des Körpers wurden standardisierte Forschungsmethoden entwickelt, die unbedingt mit dem entsprechenden Symptomkomplex durchgeführt werden müssen:

Pathologie des Herz-Kreislaufsystems.

Angina pectoris (Koagulogramm, Cholesterin mit Fraktionen, Aminotransferasen, Triglyceride, Lipoproteinfraktionen, atherogener Index, Lactatdehydrogenase mit Isoenzymen, Kreatinkinase mit Isoenzymen);

Hypertonie (Cholesterin mit Fraktionen, Cholinesterase, Harnstoff, Harnsäure, Kreatinin, Triglyceride, atherogener Index, der Gehalt an Elektrolyten K und Na);

Atherosklerose (Cholesterin mit Fraktionen, Lipoproteinfraktionen, Triglyceride, atherogener Index);

Myokardinfarkt (Stressproteine, Kreatinkinase mit Isoenzymen, Aminotransferasen, Harnstoff, Cholinesterase, Koagulogramm, Harnsäure, Lactatdehydrogenase mit Isoenzymen);

Hypotonie (17 ККС, Hydrocortison-Gehalt im Urin).

Pathologie des Bindegewebesystems.

Rheuma (Gesamtprotein mit Proteinfraktionen, Glycoproteinen, Sedimenttests, Stressproteinen, Hexosen von Glycoproteinen, Fibrinogen, Sialinsäuren);

Rheumatoide Arthritis (Protein gemeinsam mit Proteinfraktionen, Glycoproteinen, Sialinsäuren);

Gicht (Gesamtprotein mit Proteinfraktionen, Kreatinin, Harnsäure, Stressproteine, Glycoproteine);

Sklerodermie (Gesamtprotein mit Proteinfraktionen, Fibrinogen, Stressproteinen, Hydroxyprolin).

Pathologie des Gallen- und Magen-Darm-Systems.

Gallensteinerkrankung (Bilirubin mit Fraktionen, alkalische Phosphatase, Y-Glutamyltranspeptidase);

Atrophische Gastritis (Pepsinogen, Gastrin);

Chronische Pankreatitis (Glukose, Glukosetoleranz, Gesamtprotein mit Proteinfraktionen, Amylase mit Isoenzymen, Lipase im Urin und im Blut);

Nekrose der Bauchspeicheldrüse (Amylase);

Dystrophisch-degenerative Veränderungen in der Leber, Fettform (Harnstoff, Glutamatdehydrogenase, Alaninaminotransferase, Cholinesterase, Aspartataminotransferase);

Leberzirrhose (Harnstoff, Cholesterin, Aspartataminotransferase, Kreatinin, Alaninaminotransferase, Proteinfraktionen, β-Lipoproteine, Sedimentproben);

Hepatitis chronisch (gleiche Forschung wie bei Zirrhose, plus Laktatdehydrogenase mit Isoenzymen, Gesamtprotein, alkalische Phosphatase);

Hepatitis ist akut (dieselbe Forschung wie in der chronischen Form mit Ausnahme der alkalischen Phosphatase und des Harnstoffs).

Pathologie des Atmungssystems.

Lungenabszess, akute Bronchitis, Asthma bronchiale (Gesamtprotein mit Fraktionen, Stressprotein);

Bronchiektasie (das gleiche plus Fibrinogen);

Chronische Pneumonie (Gesamtprotein mit Fraktionen, Stressprotein, Laktatdehydrogenase mit Isoenzymen);

Lungenentzündung akut (wie chronische plus Glykoproteine, Sedimentproben, Sialinsäure)

Tuberkulose (Gesamtprotein mit Fraktionen, Stressprotein, Sialinsäure, Glykoprotein, Sedimentproben).

Pathologie des Harnsystems.

Akutes und chronisches Nierenversagen (Gesamtprotein mit Fraktionen, Kreatinin, Urinprotein, Harnstoff, Elektrolytgehalt Na, Cl, K, Ca);

Nierenerkrankung (wie bei Insuffizienz plus Harnsäure und Elektrolyt P mit Ausnahme von Cl);

Nephrotisches Syndrom (dasselbe wie bei Insuffizienz plus Elektrolyt-Mg mit Ausnahme von Cl);

Amyloidose der Nieren (wie bei Insuffizienz zuzüglich des Elektrolyten Mg mit Ausnahme von Cl und Y-Glutamyltranspeptidase);

Chronische Pyelonephritis (gemeinsames Protein mit Fraktionen, Stressproteinen, alkalische Phosphatase, Cholinesterase, Urinprotein, Y-Glutamyltranspeptidase);

Glomerulonephritis (Gesamtprotein mit Fraktionen, Stressproteinen, Harnstoff, Y-Glutamyltranspeptidase, Kreatinin, Laktatdehydrogenase mit Isoenzymen, Cholinesterase).

Pathologie des endokrinen Systems.

Diabetes mellitus (Glukose im Urin und im Blut, Insulin, Aceton, Cholesterin, Beta-Lipoproteine mit der Wahrscheinlichkeit einer versteckten Form - ein Test auf Glukose-Empfindlichkeit);

Nichtzuckerkrankheit (Glukose, Vasopressin, Glukosetoleranztest);

Hypoparathyreoidismus (alkalische Phosphatase, der Gehalt an Elektrolyten K und P im Blut und Urin);

Hypothyreose (Thyroxin, Triiodothyronin, Triglyceride, Beta-Lipoproteine, Cholesterin, Harnstoff);

Eitrige Thyreoiditis (Thyroxin, Triiodthyronin, Stressproteine, Gesamtprotein mit Fraktionen);

Autoimmune Thyreoiditis (Thyroxin, Triiodthyronin, Jodabsorption131 durch die Schilddrüse, Eiweiß-gebundenes Jod);

Kropf ist endemisch (wie bei der Autoimmunform der Thyreoiditis plus Cholesterin und Harnstoff im Urin);

Kropf diffus, giftig (Thyroxin, Trijodthyronin, TSH, Jodprotein gebunden, Glukose, Harnstoff, Cholesterin).

Wenn der Arzt es für notwendig hält, werden zusätzlich zu den Hauptuntersuchungen zusätzliche Labortests ernannt. (Beobachten Sie die Behandlung)

Entschlüsselung der biochemischen Analyse von Blut

Was zeigt eine biochemische Blutuntersuchung?

Blut ist eines der Biomaterialien des Körpers. Es ist in allen Organen und Geweben vorhanden. Seine Zusammensetzung umfasst Substanzen, die während der Arbeit aller Organe gebildet werden. Ein Bluttest für die Biochemie bestimmt das Vorhandensein und das Niveau seiner Bestandteile.

Beim Vergleich der Daten der Diagnose und der Normalwerte kann der Funktionszustand der Organe bestimmt werden, um die Art der in ihnen auftretenden Pathologien zu bestimmen. Bei einigen Krankheiten ist die Blutbiochemie die einzige Möglichkeit, die Diagnose objektiv zu bestätigen.

Neben den Hauptindikatoren (Glukose, Hämoglobin, Kreatinin, Cholesterin und andere) offenbart die biochemische Analyse auch spezifische Indikatoren (Elektrolyte, Serum, Rheumafaktor und andere), die für die Diagnose endokrinologischer und genetischer Erkrankungen erforderlich sind. Die Methode ist auch in der Pädiatrie, Sportmedizin zur Beurteilung des Funktionszustands des Körpers von Kindern und Sportlern anwendbar.

Was sind die Indikatoren für die biochemische Analyse von Blut?

Die Biochemie wird häufig stationär oder ambulant verschrieben. Ein Bluttest wird durchgeführt, um die Wirksamkeit der Behandlung zu diagnostizieren oder zu überwachen. Der Arzt bestimmt individuell die Liste der Indikatoren, deren Höhe im Patienten eingestellt werden muss. Dies kann ein Indikator sein (z. B. Glukose bei Diabetes mellitus) oder mehrere (z. B. Leberfunktionstests - Gesamtprotein, Bilirubin, Prothrombinindex, ALT, AST - bei Hepatitis).

Indikationen für die Studie sind Krankheiten:

hepatobiliäres System;
die Nieren;
endokrines System;
herzen;
muskuloskelettales System;
Kreislaufsystem;
Magen-Darm-Trakt.

In Kombination mit den Methoden der instrumentellen Diagnostik hilft die Blutbiochemie bei der Diagnose der Pathologie der inneren Organe.

Wie macht man einen Bluttest für die Biochemie?

Die biochemische Analyse untersucht venöses Blut. Nehmen Sie das Biomaterial aus den peripheren (Ulnar- oder Radialvenen). Bei eingeschränktem Zugang zum Unterarm (Frakturen, Verbrennungen usw.) wird Blut aus jeder anderen Vene (an Händen, Füßen, Beinen) entnommen.

Vor dem Bestehen der Analyse sollte der Patient Folgendes vorbereiten:

8 Stunden vor der Blutspende kann man nicht essen, zuckerhaltige Getränke trinken;
für 2 Tage müssen Sie auf Alkohol und fetthaltige Lebensmittel verzichten;
Vermeiden Sie am Vorabend der Studie körperlichen und emotionalen Stress.

Die Analyse erfolgt vor der Medikation, vor diagnostischen und therapeutischen Verfahren (Röntgenuntersuchung, Physiotherapie usw.).

Die Hautpunktionsstelle wird mit einem Antiseptikum - 96% igem Ethylalkohol oder einer Wasserstoffperoxidlösung behandelt. Blut in einem Volumen von 5-10 ml wird in einem sterilen Trockenröhrchen gesammelt und zur Studie geschickt.

Normen der biochemischen Analyse von Blut (Tabelle)

Norm bei Erwachsenen

Bei Kindern unter 14 Jahren

Gesamtbilirubin (Tbil)

bis zu 250 µmol / l (Neugeborene)

Direktes Bilirubin (Idbil)

Alkalische Phosphatase (Alp)

Lipoproteine VP (hdl)

Bis zu 6 g / l (während der Schwangerschaft)

Harnsäure (Harnsäure)

C-reaktives Protein (crp)

Antistreptolysin O (auch ua)

Wie kann man die biochemische Analyse entschlüsseln?

Das Entschlüsseln der biochemischen Analyse von Blut ist ein Vergleich der erhaltenen Ergebnisse mit den Normen der Indikatoren. Das Analyseformular enthält eine vollständige Liste der vom biochemischen Labor ermittelten Substanzen und deren Referenzwerte. Manchmal reicht es aus, eine definitive Diagnose auf der Grundlage einer Abweichung von der Norm eines oder mehrerer Parameter zu erstellen. Um dies jedoch zu bestätigen, benötigen Sie häufiger zusätzliche Ergebnisse. Als nächstes wird betrachtet, was eine Abweichung von den Normen der Hauptindikatoren der Blutbiochemie bedeutet, für welche Krankheiten es typisch ist.

Gesamtprotein

Gesamtprotein ist eine Sammlung von Proteinen im Blutplasma. Sein Niveau hilft, Erkrankungen der inneren Organe und des Blutes zu erkennen. Der Indikator steigt bei Bedingungen:

Austrocknung des Körpers (Erbrechen, Durchfall, Verbrennungen usw.);
akute und chronische Infektionen;
onkologische Erkrankungen.

Der Gehalt an Gesamtprotein nimmt ab mit:

Proteinmangel während des Fastens;
Lebererkrankung;
akute und chronische Blutung;
Thyrotoxikose.

Bilirubin

Bilirubin ist ein Gallenfarbstoff, der durch die Zerstörung der roten Blutkörperchen gebildet wird. Der Stoffwechsel erfolgt aufgrund der normalen Leberfunktion. Sein Niveau variiert mit Lebererkrankungen, Gallenwege und Anämie. Bilirubin ist eine freie und gebundene Fraktion. Der Anstieg des ersten Indikators tritt auf, wenn:

akute virale, toxische, Drogenhepatitis;
bakterielle Schädigung der Leber (Leptospirose, Brucellose usw.);
Lebertumoren, primäre biliäre Zirrhose;
hämolytische Anämie.

Der erhöhte Gehalt an gebundenem Bilirubin ist typisch für Erkrankungen, die den Gallefluss stören:

Gallensteinkrankheit;
Pankreastumor;
entzündliche Erkrankungen der Gallenwege usw.

Enzyme

Enzymaktivität kennzeichnet den Zustand der inneren Organe. Leistungssteigerung durch die Niederlage organischer Zellen. Der Anstieg des Aminotransferase-Spiegels ALAT, ALAT tritt auf, wenn:

akute, chronische Hepatitis;
Lebernekrose;
Herzinfarkt;
Verletzungen und Erkrankungen der Skelettmuskulatur;
Cholestase;
schwere Gewebehypoxie.

Erhöhte Laktatdehydrogenase (LDH) sind typisch für:

Herzinfarkt, Niere;
Myokarditis;
ausgedehnte Hämolyse;
Lungenembolie;
akute Hepatitis.

Hohe Kreatinphosphokinase (CPK) kann auftreten, wenn:

Herzinfarkt;
Nekrose der Skelettmuskulatur;
Epilepsie;
Myositis und Muskeldystrophie.

Harnstoff gehört zur Gruppe der Substrate - eine Verbindung mit niedrigem Molekulargewicht, die von der Leber synthetisiert wird. Der Gehalt der Substanz im Blut hängt von der Filtrationsfähigkeit der Nieren und der Synthesefunktion der Leber ab. Gründe für die Erhöhung:

Nierenerkrankungen (Glomerulonephritis, Amyloidose, Pyelonephritis, Behandlung mit Nephrotoxika);
kardiovaskuläres Versagen;
massiver Blutverlust;
Verbrennungen;
Verletzung des Harnabflusses;
Essen überschüssiges Protein.

Gründe für die Reduzierung des Harnstoffspiegels:

Fasten und strenger Vegetarismus;
Vergiftung mit Giften;
Schwangerschaft
Verletzung der synthetischen Funktion der Leber.

Harnsäure

Harnsäure ist das Endprodukt des Stoffwechsels bestimmter Proteine. Der Hauptteil wird über die Nieren ausgeschieden, der Rest mit Kot. Ein Anstieg des Harnsäurespiegels im Blut weist auf folgende Zustände hin:

Nierenversagen;
Leukämie;
Lymphom;
anhaltendes Fasten;
Alkoholmissbrauch;
Überdosierung mit Salicylaten und Diuretika.

Wie viel kostet ein biochemischer Bluttest?

Die Kosten biochemischer Blutuntersuchungen hängen von der Anzahl der ermittelten Parameter ab. Der Preis für jeden von ihnen liegt zwischen 130 und 300 Rubel. Die teuerste Methode für biochemische Blutuntersuchungen ist die Immunelektrophorese, deren Kosten in einigen Kliniken 1000 Rubel erreichen.

Biochemie und Pathobiochemie der Leber. Biochemische Diagnose von Lebererkrankungen

Biochemische Diagnose von Lebererkrankungen.

BIOCHEMISCHE DIAGNOSTIK VON LEBERKRANKHEITEN.

Kurze Informationen zum Aufbau der Leber.

Zytoplasma enthält Alaninaminotransferase (ALT), einen Teil der Aspartataminotransferase (AST), Laktatdehydrogenase (LDH), einen Teil der Gammaglutamyltranspeptidase (GGT) und andere Enzyme.

In Mitochondrien (MX) die meisten von AST (etwa 70%), Glutamatdehydrogenase (GLDG), Alkoholdehydrogenase und viele andere sind konzentriert.

Raues endoplasmatisches Retikulum enthält Cholinesterase (CE) usw.

Im glatten endoplasmatischen Retikulum sind Glucose-6-phosphatase, UDP-Glucuronyltransferase, Membran, die an Hämminen gebundenes Cytochrom P-450 enthält, und andere.

Lysosomen enthalten saure Hydrolasen (saure Phosphatase, Ribonuklease usw.), die durch Absenken des Zell-pH aktiviert werden.

Gallenpfostenmikrovilli Membran-abhängige Enzyme enthalten, wie alkalische Phosphatase (alkalische Phosphatase), 5-Nukleotidase, Teil von GGT, Leucinaminopeptidase (LAP).

Die Leber wird als zentrales Stoffwechsellabor bezeichnet, da sie gleichermaßen Stoffe aus dem Darm und Stoffwechselprodukte, die in verschiedenen Organen und Geweben gebildet werden, aufgrund ihrer Vitalaktivität umwandelt. Derzeit sind mehr als 500 Stoffwechselfunktionen bekannt. Betrachten Sie kurz die wichtigsten.

1. synthetisch. Die Leber synthetisiert Proteine, Enzyme, Gerinnungsfaktoren, Cholesterin, Phospholipide usw. Die Hauptbildung der Ketonkörper erfolgt in der Leber.

2. Entgiftung für endogen (Ammoniak, Bilirubin usw.). und exogen (Drogen usw.) Substanzen. Die Entgiftung von Arzneimitteln umfasst 2 Phasen: 1 - Modifikation von Arzneimitteln bei Redoxreaktionen mit Cytochrom P 450 und Konjugation von Arzneimitteln mit wasserlöslichen Substanzen durch Zugabe von Glucuronsäure, Schwefelsäure, Glutathion usw. Bei Lebererkrankungen sind Reaktionen der ersten Phase reduziert oder nicht vorhanden.

3. Sekretion - Sekretion der Galle Der Gallensekretionsapparat umfasst die Gallenkanalchen, Mikrovilli, die an sie angrenzenden Lysosomen und den Golgi-Komplex. Der Mechanismus der Gallensekretion umfasst die Freisetzung von Cholesterin, Gallensäuren, Pigmenten und Phospholipiden in Form eines spezifischen makromolekularen Komplexes - der Gallemicelle. Die in der Leber gebildeten primären Gallensäuren gelangen in den Darm, wo sie durch die Wirkung der Darmflora in sekundäre Gallensäuren umgewandelt werden. Letztere werden vom Darm aufgenommen und gelangen in die Leber (enterohepatischer Kreislauf). Die Leber konjugiert sie mit Glycin und Taurin und verwandelt sie in amphiphile Verbindungen mit einer hohen Fähigkeit, hydrophobe Verbindungen zu emulgieren. Substanzen. Alle Prozesse, die eine Verletzung des Verhältnisses der Bestandteile in der Galle verursachen (hormonell, entzündlich usw.), führen zu einer Verletzung der Gallensekretion - Cholestase.

4. Ausscheidung - Ausscheidung verschiedener Substanzen, einschließlich Feststoffen, mit der Galle.

Die Leber nimmt an allen Arten des Stoffwechsels teil.

1. Proteinaustausch Die Leber synthetisiert die folgenden Proteine:

Albumin 100%, Fibrinogen

₁-Globuline 90%, Blutgerinnungsfaktoren

₂-Globuline 75% (einschließlich Vitamin K-abhängig)

-Globuline 50%, Pseudocholinesterase (CE)

Albumin gehört zu den leichtesten Blutproteinen, OMM 65-70 kD, und wird ausschließlich von der Leber synthetisiert. Albumine halten den onkotischen Druck aufrecht, ein Abfall ihres Inhalts führt zu Ödemen. Wenn eine Abnahme der Albuminkonzentration nicht mit Mangelernährung, einer Verletzung der Darmresorption oder einem starken Proteinverlust zusammenhängt, liegt dies an einer ausgeprägten Abnahme der Leberfunktion. Albumine spielen eine wichtige Rolle beim Transport von Substanzen, die schwer wasserlöslich sind (hydrophob). Solche Substanzen umfassen Bilirubin, Cholesterin, Fettsäuren, eine Reihe von Hormonen und Medikamenten. Die Verletzung der Transportfunktion von Albumin führt zu vielen pathologischen Veränderungen.

Die Leber hält das Niveau der Aminosäuren, einschl. zyklisch (Tyrosin, Tryptophan, Phenylalanin) neutralisiert Ammoniak und wandelt es in Harnstoff um. Die Harnstoffsynthese ist eine der stabilsten Funktionen der Leber.

2. Lipidaustausch. Die Cholesterinsynthese wird zu 90% in der Leber und im Darm durchgeführt. Ein erheblicher Teil des Cholesterins in der Leber wird in Gallensäuren, Steroidhormone und Vitamin D umgewandelt₂. Die Leber wandelt für das Gehirn toxische kurzkettige Fettsäuren (4-8 Kohlenstoffatome - Capronsäure, Isovaleriansäure usw.) in langkettige Fettsäuren (16-18 Kohlenstoffatome) um.

3. Kohlenhydrataustausch. Die Leber hält ein stabiles Niveau der Glykämie durch Glykogenese, Glykogenolyse und Glukoneogenese aufrecht. Die Leber produziert Insulinasen - Enzyme, die Insulin abbauen, unterstützen die Konzentration von Milch- und Brenztraubensäure.

4. Der Pigmentstoffwechsel beinhaltet die Umwandlung eines toxischen, fettlöslichen indirekten Bilirubins mit einem Glucuronsäureester in ein Hepatozyten durch Umwandlung in ein nichttoxisches, wasserlösliches direktes. Die Freisetzung von Bilirubing-Glucuronid kann entweder durch direkte Sekretion in die Gallenkapillare oder durch Einbau in die Galle-Micelle erfolgen.

5. Beim Porphyrin-Metabolismus wird ein Häm synthetisiert, der aus einem Komplex von Protoporphyrin mit Eisen besteht. Häm ist notwendig für die Synthese von Häm-haltigen Leberenzymen (Cytochrome etc.). Angeborene Abnormalität der Häm-Synthese in der Leber führt zu Erkrankungen - hepatische Porphyrie.

6. Austausch von Hormonen Bei Erkrankungen der Leber wird ein Anstieg des Hormonspiegels beobachtet, der mit einer Verletzung der Gallensekretion oder einer Störung des normalen Hormonstoffwechsels (unzureichende Zerstörung) verbunden ist. Der Gehalt an Adrenalin und Noradrenalin (Mediatoren des sympathischen Nervensystems), Mineralocorticoid Aldosteron, Sexualhormonen, insbesondere Östrogenen, Gewebshormonen Serotonin und Histamin ist erhöht.

7. Austausch von Spurenelementen. Die Leber stellt Proteine für den Transport (Transferrin) und die Ablagerung (Ferritin) von Eisen her, sie ist auch das Hauptlager für Eisen. Die Leber spielt eine wichtige Rolle im Metabolismus von Kupfer: Sie synthetisiert Ceruloplasmin, ein Glykoprotein, das bis zu 90% des Blutkupfers bindet und auch Kupfer, das lose an Albumin gebunden ist, aus Blutplasma bindet und überschüssiges Kupfer durch Lysosomen mit der Galle in den Darm abgibt. Die Leber beteiligt sich am Austausch anderer Spurenelemente und Elektrolyte.

Die Hauptsyndrome bei Erkrankungen der Leber.
Bei verschiedenen Erkrankungen der Leber werden bestimmte Arten des Stoffwechsels oder bestimmte Funktionen des Organs gestört. Einige Krankheiten gehen mit einer vorwiegenden Schädigung der Leberzellen einher. andere - eine primäre Verletzung des Abflusses von Galle usw., so dass die Diagnose von Lebererkrankungen häufig syndromisch erfolgt. Im Folgenden werden die Hauptsyndrome beschrieben (Tabelle 7).

1. Das zytolytische Syndrom (Zytolyse) tritt als Folge einer Zerstörung der Struktur von Leberzellen, einer Erhöhung der Membranpermeabilität in der Regel aufgrund erhöhter Lipidperoxidationsprozesse (LPO) und der Freisetzung von Enzymen in das Blut auf. Beim zytolytischen Syndrom gelangen sowohl zytoplasmatische als auch mitochondriale Komponenten von Enzymen in den Blutkreislauf, aber zytoplasmatische Isoenzyme bestimmen das Hauptaktivitätsniveau. Die Zytolyse geht hauptsächlich mit akuten Lebererkrankungen einher und nimmt mit der Verschlimmerung chronischer Erkrankungen zu. Folgende Hauptmechanismen der Zytolyse werden unterschieden:

1) toxische Zytolyse (viral, alkoholisch, medikamentös);

2) Immuncytolyse, einschl. Autoimmun;

4) hypoxisch ("Schockleber" usw.);

5) Tumorzytolyse;

6) Zytolyse in Verbindung mit Mangelernährung und Unzulänglichkeit der Nahrung.

Die Zytolyse ist nicht identisch mit der Zellnekrose: Während der Zytolyse bleibt die Zelle lebendig und für verschiedene Arten des Metabolismus, einschließlich der Synthese von Enzymen, verantwortlich. Daher kann die Aktivität von Enzymen während der Zytolyse das Zehnfache oder Hundertfache ansteigen und lange Zeit erhöht bleiben. Nekrose impliziert den Zelltod, sodass der Anstieg der Enzymaktivität signifikant sein kann, jedoch nur von kurzer Dauer ist.

Die wichtigsten verfügbaren Marker für die Zytolyse bei akuter Hepatitis sind Alanin (ALT) - und Asparagin (AST) -Transaminasen, Gamma-Glutamyl-Transpeptidase (GGT), Laktatdehydrogenase (LDH).

Erhöhte ALT und AST Bei 88-97% der Patienten, je nach Art der Hepatitis, mehr als die Hälfte von ihnen beobachtet, ist eine signifikante (10-100-fache) Zunahme zu beobachten. Die maximale Aktivität ist für die 2-3. Woche der Erkrankung charakteristisch, und die Normalisierung liegt bei 5-6 Wochen. Ein Überschreiten der Normalisierung der Aktivität ist ein ungünstiger Faktor. ALT-Aktivität> AST, die mit der Verteilung von AST zwischen Zytoplasma und Mitochondrien zusammenhängt. Der vorherrschende Anstieg von AST ist mit einem Mitochondrienschaden verbunden und wird bei schwerwiegenden Leberschäden, insbesondere Alkohol, beobachtet. Die Transaminaseaktivität steigt bei chronischen Lebererkrankungen (meist in der akuten Phase) und bei Lebertumoren moderat (2- bis 5-fach) an. Bei Leberzirrhose ist eine Aktivitätssteigerung von Tranaminasen in der Regel nicht charakteristisch.

Gamma-Glutamyltranspeptidase (GGT, GGTP, -GT) ist im Cytoplasma (Isoform mit niedrigem Molekulargewicht) enthalten und mit den Membranen des Gallenpols (Isoform mit hohem Molekulargewicht) assoziiert. Eine Erhöhung seiner Aktivität kann mit Zytolyse, Cholestase, Alkohol- oder Medikamentenvergiftung und Tumorwachstum einhergehen. Daher ist eine Erhöhung der GGT-Aktivität nicht spezifisch für eine bestimmte Erkrankung, sondern in gewissem Maße universell oder für das Screening auf Lebererkrankungen.

Lactatdehydrogenase (LDH) nimmt mit vielen Krankheiten zu. Der diagnostische Wert der Gesamtaktivität ist gering und beschränkt sich auf die Definition zum Ausschluss von Tumor- und Hämolyseprozessen sowie für die Differentialdiagnose des Gilbert-Syndroms (normal) und der chronischen Hämolyse (erhöht). Für die Diagnose einer Lebererkrankung eine signifikantere Beurteilung des hepatischen Isoenzyms LDH - LDH₅.

Eine Erhöhung der Aktivität eines oder aller Enzyme deutet auf eine akute Lebererkrankung, eine Verschlimmerung einer chronischen Erkrankung oder einen Tumorprozess hin, weist jedoch nicht auf die Art der Erkrankung hin und lässt keine Diagnose zu.
2. Das cholestatische Syndrom (Cholestase) ist durch eine Verletzung der Gallensekretion gekennzeichnet. Einige Autoren identifizieren eine seltene anicterische Form der Cholestase, die mit Änderungen der normalen Verhältnisse der Bestandteile der Galle (hormonelle Veränderungen, Störungen des enterohepatischen Kreislaufs von Cholesterin) verbunden ist. Intrahepatische Cholestase, die mit einer gestörten Sekretion der Galle durch Hepatozyten oder einer Gallebildung in den Gallengängen und einer extrahepatischen Cholestase aufgrund einer Verstopfung der Gallengänge durch Stein, Tumor oder der Verabreichung von Medikamenten, die Cholestase verursachen, verbunden ist, wird unterschieden. Bei Cholestase dringen Substanzen ein, die bei gesunden Menschen in der Galle ausgeschieden werden, und reichern sich im Blutplasma an, und die Aktivität der sogenannten Indikator-Cholestase-Enzyme steigt. Die typische ikterische Form der Cholestase ist durch Pruritus und Gelbsucht gekennzeichnet.

Die Cholestase erhöht den Gehalt an Gallensäuren; Bilirubin mit einem vorherrschenden Anstieg der konjugierten Galle (Cholebilirubin); Cholesterin und -Lipoproteine; Enzymaktivität alkalische Phosphatase, GGT, 5-Nukleotidase.

Alkalische Phosphatase (alkalische Phosphatase) zeigt seine Aktivität bei pH 9-10, ist in der Leber, im Darm, im Knochengewebe enthalten, aber das Hauptausscheidungsorgan ist die Leber. In Hepatozyten ist alkalische Phosphatase mit den Membranen des Gallenpols und den epithelialen Mikrovilli der Gallengänge verbunden. Die Ursachen der Hyperfermentämie sind die verzögerte Ausscheidung des Enzyms in der Galle und die Induktion der Enzymsynthese, abhängig von der Blockierung des enterohepatischen Kreislaufs. Eine erhöhte Aktivität bei Lebererkrankungen weist meistens auf eine Cholestase hin, bei der die Enzymaktivität bis zu 3-mal oder mehrmals um 4-10 Tage ansteigt, sowie bei Lebertumoren. Mit zunehmender Aktivität der alkalischen Phosphatase sollte eine Differentialdiagnose bei Knochenerkrankungen erfolgen.

5-Nukleotidase gehört zu der Gruppe der alkalischen Phosphatasen, variiert parallel zu ihnen, aber die Erhöhung ihrer Aktivität ist ausschließlich mit der Cholestase verbunden. Aufgrund des Mangels an verfügbaren kommerziellen Kits kann dieser Indikator jedoch nicht vollständig verwendet werden.

GGT Es ist auch ein an die Membran gebundenes Enzym und steigt mit Cholestase aufgrund der Aktivierung der Synthese an. Das Studium der GGT mit Cholestase gilt als obligatorisch.

Eine Unterbrechung der Gallenausscheidung führt zu einer gestörten Emulgierung von Fetten und zu einer Verringerung der Absorption fettlöslicher Substanzen im Darm, einschließlich Vitamin K. Die Verringerung der Menge an Vitamin K im Körper führt zu einer Abnahme der Synthese von Vitamin K-abhängigen Blutgerinnungsfaktoren und einer Abnahme des Prothrombinindex (PTI). Bei intramuskulärer Gabe von Vitamin K mit Cholestase steigt der PI-Wert pro Tag um 30%.

3. Das Hepatodepressive Syndrom umfasst jegliche Leberfunktionsstörung, die nicht von einer Enzephalopathie begleitet wird. Das Syndrom tritt bei vielen Erkrankungen der Leber auf, ist jedoch bei chronischen Prozessen am stärksten ausgeprägt. Um das Syndrom anzuzeigen, werden Belastungstests und die Bestimmung der Konzentration oder Aktivität verschiedener Komponenten von Serum oder Plasma verwendet.

Stresstests sind empfindlich, werden jedoch selten angewendet. Dazu gehören:

a) Tests der Ausscheidungsfunktion von Leberbromsulfalein, Indocyanova usw.;

b) Tests auf die Entgiftungsfunktion der Leber - Antipyrin, Koffein, Schnellprobe.

Studien haben gezeigt, dass die Synthesefunktion für Lebererkrankungen am wenigsten stabil ist und die Synthese der Substanzen, die hauptsächlich in der Leber gebildet werden, zunächst abnimmt. Es gibt folgende und informative Indikatoren für die Hepatodekretion:

1. Albumin fast vollständig von der Leber synthetisiert. Eine Abnahme seiner Konzentration wird bei der Hälfte der Patienten mit akuter und bei 80-90% der Patienten mit CAH und Leberzirrhose beobachtet. Hypoalbuminämie entwickelt sich allmählich, das Ergebnis kann eine Abnahme des onkotischen Blutdrucks und Ödems sowie eine Abnahme der Bindung von hydrophoben und amphiphilen Verbindungen endogener und exogener Natur (Bilirubin, freie Fettsäuren, Arzneimittel usw.) sein, die Vergiftungsphänomene verursachen können. Informative parallele Bestimmung von Albumin und Gesamtprotein. In der Regel bleibt der Gesamtproteingehalt normal oder steigt aufgrund von Immunglobulinen (Ig) vor dem Hintergrund einer Abnahme der Albuminkonzentration an. Die Reduktion von Albumin auf 30 g / l oder weniger weist auf einen chronischen Prozess hin.

2 -1-Antitrypsin - Glykoprotein, das 80 bis 90% der Fraktion ausmacht₁-Globulin, ein Akutphasenprotein, das in der Leber synthetisiert wird, ist ein empfindlicher Indikator für Entzündungen von Parenchymzellen. Außergewöhnliche diagnostische Bedeutung im Zusammenhang mit angeborenem Eiweißmangel, die bei Kindern zu schweren Schädigungen der Leber und anderer Organe führen kann.

3. Cholinesterase (Pseudocholinesterase, Butyrylcholinesterase - HE, BChE) Serum, synthetisiert durch die Leber, bezieht sich auf₂-Globuline. Eine ihrer Funktionen ist die Aufspaltung von Muskelrelaxanzien aus Succinyldicholin (Listenon, Ditilin). Das Fehlen eines Enzyms oder das Auftreten atypischer Formen verkomplizieren den Abbau von Medikamenten, was den Prozess der Genesung von der Anästhesie erschwert. Um postoperative Komplikationen zu vermeiden, wird empfohlen, die Enzymaktivität und die Dibukainzahl zu bestimmen, d. H. der Inhibitionsgrad des Enzyms Dibucain. Bei chronischen Prozessen, insbesondere Leberzirrhose, nimmt die Enzymaktivität ab und der Reduktionsgrad hat einen prognostischen Wert. Ein weiterer Grund für die Abnahme der Aktivität ist die Organophosphatvergiftung.

4. Fibrinogen, I Koagulationsfaktor, Akutphasenprotein, bezieht sich auf ₂-Globuline. Der Fibrinogenspiegel nimmt bei schweren chronischen und akuten Lebererkrankungen auf natürliche Weise ab.

5. PTI sinkt aufgrund einer gestörten Synthese von Vitamin-K-abhängigen Gerinnungsfaktoren (II, VII, IX, X). Im Gegensatz zur Cholestase wird der Spiegel der IPT bei intramuskulärer Verabreichung von Vitamin K nicht normalisiert. IPT ist ein Marker für den Schweregrad einer akuten Leberfunktionsstörung.

6. Cholesterin Blutabnahme bei Patienten mit chronischer Hepatitis und Leberzirrhose, häufiger bei einer subakuten Variante des Verlaufs. In der Fettleber kann der Cholesterinspiegel ansteigen.

Bei chronischen Lebererkrankungen im Kompensationsstadium ist die Erhöhung der Enzymaktivität uncharakteristisch. Eine moderate Erhöhung (1,5–3-fach) der Transaminase-Aktivität mit einem höheren AST-Spiegel weist jedoch auf eine Schädigung der subzellulären Strukturen, insbesondere der MX, hin.

4. Das mesenchymal-inflammatorische Syndrom wird durch eine Schädigung des Mesenchyms und des Stromas der Leber verursacht. Es handelt sich im Wesentlichen um eine Immunantwort auf die antigene Stimulation intestinalen Ursprungs. Dieses Syndrom begleitet sowohl akute als auch chronische Lebererkrankungen. Syndrom-Marker sind -Globuline, Immunglobuline, Thymol-Assay, Antikörper gegen zelluläre Elemente usw.

Definition -Globuline verweist auf die obligatorischen Tests für die Leber. Der Anstieg von -Globulinen, die im Wesentlichen Immunglobuline sind, ist für die meisten Lebererkrankungen charakteristisch, ist jedoch bei CAG und Leberzirrhose am ausgeprägtesten. Kürzlich wurde gezeigt, dass ß-Globuline von Kupffer-Zellen und Plasmazellen von entzündlichen Leberinfiltraten produziert werden können. Bei Leberzirrhose vor dem Hintergrund einer niedrigen Albuminkonzentration wird aufgrund einer Verletzung der Synthesefunktion der Leber ein signifikanter Anstieg der α-Globuline beobachtet, während die Konzentration des Gesamtproteins normal oder erhöht bleiben kann.

Immunglobuline (Ig) sind Proteine, die in der -Globulinfraktion enthalten sind und die Eigenschaften von Antikörpern besitzen. Es gibt fünf Hauptklassen von Ig: IgA, IgM, IgG, IgD, IgE, aber die ersten drei werden für die Diagnose verwendet. Bei chronischen Lebererkrankungen nimmt der Gehalt aller Ig-Klassen zu, das IgM-Wachstum ist jedoch am stärksten ausgeprägt. Bei alkoholischen Leberschäden wird ein Anstieg des IgA beobachtet.

Thymol-Test - unspezifische, aber erschwingliche Forschungsmethode, deren Ergebnis von dem Gehalt an IgM, IgG und Lipoproteinen im Serum abhängt. Der Test ist bei 70-80% der Patienten mit akuter Virushepatitis in den ersten 5 Tagen der Iterusperiode positiv, bei 70-80% der Patienten mit CAH und bei 60% der Patienten mit Leberzirrhose. Die Probe ist bei obstruktiver Gelbsucht bei 95% der Patienten normal.

Antikörper gegen Gewebe und zelluläre Antigene (nukleare, glatte Muskulatur, Mitochondrien) ermöglichen die Identifizierung von Autoimmunkomponenten bei Lebererkrankungen.

Weitere Forschungsmethoden umfassen die Definition von Haptoglobin, Orozomukoida, ₂-Makroglobulin, ₂-Mikroglobulin, Hydroxyprolin, Uronsäuren.
Tabelle 1

Biochemische Diagnose von Krankheiten

Biochemische Diagnostik Biochemische Diagnostik (klinische Chemie (Biochemie), Pathochemie) - die Richtung der klinischen Labordiagnostik, deren Zweck es ist, den Zustand des Patienten zu überwachen und Krankheiten zu diagnostizieren, indem chemische Bestandteile im Biomaterial (Blut, Urin, in einigen Fällen Kot, Pleura oder Cerebrospinalflüssigkeit) identifiziert werden..

Blutplasma ist eine Organismusflüssigkeit, die eine komplexe chemische Zusammensetzung aufweist, einschließlich einer großen Menge anorganischer Ionen, Enzyme, Hormone, Proteine, Lipide und Kohlenhydrate sowie gelöster Gase - Kohlendioxid und Sauerstoff. Die Konzentration aller Blutkomponenten in einem gesunden Menschen liegt innerhalb gewisser Grenzen, was den normalen Funktionszustand sowohl des gesamten Organismus als auch jeder seiner Zellen separat widerspiegelt. Bei verschiedenen Krankheiten kommt es zu einer Verletzung der Funktionen von Organen und Systemen, was zu einem Ungleichgewicht und einer Konzentration von einem oder mehreren Blutbestandteilen führt. Die chemische Analyse von Blut im Diagnoseprozess basiert auf diesem Prinzip. Die Liste der pathologischen Zustände, bei denen eine biochemische Analyse von Blut und Urin erforderlich ist, ist ziemlich breit und umfasst Erkrankungen des Herz-Kreislaufsystems, des endokrinen Systems, der Atmungsorgane, der Ausscheidungsorgane und anderer Systeme. Krankheiten, die aus Mangelernährung herrühren, werden auch mit biochemischen Blutuntersuchungen diagnostiziert. Nahrungsmitteldefizite können mit Labordiagnostikverfahren festgestellt werden.

Bestimmte Substanzen können auch von einigen Arten von Tumorzellen in den Blutstrom freigesetzt werden. Die Rolle biochemischer Laboratorien bei der Überwachung und Diagnose von Krebserkrankungen beschränkt sich auf die Messung der Blutspiegel dieser "Tumormarker".

Die Sicherheit und Wirksamkeit einer Arzneimitteltherapie hängt von der Messung der Konzentration von Arzneimittelsubstanzen im Blut ab. Und dies ist nur ein Aspekt der enormen Rolle der biochemischen Diagnostik bei der Überwachung der Patiententherapie.

Heutzutage werden die meisten Blut- und Urintests mit modernen automatisierten High-Tech-Diagnosesystemen durchgeführt. Mit den biochemischen Analysegeräten können Sie in einer Stunde bis zu 1000 Tests durchführen, bei jeder Probe bis zu 20 oder mehr. Und das Ergebnis der Diagnose der meisten Tests liegt innerhalb von 12-24 Stunden. Die meisten Laboratorien führen rund um die Uhr eine spezifische Liste von Tests durch, da bei dringenden Diagnosen die Testergebnisse innerhalb einer Stunde vorliegen müssen.

TAT (oder die Geschwindigkeit der Labordiagnostik) ist der Zeitpunkt, ab dem der Test zugewiesen wird, bis das Testergebnis eingeht, oder ab dem Zeitpunkt, zu dem das Material verwendet wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Testergebnis empfangen wird. Die TAT sollte der Geschwindigkeit der Entwicklung des pathologischen Prozesses sowie den Möglichkeiten der pharmakologischen oder sonstigen Korrektur entsprechen.

Einige Patienten der Abteilungen, Intensivstationen und Intensivstationen benötigen häufig eine ständige Überwachung bestimmter Blutparameter. Unter diesen Bedingungen kann eine bestimmte, begrenzte Liste von Tests von der Krankenschwester dieser Abteilung mit der erforderlichen Ausrüstung durchgeführt werden, die sich in der Abteilung befindet.

KAPITEL 4 BIOCHEMISCHE DIAGNOSTIK PATHOLOGISCHER PROZESSE UND HERDITÄRER KRANKHEITEN

4.1. Kardiovaskuläre Pathologie

In der kardiovaskulären Pathologie hat die klinische Biochemie den größten Erfolg bei der Diagnose eines Herzinfarkts erzielt. Methoden der klinischen Enzymologie und Immunochemie ermöglichen die Diagnose eines Herzinfarkts in den ersten Stunden ihres Auftretens, die Ermittlung des klinischen Zustands instabiler Angina pectoris, die Differenzialdiagnose einer schweren Angina (Ischämie) und den Tod von Myozyten (Anoxie), die Beurteilung der Wirksamkeit der thrombolytischen Therapie und das Phänomen der Reperfusion.

Entsprechend den Empfehlungen der WHO basiert die Diagnose eines Myokardinfarkts auf einem typischen klinischen Bild eines Anfalls von Schmerz in der Brust; EKG-Änderungen; Erhöhung der Blutaktivität von kardiospezifischen Enzymen (Markern).

Gleichzeitig ist es bei wiederholtem Myokardinfarkt, Kardiosklerose und Vorhofflimmern sowie bei Vorhandensein eines Herzschrittmachers (Schrittmachers) bei einem Patienten nach EKG-Daten viel schwieriger zu diagnostizieren. Darüber hinaus hatten mehr als 25% der Patienten, bei denen der Myokardinfarkt bei der Autopsie bestätigt wurde, keine EKG-Veränderungen. Laut einer prospektiven Studie, die in den Vereinigten Staaten durchgeführt wurde, kann eine Diagnose eines Myokardinfarkts ohne Studie von kardiospezifischen Markern des Myozyten-Todes nur in 25% der Fälle gestellt werden.

Nur 10 bis 15% der Patienten, die mit Herzschmerzen auf die Intensivstation gebracht wurden, leiden an einem Herzinfarkt. Die Notwendigkeit, einen Herzinfarkt im Frühstadium zu diagnostizieren, wird durch die Tatsache bestimmt, dass die thrombolytische Therapie in den ersten 2 bis 6 Stunden die Frühsterblichkeit um durchschnittlich 30% verringert und die Therapie in 7 bis 12 Stunden beginnt - nur um 13%. Eine thrombolytische Therapie nach 13-24 h verringert die Sterblichkeitsrate nicht.

Durch die frühzeitige Diagnose eines Herzinfarkts können Sie eine transluminale Angioplastie anwenden und die Wirksamkeit einer konservativen Behandlung ist höher, wenn sie so bald wie möglich beginnt.

Es ist auch erforderlich, eine Differenzialdiagnose des Myokardinfarkts mit instabiler Angina pectoris durchzuführen, wenn eine frühzeitige Behandlung einen Myokardinfarkt verhindern kann.

In den letzten Jahren wurde das Arsenal biochemischer Marker für den Tod von Myozyten durch neue hochspezifische Tests ergänzt, mit denen Sie einen Herzinfarkt in den ersten Stunden seines Auftretens diagnostizieren können. Dies sind Tests, die auf der ersten Stufe der medizinischen Versorgung angewendet werden können, sowie die Bestimmung von kardiospezifischen Isoenzymen und Proteinmarkern für den Tod von Myozyten, die auf der Intensivstation von medizinischen Einrichtungen verwendet werden. Gleichzeitig ermöglichen der Erfolg der industriellen Technologie und die Freisetzung von Diagnosesystemen, die auf dem Prinzip der "Trockenchemie" basieren, die Bestimmung spezifischer Marker für den Tod von Myozyten in der ersten Stufe der medizinischen Versorgung. Selbst unter diesen Bedingungen sind jedoch diagnostische Fehler möglich, wenn die Pathophysiologie des Myokardinfarkts und die Mechanismen der Aufnahme organspezifischer und nichtspezifischer Proteinmarker des Myozyten-Todes in das Blut nicht klar verstanden werden.

Die Lokalisierung in der Zelle hat einen signifikanten Einfluss auf die Freisetzungsrate des Markers aus dem geschädigten Myozyten. Cytosol-Enzyme werden schneller freigesetzt als solche, die auf intrazellulären Membranen strukturiert sind. Im Gegensatz zu cytosolischen Markern ist die Freisetzung des intrazellulären Kontraktionsapparats erforderlich, um den interstitiellen Raum von strukturverwandten Proteinen zu erreichen, was den Prozess des Auftretens von Markern im Blut verlangsamt; Letztere werden mitochondriale Enzyme freigesetzt.

Bei der Untersuchung von Herzmarkern eines Myokardinfarkts müssen einige Bestimmungen berücksichtigt werden, die als Grundsätze der Diagnose eines Myokardinfarkts bezeichnet werden. Dazu gehören: 1) Zeitintervalle; 2) die Untersuchung von Markern für Myokardschäden in der Dynamik; 3) Organspezifität der Labordiagnostik eines Herzinfarkts; 4) die komplexe Natur der Diagnose; 5) das Konzept der "Grauzone".

Praktisch signifikante Marker für den Tod von Myozyten sind die katalytische Konzentration von KK, LDH, AST, Glykogenphosphorylase (GF) im Blut, ein Anstieg des Blutgehalts von Myoglobin, Myosinketten, Troonins T. I. Blutkonzentrationen von Isoenzymen KK-MB und LDH₁, immunochemische Bestimmung von CK-MB und GF-BB sowie das Verhältnis der Isoformen des CK-MB-Isoenzyms und der Troponine.

Bei der Diagnose eines Herzinfarkts ist es wichtig, die seit dem Beginn der Angina verstrichene Zeit zu berücksichtigen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass vom Zeitpunkt des Todes von Myozyten bis zum Auftreten von Markern im Blut eine ziemlich lange Zeit vergeht. Der Abfluss von Zellen aus großen Proteinmolekülen (CC und LDH) kann nur erfolgen, wenn die Integrität der Plasmamembran von Myozyten infolge ihres Todes während einer Anoxie gestört wird. Kleinere Moleküle von Proteinmarkern (Myoglobin, Troponin) können vor der Zerstörung von Zellen in einer geringen Menge aus Zellen und unter Bedingungen einer längeren Hypoxie mit deutlichen Veränderungen in der Membran der Myozyten austreten. In den ersten 4 Stunden nach Okklusion der Koronararterie in der Zone maximaler Ischämie nekrotisieren etwa 60% der Myozyten; Die Nekrose der restlichen 40% tritt innerhalb der nächsten 20 Stunden auf.

Jenseits der Myozytenmembran dringen Proteinmoleküle in die extrazelluläre Flüssigkeit ein und strömen vom Herzen nur durch die Lymphbahnen. Dies bestimmt einen ziemlich langen Zeitraum (3 bis 6 Stunden) vom Zeitpunkt des Todes von Myozyten bis zum Auftreten von kardiospezifischen Markern im Blut. Zunächst steigt der Gehalt an Myoglobin, GF-BB und Troponin im Blut an, dann - KK und das kardiospezifische Isoenzym KK-MB, AST; deutlich später erhöht sich die Aktivität von LDH und Herz-spezifischem Isoenzym LDH₁ (Abb. 4.1). Die klinische Empfindlichkeit kardiospezifischer Marker hängt weitgehend von der seit dem Tod der Myozyten verstrichenen Zeit ab. Beim Nachweis von Blut in den ersten 3 bis 4 Stunden nach einem Angina-Anfall liegt die klinische Empfindlichkeit (diagnostische Genauigkeit) für KK-MB nur bei 25 bis 45% und steigt im Bereich von 8 bis 32 Stunden auf 98%.

Abb. 4.1. Dynamik der Enzymaktivität bei Myokardinfarkt. 1 - MW-2 / MW-1; 2 - MM-3 / MM-1; 3 - KK-MB; 4 - insgesamt KK; 5 - LDH₁/ LDG₂

CK liefert in 32% der Fälle falsch negative Ergebnisse, AST - in 49%, Myoglobin - in 15%. Die LDH-Aktivität ist ein verlässlicher Marker für den Tod von Myozyten 12 Stunden nach Beginn einer Angina-Attacke, sie bleibt jedoch für 10-12 Tage erhöht. Daten über die Aktivität von kardiospezifischen Markern in Bezug auf weniger als 4 bis 6 Stunden nach einem Angina pectoris-Angriff können zu diagnostischen Fehlern führen, wenn auch bei ausgedehntem Myokardinfarkt die Marker des Myozytentodes nicht so informativ sind. Darüber hinaus hängt die Steigerungsrate des Gehalts an Herzmarkern im Blut weitgehend von der Dauer der Ischämie und dem Zeitpunkt der Rekanalisierung der thrombosierten Koronararterie und der myokardialen Reperfusion nach einem Herzinfarkt ab.

Das zweite Merkmal der Freisetzung von Todesmarkern von Kardiomyozyten im Blut ist die charakteristische Dynamik der Zunahme und Abnahme ihrer Konzentration (katalytische Konzentration). Dies wird durch die konstante Kontraktion des Myokards bestimmt, die zuerst zur schnellen Eliminierung von Proteinen aus dem nekrotisierten Bereich des Myokards und dann zur vollständigen Auslaugung der Markerproteine in den Blutstrom führt. Lediglich beim Myokardinfarkt steigt der Gehalt an Kardiomyozyten-Todesmarkern im Blut im Bereich von 8 bis 24 Stunden an, bei unkompliziertem Myokardinfarkt erfolgt eine ähnlich ausgeprägte Elimination von Markerproteinen aus dem Gefäßbett. Gleichzeitig "schreibt" der Inhalt jedes der Marker eine gekrümmte dynamische Kurve mit unterschiedlichen Zeitparametern. Bei den meisten Markern gibt die Fläche der Kurve eine Vorstellung von der Stärke des Herzinfarkts und spiegelt die Menge an nekrotischem Herzmuskelgewebe wider. Die Aktivität von CC und CC-MB im Blut ist bereits mit dem Tod von 1 g Herzmuskelgewebe erhöht.

Eine einzelne Studie mit AST, KK oder LDH weist eine relativ geringe klinische Spezifität auf - 66%, die Erhöhung der Aktivität von Enzymen oder des Gehalts an Proteinmarkern in 3-4 Stunden erhöht die Organspezifität der Diagnose um bis zu 86%. Die dritte Messung ermöglicht die Diagnose eines Herzinfarkts mit einem so spezifischen Test Definition von AST. Die dynamische Untersuchung von Markern für den Tod von Myozyten ermöglicht die Differenzialdiagnose zwischen Myokardinfarkt und Hyperfermentämie mit massiven Läsionen der quergestreiften Muskeln. In Zeiträumen von 8 bis 24 Stunden nach einem Stenokardinfarkt ist die Aktivität von Enzymen so bezeichnend, dass bei einem dynamischen Anstieg der Aktivität im Blut kein Herzinfarkt auftritt.

Absolut spezifische Marker für Kardiomyozytenschäden wurden nicht gefunden. Die Organspezifität bei der Diagnose mit Hilfe von QA-Isoenzymen beruht nur auf dem Unterschied im prozentualen Verhältnis von Isoenzymen in einzelnen Organen und Geweben und folglich im Blutserum, wenn diese beschädigt sind.

Der Wert von QC-MB. Das KK-MB-Isoenzym ist spezifisch für das Myokard, nicht weil es in anderen Geweben kein solches Isoenzym gibt, sondern weil seine Aktivität in Kardiomyozyten 15-42% der gesamten QC-Aktivität beträgt, während sein Gehalt im Skelettmuskelgewebe 4% nicht übersteigt. und nur in roten, langsam kontrahierenden Muskelfasern. Unter diesen Bedingungen kann die CC-Aktivität mit dem Misserfolg des Myokards und der Skelettmuskulatur in demselben Maße gesteigert werden, jedoch wird sich die Aktivität von CC-MB prozentual signifikant unterscheiden. Bei Myokardinfarkt übersteigt der Gehalt an CK-MB 6% der Gesamtaktivität von CK oder 12 IU / l bei einer Temperatur von 30 ° C.

Sowohl bei der Pathologie der Skelettmuskulatur als auch beim Absterben von Kardiomyozyten im Blut ist die KK-MB-Aktivität erhöht, im ersten Fall wird jedoch die Aktivität 6% der KK-Aktivität nicht überschreiten und im zweiten Fall steigt sie auf 12-20%. Es wird empfohlen, die Aktivität von QC-MB gleichzeitig in Einheiten von 1 Liter (IU / l) und als Prozentsatz der Aktivität von QC auszudrücken. Die Bestimmung der KK-MB-Aktivität ist nach wie vor der beliebteste Test bei der Diagnose eines Herzinfarkts. Bei Myokardinfarkt bei älteren Patienten kann die Aktivität der QC nur geringfügig gesteigert werden, jedoch mit einer signifikanten Steigerung der Aktivität von QC-MB. Bei solchen Patienten ist es diagnostisch wichtig, die Aktivität von CK-MB zu untersuchen, selbst wenn die Aktivität von CK nicht so signifikant ansteigt.

Bei Operationen am Herzen (Herzfehler, Koronararterien-Bypass-Operation) wird die QC-MB-Aktivität zur Diagnose eines postoperativen Herzinfarkts verwendet. Unmittelbar nach der Operation steigt die KK-MB-Aktivität im Blut aufgrund von Hypoxie und myokardialer Schädigung an und normalisiert sich innerhalb von 10-12 Stunden. Mit der Entwicklung eines Myokardinfarkts steigt die KK-MB-Aktivität stärker an und besitzt die für einen Myokardinfarkt charakteristische Dynamik.

Der Wert von LDH. LDH-Aktivität₁ charakteristisch für das Myokard als Gewebe mit anaerober Art des Austausches. Unter den Bedingungen der Myokardhypertrophie und der chronischen Hypoxie erfolgt die LDH-Synthese₁ in Kardiomyozyten beginnt zuzunehmen. Bei Myokardinfarkt tritt eine Erhöhung der katalytischen Konzentration von LDH im Blut auf, wenn die Herzinfarktkonzentration ansteigt

Gehalt an LDH-Isoenzymen₁ und LDH₂ im Verhältnis LDH₁/ LDG₂ mehr als 1. LDH - cytosolisches Enzym; Eine signifikante Erhöhung der LDH-Aktivität im Blut während eines Myokardinfarkts tritt später als QC und AST auf, während eines Tages das Angina-Attack-Feld; hohe LDH-Aktivität₁ bleibt für 12-14 Tage bestehen. Es wird die Abnahme der LDH-Aktivität im Blut zur Normalität als Test verwendet, was den Abschluss der Resorptionsperiode von nekrotisiertem Myokardgewebe anzeigt. Wenn die Aktivität von LDH₁, bestimmt durch die direkte Methode, wobei die Hemmung der Untereinheit durch M-Antikörper 100 IU / l übersteigt, ist dies ein verlässliches Zeichen für einen Herzinfarkt.

Im Gegensatz zu den M-Untereinheiten und LDH-Isoenzymen₃ (MMNN) LDH₄ (HMMM) und LDH₅ (MMMM) -Untereinheit H und LDH-Isoenzym₁ (IUUH) in geringerem Maße LDH₂ (НННМ) kann nicht nur Laktat und Pyruvat, sondern auch α-Hydroxybutyrat als Substrat verwenden. Dies war die Grundlage des Vorschlags zur Bewertung der Aktivität von LDH₁ im Blut unter Verwendung von α-Hydroxybutyrat als Substrat; während das Isozym LDH₁ als α-Hydroxybutyratdehydrogenase (α-HBDG) bezeichnet. Eine Untersuchung der Aktivität von Gesamt-LDH und α-HBDG bei Myokardinfarkt führt zu ähnlichen Ergebnissen. Wenn die Aktivität von LDH im Blut infolge eines anderen pathologischen Prozesses zunimmt, ist die Aktivität von LDH signifikant höher als die Aktivität von LDH₁ und α-HBDG in Abwesenheit von Dynamik, die für einen Herzinfarkt charakteristisch ist.

Beim Myokardinfarkt gab es keine signifikante Korrelation zwischen KK-MB und LDH-Aktivität.₁ in allen Begriffen des Infarkts, die als Ergebnis eines signifikanten Unterschieds in der Dynamik und im Zeitpunkt einer Erhöhung der Aktivität dieser Isoenzyme im Blut auftritt.

Enzymmoleküle, die nach dem Tod von Kardiomyozyten ins Blut gelangt sind, sind pathologische Bestandteile des Blutplasmas und müssen daher entfernt werden. In Abhängigkeit von der Größe der Markermoleküle werden einige Proteine, beispielsweise Myoglobin, in den Urin oder in die Phagozyten des Monozyten-Makrophagen-Systems ausgeschieden. Bevor die CK-MB- und CK-MM-Moleküle jedoch von Makrophagen phagozytiert werden, unterliegen sie einer sequentiellen Wirkung von Proteasen im Blut, was zur Bildung von CK-MB- und CK-MM-Isoenzymen führt.

In Myozyten wird das KK-MM-Isoenzym durch eine einzige Form von MM-3 dargestellt. Im Blut spaltet Carboxypeptidase nacheinander die letzten Aminosäurereste von Lysin von jedem der zwei Monomere ab, wobei sie nacheinander Isoformen MM-2 und MM-1 bilden. Bestimmung der KK-MM- und KK-MB-Isoformen durch EF-Methode und Berechnung ihres Verhältnisses

Es dauert bis zu 1 Stunde, um den Zeitpunkt des Todes von Kardiomyozyten festzulegen. Das Verhältnis von MM- und MB-Isoformen ändert sich, bevor die KK-MB-Aktivität zunimmt.

Die Enzymdiagnostik des Myokardinfarkts in klinischen Diagnoselaboren ist komplex. Bestimmen Sie zuerst die Aktivität von AST, KK und LDH, und untersuchen Sie dann die Aktivität von KK-MB und LDH₁. Ein integrierter Ansatz für die Enzymdiagnostik beruht zum einen auf der Tatsache, dass bei der Untersuchung der Aktivität eines einzelnen Enzyms ein Fehler gemacht werden kann; Zweitens unterscheidet sich jedes dieser Enzyme in diagnostischer Bedeutung und Dynamik (Zeitpunkt des Auftretens im Blut und Eliminationsrate aus dem Gefäßbett). Neben Ungenauigkeiten, die in der präanalytischen Phase (Blutentnahme zur Analyse) und in der Analyse gemacht werden können, gibt es objektive Gründe, die die Ergebnisse der Aktivitätsbestimmung von Enzymen beeinflussen. Schwierigkeiten treten auf, wenn sich ein Myokardinfarkt vor dem Hintergrund schwerer somatischer Erkrankungen entwickelt, wobei der Herzinfarkt durch einen kardiogenen Schock und eine Septikämie kompliziert wird.

Trotz der klinischen Spezifität der Aktivität von QC für einen Myokardinfarkt (98%) ist in einigen Fällen eine Steigerung der Aktivität von QC und QC-MB nicht möglich, selbst bei den Bedingungen der Verifizierung der Diagnose eines Myokardinfarkts gemäß den EKG-Daten. Dies tritt in Fällen auf, in denen sich der Infarkt vor dem Hintergrund eines Nierenversagens und einer Ansammlung von urämischen Toxinen (mittelmolekulare Peptide) entwickelt, bei Patienten mit Leberzirrhose und mangelnder Entgiftungsaktivität von Hepatozyten, mit Septikämie und endogener Vergiftung, mit deutlicher metabolischer (oder respiratorischer) Azidose. Unter diesen Bedingungen reichern sich so viele nicht-spezifische Inhibitoren im Blut an, dass die Aktivität von QC und QC-MB praktisch unbestimmt ist. In solchen Fällen ist es möglich, die Aktivität von QC erst nach dem in der klinischen Biochemie unpopulären Vorgang der Serumverdünnung zu bestimmen, wenn eine Abnahme der Konzentration von Inhibitoren die Aktivität des Enzyms erscheinen lässt.

Die Anwesenheit von KK- und KK-MB-Inhibitoren im Blut veranlaßte die Entwicklung einer immunochemischen Methode zur Bestimmung der katalytischen Aktivität im Blut, nicht aber des KK-MB-Gehalts durch das Molekulargewicht dieser Form. Dadurch wurde die Empfindlichkeit der Methode und die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse deutlich verbessert. Bei unkompliziertem Myokardinfarkt korrelieren KK-MB-Aktivität und KK-MB-Proteingehalt gut.

Es ist möglich, den Gehalt an QC-MB im Blut einige Stunden früher zu bestimmen, als das Enzym aktiv ist. Ein signifikanter Anstieg des Blutspiegels an CK-MB-Protein wurde bereits nach 3 Stunden bei der Hälfte der Patienten und bei 6 Stunden nach einem Angina pectoris-Angriff bei allen Patienten mit einem klinischen Bild eines Myokardinfarkts festgestellt. Bereits 90 Minuten nach Thrombolyse steigt der Gehalt an KK-MB-Protein im Blut um ein Vielfaches an. Bei Patienten mit instabiler Angina pectoris wird häufiger eine Zunahme des Gehalts des CC-MB-Proteins festgestellt als eine Erhöhung der Aktivität des Isoenzyms. Gleichzeitig wurde die Frage der Standardisierung der Methode zur Bestimmung der Anzahl der QC-VM trotz der Produktion von Diagnosekits durch verschiedene Unternehmen nicht endgültig gelöst.

Der Wert der Glykogenphosphorylase. Unter den Enzym- und Isozymmarkern bei der Diagnose eines Herzinfarkts bestimmen klinische Biochemiker die Aktivität von GF und seines Isoenzyms GF-BB. GF ist ein zytosolisches Enzym, das die Glukoseentfernung aus Glykogen in einer Zelle katalysiert.

In menschlichen Geweben gibt es drei GF-Isoenzyme: GF-LL in der Leber, GF-MM in Myozyten und GF-BB im Gehirngewebe. Im menschlichen Myokard gibt es GF-BB- und GF-MM-Isoenzyme, in den Skelettmuskelmyozyten nur GF-MM. GF-BB ist der empfindlichste Test für die Diagnose eines Myokardinfarkts in den ersten 3 bis 4 Stunden nach einem Angina-Anfall. Entsprechend der diagnostischen Sensitivität in den ersten Stunden kann die Bestimmung der GF-Aktivität nur mit der Bestimmung der KK-MB-Masse im Blut verglichen werden. Bei der Mehrzahl der Patienten stieg der GF-BB-Spiegel bereits nach 4 Stunden nach einem Angina-Anfall signifikant an und mit einem unkomplizierten Herzinfarkt innerhalb von 48 Stunden normal.

Der Wert von Myoglobin. Unter den Proteinmarkern des Myokardinfarkts ist der am weitesten verbreitete Begriff im Blut der Gehalt an Myoglobin (MG). MG ist ein Chromoprotein, das im Zytosol aller Muskelzellen Sauerstoff hauptsächlich in die Mitochondrien transportiert. Die Molekularmasse von MG beträgt nur 18 kD; Seine Eigenschaften sind bei Skelettmuskelmyozyten und Kardiomyozyten ähnlich. MG ist ständig im Blutplasma in einer Konzentration unter 80 ng / ml vorhanden. Bei Myokardinfarkt steigt der MG-Spiegel im Blut 10-20 mal an.

• Erhöhte MG im Blut - der früheste Test zur Diagnose eines Herzinfarkts; Die Erhöhung des MG-Spiegels im Blut kann nach 3-4 Stunden nach einem Angina-Anfall festgestellt werden. Dies ist der erste Diagnosewert von MG.

• Das zweite Merkmal von MG bei der Diagnose eines Herzinfarkts ist, dass ein derart kleines Molekül die Filtrationsbarriere der Nierenkörper frei passiert und schnell im Urin landet. Dies bestimmt die Art der Veränderung des MG-Gehalts im Blut: es steigt ebenso schnell an und sinkt ebenso schnell ab. Nur bei der Bestimmung der MG ist es möglich, wiederkehrende Herzinfarkte zu diagnostizieren (Abb. 4.2), die sich mehrere Stunden nach der ersten Episode des Todes von Kardiomyozyten entwickeln. In einer Reihe klinischer Beobachtungen wurden außerdem am ersten Tag des Myokardinfarkts signifikante Schwankungen des MG-Spiegels im Blut beobachtet, als ein deutlicher Anstieg innerhalb weniger Stunden einer gleich starken Abnahme Platz machte. Β In einigen Situationen bleibt der MG-Spiegel im Blut lange Zeit konstant hoch. Dies wird beim kardiogenen Schock beobachtet, wenn eine Abnahme der kontraktilen Funktion zu Hypotonie, einem Absenken des hydrostatischen Drucks über der Nierenmembran und dem Abbruch führt

Abb. 4.2. Dynamik der Myoglobinkonzentration im Blut nach wiederholtem Angina pectoris-Anfall

glomeruläre Filtration, wenn MG nicht in den Urin gefiltert werden kann. Gleichzeitig besteht eine positive Korrelation zwischen dem MG-Gehalt im Blut und einem positiven Anstieg des Kreatininspiegels.

Die strukturell kontraktile Haupteinheit des Myozyten ist das Sarkom, das durch geordnete dicke und dünne Fasern gebildet wird. Die dünnen Fasern enthalten Aktin und den Troponin-Tropomyosin-Komplex.

Der Wert von Troponin. Der Troponin-Regulationskomplex in gestreiften Muskeln besteht aus drei Polypeptiden; Bei der Diagnose eines Herzinfarkts wird nur der Gehalt von Troponin T (Tn T) und Troponin I (Tn I) im Blut bestimmt. Jedes Protein hat drei Isoformen, deren Synthese von drei verschiedenen Genen codiert wird. Myokardiale Isoformen von Tn T und Tn I (Herz Tn T und Herz Tn I) werden als spezifische Marker für den Tod von Kardiomyozyten verwendet.

Die Bestimmung des Gehalts an Tn T ermöglicht die Diagnose eines Infarkts sowohl in frühen als auch in späten Perioden. Der Gehalt an Tn T im Blut steigt nach einigen Stunden nach Angina pectoris an. In den frühen Stadien des Myokardinfarkts ist die klinische Empfindlichkeit der Bestimmung des Myoglobin- und KK-MB-Gehalts höher als Tn T, jedoch erreicht der Tn-Spiegel ab dem 3. Tag ein Plateau, das mit einer allmählichen Abnahme von 5-6 Tagen anhält. Das Tn-Niveau stellt sich in Zeiten unkomplizierten Myokardinfarkts als hoch heraus, wenn das Myoglobin- und KK-MB-Aktivitätsniveau bereits normal ist und nur noch hohe LDH-Aktivität im Blut verbleibt.₁. In einigen Fällen kann bei der Bestimmung von Tn T die Diagnose eines Herzinfarkts zu einem späteren Zeitpunkt gestellt werden - 8 bis 10 Tage nach Angina pectoris. Es ist besonders wichtig, die TI bei Patienten zu untersuchen, die 2-3 Tage nach einem Angina-Anfall ins Krankenhaus eingeliefert wurden, wenn die Indikatoren für KK und KK-MB möglicherweise bereits auf ihren ursprünglichen Normalwert zurückkehren. Außerdem steigt im Vergleich zu KK und KK-MB der Gehalt an Tn T im Blut stärker an, was die höhere diagnostische Sensitivität bei der Bestimmung des Blut-Tn T-Gehalts kennzeichnet.

Eine vergleichende Studie von Tn T und Tn I ergab eine höhere diagnostische Sensitivität von Tn I. Daher kann der Tn I-Spiegel im Blut während eines Myokardinfarkts fast 100-fach höher sein als die obere Grenze der Normalwerte. Bei einem kleinen Herzinfarkt steigt der Tn I-Spiegel im Blut stärker an als die Aktivität von CC.

Tabelle 4.1. Vergleichende Merkmale von Herzserummarkern

Prozentsatz oder Verhältnis von QC-MB / Gesamt. QC 6 Die Zeit ab dem Einsetzen eines schmerzhaften Anfalls hängt von der Methode ab

KK-MB und LDG₁. Die Bestimmung beider Formen von Tn T und Tn I ist bei der Diagnose eines Myokardinfarkts vorzuziehen, der sich in der postoperativen Periode und nach aktiven Wiederbelebungsmaßnahmen entwickelt.

Es gibt keinen idealen Marker für den Kardiomyozytenstatus (Tabelle 4.1). Bei der Diagnose eines Myokardinfarkts neigen klinische Biochemiker dazu, die meisten organspezifischen Isoenzyme zu verwenden und Proteinmarker zu identifizieren, die nur Myokardzellen enthalten. Für die Diagnose eines Myokardinfarkts in den Laboratorien werden jedoch weiterhin MG und MG bestimmt. Bei unkompliziertem Myokardinfarkt wiederholt die Dynamik des nichtspezifischen MG im Blut praktisch diejenige des kardiospezifischen CK-MB, die 4-6 Stunden davor liegt, und der Versuch, den MG-Gehalt im Urin für die Diagnose eines Myokardinfarkts zu bestimmen, war nicht erfolgreich.

4.2. Leberkrankheiten

Trotz der vielen biochemischen Prozesse in den Leberzellen haben nicht alle von ihnen einen diagnostischen Wert. Dies liegt an den eingeschränkten methodischen Fähigkeiten des Labors, an geringen Kenntnissen über die Pathophysiologie der Leber sowie an unidirektionalen Veränderungen in einer Reihe biochemischer Tests.

Der dominante Wert bei der Labordiagnose von Lebererkrankungen ist die Bestimmung der Enzymaktivität. Die von Hepatozyten und Epithelzellen der Gallengänge synthetisierten Enzyme können in Indikator, Sekretion und Ausscheidung unterteilt werden. Zu den sekretorischen Enzymen gehört die Cholesterase, deren Aktivität im Blut bei Lebererkrankungen aufgrund einer Verletzung ihrer Synthese abnimmt. Zu den Ausscheidungsenzymen zählen alkalische Phosphatase, GGT und PAWS. Die größte Gruppe diagnostisch wichtiger Enzyme sind Indikatorenzyme, einschließlich ALT, AST, LDH und GLDH. In tab. 4.2 zeigt die angegebenen Enzyme und ihre intrazelluläre Verteilung.

In der Differentialdiagnose einer Lebererkrankung weit verbreitet, wurde ein Verfahren zum Vergleich des Ausmaßes der Aktivitätssteigerung von Enzymen mit unterschiedlicher Lokalisierung in den Hepatozyten erhalten und die unterschiedlichen Seiten der funktionellen Aktivität von Zellläsionen reflektiert. Das am häufigsten verwendete Verhältnis der Enzyme ist in der Tabelle dargestellt. 4.3.

Tabelle 4.2. Leberenzyme

Tabelle 4.3. Das Verhältnis der Leberenzyme

Verwenden Sie bei Lebererkrankungen den De Ritis-Koeffizienten (AST / ALT-Aktivitätsverhältnis). Ein AST / ALT-Verhältnis von mehr als 2 ist typisch für alkoholinduzierte Läsionen und weniger als 1 für Virushepatitis und cholestatisches Syndrom. In den meisten Fällen von Virushepatitis blieb das AST / ALT-Verhältnis unter 1. Bei Virushepatitis verzehnfacht sich die ALT-Aktivität. Bei akuter alkoholischer Hepatitis ist die AST-Aktivität höher als ALT, während die Aktivität beider Enzyme 500-600 IE / L nicht übersteigt. Patienten mit toxischer Hepatitis, infektiöser Mononukleose, intrahepatischer Cholestase, Zirrhose, Lebermetastasen und Myokardinfarkt Die AST-Aktivität ist höher als die ALT-Aktivität. Die Aktivität von ALT und AST nimmt bei der Einnahme von Erythromycin, Paraaminosalicylsäure, diabetischer Ketoazidose und Psoriasis zu. Sie wird auch zur Früherkennung einer anicterischen Hepatitis verwendet.

Bei der Differentialdiagnose der Leberpathologie ist es wichtig, die Aktivitätsverhältnisse von LDH-Isoenzymen zu untersuchen. Die Zunahme der relativen Aktivität von LDH-Isoenzym₅ charakteristisch für Läsionen von Hepatozyten. LDH-Hyperfermentämie wird in unterschiedlichem Ausmaß bei akuter viraler, medikamentöser und hypoxischer Hepatitis, Herzversagen, Leberzirrhose und extrahepatischer Cholestase sowie einer Abnahme der osmotischen Resistenz von Erythrozyten und Hämolyse beobachtet. Langfristige Erhöhung der Aktivität von LDH-Isoenzymen₅ und LDH₄ deutet auf das Vorhandensein von Lebermetastasen hin.

Bei der Diagnose von Lebererkrankungen wird die Stabilität von Kolloidsystemen derzeit noch durch Thymol- und Sublimatentests bewertet. Die pathologischen Ergebnisse spiegeln die frühen Phasen akuter Hepatitis, toxischer Leberschäden und Verschlimmerung der chronischen Hepatitis wider. Blutserum-ESP-Proteine liefern auch unspezifische Daten, sie erlauben jedoch die Beurteilung der Art des pathologischen Prozesses. Der Prozentsatz an Albumin, Akutphasenproteinen und γ-Globulinen hilft bei der Diagnose der Leberpathologie: Niedriges Albumin und hohe γ-Globulinkonzentrationen sind charakteristisch für Leberzirrhose. Erhöhte Blutspiegel von γ-Globulinen finden sich auch bei der Fettinfiltration der Leber, bei Entzündungen der Gallenwege und bei Malignitäten.

Der Albumingehalt im Serum hat einen diagnostischen Wert bei akuten und chronischen Formen der Hepatitis. In allen Fällen einer akuten Hepatitis bleibt der Albuminspiegel im Blut normal.

Eine chronische Hepatitis ist begleitet von Hypoalbuminämie und Hypergammaglobulinämie.

Die Leber ist das zentrale Glied bei der Regulation der Blutgerinnung. Hepatozyten synthetisieren Fibrinogen, viele Aktivatoren und Inhibitoren einer Kaskade enzymatischer Reaktionen. Sowohl akute als auch chronische Hepatitis unterbrechen diese Regulation. Diagnostische Tests für Lebererkrankungen umfassen eine Verlängerung der Prothrombinzeit und die Anhäufung der Produkte der Zerstörung von Fibrinogen im Blut. Akute Leberschäden gehen mit einer erhöhten Blutung bei Hypofibrinogenämie einher.

Eine gestörte Leberfunktion geht mit einer Veränderung des LP-Stoffwechsels einher. Hypertriglyceridämie ist charakteristisch für verschiedene Formen der Leberpathologie. Hypercholesterinämie tritt häufig auf, wenn die Gallengänge blockiert sind und Gelbsucht blockiert. Bei chronischer Hepatitis reichert sich freies Cholesterin im Blut an, da seine Veresterung im Blutstrom abnimmt. Unter Bedingungen einer ausgeprägten Cholestase wird die Bildung cholestatischer makroskopischer Formen LP - LP-X beobachtet, die mit einem Fragment der Plasmamembran einen LP-Komplex bilden.

In den meisten Fällen einer Lebererkrankung bleibt der ätiologische Faktor außerhalb des Diagnosebereichs, und klinische Biochemiker bilden eine Diagnose, die auf den Prinzipien der syndromischen Diagnose basiert.

Die wichtigsten pathologischen Prozesse, die die Labordiagnose der Krankheit ausmachen, sind folgende Syndrome:

• intrahepatische und extrahepatische Cholestase;

• toxische Läsionen von Hepatozyten;

• Insuffizienz synthetischer Prozesse in Hepatozyten;

• die Inaktivierung toxischer Verbindungen verlangsamen;

Cytolyse-Syndrom Die pathophysiologische Grundlage des Zytolyse-Syndroms ist eine Verletzung der Integrität der Plasmamembran von Hepatozyten und ihrer Organellen mit der Entwicklung einer Hyperfermentämie. Schwere Hyperfermentämie bei Eintritt zytosolischer Enzyme in den Blutkreislauf ist charakteristisch für infektiöse Hepatitis, medikamentöse und toxische Leberschäden, Vergiftungen, dekompensierte Zirrhose und perifokale Entzündung des Parenchyms bei Cholangitis. In der Enzymodiagnose dominiert die Definition des Zytolyse-Syndroms

ALT-, AST- und LDH-Aktivitäten. Normalerweise übersteigt die Aktivität von ALT und AST im Blut 24 IE / l nicht; Innerhalb von 100 IE / l wird Hyperfermentämie als „Grauzone“ betrachtet, die auf reaktive Veränderungen in Hepatozyten zurückzuführen sein kann. Eine ALT-Aktivität über 100 IE / l weist auf eine Schädigung des Leberparenchyms hin. Die Erhöhung der ALT-Aktivität in 100-200-facher Zeit (bis zu 2-6.000 IE / l) spiegelt die weitgehende Schädigung von Hepatozyten bei Virushepatitis und Vergiftung mit organischen Lösungsmitteln wider.

Syndrom der intrahepatischen und extrahepatischen Cholestase. Intrahepatisches Cholestase-Syndrom bestimmt die Verletzung des Abflusses der Galle aus der Leber. Die Zunahme des Volumens der Hepatozyten führt zu einer Kompression der Gallengänge und zu einer Beeinträchtigung der Drainagefunktion. Die Verstopfung der großen Gallengänge ist die Ursache der extrahepatischen Cholestase. am stärksten ausgeprägte Cholestase mit obstruktiver Gelbsucht. In tab. 4.4 zeigt die Kombination von Labortests, die am häufigsten für die Differentialdiagnose der Cholestase verwendet werden.

Tabelle 4.4. Diagnose der Cholestase

Zuverlässige Marker für das intrahepatische Cholestase-Syndrom sind eine Erhöhung der Aktivität von ALP, GGT und 5-Nukleotidase im Blut. In der Epithelmembran des Gallenganges befinden sich die Enzyme nahe beieinander, daher steigt mit der Zerstörung der Membranen ihre Aktivität im Blutstrom gleichzeitig und gleichmäßig an.

Reaktive Veränderungen im Epithel der Gallenwege und der Plasmamembran von Hepatozyten werden auf der Grundlage der Aktivität der alkalischen Phosphatase bewertet. Die Aktivität der alkalischen Phosphatase hilft bei der Differentialdiagnose der intrahepatischen und extrahepatischen Cholestase. Während einer extrahepatischen Obstruktion (Steine der Gallenwege, Neubildung der Vater-Papille) steigt die alkalische Phosphoraktivität um das 10fache oder mehr. Intrahepatische Obstruktion bei parenchymalen Läsionen (Hepatitis) wird von begleitet

ist eine Erhöhung der Aktivität der alkalischen Phosphatase um das 2-3-fache. Die akute Nekrose von Hepatozyten darf nicht mit einer Aktivitätssteigerung der alkalischen Phosphatase einhergehen, wenn dies nicht zu einer Kompression der Gallengänge führt (intrahepatische Cholestase). Nicht alle pathologischen Prozesse in der Leber beobachten die Abhängigkeit zwischen der Aktivität der alkalischen Phosphatase und der Hyperbilirubinämie. In den frühen Stadien der intrahepatischen Cholestase ist die Aktivitätssteigerung der alkalischen Phosphatase eine Folge der Aktivierung ihrer Synthese; Ihr Anstieg ist ferner mit der Zerstörung der Gallenkanale unter der Einwirkung von Gallensäuren verbunden.

Syndrom der intrazellulären Cholestase. Eine Zunahme der Größe der Hepatozyten und ihre Kompression der Gallengänge zwischen den Leberabschnitten führt zum Auftreten eines intrazellulären Cholestase-Syndroms mit einem mäßigen Anstieg der Aktivität von alkalischer Phosphatase und GGT im Blut und zu einer Schädigung des Epithels der Gallengänge. Ein Anstieg des Blutgehalts von Gallensäuren ist ebenfalls ein frühes Symptom der Cholestase.

Ein häufiges Symptom einer Lebererkrankung, die von einer Cholestase begleitet wird, ist die Akkumulation von Bilirubin im Blut. Der Schweregrad der Hyperbilirubinämie ist für die Differentialdiagnose der intrahepatischen und extrahepatischen Cholestase unzuverlässig. Gleichzeitig hat Hyperbilirubinämie einen prognostischen Wert. Ein Anstieg des Bilirubinspiegels ist fünfmal so typisch für die intrahepatische Cholestase, ein Anstieg der Bilirubinkonzentration ist das 10fache einer akuten Hepatitis.

Das Syndrom der toxischen Schädigung der Hepatozyten entwickelt sich beispielsweise während einer Alkoholvergiftung, wenn die Wirkungen der Zytolyse nicht vorhanden sind, Alkohol jedoch die Funktion der Mitochondrien verletzt.

Bei akuter Alkoholintoxikation entwickelt sich ein Syndrom einer toxischen Schädigung subzellulärer Formationen, und die Integrität der Plasmamembranen in den Hepatozyten wird nicht beeinträchtigt. Alkoholmetabolite wirken toxisch, insbesondere Acetaldehyd, der direkt in den Mitochondrien gebildet wird. Gleichzeitig wird in der Zelle die Bildung energiereicher Verbindungen, insbesondere ATP, beeinträchtigt, was die Entgiftungsprozesse toxischer Verbindungen pathologisch beeinflusst. In der akuten Phase der alkoholischen Hepatitis kann die AST-Aktivität im Blut aufgrund der hohen Aktivität des mitochondrialen Isoenzyms AST und nicht des Zytoplasmas dominieren.

Die Beteiligung von Hepatozyten am pathologischen Prozess der Mitochondrien wird vom Auftreten von GlDG-Aktivität im Blut begleitet. Erhöhte GlDG-Aktivität ist ein früher Test der alkoholischen Hepatitis, eine 8- bis 10-fache Erhöhung der Aktivität von GlDG mit mäßiger Aktivierung von AST und ALT ist für einen obstruktiven Ikterus charakteristisch. Für giftig

Die Auswirkungen von Alkohol sind durch eine deutliche Erhöhung der GGT-Aktivität im Blut ohne signifikante Erhöhung der Aktivität des alkalischen Phosphors gekennzeichnet.

Syndrom-Insuffizienz synthetischer Prozesse äußert sich in der Abnahme der Synthese von Hepatozyten-Transportproteinen, Proteinen des Blutgerinnungssystems, CE.

HE und seine Isoenzyme synthetisieren Hepatozyten. Unter parenchymalen Läsionen ist die Synthese von ChE und seine Aktivität im Blut reduziert. Häufig kommt es zu einer Abnahme der CE im Blut durch toxische Wirkungen (Zytostatika, Insektizide, Fungizide, Fluoride). Ein physiologischer Rückgang der ChE-Aktivität tritt während der Schwangerschaft auf. Es werden seltene Fälle einer genetisch bedingten Abnahme der Synthese von ChE festgestellt.

Bei akutem Leberversagen tritt bei jedem 4. Patienten eine Hypoglykämie auf. Unter den Bedingungen der Akkumulation von Zwischenmetaboliten und der Entwicklung einer Insulinresistenz ist auch das Auftreten von Hyperglykämie möglich. Bei langfristigem Leberversagen tritt Hyperinsulinämie auf (Verringerung der Zerstörung des Hormons in der Leber). Unter Bedingungen von Hypoxie und Aktivierung der anaeroben Glykolyse wird eine metabolische Azidose durch Ansammlung von Milchsäure im Blut gebildet (Laktatazidose). Die metabolische Azidose führt zu einer Verletzung des Elektrolytverhältnisses. Die Niederlage des Leberparenchyms geht mit einer Abnahme der Bildung von Kreatinin und Harnstoff einher. Dazu tragen natürlich eine unzureichende Eiweißzufuhr und Verdauungsstörungen bei. Die Hauptursache für Hypocreatininämie ist jedoch eine Abnahme der Kreatininsynthese in Hepatozyten. Bei Patienten mit Hepatitis geht eine Hypocreatininämie mit einer Abnahme des Harnsäurespiegels im Blut einher.

Das Syndrom der Verlangsamung der Inaktivierung von toxischen Verbindungen beruht auf der Hemmung ihrer Hydroxylierung im mikrosomalen Apparat von Hepatozyten, was die Inaktivierungsrate vieler Arzneistoffe im Körper verringert. Unter diesen Bedingungen kann auch eine geringe therapeutische Dosis des Arzneimittels eine ausgeprägte Nebenwirkung verursachen.

Die Leber dient als biologische Barriere für endogene und exogene toxische Verbindungen, die hauptsächlich aus dem Gastrointestinaltrakt stammen. Die Beurteilung der Entgiftungsfunktion der Leber wird häufiger bei chronischen Läsionen mit Stresstests mit Galactose, Phenoltetrabromphenhalensulfonsäure, Bromocyanovym-Grün und markierten Verbindungen durchgeführt. Belastungstests bieten die Möglichkeit, chronische Formen der Krankheit zu diagnostizieren, auszuwerten

Resteffekte der übertragenen Hepatitis, um eine Vorstellung über die Funktion der Leber bei Zirrhose zu bilden, Fettinfiltration der Leber.

In schweren Situationen des Leberkomas mit akuter Virushepatitis oder portaler Hypertonie wird die Entgiftungsfunktion der Leber anhand der Ammoniakmenge im Blut bewertet. Die Bildung von Ammoniak im Darm erfolgt ständig als Folge der Vitalaktivität von Mikroorganismen und der Desaminierung von Aminosäuren, die aus Nahrungsproteinen gebildet werden. Inmitten massiver Blutungen aus dem Magen oder den Venen der Speiseröhre kommt es zu einer vermehrten Bildung von Ammoniak aus Blutalbumin.

Das entzündliche Syndrom wird durch die Aktivierung von RES-Zellen verursacht. Es ist gekennzeichnet durch einen Anstieg des Blutgehalts der Proteine der akuten Phase, Dysproteinämie unter Verletzung des Verhältnisses der Serumproteine zum Elektrophoregramm, eine Veränderung der Sedimentproben (Thymol), eine Erhöhung der Immunglobulinkonzentration.

Trotz der Vielfalt dieser Erkrankungen ist der Einsatz von syndromischen Diagnosetechniken bereits in den frühen Stadien der Lebererkrankung wirksam. Natürlich sind die Ergebnisse biochemischer Studien im diagnostischen Prozess nicht eindeutig. Gleichzeitig verwenden die Kliniker Daten aus der Anamnese und der körperlichen Untersuchung, die Ergebnisse der Radionukliddiagnostik, die Computertomographie und die Leberbiopsie. Gleichzeitig kann die Differenzialdiagnostik in den frühen Stadien der Erkrankung und eine Beurteilung der Art der Hepatozytenschädigung nur auf der Grundlage von Labortests erfolgen, hauptsächlich klinisch biochemischen Daten. Verwendete Kombinationen von Laborstudien sind in der Tabelle dargestellt. 4,5.

Tabelle 4.5. Diagnose von Lebererkrankungen durch Enzyme

4.3. Pathologie des Knochengewebes

Zu den wichtigsten Faktoren, die den Metabolismus von Phosphat und Kalzium regulieren, gehören PTH, Calcitonin und Vitamin D. PTH und Calcitonin erhalten die Kalziumkonstanz im Blutstrom und in der extrazellulären Flüssigkeit, beeinflussen die Kalziumabsorption im Darm, die Resorption in den Nieren, den Darm und die Ablagerung im Knochengewebe. PTH reguliert Kalzium im Blut und beeinflusst die Kalziumabsorption im Darm und in den Nierentubuli sowie die Mobilisierung von Kalzium aus dem Knochengewebe. Calcitonin hat eine weniger signifikante Wirkung, es verringert die Aktivität von Osteoklasten, erhöht die Aktivität von Osteoblasten und führt zu einer Abnahme des Kalziums im Blut.

PTH ist ein Polypeptid, dessen einzige Kette aus 84 Aminosäureresten besteht. Das Hormon scheidet Nebenschilddrüsen aus, wahrscheinlich in Form einer inaktiven Vorstufe, aus der das aktive Hormon durch Spaltung des Polypeptidfragments gebildet wird. Aktives PTH weist eine kurze Halbwertszeit auf, was zu Problemen für die Analyse führt: Bei Verwendung der Radioimmunoassay-Methode wird hauptsächlich das carboxyterminale Fragment des Hormons gemessen, das eine längere Halbwertszeit hat, aber biologisch inaktiv ist.

Wenn PTH auf die Nieren wirkt, unterdrückt PTH die Reabsorption von Phosphor in den proximalen und distalen Tubuli des Nephrons, erhöht seine Ausscheidung und senkt dementsprechend den Phosphorspiegel im Blut (Hypophosphatämie). Gleichzeitig erhöht das Hormon die tubuläre Calciumreabsorption, insbesondere in den distalen Tubuli des Nephrons. Die Wirkung von PTH im Knochengewebe bewirkt die Mobilisierung von Kalzium und Phosphat, was zum Auftreten von Osteoporose und Hyperkalzämie beiträgt. Negative Rückkopplungshypokalzämie ist der Hauptreiz für die PTH-Sekretion, während Hyperkalzämie die Bildung des Hormons durch die Nebenschilddrüsen unterdrückt. PTH erhöht auch die Absorption von Calcium und Phosphor im Darm und stimuliert die Synthese von 1,25-Dihydroxycholecalciferol.

Bei Hypersekretion von PTH mit Nebenschilddrüsenadenom kommt es zu einer ausgeprägten Osteoporose mit Vorhandensein von

Hyperkalzämie und Hypophosphatämie und erhöhte Ausscheidung von Kalzium und Phosphat im Urin. Unter diesen Bedingungen wird die Phosphatreabsorption in den Tubuli gehemmt und folglich ihre Ausscheidung erhöht, die Phosphat-Clearance mit dem Auftreten von Hyperkalzämie unter Bedingungen der Knochenresorption mit der Entwicklung von Osteoporose erhöht. Sie können die Diagnose bestätigen, indem Sie die PTH-Konzentration im Blut bestimmen. In Fällen, in denen Hypophosphatämie von Hyperkalzämie begleitet wird, ist sogar ein mäßiger Anstieg des Hormongehalts diagnostisch wichtig.

Es ist zu beachten, dass bei einigen Tumoren der Lunge, der Nieren, der Eierstöcke ektopische PTH-Bildung in den Tumorzellen auftritt. Unter solchen Zuständen ist es notwendig, die Form von Rachitis zu unterscheiden, die gegen Vitamin D resistent ist. Diese selten vorkommende erbliche Erkrankung, die mit dem Geschlecht zusammenhängt, wird als Fanconi-Syndrom bezeichnet. Letzteres ist gekennzeichnet durch eine hohe Ausscheidung von Phosphor im Urin gleichzeitig mit Glukosurie und Aminoazidurie ohne das Auftreten von Azidose im Blut.

Bei chronischem Nierenversagen kann die Aktivierung der PTH-Synthese als kompensatorischer Mechanismus bei der Entwicklung von Hypokalzämie und Hyperphosphatämie auftreten. Sekundärer Hyperparathyreoidismus wird auch bei Osteomalazie beobachtet, die durch eine signifikante Abnahme der Calciumaufnahme im Darm mit erhöhter Ausscheidung verursacht wird.

Dieser pathologische Zustand entwickelt sich am häufigsten als Komplikation einer Operation der Schilddrüse, wenn die Nebenschilddrüsen versehentlich entfernt werden. In diesem Fall ist der Kalziumspiegel im Blut so niedrig, dass sich die spezifischen Symptome von Hypocalcämie und Hyperphosphatämie (Symptome von Khvostek und Trusso) entwickeln, die Ausscheidung von Kalzium und Phosphor mit dem Urin nimmt ab. Dieser Zustand erfordert die sofortige intravenöse Verabreichung von Calciumchlorid.

Im klinischen Bild des Pseudo-Hypoparathyreoidismus ist die Veränderung der Phosphat- und Kalziumspiegel im Blut der des primären Hypoparathyreoidismus ähnlich, gleichzeitig ist jedoch der PTH-Gehalt im Blut erhöht. Dieser Zustand

charakteristisch für eine genetische Erkrankung (Albright-Krankheit), die mit der Unfähigkeit von renalen Tubuluszellen verbunden ist, auf ein Hormon zu reagieren.

Das zweite Hormon, das den Stoffwechsel von Phosphor und Kalzium reguliert, ist Calcitonin. Ein einkettiges Peptid mit 32 Aminosäureresten sekretiert parafollikuläre Zellen der lateralen Lappen der Schilddrüse. Dieses Hormon hemmt die Mobilisierung von Phosphat und Kalzium, während der Blutgehalt abnimmt (Hypokalzämie und Hypophosphatämie). Die Wirkung des Hormons auf die Nieren ist nicht gut verstanden; Es wird vorgeschlagen, dass Calcitonin die tubuläre Ausscheidung von Phosphaten erhöht. Darüber hinaus hemmt das Hormon die stimulierende Wirkung von PTH auf die Synthese von 1,25-Dihydroxyhalogenalkalciferol.

ROLLE VON VITAMIN D

Der dritte Faktor, der den Stoffwechsel von Kalzium und Phosphor im Knochengewebe aktiv beeinflusst, ist Vitamin D. Die Synthese von Vitamin D im Körper erfolgt in zwei Hydroxylierungsstufen: Der erste kommt in der Leber vor und bildet eine Substanz mit eingeschränkter biologischer Aktivität. Die zweite Stufe tritt in den Nieren unter Bildung von Vitamin D auf₃, Cholecalciferol mit maximaler biologischer Aktivität. Vitamin D im Dünndarm₃ stimuliert die Absorption von Phosphor und Kalzium und aktiviert in den proximalen Teilen des röhrenförmigen Teils des Nephrons die Reabsorption beider Ionen. Faktoren, die die Synthese von Vitamin D aktivieren₃ in den Nieren ist eine Abnahme des Phosphorgehalts im Blut und die Wirkung von PTH.

Bei Vitamin-D-Mangelzuständen, aufgrund einer Abnahme des Gehalts an fettlöslichen Vorläufern in Lebensmitteln, unzureichender Ultraviolettbestrahlung der Haut oder Malabsorption wird im Blut eine ausgeprägte Hypophosphatämie festgestellt. Als Reaktion auf eine Erhöhung der PTH-Sekretion nehmen die Calcium- und Phosphatabsorption im Dünndarm und die Mobilisierung von Mineralien aus Knochengewebe zu. Im Laufe der Zeit normalisiert dies den Calciumgehalt im Blut, die Phosphorkonzentration kann jedoch aufgrund der Hemmung der Reabsorption durch Parathyroidhormon reduziert bleiben.

Bei chronischem Nierenversagen entwickelt sich das Syndrom der renalen Osteodystrophie - eine komplexe Verletzung des Stoffwechsels von Knochengewebe und der Phosphor-Calcium-Homöostase. Abnahme im Glomerular

Filtration erzeugt Hyperphosphatämie, Hypokalzämie entwickelt sich mit einer Abnahme der Nierensynthese von Vitamin D und einer Resistenz gegen deren Wirkungen. Hyperphosphatämie kann aufgrund einer Abnahme der Kalziumabsorption im Dünndarm aufgrund der Bildung von unlöslichen Apatiten zur Entwicklung einer Hypokalzämie beitragen.

METABOLISCHE KNOCHENGEWEBEKRANKHEITEN

Die eigentlichen metabolischen Knochenerkrankungen lassen sich in Osteoporose, Osteomalazie, Osteodystrophie, Osteogenesis imperfecta und Osteoporose einteilen. Knochenerkrankungen können sich auch vor dem Hintergrund einer anderen Pathologie entwickeln, wie Akromegalie oder ektopische Verkalkung in der Gefäßwand (bei Atherosklerose und normal bei der Bildung von "zerebralem Sand" in der Epiphyse).

Osteoporose ist die häufigste Knochenstoffwechselerkrankung. Osteoporose ist typisch für viele Krankheiten, gekennzeichnet durch einen allgemeinen Verlust des Knochengewebes, der das Alter und die Geschlechtsstandards übersteigt und zu einer Abnahme der Knochenstärke führt, was zu einer Frakturanfälligkeit führt (spontan oder mit minimaler Verletzung). Osteoporose sollte von Osteopenie (altersbedingter Atrophie des Knochengewebes) und Osteomalazie (gestörte Mineralisierung der Knochenmatrix) unterschieden werden.

Zu den Risikofaktoren für Osteoporose gehören die Zugehörigkeit zur Kaukasus- oder Mongoloid-Rasse, die Prädisposition der Familie, ein Körpergewicht von weniger als 58 kg, Rauchen und Alkoholismus, geringe oder übermäßige körperliche Aktivität, frühe Menopause, spätes Einsetzen der Menstruation, Amenorrhoe und Unfruchtbarkeit, längere Laktation (mehr als 6 Monate). mehr als drei Schwangerschaften und Geburten im gebärfähigen Alter sowie Missbrauch von Kaffee (mehr als fünf Tassen pro Tag), Mangel an Kalziumzufuhr aus der Nahrung und verlängerte parenterale Ernährung.

Das klinische Bild entwickelt sich in den meisten Fällen allmählich, meist über mehrere Jahre. Bei der Labordiagnostik ist es wichtig, den Gehalt an alkalischer Phosphatase (kann nach Frakturen vorübergehend ansteigen), Calcium und Phosphat (normalerweise normal) zu bestimmen. Die Knochenresorptionsaktivität wird durch das Verhältnis des Urinkalziumspiegels zum Urinkreatininspiegel und das Verhältnis des Urinhydroxyprolingehalts zum Urinkreatininspiegel bestimmt. Die Röntgenuntersuchung der Wirbelsäule zeigt eine Abnahme der Knochendichte mit Akzentuierung

kortikale Konturen. Ein Röntgenbild solcher Abweichungen ist nur mit einem Verlust von mindestens 30% Knochengewebe möglich.

Osteomalazie ist eine Skelettpathologie, die auftritt, wenn die organische Matrix von Knochen nicht ausreichend mineralisiert ist. Bei Kindern sind es Rachitis (siehe unten), bei Erwachsenen Stoffwechselstörungen von Kalzium, Phosphor und Vitamin D.

Rachitis - eine Erkrankung der frühen Kindheit, die auf einen Vitamin-D-Mangel zurückzuführen ist und durch Veränderungen im Knochengewebe mit der Entwicklung von Skelettverformungen gekennzeichnet ist. Alle pathophysiologischen Prozesse werden durch Hypokalzämie als Folge von Vitamin-D-Mangel und seiner Metaboliten verursacht. Es kommt zu einer kompensatorischen Aktivierung der Nebenschilddrüsendrüsen und einer Überproduktion von PTH, die die Ausscheidung von Kalzium aus den Knochen mobilisiert und die Aufnahme von Kalzium- und Phosphatsalzen im Darm erhöht. Es treten Hypophosphatämie, metabolische Azidose und Osteogenesestörungen auf.

Die Deformierung der Osteodystrophie (Osteitis-Deformierung, Paget-Syndrom) ist eine erbliche Erkrankung, die durch Deformation der Femur- und Tibiaknochen, der Wirbelsäule und des Schädels mit schwerer Hyperostose, Verdickung und Krümmung der Knochen sowie vermehrter Tumorinzidenz gekennzeichnet ist. Es tritt normalerweise über dem Alter von 50 Jahren auf. Das klinische Bild ist in der Regel asymptomatisch. Die häufigste Manifestation sind Schmerzen im Knochen oder Gelenk. Seltener werden Knochenverformungen, Kopfschmerzen, pathologische Frakturen, ein Anstieg der Körpertemperatur über der betroffenen Extremität, Herzinsuffizienz mit hohem Herzminutenvolumen und verschiedene neurologische Störungen aufgrund einer Kompression des Nervengewebes (bei Schädelschäden, die häufigsten davon sind Taubheit), bemerkt. Labor, gekennzeichnet durch einen Anstieg des alkalischen Phosphors und des Osteocalcins in der osteosklerotischen Phase, einen Anstieg des Gehalts an Hydroxyprolin in der osteolytischen Phase. Kalzium und Phosphor im Serum sind normalerweise normal.

Renale oder urämische Osteodystrophie ist ein häufiger Knochenschaden, ähnlich wie bei Osteomalazie, Rachitis oder faseriger Ostitis. bei chronischem Nierenversagen festgestellt.

Die angeborene Osteodystrophie von Albright beruht auf der Resistenz von Zielzellen gegen die Wirkung von PTH (Pseudohypoparathyreoidismus). Patienten mit Pseudohypoparathyroidismus sind resistent gegen andere Hormone, die durch das Adenylatcyclase-System wirken.

(Schilddrüsen-stimulierendes Hormon, Glucagon, FSH, LH). Bei diesen Patienten wird ein charakteristischer Phänotyp beobachtet, der sich durch Brachydaktylie, kleine Statur und subkutane Ossifikation äußert. Die Albright-Krankheit wird häufig mit Diabetes mellitus, arterieller Hypertonie, Adipositas, Menstruationsstörungen (Oligomenorrhoe), Arteriitis, Polyarthrose kombiniert. Auch durch geistige Retardierung und Krämpfe (aufgrund von Hypokalzämie) gekennzeichnet.

Die unvollständige Osteosynthese ist eine Erbkrankheit, die eine Abnahme der Knochenmasse verursacht (aufgrund einer Verletzung der Osteogenese) und deren erhöhte Zerbrechlichkeit verursacht. oft begleitet von blauer Verfärbung der Sklera, Anomalien der Zähne (unvollständige Dentinogenese) und fortschreitendem Hörverlust. Ultraschall zeigt schwere Formen des Fötus ab der 16. Schwangerschaftswoche. Die Diagnose ist anhand von DNA-Studien in Biopsien von Chorionzottenbiopsien möglich. Symptomatische und orthopädische Behandlung.

Osteoporose und Osteosklerose sind kollektive und in der Praxis identische Konzepte, die den relativen Anstieg des Knochengewebes in den Knochen charakterisieren, was zu einer Abnahme des Volumens von Knochenmarkskavitäten mit unvermeidlicher Beeinträchtigung der Hämopoese führt.

Marmor Krankheit Es sind mehrere vererbte Formen bekannt: Die dominante vererbte Albers-Schönberg-Krankheit und die rezessiven Formen sind bösartige, gutartige und tödliche Formen. Frequenz alle Formen - etwa 1: 20.000 Klinisch Osteopetrose in dieser Pathologie manifestiert multiple Frakturen, Osteomyelitis, Hyperostose Schädel, chronische Rhinitis durch Verengung der Nasengänge, Hepatosplenomegalie (verursacht durch kompensatorische extramedulläre Hämatopoese), Fazialisparese, Anämie (verursacht durch eine Abnahme des Volumens des Knochenmarks) und Labor - durch Erhöhung des Gehalts an alkalischer Phosphatase.

4.4. MARKIERUNGEN VON MALIGNANT WACHSTUM

Es besteht kein Zweifel, dass der Erfolg einer Krebsbehandlung nur zu erwarten ist, wenn bösartige Tumore in einem frühen Stadium der Entwicklung entdeckt werden. Die Frage der rechtzeitigen Erkennung von Anzeichen solcher Pathologien bleibt jedoch offen.

In den letzten Jahren wurden die diagnostischen Fähigkeiten klinischer Onkologen im Zusammenhang mit der Verwendung moderner instrumenteller Diagnoseverfahren erheblich erweitert: Angiogramme und Lymphographie, Radionukliddiagnostik, Computer

Thermo- und Röntgentomographen, radiomagnetische Resonanz, Ultraschall mit Dopplereffekt, die es ermöglichen, ein Farbbild des Tumors zu erhalten und die Merkmale der Mikrozirkulation zu beurteilen. Moderne immunomorphologische und zytologische Studien erlauben die Untersuchung von Biopsieproben nicht nur des Tumors selbst, sondern auch verschiedener Sekrete (Sputum, Urin, Aszitesflüssigkeit). Gegenwärtig basiert die komplexe biochemische und immunologische Labordiagnostik auf der Identifizierung von Tumormarkern, Hormonen, biologisch aktiven Verbindungen, Enzym-Isoformen sowie Metaboliten der Knochenumbildung bei metastasierten Knochenläsionen.

Der Beginn der Untersuchung von Tumormarkern war sehr ermutigend. Bereits Ende des 19. Jahrhunderts wurden im Urin von Patienten mit multiplem Myelom spezifische Proteine (Immunglobuline), die als Bens-Jones-Proteine bezeichnet wurden, gefunden. Der nächste Erfolg musste jedoch mehr als 80 Jahre dauern. Es ist mit der Entdeckung von GI verbunden. Abelev und Yu.S. Tatarin-α-Fetoprotein im Blut von Patienten mit Hepatomen. Diese Studien markierten den Beginn eines neuen Stadiums in der Erforschung von Faktoren, die mit dem Wachstum maligner Tumoren zusammenhängen, und führten im zwanzigsten Jahrhundert zur Entdeckung einer Reihe verschiedener Verbindungen, die als "Tumormarker" bezeichnet werden. Marker werden von klinischen Biochemikern häufig verwendet, um den Primärtumor und seine Metastasen zu identifizieren. Die Marker für bösartiges Wachstum umfassen Substanzen unterschiedlicher Natur. Dazu gehören mehr als 200 Verbindungen: Antigene, Hormone, Enzyme, Glykoproteine, Lipide, Proteine, Metaboliten, deren Konzentration mit der Tumormasse, ihrer proliferativen Aktivität und in einigen Fällen mit dem Malignitätsgrad des Tumors korreliert. Die abnormale Expression des Genoms ist einer der Hauptmechanismen für die Produktion von Markern durch Tumorzellen, der die Synthese von embryonalen, plazentaren und ektopischen Proteinen, Enzymen, Antigenen und Hormonen bestimmt.

Als idealer Test für die Früherkennung bösartiger Tumore wurden viele Marker vorgeschlagen, bisher jedoch keine Lösung gefunden. Schwierigkeiten aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen an einen idealen Marker. Der ideale Tumormarker sollte von der Tumorzelle in ausreichenden Mengen produziert werden, um mit modernen Methoden bestimmt zu werden. Es sollte nicht bei gesunden Menschen und in gutartigen Tumoren vorhanden sein,

der Marker sollte in den frühen Stadien des Tumorprozesses nachgewiesen werden, die Anzahl der Tumormarker sollte direkt proportional zum Tumorvolumen sein, dieser Marker sollte vor den klinischen Manifestationen des Tumors bestimmt werden, der Spiegel des idealen Markers sollte mit den Ergebnissen der Antitumor-Behandlung korrelieren.

In klinischen Studien werden eine Reihe von ausreichend wirksamen Tumormarkern verwendet, die jedoch nicht immer alle oben genannten Kriterien erfüllen. Moderne biochemische und immunologische Verfahren können Tumore aufdecken, wenn die bedingte Anzahl von Tumorzellen 10 9 bis 10 10 erreicht, und der Mindestwert eines durch einen Tumor sekretierten Markers zwischen einem und mehreren Femtomolen liegt (alle Angaben beziehen sich auf 1 ml Blutserum). Die hohe Effizienz der Verwendung von Tumormarkern in der Klinik kann durch Kombination verschiedener Tests erreicht werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Anzahl der vorgeschlagenen Marker für die Diagnose und Überwachung von bösartigen Tumoren ständig steigt, und es kommt zu einer kritischen Neubewertung mit dem Ziel, eine Strategie und eine angemessene Verwendung zu entwickeln.

4.4.1. INTERPRETATION DER ERGEBNISSE DER PRÜFUNG VON TUMOR-MARKIERUNGEN

Die Bestimmung der Konzentration von Tumormarkern in verschiedenen Neoplasmen erfordert die Kenntnis von Faktoren sowohl in vivo als auch in vitro, die die Ergebnisse beeinflussen oder sie verzerren. Dies sollte nicht nur für Laborärzte, sondern auch für Ärzte, die direkt für die Beobachtung und Behandlung eines bestimmten Patienten verantwortlich sind, berücksichtigt werden. Nachfolgend sind die Hauptfaktoren für die Definition von Tumormarkern aufgeführt.

• den Grad der Expression und Synthese des Markers;

• Markerfreisetzung durch Tumorzellen;

• Medikamente und Chemotherapeutika;

• Ausscheidung aus dem Körper;

• Intensität der Blutversorgung des Tumors;

• die Position des Körpers des Patienten während der Blutprobe;

• instrumentelle und nicht instrumentelle Untersuchungsmethoden (z. B. Bronchoskopie oder Biopsie);

• Tumormarker-Katabolismus (z. B. Funktionszustand von Leber und Nieren);

• schlechte Gewohnheiten (Rauchen, Alkohol trinken). In vitro:

• Lagerbedingungen für Proben;

• das Zeitintervall zwischen Blutabnahme und Zentrifugation (mit Serumabscheidung);

• Grad der Hämolyse und Gelbfärbung;

• Kontakt der Blutprobenahmegefäße mit der Haut;

• Kontamination der Probe mit Speichel;

• Einfluss von Drogen;

• das Vorhandensein von Antikörpern gegen murine Immunglobuline im Blut von Patienten (nach diagnostischer Immunszintigraphie und Immuntherapie);

• methodischer Fehler bei der Bestimmung des Tumormarkers. Es ist zu berücksichtigen, dass die Mehrheit der Umlauf ist

Blut-Tumormarker sind für ein Screening von Patienten ohne Symptome nicht geeignet, da mit der oft geringen diagnostischen Sensitivität und Spezifität sowie dem eingeschränkten prädiktiven Wert eine Reihe von Einschränkungen verbunden sind. Gleichzeitig gibt es eine Reihe anerkannter Fälle, in denen es schwierig ist, ohne die Definition von Tumormarkern auszukommen.

Dies ist zum einen die Beurteilung der Wirksamkeit der Therapie. In frühen Stadien können Veränderungen der Konzentration des Tumormarkers zeigen, ob die ausgewählte Chemotherapie erfolgreich ist oder (bei stetigem Konzentrationsanstieg) eine Korrektur der Therapie bis zum Abbruch erforderlich ist. Natürlich ist das Testen eines Tumormarkers in schweren Krebsfällen absolut sinnlos.

Zweitens das Überwachen des Krankheitsverlaufs. Die Verwendung von Tumormarkern zur Überwachung des Verlaufs eines Neoplasmas macht es häufig möglich, Metastasen und / oder Tumorrezidive für 3-5 Monate oder länger vor den klinischen Manifestationen der Krankheit nachzuweisen. Bei einigen Patienten kann das Testen von Tumormarkern nach der operativen Entfernung der primären Tumorstelle eine empfindlichere Überwachung als Endoskopie, Ultraschall oder Computertomographie ermöglichen. Die Rate des Anstiegs des Tumors

Mit einem Marker können Sie in der Regel auf eine Reihe von Beobachtungen schließen

Insbesondere die Art des Fortschreitens der Krankheit über Metastasen. Wenn Sie wissen, wie sich die Höhe des Tumormarkers ändert, können Sie auch den Zeitpunkt der nachfolgenden detaillierten Untersuchung des Patienten optimieren. Während ein niedriges oder normales Niveau des Tumormarkers über einen ausreichend langen Zeitraum aufrechterhalten wird, erscheint eine Nachuntersuchung einschließlich invasiver oder teurer Techniken überflüssig. Im Gegenteil, wenn das Niveau der Tumormarker ansteigt und Informationen über das Fortschreiten der Krankheit bei der Entscheidung über die Behandlungstaktik erforderlich sind, werden solche Studien gezeigt.

Drittens die Identifizierung von restlichen und wiederkehrenden Tumoren. Ein unzureichender schwacher Abfall des Tumormarkers oder das Fehlen einer Abnahme deutet im Allgemeinen auf eine unvollständige Entfernung des Tumors oder das Vorhandensein mehrerer Tumoren (Metastasen) hin. Informationen dieser Art können therapeutische und prognostische Bedeutung haben.

Und viertens die Vorhersage des Tumorverlaufs. Dies ist ein äußerst intensiv entwickelndes modernes Anwendungsgebiet von Tumormarkern, insbesondere von solchen, deren Forschung sich auf die Prognose bezieht und dementsprechend hauptsächlich die Wahl der Therapie beeinflusst.

4.4.2. COLORECTAL KREBS

In den europäischen Ländern wird Darmkrebs (CRC) krank

1 von 20 Personen. Seltener tritt diese Art von Krebs in Afrika und Teilen Asiens auf. Jetzt in Russland steigt die Erkennungsrate von CRC monoton an.

Derzeit wird der Einsatz molekularer Methoden bei der Diagnose von CRC als sehr vielversprechendes und wichtiges Forschungsgebiet angesehen. Dies liegt daran, dass Ereignisse auf Genomebene als Schlüssel für das Auftreten und Fortschreiten dieser Tumoren betrachtet werden sollten. Es gibt eine Reihe zuverlässiger Fakten, die darauf hindeuten, dass CRC in frühen Entwicklungsstadien molekular identifiziert werden können und müssen. Methoden der molekularen Diagnose von CRC erlauben es Ihnen auch, eine angemessene Behandlung vorzuschreiben und das Ergebnis ziemlich genau vorherzusagen.

CRC entwickelt sich als Folge aufeinanderfolgender Veränderungen (Dysplasie / Adenomadenokarzinom), die auf genetischen Ursachen beruhen

Verstöße. Die Mechanismen, die für das Auftreten und die Anhäufung solcher Störungen in der Epithelzelle verantwortlich sind, werden jedoch nicht vollständig verstanden. Ein Beispiel für die Schwierigkeiten bei der Erforschung dieses Problems ist die Tatsache, dass Unterschiede in der Häufigkeit des Auftretens von gutartigen und malignen Phasen der Erkrankung bestehen, nämlich in der Dysplasie / Adenom-Adenokarzinom-Sequenz. Es ist bewiesen, dass kolorektale Adenome im 9. Lebensjahrzehnt in mehr als der Hälfte der Bevölkerung auftreten und CRC nur in 5% der Bevölkerung auftritt. Folglich werden nur wenige der präkanzerösen Veränderungen in Krebs umgewandelt.

Zusammen mit dem Alter und chronischen entzündlichen Erkrankungen (Colitis ulcerosa, Morbus Crohn oder Darmbefall mit Schistosomiasis) ist die CRC bei Blutsverwandten daher ein anerkannter Risikofaktor, wenn nicht der wichtigste. Die Ursachen, die CRC bei einem Familienmitglied verursachen, können von seltenen autosomal dominanten Syndromen mit einer hohen Inzidenz von CRC (familiäre adenomatöse Polypose, hereditäres nicht-polypöses CRC-Syndrom) bis zu weniger genetisch eindeutigen Zuständen, wie z. B. dem Nachweis eines Adenoms im nächsten, variieren Verwandte (Elternteil, Geschwister oder Kind). Es ist bekannt, dass der CRC in einem jüngeren Alter erschien, je höher das statistische Risiko seines Auftretens bei nahen Verwandten ist. Erbliche Syndrome der CRC sind in der Tabelle dargestellt. 4.6 entsprechend dem Phänotyp und Mutationen in den jeweiligen Genen.

Es sollte beachtet werden, dass die Untersuchung der molekularen Mechanismen, die seltenen hereditären Syndromen zugrunde liegen, zu einem Verständnis der Pathogenese sporadischer CRC beitrug, die in der Bevölkerung häufiger beobachtet wird, jedoch auf ähnlichen oder ähnlichen molekularen Ereignissen beruht.

Die Rolle molekulargenetischer Störungen beim Auftreten von CRC und insbesondere der Genominstabilität wurde in letzter Zeit intensiv untersucht. 1993 wurde eine Mikrosatelliteninstabilität (MSI) bei Familienmitgliedern mit erblichem Kolonkarzinom (RTC) festgestellt. Diese Entdeckung diente als Grundlage für die Hypothesen des Mutator-Phänotyps von Krebs, der von Loeb vorangetrieben wurde, wonach eine Zelle verschiedene Mutationen überleben muss, um krebsartig zu werden. Dafür sollte es jedoch zunächst die Fähigkeit haben, häufiger als normal zu mutieren, und dies wiederum kann

Tabelle 4.6. Erbliche Syndrome CRC

Tabelle 4.7. Arten von genetischen Erkrankungen und molekularen Markern in der CRC

mit der Inaktivierung der Mechanismen verbunden sein, die für die normale Erhaltung der DNA-Struktur verantwortlich sind.

In fast allen Fällen von RTK wird entweder eine chromosomale Instabilität oder eine MSI-Instabilität festgestellt. Tatsächlich besteht zwischen diesen beiden Verstößen eine umgekehrte Beziehung. Daher sind bösartige Tumore mit MSI-Instabilität normalerweise diploid und haben keine Chromosomenaberrationen. Tumoren mit chromosomaler Instabilität sind durch Aneuploidie gekennzeichnet und gehen häufig mit dem Verlust oder Auftreten zusätzlicher Chromosomen einher. Ein häufiger Nachweis einer chromosomalen Instabilität oder einer MSI-Instabilität in diesem Fall bedeutet also nicht, dass dies ein sehr häufiges und unspezifisches Phänomen beim Auftreten eines malignen Tumors ist, sondern dass die Instabilität des Genoms eng mit der Tumorogenese zusammenhängt.

Sowohl die chromosomale als auch die MSI-Instabilität können in sehr frühen Stadien der RTK nachgewiesen werden. Mit Hilfe der vergleichenden Hybridisierung des Genoms zur Bestimmung der durchschnittlichen Fehleranzahl beim Kopieren konnten wir also mit fortschreitendem Adenom mit leichter Dysplasie zu einem Adenom mit schwerer Dysplasie und nachfolgender Umwandlung in Krebs allmählich ansteigen (Tabelle 4.8).

Tabelle 4.8. Chromosomeninstabilität bei RTK

Patienten mit einer vererbten Veranlagung aufgrund von Störungen des APC-Gens, einschließlich Störungen der Nukleotidsequenz und der Genexpression, entwickeln Tumore, die sich in der Regel als Folge einer chromosomalen Instabilität entwickeln, die durch den Verlust von Allelen und zytogenetischen Störungen gekennzeichnet ist. Tumoren treten bei einigen Patienten mit sporadischen CRC auf die gleiche Weise auf.

Im Gegensatz dazu führen Mutationen in den Gen-korrigierenden DNA-Fehlern bei Patienten mit hereditärem Nepolipose-CRC-Syndrom zu Tumoren, die durch MSI-Instabilität charakterisiert sind, und Nukleotide, die als wiederholte Nukleotidsequenzen nachgewiesen werden, von denen sich einige in Codons der Gene befinden. Allelverlust wird selten beobachtet. Diese Art von molekularer Pathologie wird auch in etwa 15% der Fälle sporadischer CRC beobachtet und ist häufig mit anatomischen Merkmalen verbunden, z. B. Lage im proximalen Darm (Colon ascendens); geringe Differenzierung von Tumorzellen mit Schleim-, medullärer oder cricoidzellulärer Komponente; die Anwesenheit einer signifikanten Anzahl von Lymphfollikeln mit Keimzentren an der Peripherie des Tumors; Infiltration von Lymphozyten-Tumoren.

Die ineffiziente Transkription von Genen als Folge einer anomalen Methylierung von Cytosierungs-Guaninsequenzen (C-G-Inseln) in Promotorregionen von Genen wird gegenwärtig als eine der Komponenten der molekularen Pathogenese der dritten CRC-Unterart betrachtet.

Der Einsatz molekulardiagnostischer Verfahren bei Patienten bietet ein großes Potenzial sowohl für die Früherkennung und Bewertung der Tumorreaktion auf die Therapie als auch für die Prognose der Erkrankung. Wie in der Tabelle gezeigt. 4.9, mit einer solchen Diagnose können Sie verschiedene Untersuchungsobjekte verwenden.

Bei Patienten, die bereits über CRC verfügen, können molekulare Methoden verwendet werden, um Mikrometastasen zu identifizieren, das Stadium des Tumorprozesses genauer zu bestimmen, insbesondere Mikrometastasen in den Lymphknoten zu detektieren oder die mögliche hämatogene Dissemination von Tumorzellen im Knochenmark zu bewerten.

Darüber hinaus bietet die Molekulardiagnostik ein großes Potenzial zum Nachweis genotypischer und phänotypischer Eigenschaften eines Tumors, die eine ganze Kette von Ereignissen bestimmen, die zur Zellmetastasierung führen, der sogenannten Metastasierung

Tabelle 4.9. Verwendung molekulardiagnostischer Methoden für CRC

Genotyp und Phänotyp. Marker dieses Typs könnten auf eine größere Wahrscheinlichkeit eines Fortschreitens des Tumorprozesses nach einer radikalen Operation hinweisen.

Genetische Abnormalitäten im Zusammenhang mit der Vorhersage oder Reaktion auf eine Chemotherapie für CRC wurden identifiziert, einschließlich Allelverlust bei 18 q, Verschwinden der Expression des DCC-Genprodukts, Abnormalitäten im p53-Gen, Verlust von Allelen am kurzen Arm von Chromosom 1 und 5, RAS-Mutationen. Studien zur klinischen Wirksamkeit der Verwendung solcher molekularer Marker wurden überzeugend formuliert, werden derzeit durchgeführt und umfassen eine repräsentative Bevölkerungsstichprobe. Für die weit verbreitete Anwendung in der klinischen Praxis müssen molekulare Markerstudien alle Anforderungen für Routine-Labortests erfüllen, wie Reproduzierbarkeit, Verfügbarkeit und angemessene Qualitätskontrolle. Schließlich sollten die Ergebnisse molekularer Markerstudien von Klinikern leicht interpretiert werden und einen therapeutischen Wert haben.

Die Komplexität und die mehrstufigen genetischen und biochemischen Prozesse, die in Krebszellen auftreten und deren Metastasierung ermöglichen, machen es schwierig, die Werte solcher Marker zu interpretieren. Darüber hinaus beeinflussen Faktoren, die nicht direkt mit dem Tumor zusammenhängen, wie die Qualität der Operationstechnik, das Endergebnis signifikant. Bei den Tumormarkergenen, die ein therapeutisches Ansprechen vorhersagen, wurde die Aufmerksamkeit auf p53 und durch Apoptose regulierte Gene gerichtet, die durch p53 reguliert werden.

Eines der Gebiete der molekulargenetischen Untersuchung von Tumoren ist die Identifizierung molekularer Störungen, die für die spätere Entwicklung metachroner Tumore charakteristisch sind, die manchmal fälschlicherweise als Wiederholung des Haupttumors betrachtet werden. Zu diesen Studien gehört die Untersuchung kolorektaler Adenome als Ziel für die Identifizierung des Marker-Gens aufgrund ihrer hohen Häufigkeit in der Bevölkerung als präkanzeröse Veränderung im Vergleich zu der geringen Häufigkeit der Erkennung maligner Tumoren. Ein molekularer Marker, der auf eine hohe Wahrscheinlichkeit der Entwicklung metachroner Adenome, insbesondere Adenome, hinweisen kann, die sich in einen malignen Tumor umwandeln können, könnte für die Identifizierung von Risikogruppen für das nachfolgende koloskopische Screening nützlich sein.

Im Gegensatz dazu können Patienten, bei denen es unwahrscheinlich ist, dass metachrone Adenome fortschreiten, vom Screening ausgeschlossen werden. Die Strategie der Entfernung von Adenoma hat gezeigt, dass sie mit einer Abnahme der Häufigkeit von CRC und molekularen Markern einhergeht, mit denen Patienten mit höherem Risiko identifiziert werden könnten.

Die Untersuchung von Stuhl- und Blutproben hat ebenfalls ein großes Potenzial. Daher hat die Verwendung eines sehr einfachen Tests für verborgenes Blut im Stuhl die Sterblichkeit aufgrund von CRC verringert, die Spezifität bleibt jedoch relativ niedrig. Molekulare Tests zum Nachweis von Tumor-DNA-Fragmenten im Stuhl sind progressiver. Eine Reihe von Studien hat gezeigt, dass DNA-haltige Mutationen im Stuhl und im Blut von Patienten mit Tumoren mit diesen Mutationen identifiziert werden können. Die Diagnose von Tumoren, das Screening und die dynamische Beobachtung von Patienten können sich erheblich verbessern, wenn bestimmte technische Schwierigkeiten überwunden und die Kosten ausgeglichen werden.

Derzeit widmen sich die Forscher der Untersuchung der Perspektiven für die Verwendung molekulargenetischer Marker von CRC. Nachfolgend finden Sie eine kurze Beschreibung der Tumormarker, die heute am häufigsten in der klinischen Praxis verwendet werden.

Zum ersten Mal wurde ein krebsembryonales Antigen (CEA) im Jahr 1965 von Gold und Freedman in einer Studie von menschlichem Magen-Darm-Gewebe und Kolonadenokarzinom entdeckt. Später wurde CEA im Serum von Patienten mit CRC nachgewiesen. Diese ersten Arbeiten waren sehr ermutigend. Dann schien es vielen das gefunden zu haben

hochspezifischer Test zur Diagnose von RTK. Später jedoch, als sich die Methoden der CEA-Erkennung und der Anhäufung der klinischen Daten verbesserten, konnte dieser Marker auch in anderen Tumoren (Pankreas-, Leber-, Lungen-, Schilddrüsenkrebs und Neuroblastomkrebs) sowie bei nicht neoplastischen Erkrankungen (Leberzirrhose, Colitis ulcerosa, Pankreatitis) isoliert werden. chronische Bronchitis, Emphysem, Virushepatitis, Divertikulitis, Polypen, Nierenversagen). Es ist daher unmöglich, bei der Erkennung von CEA absolut genau zu sagen, dass der Patient diese Art von Krebs hat. Gleichzeitig ist CEA nach wie vor der erste Wahlmarker für CRC und wird mit hoher Effizienz bei der Überwachung der Krankheit eingesetzt, wobei das Hauptaugenmerk auf die quantitativen Parameter der Methode gerichtet ist.

Bei 99% der gesunden Menschen liegt der CEA-Gehalt unter 5 ng / ml. Bei der CRC variiert die Empfindlichkeit des Tests zwischen 25 und 80% und hängt von der Größe und dem Grad der Differenzierung des Tumors sowie vom Ausmaß des Prozesses ab. Die Höhe der CEA korreliert mit dem Stadium des Tumorprozesses. Nach zusammenfassenden Daten verschiedener Autoren war entsprechend den Stufen gemäß der Dukes-Klassifizierung eine Zunahme der Konzentration für das Antigen typisch: In Stufe A - 7,8 ng / ml, B - 30,3 ng / ml, C - 58,1 ng / ml ml, D - 134,3 ng / ml. Gleichzeitig stieg die Häufigkeit der CEA-Detektion (bei der Markerschwelle von 5 ng / ml) in den Patientengruppen mit den angegebenen Stadien an und entsprach 3, 25, 45 und 65%, und bei dem Schwellenmarkerwert> 2,5 ng / ml wurde er mit den obigen Ergebnissen noch häufiger gefunden Dukes-Stufen und entsprach 28, 45, 75 und 84%. In Anbetracht der Tatsache, dass im Stadium A und B der Tumormarker nur bei 3-28% der Patienten erhöht war, ist seine Verwendung bei der frühen Diagnose von CRC problematisch. Hoch differenzierte Tumore produzieren aktiver CEA.

Nach Meinung vieler Autoren hat der Marker einen prognostischen Wert, der darin liegt, dass ein hoher anfänglicher CEA-Spiegel im Blutserum (mehr als 25 ng / ml) ein hohes Risiko für die Entwicklung eines frühen Rückfalls von CRC nach operativer Entfernung des Tumors anzeigt.

Ein Beispiel für die Verwendung von CEA ist die Bestimmung der radikalen Natur des chirurgischen Eingriffs bei CRC. In der Regel wird die Konzentration des Antigens nach der radikalchirurgischen Entfernung des Tumors am Ende der 6. Woche unter den Normalwert fallen. Wenn der Markerspiegel nach Entfernung des Primärtumors nicht sinkt,

zu denken, dass der Patient Metastasen hat. Es wird empfohlen, die CEA bei Patienten in der postoperativen Periode nach 3 Monaten für 2 Jahre zu bestimmen. Die regelmäßige Überwachung von CRC-Patienten unter Einbeziehung von CEA verbessert die 5-Jahres-Überlebensrate. Eine adjuvante Chemotherapie (5-Fluorouracil und Levamisol) bei Patienten mit CRC kann einen vorübergehenden Anstieg des CEA-Spiegels im Blutserum verursachen. Es wird nicht empfohlen, die CEA routinemäßig bei der Überwachung des Ansprechen auf die Therapie zu bestimmen. Es gibt jedoch keine alternativen Tests, um das Ansprechen auf die Behandlung bei Patienten mit CRC zu bewerten.

Bei der Mehrzahl der Patienten mit RTK (79,1%) wurden im Vergleich zur Kontrollgruppe (10%) IgM- und IgG-Antikörper gegen CEA nachgewiesen, wodurch der Indikator auch als diagnostischer Marker und unabhängiger Prognosefaktor verwendet werden kann. Gleichzeitig ist der Nachweis von Antikörpern gegen CEA im Serum von CRC-Patienten mit einer besseren Prognose und einer signifikanten Erhöhung der 2-Jahres-Überlebensrate verbunden.

Eine Analyse des CEA-Spiegels im Dickdarmwasser vor der endoskopischen Routineuntersuchung hat gezeigt, dass dieser einfache Test in der praktischen Medizin nützlich sein kann, um Gruppen von Patienten mit einem hohen CRC-Risiko zu identifizieren.

Die Verwendung von CEA für diagnostische Zwecke ist aufgrund seiner geringen Spezifität aufgrund einer Erhöhung der Serumantigenkonzentration bei nicht-neoplastischen Erkrankungen sowie der Wirkung bestimmter exogener und endogener Faktoren auf die Synthese dieses Markers begrenzt. Daher wird CA-19-9 bei der Untersuchung von Patienten mit Dickdarmtumoren als Marker der zweiten Wahl verwendet (siehe unten). Dies ist besonders wichtig bei REA-negativen Tumoren.

Aufgrund der geringen Empfindlichkeit und Spezifität wird auch nicht empfohlen, die Definition von CEA im CRC-Screening zu verwenden. Bei einer fünffachen Erhöhung der CEA im Serum und bei klinischen Beschwerden bei einem Patienten sollte die CRC vorgeschlagen werden.

Eine vergleichende Analyse von drei Tumormarkern (CA-19-9, CEA und α-Fetoprotein) im Serum von Patienten mit RTK in verschiedenen Stadien des Tumorprozesses, bei Patienten mit chronischer Colitis ulcerosa und bei gesunden Menschen zeigte einen signifikanten Unterschied zwischen Patienten mit lokalisierter RTK und chronischen Patienten Colitis ulcerosa in Bezug auf CA-19-9 und CEA sowie zwischen lokaler und generalisierter RTK für die beiden oben genannten

Tumormarker. Die Werte der Tumormarker bei der chronischen Colitis ulcerosa übertrafen die Werte im Normalzustand nicht. In einem lokalisierten Verfahren überschreitet der Gehalt an CA-19-9 nicht 1000 Einheiten / ml, CEA -20 ng / ml. Die α-Fetoprotein-Parameter bei CRC-Patienten liegen im Normbereich und nehmen in der Regel nur zu, wenn der Tumorprozess verallgemeinert ist, was die Verwendung dieses Markers bei der Diagnose der Erkrankung nicht erlaubt. Bei der Verwendung von komplexem CA-19-9 + REA liegt die diagnostische Sensitivität bei 91% und übertrifft diese bei einem einzigen Tumormarker deutlich. Der Zugang zu instrumentellen Diagnosemethoden für Daten zur Definition von Tumormarkern (CA-19-9 und CEA) erhöht die Erkennungshäufigkeit von lokalisierten CRC um 14% und während der Verallgemeinerung des Prozesses - um 9%.

Bei Tumoren, die durch ein Ungleichgewicht zwischen Proliferationsprozessen und Apoptose gekennzeichnet sind. Endothelin-1, ein Polypeptid mit 21 Aminosäureresten, hat Vasokonstriktor- und mitogene Aktivität und ist auch an den Regulationsmechanismen der Apoptose beteiligt. Das Experiment zeigte, dass Endothelin-1 ein Überlebensfaktor ist und PTK-Zellen in vitro vor FasL-induzierter Apoptose schützen kann.

Die Nachweishäufigkeit und die Menge an löslichem Fas-Antigen (sFas) - einem Apoptosehemmer - im Serum von RTK-Patienten ist höher als bei praktisch gesunden Menschen. Bei Patienten mit RTK mit Metastasen in den regionalen Lymphknoten und der Leber bestand eine Tendenz zur Erhöhung des Serum-sFas-Gehalts, was es möglich macht, die Rolle des Fas / FasL-Systems als mögliches Ziel für eine Antitumor-Therapie bei Patienten mit CRC zu diskutieren.

Es wurde gezeigt, dass eine hohe Aktivität von Caspase-3 mit einem hohen Rückfallrisiko für RTK korreliert, insbesondere in Fällen der rechtsseitigen Lokalisierung. Eine Korrelation der Caspase-3-Aktivität mit CD57 + -Tumor-Filterzellen wurde ebenfalls nachgewiesen.

Eine wichtige Rolle in den Mechanismen der Apoptose-Regulierung in der PTK spielt bcl-2, das normalerweise von Zellen exprimiert wird, die den Boden der Krypten des Dickdarms säumen. Es wurde gezeigt, dass die Expression von bcl-2 in RTK Dukes im B-Stadium mit einem besseren Überleben der Patienten in Verbindung steht. Dementsprechend ist es bei Patienten, bei denen Tumore kein bcl-2 exprimieren, ratsam, eine adjuvante Therapie durchzuführen.

Die Expression von immunreaktivem p53 im Primärtumor in der CRC ist ein Marker für ein hohes Rezidivrisiko nach operativer Entfernung der Krankheit und häufiger nach dem ersten Beobachtungsjahr. Gleichzeitig wurde eine erhöhte Expression von p53 bei 47 und CEA bei 34,4% der Tumoren nachgewiesen. Es wird angenommen, dass bei der Auswertung der CRC-Prognose beide Marker definiert werden müssen.

Es ist bekannt, dass genetische Schäden primäre Karzinome des proximalen und distalen Kolons unterscheiden. Daher zeigt eine multivariate Analyse der p53-Expression in primären CRC häufiger eine erhöhte Expression von p53 in distaler (58,5%) als in proximaler (41,7%) RTK. Gleichzeitig ist die rezidivfreie Periode bei p53 + Tumoren geringer (75 bzw. 38%; p = 0,006). Bei p53 + -Tumoren mit ihrer distalen Lokalisation wurde ein hohes Risiko für ein erneutes Auftreten von CRC festgestellt. Daher kann die Beurteilung der p53-Expression in CRC als Marker für ein frühes Wiederauftreten der Krankheit dienen und hängt mit der Lokalisation des Tumors im Organ zusammen.

Es wurde nachgewiesen, dass das Versagen der Chemotherapie bei CRC mit der Resistenz dieser Tumore gegen mehrere Arzneimittel in Verbindung steht. Es wurde gezeigt, dass die Expression verschiedener CD44-Isoformen mit einem aggressiven Tumorverhalten in Zusammenhang steht, und wirft die Frage auf, ob das Signal dieses Rezeptors die Medikamentenempfindlichkeit des Tumors moduliert. Es wurde auch nachgewiesen, dass CD44 die Aktivierung der LYN- und Akt-Src-Familie von Tyrosinkinasen induziert. Die Fähigkeit, Apoptose zu unterdrücken, kann eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von Dickdarmtumoren spielen, die mit der Expression von CD44 assoziiert sind.

Plasminogenaktivatoren und -inhibitoren

In den letzten Jahren hat die Untersuchung von Metalloproteinasen der extrazellulären Matrix, die eng mit den Invasionsprozessen und der Metastasierung von Tumoren zusammenhängen, die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich gezogen. Mit der Entwicklung von Metastasen sollte es eine Kette von aufeinanderfolgenden Ereignissen geben, die zur Freisetzung von Tumorzellen aus ihrer ursprünglichen Umgebung und zur Bildung von Tumorknoten in entfernten Organen und Geweben führen. Es wird angenommen, dass zur Sicherstellung der Invasions- und Metastasierungsprozesse eine komplexe proteolytische Kette einschließlich verschiedener Proteasen erforderlich ist. Es wird angenommen, dass Plasmin, das den Gehalt an extrazellulären Matrix-Glykoproteinen verringert und einige Prometalloproteasen aktiviert, eine entscheidende Rolle bei den Invasionsprozessen und Metastasen spielt

In einer mehrstufigen Proteasekette ist Serinprotease eine Schlüsselposition - der Plasminogenaktivator vom Urokinase-Typ (uPA), da er die Bildung von Plasmin aus seinem Vorläuferplasminogen katalysiert. Der IRA-Rezeptor (Pc-uPA) spielt ebenfalls eine wichtige Rolle, denn wenn uPA an den Rezeptor bindet, steigt seine Fähigkeit, Plasminogen zu aktivieren. Andererseits können Inhibitoren von uPA-PAI-1 und PAI-2 in den PTK-Geweben vorhanden sein. Es wurde gezeigt, dass die uPA- und PAI-1-Spiegel in CRC höher sind als in homologen normalen Geweben und gutartigen Tumoren.

Die Frage, ob uPA in humanen RTK von den Krebszellen selbst oder den Elementen des umgebenden Stromas (Fibroblasten, Makrophagen, Leukozyten) stammt, ist lange Zeit unbeantwortet geblieben. Am Ende haben Harvey et al. Es konnte nachgewiesen werden, dass der Aktivator von den Krebszellen selbst stammt und nicht von den Stroma-Elementen entlehnt ist. Das Antigen wird am intensivsten in den apikalen und basalen Regionen von PTK-Zellen nachgewiesen.

Die repräsentativste Studie der Komponenten des Plasminogen-Aktivierungssystems in CRC-Proben wurde von Fujii et al. Sie analysierten auch die Expression der uPA- und PAI-1-Gene unter Verwendung der PCR-Methode. Die UPA-Expression wurde in 58,8% der Tumoren nachgewiesen. Bei Patienten mit positivem uPA und negativen Ergebnissen für PAI-1 war die 5-Jahres-Überlebensprognose signifikant schlechter. Multivariate Analysen zeigten, dass die Ergebnisse der gleichzeitigen Bestimmung von uPA und PAI-1 in CRC unabhängige Prognoseanzeigen sind.

Das Überleben der Patienten nach der Operation korrelierte nicht mit dem uPA-Gehalt im Tumorstroma. Es wurde jedoch ein Muster festgestellt, das mit seinem Spiegel im Tumorepithel zusammenhängt, d. H. Die Bestimmung des uPA-Spiegels kann durchaus ein Test für die Diagnose einer RTK ohne Metastasierung sowie das Risiko eines frühen Rückfalls sein nach der Operation Es ist möglich, dass sich Proteasen gegen Medikamente richten, die die Invasion und Metastasierung von CRC verhindern.

Lebermetastasen sind ein wichtiger Faktor, der die Prognose bei RTK-Patienten einschränkt. Es besteht ein Zusammenhang zwischen iRA und Lebermetastasen. Die Transduktion des tPA-Gens in PTK-Zellen kann hilfreich sein, um hepatischen Metastasen entgegenzuwirken.

Die am wenigsten im klinischen Sinn untersuchte Komponente des Plasminogen-Aktivierungssystems wird als Rc-uPA betrachtet, bei dem es sich um ein membrangebundenes Tri-Domänen-Glycopeptid handelt. Diese

Der Rezeptor kann auch in löslicher Form (rRc-uPA) in Extrakten eines Tumors sowie im Blutplasma sowohl von gesunden Menschen als auch von Krebspatienten vorliegen. Lösliches Rc-uPA im Plasma ist ein praktisch unverändertes Molekül, jedoch ist weder der genaue Mechanismus seiner Freisetzung von der Zelloberfläche noch seine biologische Funktion vollständig untersucht worden. Bei Patienten mit RTK wurden erhöhte rRs-uPA-Spiegel im Plasma festgestellt, und die Konzentration von rRs-uPA hängt mit der Prognose der Erkrankung zusammen. Es ist möglich, dass Pc-uPA einen signifikanten Beitrag zur Verstärkung der Angiogenese um den Tumor sowie zur mikrovaskulären Metastasierung leisten kann.

Daher ist die erhöhte Expression von Rc-uPA, die die invasive Fähigkeit des Tumors in vitro in mindestens einigen Subpopulationen von RTK-Zellen charakterisiert, zum Teil ein Ergebnis der ständigen Aktivierung der Signalkaskade, die von Mitogen-aktivierten Proteinkinasen abhängig ist.

Wachstumsfaktor-Rezeptoren

Eines der wichtigen regulatorischen Systeme für die mitogene Signaltransduktion ist die Familie der Tyrosinkinase-Rezeptoren - Produkte der Onkogengruppe c-erbB, die vier Transmembran-Rezeptoren mit ähnlicher Struktur umfasst - epidermaler Wachstumsfaktor-Rezeptor (EPRF oder ErbB1) sowie ErbB2 (HER2 / neu)., ErbB3 (HER3) und ErbB4 (HER4). Zusätzlich zur Struktur unterscheiden sich diese Rezeptoren in der relativen Spezifität und Affinität für verschiedene gewöhnliche Liganden. Nach der Aktivierung als Ergebnis der Ligandenbindung und Dimerisierung wird die interne Rezeptor-Tyrosinkinase aktiviert und erlangt die Fähigkeit, sowohl den Rezeptor selbst als auch andere zelluläre Proteine, die an der Übertragung des mitogenen Signals beteiligt sind, zu phosphorylieren.

An der autokrinen und parakrinen Regulation der Proliferation von CRC-Zellen sind verschiedene Wachstumsfaktoren beteiligt. In den letzten Jahren wurde die klinische Bedeutung von Wachstumsfaktor-Rezeptoren und deren Liganden in CRC, vor allem RESR, dem insulinähnlichen Wachstumsfaktor-Rezeptor Typ 1 (RIGR-1) und dem vaskulären Endothelial Growth Factor-Rezeptor (R-VEGF), aktiv untersucht.

REFR ist ein c-erbB1-Onkogenprodukt, bei dem es sich um eine Transmembrantyrosinkinase handelt, die klinisch am meisten untersuchte Marker dieser Gruppe bei Tumoren verschiedener Lokalisation, jedoch nicht ausreichend bei CRC.

Rezeptoren der ErbB-Familie können sowohl Homo- als auch Heterodimere bilden, und in vielen Fällen sind Heterostrukturen unter Beteiligung des zweiten Vertreters dieser Familie, HER2 / neu, der keinen eigenen Liganden besitzt, am aktivsten. Somit ist HER2 / neu ein Schlüsselelement bei der Übertragung mitogener Signale von EGF-ähnlichen Wachstumsfaktoren, und seine Blockierung kann das Wachstum von Tumoren, die von solchen Stimuli abhängig sind, erheblich verlangsamen oder stoppen. Es wird angenommen, dass eine erhöhte Expression von HER2 / neu in Tumoren, einschließlich CRC, als Sensormarker und Ziel für eine effektivere Biotherapie dieser Tumoren dienen kann. Klinische Studien sind im Gange und Vorstudien zur Expression von HER2 / neu in der Prognose von Tumoren des Gastrointestinaltrakts sind in der Literatur dargestellt.

RIFR-1 und RIFR-2 sind potentielle Mitogene und starke Stimulatoren für das Tumorzellwachstum. Die wachstumsfördernden Wirkungen beider Arten von FGIDs werden hauptsächlich durch FGED-1 vermittelt. Bisher gibt es keine einzige Stellungnahme zum klinischen Wert von RIFR-1 in der CRC.

Die meisten Studien haben eine umgekehrte Beziehung zwischen der Entdeckung von Steroidhormonrezeptoren (endokriner Regulationsart) und EGFR (Auto- und Parakrin-Regulationsart) bei Tumoren gezeigt.

Das Blockieren einer beliebigen Stufe der mitogenen Signalübertragung von Wachstumsfaktoren kann im Prinzip zu einer Fehlregulierung der Tumorzellproliferation und möglicherweise zur Inhibierung des Tumorwachstums führen. Das Experiment hat bereits eine ausreichend große Anzahl von Arzneimitteln untersucht, die die oben genannten Prozesse beeinflussen: spezifische und nicht-spezifische Blocker der Bindung von EGFR an Liganden, Inhibitoren der Tyrosinkinase und anderer Kinasen, Blocker der Bindung der SH2-Domänen von Effektorproteinen mit einem aktivierten Rezeptor, Verbindungen, die die Aktivierung der ras-Gene unterdrücken, einschließlich Farnesylierungsinhibitoren. Die meisten von ihnen befinden sich im Stadium der klinischen Studie, obwohl einige, insbesondere Herceptin, bereits klinische Studien bestanden haben und sich bei einigen Tumortypen als sehr wirksam erwiesen haben.

Es ist bekannt, dass RTKs Zielgewebe von Steroidhormonen sind und in 25-60% der Fälle die Funktionsfähigkeit der primären Verknüpfung des Wirkmechanismus eines oder mehrerer Steroide beibehalten, nämlich Östrogenrezeptoren (RE; 40,9%), Androgenen (RA; 15,5%). ), Progesteron (RP; 32,6%) und Glucocorticoide (WG; 59,1%).

Nur das Vorhandensein von ER und RP in einem Tumor kann jedoch als Kriterium für eine günstige Prognose des 10-Jahres-Überlebens von CRC-Patienten herangezogen werden. Gleichzeitig werden bei Frauen mit RTK (60,5%) häufiger Re-EGs nachgewiesen als bei Männern (39,5%), mit einem lokalisierten Stadium der Erkrankung (63,1%) und einem Tumor in den rechten Kolonabschnitten (59,4%).

Tumormarker der Angiogenese

Forscher haben in den letzten Jahren großes Interesse an der Untersuchung angiogener Faktoren in einem Tumor und insbesondere an VEGF gezeigt. Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass die Metastasierung in verschiedenen Stadien des Tumorprozesses vom Grad der Vaskularisierung des Tumors abhängt.

Bei der hämatogenen Metastasierung müssen die Tumorzellen an den Endothelzellen anhaften, in das Gefäßlumen gelangen, im zirkulierenden Blut überleben, in einem bestimmten Organ oder Gewebe aufhören und dort eine Kolonie bilden. Hoch angiogene Primärtumoren, einschließlich CRC, mit einer hohen intratumoralen Gefäßdichte erzeugen wahrscheinlich einen angiogenen Klon in einem entfernten Organ, der unter günstigen Bedingungen Metastasen bilden kann. Die meisten Forscher glauben, dass ein hohes Maß an Tumorvaskularisation ein statistisch signifikanter Marker für das Vorhandensein von Metastasen in regionalen Lymphknoten ist. In 77% der vorangegangenen Studien wurde ein signifikanter Zusammenhang zwischen der Tumorangiogenese und der Entwicklung von Fernmetastasen gefunden. Obwohl es signifikante Unterschiede zwischen den untersuchten Patientengruppen und den zur Beurteilung der Angiogenese verwendeten Methoden gibt, haben die meisten Forscher eine inverse Beziehung zwischen der Vaskularisierung des Tumors und dem Überleben von Patienten mit CRC gezeigt. Darüber hinaus erhöhen unzureichende Vaskularisierung und infolgedessen ihre Hypoxie die Expression von Genen, die mit Resistenzen (Pg-Glycoprotein, Hydrofolat-Reduktase) assoziiert sind, gegenüber der Chemotherapie und stellen eine wichtige Ineffizienz der neoadjuvanten Bestrahlung und Chemotherapie dar.

Bei der Mehrzahl der Patienten (73,4%) mit regionalen Metastasen in den Lymphknoten war die rezidivfreie Zeit ohne VEGF-Expression und ein niedriger SPF-Index (S-Phasenanteil) im Tumor signifikant höher. Neben der prognostischen Bedeutung von VEGF wurde gezeigt, dass die Blockade des VEGF-Rezeptors-2 das Wachstum von CRC-Metastasen in der Leber hemmt.

Gegenwärtig haben mehr als 200 Verbindungen angiogenetische Aktivität, und alle können je nach Hemmwirkung in zwei Gruppen eingeteilt werden. Die erste Gruppe umfasst Verbindungen, die die Übertragung angiogener Signale durch Endothelzellen beeinflussen (Antagonisten von Endothelwachstumsfaktoren, Inhibitoren der Produktion angiogener Faktoren, Migration von Endothelzellen) und die zweite Verbindung, die die Proliferation von Endothelzellen beeinflusst. Vielversprechend sind antiangiogene Arzneimittel wie Marimastat, Batimastat-Matrix-Metalloproteinase-Inhibitoren, SU 6661.

Es sei darauf hingewiesen, dass in den letzten Jahren unser Wissen über die biologischen Prozesse, die bei der Bildung neuer Mikrogefäße im Tumor beteiligt sind, erheblich zugenommen hat. Obwohl sich noch immer prognostische und therapeutische Prinzipien bilden, werden Fortschritte beim Verständnis der pathophysiologischen Mechanismen der Neoangiogenese bei Tumoren bereits in die klinische Praxis eingeführt.

Der Gehalt an Thymidylat-Synthetase im Tumor gilt als einer der wirksamsten Marker für Arzneimittelresistenz und CRC-Prognose. Das Enzym ist für die DNA-Synthese notwendig und katalysiert die Methylierung von Desoxyuridinmonophosphat zu Desoxythymidinmonophosphat als Cofaktor für 5,10-Methylentetrahydrofolat (5,10-CH2FH4). Es ist bekannt, dass 5-Fluoruracil (5-FU), einer der am häufigsten verwendeten Antimetaboliten bei der Behandlung von gastrointestinalen Tumoren, wenn er einem Patienten verabreicht wird, 5-Fluor-2'-desoxyuridin-5'-monophosphat-Formen bildet, die kovalent an Timidylatsynthase binden und somit blockieren DNA-Synthesevorgang im Tumor. Die Untersuchung der Expressionsindikatoren der Thymidylat-Synthetase in Tumoren von Patienten mit CRC machte es möglich, sie als unabhängigen Prognosefaktor in dieser Kategorie von Patienten zu betrachten. Zur gleichen Zeit waren die 10-Jahres-Überlebensraten bei Patienten, bei denen die Tumor-Expression des Enzyms nachgewiesen wurde, signifikant niedriger.

Basierend auf einer retrospektiven multivariaten Analyse und einem hohen Grad an Zuverlässigkeit der Ergebnisse bei der Expression von Thymidylatsynthase in Tumoren kann dieser Marker in der Klinik als unabhängiger Prädiktionsfaktor für Lokalrezidive, Fernmetastasen, einen rückfallfreien Zeitraum und das Gesamtüberleben von Patienten mit RTK verwendet werden.

Die beste Prognose war für Patienten mit TRK mit niedriger Expression von Thymidylatsynthetase im Primärtumor. Gleichzeitig haben die Forscher überzeugend gezeigt, dass keine anderen prognostischen Faktoren, wie Alter, Geschlecht, Differenzierungsgrad des Tumors, p53-Expression, als unabhängige Marker für die Prognose, insbesondere das Wiederauftreten dieser Krankheit, angesehen werden können.

Das Expressionsniveau der Thymidylat-Synthetase im Falle einer generalisierten oder rezidivierenden CRC kann ein Marker für die Empfindlichkeit des Tumors gegenüber 5-FU sein. Die höchsten Expressionsniveaus des Enzyms wurden häufiger bei abdominalen Metastasen von CRC (82%) im Vergleich zu Metastasen eines Tumors in der Leber (47%) gefunden. Es wird angenommen, dass dies berücksichtigt werden sollte, wenn die Empfindlichkeit disseminierter Formen eines Tumors auf 5-FU vorhergesagt wird und die Chemotherapiestrategie bei Patienten individuell geändert wird.

Es wurde auch gezeigt, dass die Expression von Thymidylatsynthetase und Thymidinphosphorylase in Tumoren unbehandelter CRC-Patienten nicht nur einen prognostischen Wert bei der Wahl der 5-FU-Chemotherapie zusammen mit Proliferationsmarkern wie p53 und Ki-67 hat, sondern auch mit Indikatoren für das krankheitsfreie Überleben und das Gesamtüberleben korreliert. Gleichzeitig wurde die Aktivität dieser beiden Enzyme durch ein biochemisches Verfahren in frisch gefrorenen Tumorproben untersucht und ihre Expression unter Verwendung eines immunhistochemischen Verfahrens in Paraffinschnitten zusammen mit p53 und Ki-67 verglichen. Eine signifikante Korrelation wurde auch zwischen dem Index der enzymatischen Aktivität der Thymidinphosphorylase und der Bindungsaktivität von 5-Fluor-2'-desoxysyridin-5'-monophosphat (5-FU-Metabolit) gefunden. Es wurde bekannt, dass die Aktivität der Thymidylatsynthetase und der Thymidinphosphorylase eng mit den Prozessen der Angiogenese und Proliferation in der CRC zusammenhängt. Gleichzeitig korrelierte die VEGF-Expression signifikant mit der Thymidinphosphorylase-Aktivität und dem Ki-67-Index im Tumor sowie der Dauer einer rezidivfreien Periode.

Bei der Untersuchung der Dihydropyrimidin-Dehydrogenase, dem ersten Enzym, das 5-FU zu 5-Fluordihydrouracil metabolisiert, wurde festgestellt, dass der Expressionsindex dieses Enzyms in einem Tumor als Marker bei der Beurteilung der Empfindlichkeit von CRC gegenüber 5-FU verwendet werden kann.

Eine hohe Aktivität der induzierten Stickoxid-Synthetase kann als Marker für einen aggressiveren Fluss von CRC dienen.

Es wird vorgeschlagen, eine hochempfindliche und spezifische Methode zur Bestimmung der Telomeraseaktivität im Epithel zu verwenden

Im Blut zirkulierende CRC-Zellen. Die Enzymaktivität wurde in 72% der Tumoren in den Stadien C und D (Klassifikation Dukes) CRC nachgewiesen. Es wird angenommen, dass dieser Marker in dieser minimal-invasiven Methode zur Früherkennung, Prognose und Überwachung von Patienten mit TCR verwendet werden kann.

Eine erhöhte Expression von CDC25B-Phosphatase in CRC-Zellen zeigte in 43% der Fälle eine schlechte Prognose der Erkrankung. Daher benötigen diese Patienten eine adjuvante Therapie. Es wird angenommen, dass CDC25B als unabhängiger prognostischer Marker und sogar als Kontrollfaktoren dienen kann, wie Metastasen in regionalen Lymphknoten, Durchmesser des Primärtumors, Differenzierungsgrad und Invasionstiefe. Darüber hinaus deutet das Expressionsniveau von CDC25B stark auf eine mögliche frühe Wiederholung der CRC-Stadien B und C gemäß Dukes hin.

Kürzlich haben sich Studien ergeben, die auf die Möglichkeit der Verwendung des Enzyms für die Synthese von Prostaglandinen und Eicosanoiden - Cyclooxygenase-2 (COX-2), auch Prostaglandin-Endoperoxid-Synthetase genannt - als Marker für die Früherkennung und CRC-Prognose hinweisen. Experimentelle und klinische Daten zeigen die wichtige Rolle von COX-2 bei der Pathogenese von CRC. Die Abwesenheit von COX-2 im Epithel der normalen Schleimhaut und die Proteinexpression in 40% der Polypen und 80-90% der malignen Kolon-Tumoren werden gezeigt, was die Beteiligung von COX-2 an neoplastischen Prozessen und an der CRC-Progression bestätigt. Es wurde eine positive Korrelation zwischen der Expression von COX-2 und der Größe des Stadiums des Tumors gemäß der Dukes-Klassifizierung festgestellt. Die erhöhte Expression von COX-2 in RTC wurde zur Grundlage für Versuche, seine Inhibitoren, insbesondere nichtsteroidale entzündungshemmende Arzneimittel, als prophylaktische Mittel einzusetzen, die die Entwicklung von CRC und die Malignität von Kolonpolypen verhindern. In Tierversuchen wurde gezeigt, dass COX-2-Inhibitoren eine Schutzwirkung bei der kolorektalen Karzinogenese ausüben. Darüber hinaus verhinderten diese Medikamente die Bildung neuer Polypen und trugen zur Rückbildung bestehender im Dickdarm bei. Andererseits deuten Daten aus einigen experimentellen Studien darauf hin, dass die Antitumorwirkung von nichtsteroidalen entzündungshemmenden Arzneimitteln auch auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass sie in PTK-Zellen Apoptose induzieren und Angiogenese in experimentellen Tumoren hemmen.

Andere Marker CRC

Kurz gesagt, werden wir uns auf einige Tumormarker konzentrieren, deren Verwendung für CRC vielversprechend erscheint.

Das Expressionsniveau von MUC1 in Tumoren kann als Marker für die Beurteilung des Fortschreitens und der Prognose von CRC verwendet werden.

Der Cyclin-abhängige Inhibitor der Kinase P27 (KIP1) kann als Marker zum Nachweis früher CRC-Stadien verwendet werden. Es kann jedoch nicht als Marker für das frühe Fortschreiten dieser Tumoren verwendet werden.

Vor kurzem wurde auch vorgeschlagen, einen neuen Marker, TA90-IC, zu verwenden, der im Serum in Form zirkulierender Immunkomplexe vorliegt, wenn die Häufigkeit von RTK geschätzt wird. Grundlage der Studie war die Tatsache, dass nach Meinung vieler Autoren der Anteil an CEA nur bei 70% der Patienten im gemeinsamen Stadium der Erkrankung erhöht war. Fernmetastasen wurden bei 86% der untersuchten Patienten gefunden, obwohl viele dieser Patienten klinisch einen lokalisierten Tumor ohne Anzeichen einer Generalisierung des Tumorprozesses aufwiesen. Eine Analyse des Niveaus der oben genannten Marker zeigte, dass die Konzentration von TA90-IC in 82,9% und in CEA nur bei 70,2% der Patienten erhöht war. Die Kombination beider Marker ermöglichte es uns, die Prävalenz des Tumorprozesses in 93,5% der Fälle festzustellen. Die Forscher glauben, dass diese Arbeit fortgesetzt werden muss und die Rolle des TA90-IC beim Screening und Monitoring des Fortschritts von CRC nachgewiesen werden muss.

Es ist anzumerken, dass die klinisch am besten geeignete Methode die gleichzeitige Bestimmung nur einer kleinen Anzahl komplementärer Indikatoren ist, die die proliferative Aktivität von CRC, ihr Metastasierungspotenzial und die Empfindlichkeit gegenüber verschiedenen Arten zentraler und lokaler Regulierung charakterisieren können. Die Aufgabe von Forschern auf diesem Gebiet ist es, die optimale quantitative und qualitative Kombination molekularer Marker für die Diagnose, Überwachung und Prognose von CRC auszuwählen.

4.4.3. Krebserkrankungen der Bauchspeicheldrüse, des Magens, der Speiseröhre und der Leber

In Westeuropa wird Bauchspeicheldrüsenkrebs in etwa 10 Fällen pro 100.000 Menschen nachgewiesen, etwa 90% aller Tumoren.

Erkrankungen der Bauchspeicheldrüse sind Adenokarzinome der Gänge, und nur 5% sind neuroendokrine Tumoren und ein Ackerkarzinom.

Der am häufigsten verwendete Marker bei der Diagnose von Bauchspeicheldrüsenkrebs ist CA 19-9. Die Spezifität der Bestimmung variiert zwischen 76 und 99% und die Sensitivität zwischen 69 und 93%. Die erhöhte Konzentration von CA 19-9 im Serum ist jedoch nicht nur für Pankreasadenokarzinome spezifisch. Bei anderen Erkrankungen des Gastrointestinaltrakts wurde ein hoher CA 19-9-Spiegel festgestellt (akute und chronische Pankreatitis, Leberzirrhose, Entzündungen der Gallenwege).

Es wurde gezeigt, dass nur 55% der Patienten mit Bauchspeicheldrüsenkrebs mit einem Tumordurchmesser von weniger als 3 cm einen erhöhten CA 19-9-Spiegel aufweisen (> 37 U / ml). Folglich ist die Verwendung des CA 19-9-Markers bei der Diagnose von Bauchspeicheldrüsenkrebs, insbesondere seinen frühen Formen, begrenzt, da sein Niveau auch bei den oben genannten gutartigen Prozessen in der Leber und im Pankreas ansteigt. Es wird empfohlen, die Indikatoren CA 19-9 zu bestimmen, um die Prognose des Pankreaskarzinoms abzuschätzen, nicht jedoch für die Routinepraxis.

In perspektivischen Studien wurden auch eine Reihe weiterer Marker für Bauchspeicheldrüsenkrebs untersucht: CA50, CA242, CA195, DU-PAN 2-Mucine, CAM 17.1 / WGA. Derzeit sollte CA 19-9 jedoch als „Goldstandard“ bei der Diagnose von Bauchspeicheldrüsenkrebs betrachtet werden.

Magenkrebs ist eine der häufigsten Tumorformen der Welt. In Westeuropa ist die Häufigkeit in den letzten zehn Jahren zurückgegangen, in Asien ist die Sterblichkeitsrate gestiegen und liegt bei ungefähr 100 pro 100 Tsd. In den USA sterben 6 Patienten pro 100 Tsd. An Magenkrebs.

Für Magenkrebs werden drei Marker ausreichend detailliert untersucht: CEA, CA 19-9 und CA 72-4, CA 72-4 wird jedoch als der empfindlichste und spezifischste angesehen. CEA und CA 19-9 haben die gleiche Spezifität, obwohl CA 19-9 möglicherweise empfindlicher ist als CEA, jedoch kann keiner der oben genannten Marker für das Screening und die Früherkennung von Magenkrebs verwendet werden.

Die Häufigkeit von Speiseröhrenkrebs variiert erheblich. In Zentralasien beträgt die Inzidenz 50-100 Fälle pro 100.000, in Europa und den USA 2-3 Fälle pro 100.000. In 90% des Ösophaguskarzinoms sind Plattenepithelkarzinome und in weniger als 10% Adenokarzinome vertreten.

Im Vergleich zu anderen gastrointestinalen Tumoren wurden biochemische Marker für Speiseröhrenkrebs nicht ausreichend untersucht. Es wird jedoch angenommen, dass SCC und Cytokeratine (CYFRA 21-1, TPA, TPS) als die besten Marker bei der Diagnose eines Ösophaguskarzinoms aus dem Plattenepithel angesehen werden, wohingegen CA 19-9 bei der Diagnose von Adenokarzinomen der Speiseröhre bevorzugt wird. Tumormarker bei der Diagnose von Tumoren der Speiseröhre fanden jedoch aufgrund ihrer Unspezifität wenig Beachtung.

Ein anderer Name für diese Krankheit ist "malignes Hepatom". Eine solche Diagnose wird in Westeuropa mit einer Häufigkeit von 5-10 Fällen pro 100.000 und in Südeuropa von weniger als 5 Fällen pro 100.000 gestellt.Der Leberkrebs wird am häufigsten in China nachgewiesen, wo ein Populationsscreening eines endemischen Fokus dieses Tumors empfohlen wird, um Tumore zu erkennen.

Der Hauptmarker bei der Diagnose eines hepatozellulären Karzinoms ist das α-Fetoprotein, das, wenn es gescreent wird, Tumore kleiner Größe zeigt, die zu einem Anstieg des postoperativen Überlebens in dieser Kategorie von Patienten beitragen. Es ist jedoch zu beachten, dass die Rolle von α-FP beim Screening auf hepatozelluläres Adenokarzinom nicht durch prospektive randomisierte Studien bestimmt wurde. Angesichts des sehr seltenen Nachweises dieser Tumoren in Westeuropa wird davon ausgegangen, dass ein Screening auf hepatozelluläre Karzinome nicht erforderlich ist. Seit 1986 wird jedoch empfohlen, alle sechs Monate eine Ultraschallsonde der Leber und alle drei Monate eine Bestimmung der α-AF-Konzentration bei Patienten durchzuführen, die für das Hepatitis-B-Oberflächenantigen positiv sind, sowie bei Patienten, die an chronisch aktiver Hepatitis oder Leberzirrhose leiden. Es wird auch angenommen, dass Patienten mit einer persistierenden Infektion, insbesondere Patienten mit viraler Hepatitis C, für ein hepatozelluläres Adenokarzinom als bedroht betrachtet werden sollten. Es ist erwiesen, dass das Risiko für die Entwicklung dieses Tumors bei Virushepatitis C und Leberzirrhose 100-mal höher ist als das für nicht infizierte Personen.

Eines der wichtigsten Probleme bei der Verwendung von α-FP bei der Differentialdiagnose eines hepatozellulären Adenokarzinoms sind Hepatitis und Leberzirrhose, bei der auch der Tumormarker ansteigt. Daher hilft die Trennung von fucosyliertem α-OP von normalem α-OP durch Bindung an Lektine bei der Differenzialdiagnose der obigen Erkrankungen. Die Identifizierung dieser α-OP-Fraktionen hilft bei der Differentialdiagnose eines hepatozellulären Karzinoms. Bei gutartigen Erkrankungen kann der α-FP-Spiegel vorübergehend ansteigen, während er bei einem hepatozellulären Karzinom im Blutserum ständig erhöht ist. Die mehrmalige Bestimmung von α-OP über einen Zeitraum von 2–3 Wochen erlaubt es daher, die falsch positiven Werte auszuschließen. Darüber hinaus wurde kürzlich ein neuer Marker für die Diagnose eines hepatozellulären Adenokarzinoms - des-gamma-Carboy-Prothrombins (DCP), auch als PIVKA II (ein Protein, das durch Vitamin K-Mangel induziert wird) bekannt. Die Kombination dieses Markers mit α-FP ermöglicht die Identifizierung eines hepatozellulären Karzinoms bei 86% und eines solitären Tumors bei 78,3%. In diesen Fällen ist einer dieser Marker positiv.

4.4.4. Nichtformierungen des weiblichen reproduktiven Systems

15% aller Tumoren sind auf Genitaltoplasmen zurückzuführen. Sie werden entsprechend ihrer Zerfallsrate in der folgenden Reihenfolge verteilt: Krebs des Uterus, der Eierstöcke und des Gebärmutterhalses. In der Struktur der Mortalität steht Eierstockkrebs an erster Stelle, gefolgt von Gebärmutterhalskrebs und Gebärmutterkrebs. In den USA werden zum Beispiel jährlich 20.000 neue Fälle von Eierstockkrebs und 12.000 Todesfälle durch diesen Tumor registriert. Die Ätiologie der Krankheit ist unbekannt, jedoch gelten Anovulation, die Verwendung bestimmter Kontrazeptiva sowie familiäre Anfälligkeit als Risikofaktoren.

Mehr als 90% der Ovarialtumoren sind von Natur aus epithelial, d. entstehen aus dem coelomischen Epithel. Epitheliale Ovarialtumoren werden nach Zelltyp klassifiziert: serös, muzinös, Endometrioid, Klarzelle, gemischtes Epithel, undifferenziert, Plattenepithel. Am häufigsten entwickelt sich Eierstockkrebs aus serösen Zellen.

Der beste Marker für epithelialen Ovarialkarzinom ist Mucin - CA 125. Während der Menstruation kann der Marker bei Frauen auf 100 kU / l und mehr ansteigen. Der CA 125-Spiegel steigt bei fast 80% der Patienten mit epithelialen Ovarialkarzinomen an, jedoch zeigt nur die Hälfte der Patienten mit Ovarialkarzinom im Stadium I gemäß der internationalen Klassifikation (FIGO) dieser Erkrankung hohe Tumormarkeraten. Unzureichende Sensitivität bei der Frühdiagnostik sowie der Nachweis erhöhter CA 125 -Werte bei verschiedenen gutartigen Tumoren und anderen Adenokarzinomen erlauben es nicht, diesen Indikator als Marker für die Früherkennung von Eierstockkrebs zu verwenden. Zusammen mit dem Niveau anderer Marker (α-OP, hCG, hCGb) kann der CA 125-Spiegel mit Tumoren von Keimzellen ansteigen.

Die Prognose des Ovarialkarzinoms hängt hauptsächlich vom Stadium der Erkrankung ab. Das Screening von CA 125 ist unempfindlich, und nur 50% der Patienten mit Stadium I der Erkrankung haben einen erhöhten Markerwert, weshalb dieser Marker nicht für die Erkennung sporadischer Fälle der Erkrankung empfohlen wird. Die Bestimmung von CA 125 in Kombination mit der manuellen rektovaginalen Untersuchung der Beckenorgane und der transvaginalen Sonographie kann jedoch für die Früherkennung von Eierstockkrebs wichtig sein.

Eine multizentrische, prospektive Studie an postmenopausalen Frauen mit Tumoren im kleinen Becken und ein Vergleich der transvaginalen Sonographie, die manuelle Untersuchung der Beckenorgane und die Bestimmung von CA 125 (CA-Schwelle 125 35 kU / l) zeigten, dass die Diagnose mit 77, 76 bzw. 74% bestätigt wurde. Durch die Regressionsanalyse wurde zudem gezeigt, dass CA 125 im Vergleich zur Sonographie empfindlicher ist, der diagnostische Wert jedoch dem einer manuellen Studie unterlegen ist. Mit einer Kombination der negativen Ergebnisse der drei Methoden werden keine Tumore nachgewiesen. Die Bestimmung des CA 125-Spiegels vor der Operation kann den Arzt zu möglichen chirurgischen Vorteilen auffordern.

Es ist bekannt, dass die traditionellen prognostischen Faktoren bei Patienten mit Eierstockkrebs das Stadium der Erkrankung, der Differenzierungsgrad und der histologische Typ des Tumors sowie die Größe des verbleibenden Tumors nach einer palliativen zytoreduktiven Operation sind. Gleichzeitig haben multizentrische Studien gezeigt, dass der CA 125-Spiegel im Serum von Patienten nach dem 1., 2. und 3. Chemotherapie-Verlauf einer der wichtigsten prognostischen Faktoren für die Frühphase ist

ihm ein Rückfall der Krankheit. Eine verlängerte CA-Halbwertszeit von 125 oder weniger als eine siebenfache Abnahme der Tumormarkerwerte in den ersten Monaten nach der Behandlung weist auf ein schlechtes Ergebnis hin. Weitere Studien haben gezeigt, dass die CA-Konzentration von 125> 70 kU / l vor dem dritten Chemotherapie-Verlauf der wichtigste Faktor für die Vorhersage des Fortschreitens der Erkrankung in den nächsten 12 Monaten ist.

Bei der Überwachung von Patienten mit Ovarialkarzinom ermöglicht CA 125 ein frühes Wiederauftreten. Es gibt jedoch keine Daten in der Literatur, die darauf hindeuten, dass eine rechtzeitige Erkennung eines erneuten Auftretens einer Erkrankung die Überlebensraten verbessern kann. Eine Zunahme von CA 125 weist in 94,8% der Fälle auf eine Resterkrankung hin, jedoch wies fast die Hälfte der Patienten mit normalen Markerwerten auch eine Erkrankung (Tumorknoten) auf (Second-Look-Laparotomie). Bei 25% der Patienten, die nur mikroskopische Anzeichen der Erkrankung haben, und bei 79% der Patienten, deren Durchmesser eines rezidivierenden Tumors während der Laparotomie mehr als 1 cm beträgt, sind die CA 125-Spiegel im Serum erhöht.

Brustkrebs

Brustkrebs (BC) ist eine der Haupttodesursachen für Frauen in westeuropäischen Ländern. Während des Lebens einer Frau beträgt das Tumorrisiko 12,2% und das Sterblichkeitsrisiko 3,6%. Es gibt viele Faktoren, die mit dem Risiko von Brustkrebs in Verbindung stehen: genetische und familiäre Faktoren, hormonelle Faktoren (frühe Menarche, späte Menopause, späte erste Schwangerschaft), Ernährung, gutartige Brustkrankheiten (hauptsächlich mit atypischer Hyperplasie verbunden).

Gegenwärtig sind eine Reihe von Tumormarkern für Brustkrebs bekannt: MIS-1 (CA 15-3), CEA, Onkoproteine, Cytokeratine. Die am häufigsten verwendeten sind CEA und CA 15-3. Es gibt auch andere Mitglieder der MIS-1-Genfamilie: MSA, CA 519, BR27-29, BRMA. Sie haben alle etwa die gleiche Empfindlichkeit und Spezifität wie der SA 15-3. Daher trägt die Verwendung mehrerer Marker nicht sofort zu den mit CA 15-3 erhaltenen Informationen bei. Eine Reihe von Markern wie Cytokeratinen (TPA, TPS, CYFRA 21-1) und löslichen Onkoproteinen (c-erbB-2) werden derzeit intensiv untersucht und werden klinisch bewertet.

Die Sensitivität von Tumormarkern bei Patienten mit frühem Brustkrebs ist sehr gering (15-35%), so ihre Verwendung bei der Diagnose

oft schwierig. Natürlich schließen die resultierenden niedrigen Markerwerte das Vorhandensein von primären und metastatischen Herden nicht aus. Auf der anderen Seite deuten hohe Konzentrationen des Markers bei Brustkrebspatienten fast vollständig auf das Auftreten von Tumorverallgemeinerungen und individuellen Metastasen hin.

Hohe Konzentrationen von CEA, CA 15-3 und anderen Markern der MIS-1-Familie hängen eindeutig mit dem Stadium des Brustkrebses, der Größe des Tumors und der Beteiligung regionaler Lymphknoten am Tumorprozess zusammen. Es ist jedoch noch nicht klar, ob diese Marker unabhängige Prognosefaktoren sind. Darüber hinaus ist nicht bekannt, ob die Verwendung eines solchen Tumormarkers als Indikator für ein frühes Wiederauftreten der Erkrankung zu einer Erhöhung des rückfallfreien und des Gesamtüberlebens der Patienten führen wird.

Bei radikaler Behandlung von Brustkrebs können Serienbestimmungen von CEA und CA 15-3 auch in der Frühdiagnose eines Rückfalls gezeigt werden. Diese Tumormarker werden innerhalb von 2 bis 18 Monaten (durchschnittlich 5,2 Monate) bei 40 bis 60% der Patienten mit rezidivierendem Brustkrebs vor einem positiven Ansprechen gemäß den Ergebnissen klinischer, instrumenteller und radiologischer Methoden (Thorax-Röntgen, Leber-Ultraschall, Skelett-Scanning) gefunden. Die dynamische Bestimmung der CEA- und CA 15-3-Spiegel gilt als ziemlich empfindlicher Test für die Früherkennung von Knochen- und Lebermetastasen und reduziert zusätzlich die Häufigkeit von Patienten mit isotopischen Scannern und mit Radioisotopendiagnostik.

Gewebemarker bei Brustkrebs

Im Gegensatz zu den klassischen Tumormarkern, die im Serum bestimmt werden, werden Zell- oder Gewebemarker direkt im Tumorgewebe typisiert. Die meisten von ihnen charakterisieren bestimmte biologische Merkmale eines Tumors, die Besonderheiten seines Verhaltens und seiner Regulation, beispielsweise die hormonelle Empfindlichkeit oder die Neigung zu Invasion und Metastasierung. Für einige molekulare Marker wurde noch keine spezifische biologische Funktion festgestellt. Die Hauptbedeutung solcher Marker liegt in der Tatsache, dass sie die biologischen Merkmale jedes spezifischen Tumors charakterisieren und bei der Vorhersage und Individualisierung der medikamentösen Behandlung der Krankheit helfen.

In tab. 4.10 präsentiert biologisch signifikante Indikatoren, die aktive oder potentielle Gewebemarker für Brustkrebs sind.

Tabelle 4.10. Die Hauptgruppen der prognostischen Gewebe- / Zellmarker für Brustkrebs

Im Allgemeinen kann die Definition eines molekularen Markers bei Brustkrebs drei praktische Ergebnisse haben: 1) Identifizierung zwischen Patienten mit Frühstadien von Krebsrisikogruppen, die einer zusätzlichen Behandlung bedürfen, sowie solchen, die keiner adjuvanten Therapie unterzogen werden; 2) Bestimmung der Empfindlichkeit gegenüber bestimmten Therapieformen und Individualisierung der Schemata der adjuvanten Behandlung von Patienten mit einem gemeinsamen Prozess; 3) die Entwicklung neuer Medikamente.

Steroidhormonrezeptoren, hauptsächlich Östrogenrezeptoren (ER), gehörten zu den ersten Indikatoren, die bei der Behandlung von Brustkrebsindikatoren in Bezug auf die Kategorie zellulärer Marker einbezogen wurden. Etwas später wurden zusätzlich zu ihnen auch Progesteronrezeptor (RP) -Rezeptoren identifiziert.

Das Vorhandensein von ER im primären Brusttumor weist auf seine potenzielle Empfindlichkeit gegenüber therapeutischen Maßnahmen hin, die darauf abzielen, die Östrogenquelle aus dem Körper zu entfernen oder deren Auswirkungen (Ovariektomie, Einsatz von Antiöstrogenen) entgegenzuwirken.

RP ist als molekularer Marker für Brustkrebs von Interesse, nicht nur, weil es das erste Element der Reaktion der Zelle auf Progestine ist, das die Empfindlichkeit gegenüber den entsprechenden Medikamenten bestimmt, sondern auch, weil seine Synthese in Brustkrebszellen durch Östrogene induziert wird. Somit kann das Vorhandensein von RP die funktionelle Aktivität von ER anzeigen.

Derzeit verwenden verschiedene Kliniken und Laboratorien drei relativ äquivalente Methoden zur Bestimmung des Rezeptorstatus von Brustkrebs: Radioligand - Bewertung der Rezeptorbindungsfähigkeit im Cytosol von Tumoren; Enzymimmunoassay - Bestimmung der Konzentration des immunreaktiven Rezeptorproteins in denselben Cytosolen; immunhistochemisch - spezifische Färbung von Tumorschnitten mit Antikörpern gegen Rezeptorproteine. Der Vorteil der ersten beiden Methoden ist quantitativ, so dass die Kriterien zur Beurteilung des Rezeptorstatus objektiviert werden können. Das Radioligandenverfahren ermöglicht es auch, die funktionelle Aktivität des Rezeptors in einer der ersten Stufen seiner Wechselwirkung mit dem Hormon zu bewerten, wodurch die Vorhersage der Hormonsensitivität zuverlässiger ist als bei der Bestimmung immunreaktiver Proteine.

Auf der anderen Seite hat das immunhistochemische Verfahren zwar einen semi-quantitativen Charakter, es hat jedoch einen wichtigen Vorteil, nämlich dass man beim Färben von Schnitten deutlich machen kann

um die Zugehörigkeit von Rezeptoren zu Tumorzellen zu bestimmen. Bei der Verwendung biochemischer Methoden besteht diese Möglichkeit nicht. Darüber hinaus können Sie mit Archivmaterial - Paraffinblöcken und sogar vorgefertigten Gläsern - arbeiten, was die einzig mögliche Option ist, wenn der Bedarf an Steroidhormonrezeptoren erforscht wurde oder lange nach der Operation erkannt wurde.

Es ist bekannt, dass die hormonabhängige Variante von Brustkrebs, wenn beide oder mindestens einer der Steroidhormonrezeptoren typisiert ist, durch einen günstigen Verlauf gekennzeichnet ist und die postoperative Periode bei diesen Patienten besser ist als bei Rezeptor-negativen Tumoren. Trotzdem werden in der praktischen klinischen Arbeit die Ergebnisse der Bestimmung von Steroidhormonrezeptoren hauptsächlich bei der Auswahl von Patienten verwendet, die für eine Hormontherapie empfindlich sind.

Wachstumsfaktor-Rezeptoren. Diese Gruppe umfasst auch Wachstumsfaktoren selbst - Proteine und kleine Polypeptide, die von den Tumorzellen selbst und anderen Komponenten des Tumorgewebes (Fibroblasten, Makrophagen und Lymphozyten, die den Tumor infiltrieren, Endothelzellen) und zur Stimulierung des Wachstums von Produktionszellen (autokriner Mechanismus) oder benachbarter Zellen (Parakrin) gebildet werden Mechanismus).

An der autokrinen und parakrinen Regulation der Proliferation von Brustkrebszellen sind verschiedene Wachstumsfaktoren beteiligt: Peptide der EGF-Gruppe (α-transformierender Wachstumsfaktor, Amphiregulin usw.), die mit dem üblichen Rezeptor interagieren, Insulin-like Growth Factors (IGF), Somatostatin usw. Die Rezeptoren für diese Wachstumsfaktoren waren in Tumoren bei Patienten mit Brustkrebs gefunden. Das Vorhandensein des EGFR im Brustdrüsentumor, insbesondere in Abwesenheit von Steroidhormonrezeptoren, deutet auf eine ungünstige Prognose der Erkrankung bereits in frühen Stadien und auf eine Resistenz gegen endokrine Therapie hin. Es gibt Belege dafür, dass das Vorhandensein von IGF-Rezeptoren und Somatostatinrezeptoren eine günstigere Prognose von Brustkrebs anzeigt.

Aufgrund der Mehrdeutigkeit der Ergebnisse, die von verschiedenen Autoren erhalten wurden, ist jedoch bisher keiner der Indikatoren, der die Empfindlichkeit von Brustkrebs gegenüber Auto- und Parakrin-Regulatoren charakterisiert, in die Routine der klinischen Praxis eingetreten, wie etwa die Untersuchung des Spiegels von Steroidhormonrezeptoren. Es ist jedoch zu erwarten, dass in naher Zukunft das Interesse an der Studie des EGFR bei Brustkrebs aufgrund der Tatsache, dass sich dies bereits im klinischen Stadium befindet, wieder zunehmen wird

Studien, Wirkstoffe, die spezifisch auf den EGFR wirken, monoklonale Antikörper gegen den Rezeptor und Inhibitoren der internen Tyrosinkinase EGFR, die die erste Stufe der mitogenen Signalübertragung implementieren, wurden veröffentlicht.

Es sei darauf hingewiesen, dass der "Goldstandard" in der Untersuchung der Röntgenbeugung bisher als Radioligandenbestimmung in der Membranfraktion von Geweben unter Verwendung von 125 I-markiertem EGF und der anschließenden Abtrennung von Hydroxylapatit betrachtet wird.

Einige Erfolge auf dem Gebiet der praktischen Verwendung von Markern, die mit der REFR-abhängigen Regulierung des Brustkrebswachstums assoziiert sind, wurden bereits nach dem Auftreten des Medikaments Herceptin erzielt, das ein humanisierter Antikörper gegen HER2 / neu ist, einem der Rezeptoren der ErbB-Familie, zu denen REFR gehört.

Die Tyrosinkinaserezeptorfamilie - Produkte der c-erbB-Gruppe von Onkogenen, die vier Transmembranrezeptoren mit ähnlicher Struktur umfasst, REFR (ErbB-1), ErbB-2 (HER2 / neu), ErbB-3 (HER3) und ErbB-4 (HER4). ) ist eines der wichtigsten Regulierungssysteme für die mitogene Signalübertragung.

Neben der Struktur unterscheiden sich die ErbB-Rezeptorfamilien hinsichtlich der relativen Spezifität und Affinität für verschiedene gemeinsame Liganden. Das Hauptmerkmal aller Rezeptortyrosinkinasen ist die Transmembranlokalisierung und die Notwendigkeit, mit dem entsprechenden Liganden (Aktivierungsfaktor) in Wechselwirkung zu treten, um die Kinaseaktivität und die nachfolgenden biologischen Wirkungen zu erzielen. Nach der Aktivierung als Ergebnis der Ligandenbindung und Dimerisierung wird die interne Rezeptor-Tyrosinkinase aktiviert und erlangt die Fähigkeit, sowohl den Rezeptor selbst als auch andere zelluläre Proteine, die an der Übertragung des mitogenen Signals beteiligt sind, zu phosphorylieren. Rezeptoren der ErbB-Familie können sowohl Homo- als auch Heterodimere bilden, und in vielen Fällen sind Heterostrukturen unter Beteiligung des HER2 / neu-Rezeptors, der keinen eigenen Liganden besitzt, am aktivsten.

Daher ist HER2 / neu ein einzigartiger Vertreter der Familie der Transmembrantyrosinkinasen, da es ohne eigenen Liganden und ohne Wechselwirkung mit den bekannten Wachstumsfaktoren, die verwandte Rezeptoren aktivieren, ein Schlüsselelement bei der Übertragung mitogener Signale aller EGF-Gene ist. ähnliche Peptide und ist für das erfolgreiche Funktionieren des gesamten Systems erforderlich.

Bezüglich des prognostischen Wertes der Überexpression oder Amplifikation des c-erbB-2-Gens trotz des gigantischen Materials (mehr als 12.000 Patienten mit Brustkrebs wurden inzwischen in verschiedenen Labors weltweit untersucht) besteht kein Konsens über den prädiktiven Wert von HER2 / neu. Einige Autoren haben festgestellt, dass sie das rezidivfreie Überleben von Brustkrebspatientinnen ohne Metastasen in den Lymphknoten beeinträchtigen. Andere Forscher finden keinen verlässlichen Zusammenhang zwischen diesen Indikatoren. Die veröffentlichten Daten deuten darauf hin, dass Tumore mit einem verstärkten HER2 / neu-Gen auf eine Hormontherapie nicht gut ansprechen, jedoch auf eine nachfolgende Chemotherapie ansprechen. Derzeit wird auch davon ausgegangen, dass Patienten mit HER2 / neu-positiven Tumoren eine intensivere Chemotherapie empfohlen werden sollte als Patienten mit Tumoren, die keine erhöhte Expression dieses Onkogens aufweisen.

Plasminogen-Aktivierungssystem. Die Fähigkeit zur Metastasierung und Invasion ist eine der grundlegenden Eigenschaften von malignen Tumoren, deren wichtigster Mechanismus die Zerstörung der umgebenden Basalmembran und der extrazellulären Matrix durch tumorassoziierte Proteasen ist. Diese Proteasen sind auch an der Neoangiogenese beteiligt und tragen zur Proliferation neuer Blutgefäße im Tumor bei.

Die proteolytische Kaskade der Plasminaktivierung im Tumorgewebe nimmt eine zentrale Stelle ein. Es wird angenommen, dass Plasmin, das in der Lage ist, den Gehalt an extrazellulären Matrix-Glycoproteinen zu reduzieren und einige Prometalproteasen wie etwa Typ IV-Collagenase zu aktivieren, eine entscheidende Rolle sowohl bei der lokalen Ausbreitung des Tumors als auch bei der Bildung von Metastasen in entfernten Organen und Geweben spielt. In einer mehrstufigen Proteasenkette, die zur Zerstörung der extrazellulären Matrix führt, nimmt der Plasminogenaktivator vom Urokinase-Typ (uPA) eine Schlüsselposition ein. Der auf der Zelloberfläche befindliche uPA-Rezeptor spielt auch eine wichtige Rolle, da die Fähigkeit von uPA, Plasminogen zu aktivieren, zunimmt, wenn es an es bindet. Im Allgemeinen ist der Plasminbildungsprozess eine zyklische Verstärkung, die durch einen Rückkopplungsmechanismus reguliert wird.

Neben uPA ist ein Aktivator vom Gewebetyp (tPA) an der Plasminogenaktivierung beteiligt, seine Rolle bei der Entwicklung von Tumoren scheint jedoch entgegengesetzt zu sein und verringert die Zerstörung von Tumorzellen.

Zellen und den Schutz der umgebenden Gewebe. Die IRA- und tPA-Aktivität wird durch zwei Protein-Inhibitoren gehemmt, die zur Serpin-Familie gehören, PAI-1 und PAI-2. Basierend auf experimentellen und klinischen Daten spielen zwei Inhibitoren von Plasminogenaktivatoren während des Tumorwachstums eine andere Rolle: PAI-1 schützt Tumorzellen vor Selbstzerstörung, und PAI-2 hemmt proteolytische Prozesse in der extrazellulären Matrix.

Die verschiedenen Komponenten des Plasminogen-Aktivierungssystems in Brustgewebe können sich sowohl an den Tumorzellen selbst als auch an den Stromafibroblasten, Lymphozyten und Makrophagen befinden und Endothelzellen, die den Tumor infiltrieren. In dieser Hinsicht können wir davon ausgehen, dass der Aktivierungsprozess von Plasminogen hauptsächlich parakrin ist.

Das Ausmaß und das Verhältnis der Expression der Komponenten des Plasminogenaktivierungssystems in Tumorgewebe kann als Indikator für metastatische und invasive Tumoraktivität dienen, wodurch ein biologisch signifikanter Prognosefaktor für maligne Tumore oder ein Indikator für das Malignitätsrisiko bei benignen Neoplasmen entsteht. Darüber hinaus kann die Unterdrückung der Aktivierung von Plasminogen durch den Urokinase-Typ auf verschiedenen Ebenen zu einem der Ansätze für die Entwicklung neuer Arten antimetastatischer Therapien werden, für die eine klinische Anwendung erforderlich ist, um Gruppen von Patienten zu identifizieren, die möglicherweise auf eine solche Behandlung ansprechen. Die Entwicklung solcher Wirkstoffe wird in experimentellen Laboratorien und Pharmaunternehmen bereits ziemlich aktiv durchgeführt, wodurch die Untersuchung ihrer Zielproteine in menschlichen Tumoren besonders relevant ist.

Das geeignetste Verfahren zur Bestimmung des Expressionsniveaus der Komponenten des Plasminogenaktivierungssystems wird derzeit als quantitativer Enzymimmunoassay zur Bestimmung ihrer Konzentration in Cytosolen von Geweben angesehen. Leider wurden noch keine einheitlichen Schwellenwerte festgelegt, obwohl in dieser Richtung bereits internationale kooperative Forschung betrieben wird.

Vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor. In den letzten Jahren wurde dem Problem der Neoangiogenese - der Bildung neuer Blutgefäße - bei bösartigen Tumoren viel Aufmerksamkeit gewidmet. Im Gegensatz zur Vaskulogenese ist Angiogenese der Prozess, bei dem neue Kapillarprozesse aus vorhandenen Blutgefäßen abgezweigt werden. Die Tatsache, dass sich ein Tumor nicht entwickeln kann und nicht wachsen kann

Es verfügt über ein ausgedehntes Netz von Kapillaren, die die Zellen mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgen. Die Untersuchung der molekularen Mechanismen der Angiogenese ermöglichte es, von einer mikroskopischen Beurteilung der Dichte der Blutgefäße im Tumorgewebe zur Untersuchung spezifischer Moleküle überzugehen, die an der Regulierung der Bildung und des Wachstums neuer Blutgefäße beteiligt sind. Der wichtigste positive Regulator der Angiogenese ist zweifellos VEGF, auch als vaskulärer Permeabilitätsfaktor bezeichnet. Die Einzigartigkeit dieses Faktors liegt in der Tatsache, dass er im Gegensatz zu allen anderen Wachstumsfaktoren nur im Zusammenhang mit Endothelzellen mitogen ist. Es wurde bewiesen, dass VEGF eine Schlüsselrolle bei der Neoangiogenese bei Brustkrebs spielt.

Die Ergebnisse einer Reihe retrospektiver klinischer Studien, die kürzlich veröffentlicht wurden, zeigen, dass die Expression von VEGF bei Brustkrebs für die Prognose der Erkrankung wesentlich ist und auch die Empfindlichkeit von Tumoren für die hormonelle und medikamentöse Behandlung beeinflusst. Ein hoher Ero-Spiegel weist auf eine schlechte Prognose sowohl für den frühen als auch für den häufigen Brustkrebs hin. Darüber hinaus werden neue Medikamente mit anti-angiogenetischen Eigenschaften aktiv entwickelt und erforscht, und die Bewertung der Aktivität der VEGF-abhängigen Angiogenese kann die Grundlage für deren gezielten Einsatz sein.

Gebärmutterhalskrebs

Fast überall auf der Welt ist Gebärmutterhalskrebs nach Brustkrebs die zweithäufigste Todesursache bei Tumorerkrankungen. Die Hauptrisikofaktoren für diese Krankheit sind sozioökonomische Frühverheiratung, eine große Anzahl von Sexualpartnern sowie Infektionen durch das humane Papillomavirus (HPV) (Typen 16, 18, 31 und 45). Indikatoren für ein 5-Jahres-Überleben für diese Krankheit liegen bei etwa 70%. Wenn jedoch ein Neoplasma zu einem frühen Zeitpunkt entdeckt wird, steigt die 5-Jahres-Überlebensrate auf 90%. Es ist zu beachten, dass 90% der Zervikale Tumore ein Plattenepithelkarzinom sind, bei anderen histologischen Typen handelt es sich um Adenokarzinome und Plattenepithelkarzinome. Sarkome oder neuroendokrine Krebserkrankungen werden sehr selten gefunden.

Bei der Diagnose des Plattenepithelkarzinoms wird der Gebärmutterhals als Tumormarker SCCA-Antigen verwendet - ein Protein (Molekulargewicht 48 kD) mit einer starken Homologie der Familie der Proteaseinhibitoren, den sogenannten Serpinen. Die Empfindlichkeit der Methode im Stadium I der Krankheit beträgt weniger als 30% und im Stadium IV - 90%. Jedoch

Die SCCA-Expression kann auch bei anderen Plattenepithelkarzinomen (Lungenkrebs, Kopf-Hals-Tumoren, Speiseröhren- und Vaginalkrebs), gutartigen Hauttumoren (Psoriasis, Ekzem), Lungen (Sarkoidose), Leber und Nieren ansteigen. Dieser Tumormarker wird beim Screening nicht verwendet.

Für das Screening auf Gebärmutterhalskrebs, das Papanicolau-Programm, wurden weltweit instrumentelle und morphologische Diagnoseverfahren zur Diagnose von präinvasiven Tumoren wie In-situ-Karzinom (CIS) und intraepitheliale Neoplasie des Gebärmutterhalses (CIN) vorgeschlagen. Die Entwicklung dieser Prozesse innerhalb von 10-15 Jahren kann Gebärmutterhalskrebs vorausgehen. Bei der Diagnose eines frühen Stadiums wird keine SCCA verwendet, da der Tumormarker vom Volumen des Primärtumors, dem Stadium und der Beteiligung der Lymphknoten am Tumorprozess abhängt. Erhöhte SSCA-Werte vor der Behandlung können ein unabhängiger Faktor bei der Beurteilung der metastatischen Läsion regionaler Lymphknoten sein.

Hohe Werte des Markers vor der Behandlung weisen auf eine schlechte Prognose bei Patienten mit Plattenepithelkarzinomen des Gebärmutterhalses hin. Einige Studien haben gezeigt, dass SCCA als unabhängiger prognostischer Faktor bei Gebärmutterhalskrebs verwendet werden kann. Bei zervikalen Adenokarzinomen ist CA 125 als Prognosefaktor nützlicher, nicht jedoch SCCA.

Der SCCA-Marker dient zum Nachweis eines frühen Wiederauftretens des zervikalen Plattenepithelkarzinoms sowie zur Überwachung vor einer neoadjuvanten Therapie und vor einer rezidivierenden Tumortherapie. In diesen Fällen beträgt die Korrelation 80%, was für die Auswahl der Patienten für die nachfolgende Strahlentherapie oder chirurgische Behandlung von erheblicher klinischer Bedeutung ist.

Endometriumkarzinome machen bei Frauen 50% aller malignen Tumoren des Urogenitaltrakts aus und in 80% der Fälle wird dies bei der Untersuchung des Uterus festgestellt. Das Überleben in Stufe I beträgt 80%, bei IV - 10%. In 60-80% der Fälle haben Tumoren eine Adenokarzinomstruktur.

Am häufigsten erhöht Krebs des Endometriums den Tumormarker CA 125: Im Stadium der Erkrankung bis zu 22% und im Stadium III-IV - bis zu 80% - liegt der Markerwert über 35 kU / l. Es gibt keinen Tumormarker für ein Screening zur Früherkennung von Endometriumkarzinom. Morphologische Forschung gilt als traditionelle Methode.

Diagnostik des Endometriumkarzinoms und Gewebeproben, die nach der Kürettage der Gebärmutterschleimhaut gewonnen wurden.

Bei der Überwachung des Endometriumkarzinoms gilt CA 125 als der beste Marker: Bei 60% der Patienten mit frühem Tumorrezidiv wurde ein Anstieg des Serums von CA 125 festgestellt.

4.4.5. Lungenkrebs

In den wirtschaftlich entwickelten Ländern beträgt die männliche Bevölkerung von malignen Lungenkrebsneoplasmen 21% der Gesamtsterblichkeitsstruktur. Lungenkrebs ist ein Prototyp eines Tumors, der durch chemische Karzinogene ausgelöst wird. Es wurde ein enger Zusammenhang zwischen der Entwicklung von Lungenkrebs und Zigarettenrauchen gefunden, aber nicht alle Raucher entwickeln Krebs, sondern nur 5–10%, was die wichtige Rolle der genetischen Prädisposition bei diesen Patienten belegt. In fast 50% der Fälle kann eine chirurgische Behandlung während der Erstdiagnose empfohlen werden, aber nur in 70% der Fälle ist der Tumor resezierbar.

Die wichtigsten histologischen Typen von Lungenkrebs sind: Plattenepithelkarzinome (PRL), Adenokarzinom, Großzellkarzinom und kleinzelliges Lungenkrebs (MRL). Es ist zu beachten, dass sich die MRL von anderen histologischen Typen von Lungentumoren durch die Merkmale ihres klinischen Verlaufs unterscheidet. Daher werden alle malignen Lungentumoren in SCLC und nichtkleinzelliges Lungenkarzinom (NSCLC) unterteilt, die Teil einer heterogenen Gruppe von Tumoren sind.

Bei Lungenkrebs werden am häufigsten die folgenden Marker untersucht: neuronenspezifische Enolase (HCE), CEA, 19 Cytokeratinfragment (CYFRA 21-1), Plattenepithelkarzinomantigen (SCC), CA 125, Gewebepolypeptidantigen (TPA).

Die neuronenspezifische Enolase wurde zuerst in Gehirnneuronen und im peripheren Nervensystem gefunden. HSE ist ein Isoenzym des cytoplasmatischen glykolytischen Enzyms Enolase (2-Phospho-D-glycerat-Hydrolase, EC 4.2.1.11) und besteht aus zwei nahezu identischen γ-Typ-Polypeptidketten, deren Molekulargewicht jeweils 39.000 D beträgt. Im Gehirn ist es zusammen mit der Isoform - ein Dimer aus α-Typ-Untereinheiten und ein Hybridisoenzym αγ, die eine ähnliche Affinität für das Substrat haben - 2-Phosphoglycerinsäure. Eine Enolase, die diese γ-Untereinheit (α-γ und γ-γ) enthält, wurde als HCE bezeichnet. Isoformen können von Gliazellen des Gehirns sowie von der Mehrheit der Körperzellen synthetisiert werden.

Gewebe. Das Enzym selbst wird in zentralen und peripheren Neuronen und malignen Tumoren neuroektodermalen Ursprungs (SCR, Neuroblastome, Darmkarzinoide) synthetisiert.

Es wird gezeigt, dass die obere Grenze von HSE bei gesunden Menschen 12,5 ng / ml beträgt. Berücksichtigt man jedoch Konzentrationen bis zu 20 ng / ml

Bei gutartigen Lungenerkrankungen kann mehr auftreten. Für die klinische Diagnostik ist ein höherer Grenzwert des Schwellenwerts (> 25 ng / ml) vorzuziehen. Eine Erhöhung der HCE-Aktivität im Serum wurde bei 40-70% des Primärmaterials nachgewiesen

Patienten mit IRL und in 83-98% der Patienten mit einem gemeinsamen Stadium der Krankheit.

Nach den Daten des Memorial Sloan Kettering Cancer Center (USA) hängt die Häufigkeit der HCE-Aktivität im Serum von Patienten mit SCR von der Prävalenz des Tumorprozesses ab: Im Stadium I-II beträgt die Sensitivität des Tests 39%, im Stadium III-IV - 87%. Es sei darauf hingewiesen, dass viele Autoren bei der Analyse der diagnostischen Signifikanz eine relativ hohe Spezifität im Vergleich zu anderen Markern feststellen. Daher nahm die Aktivität beim Emphysem nur in Ausnahmefällen zu, wohingegen die CEA-Konzentration in 7 bis 36% der Beobachtungen erhöht wurde. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass HCE als Tumormarker der Wahl sowohl bei der Differentialdiagnose als auch bei der Überwachung der Wirksamkeit der MRL-Therapie durchaus geeignet ist.

Gleichzeitig wurde eine Erhöhung der HCE-Aktivität im Serum von Patienten mit Tuberkulose (27,3%) sowie bei mit dem HIV-Virus infizierten Patienten im Vergleich zu nicht infizierten festgestellt. Patienten mit alveolaren Infiltraten oder interstitiellen Herden in der Lunge hatten ebenfalls signifikant erhöhte HCE-Spiegel im Serum. Es wird angenommen, dass ein Anstieg der Serum-HSE bei Patienten mit gutartigen Lungenerkrankungen mit lokaler Hypoxie einhergeht. Die präsentierten Ergebnisse sollten bei der Analyse von HCE bei Lungenkrebspatienten und bei obstruktiven Lungenprozessen berücksichtigt werden.

Es sei darauf hingewiesen, dass angesichts der signifikanten Heterogenität von Lungenkrebs, insbesondere der kleinzelligen Variante, die signifikante diagnostische und prognostische Bedeutung von HCE im Vergleich zu anderen Tumormarkern festgestellt werden kann.

Krebsembryonales Antigen, dargestellt durch ein Glykoprotein mit einer Molekülmasse von etwa 180 kD, gehört ebenfalls zur Gruppe

Onkofetal-Antigene, die von den Darmzellen des Embryos und des Fötus synthetisiert und sezerniert werden, sowie einige bösartige Tumore (Brust-, Magen- und Lungenkrebs). Zum ersten Mal wurde CEA bei Patienten mit Dickdarmkrebs gefunden. Derzeit wurden CEA-ähnliche Verbindungen auch auf Zellmembranen in nicht embryonalen und nicht krebsartigen Geweben nachgewiesen. Es gibt allen Grund zu der Annahme, dass die Leber die metabolische Hauptstelle von CEA ist. Der CEA-Spiegel im Blutserum ist bei 40-80% der Patienten mit malignen Tumoren endodermaler Herkunft erhöht, bei anderen Krebsarten bei 20-30% und bei gutartigen Tumoren bei 10-20%. Die höchste Empfindlichkeit von CEA und die höchsten Konzentrationen des Markers wurden bei Adenokarzinom und großzelligem Lungenkrebs gefunden.

Plattenepithelkarzinom-Antigen im Serum ist ein Protein mit einer Molekülmasse von 48 kDa, das Serpins (Proteaseinhibitoren) ähnelt. Der Marker wird bei der Diagnose eines Plattenepithelkarzinoms in verschiedenen Organen (Zervixkarzinom, Ösophagus-, Lungen-, Kopf- und Halstumor) eingesetzt. Über 70% der Patienten mit PRL haben erhöhte Spiegel. Nur bei 26,1% des Niveaus des Tumormarkers steigt jedoch das Serum mit einem Adenokarzinom der Lunge an und wird nicht mit SCR nachgewiesen. Bei 87,8% der Patienten mit frühem PRL-Rezidiv wird ein hoher Serum-SCC-Spiegel festgestellt. Die Identifizierung der SCC-Expression in einer immunhistochemischen Studie von Lungentumoren ist von großer praktischer Bedeutung.

Gewebepolypeptid-Antigen ist eine polydisperse Mischung von Cytokeratinen 8, 18 und 19 (Molekulargewicht von 20 bis 45 kD), die in Lösung unter Bildung von Oligomeren polymerisieren kann. Die TPA-Aktivität hängt von der Aminosäuresequenz und der Position des Argininrests ab. Es kommt normalerweise in hohen Konzentrationen in der Plazenta und im fötalen Gewebe vor. TPA ist auf der Plasmamembran und im endoplasmatischen Retikulum von Tumorzellen lokalisiert, wird durch Proliferationszellen produziert und spontan in die Umgebung freigesetzt. TPA kommt in fast allen malignen Tumoren vor.

Fragment von Cytokeratin 19. Die Bedeutung von Cytokeratin für die Differenzierung von physiologischem und pathologischem Gewebe ist in der Histopathologie seit langem bekannt. Cytokeratine sind unlösliche zelluläre Proteine, von denen mehr als 20 mit monoklonalen Antikörpern gut charakterisiert sind. Im Gegensatz

Fragmente von Cytokeratin sind im gesamten Molekül im Serum löslich. Im Test für den Tumormarker CYFRA 21-1 werden zwei Arten von monoklonalen Antikörpern (Ks 19.1 und BM 19.21) verwendet, um ein Fragment von Cytokeratin 19 mit einer Molekülmasse von 30 kD nachzuweisen. Die Obergrenze des Normalwerts bei gesunden Menschen beträgt 2,3 ng / ml. Der CYFRA 21-1-Test weist eine gute Spezifität für gutartige Lungenerkrankungen auf, der Schwellenwert liegt bei 3,3 ng / ml. Der Marker hat eine hohe Empfindlichkeit bei der Diagnose von NSCLC.

Keine Verbindung von CYFRA 21-1 mit dem Rauchen. Es wurde gezeigt, dass der CYFRA 21-1-Spiegel im Serum von Patienten mit nicht-malignen Lungenerkrankungen, SCLC und in der Kontrollgruppe gleich ist. Gleichzeitig wurden bei Patienten mit NSCLC, Adenokarzinom und PRL signifikant höhere CYFRA 21-1-Spiegel beobachtet. Die vorgelegten Daten bestätigten die hohe Sensitivität und Spezifität von CYFRA 21-1 bei der Differentialdiagnose zwischen malignen und nichtmalignen Lungenerkrankungen sowie zwischen MRL und NSCLC. Patienten mit Metastasen in den Lymphknoten N2 und N3 haben im Vergleich zu Patienten mit N0 und N1 den höchsten CYFRA 21-1-Spiegel im Serum (5,6 ng / ml) (Schwankungsgrenzen 3,2 bis 11,5 ng / ml) (3,9-10 ng / ml) (Mann-Whitney-U-Test; p = 0,0373).

Bei allen Arten von Lungenkrebs hat CYFRA 21-1 im Vergleich zu CEA (45,3%) und SCC (22,6%) die höchste Sensitivität (57,7%). Obwohl die Kombination von CYFRA 21-1 und CEA für die Diagnose von NSCLCs verwendet wurde, sind Empfindlichkeit und Genauigkeit auf 75,4 bzw. 78,1% erhöht, die Spezifität nimmt jedoch auf 86,5% ab.

Japanische Forscher (Universität Tsukuba) schlagen vor, zusätzlich zur zytologischen Untersuchung die Bestimmung des CYFRA 21-1-Spiegels in der Pleuraflüssigkeit zu verwenden, um die Diagnose und Differenzialdiagnose von Lungenkrebs zu verbessern. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass ein signifikanter Anstieg des Markers in der Pleuraflüssigkeit bei Lungenkrebspatienten (durchschnittlich 84,5 ng / ml) im Vergleich zu Patienten mit gutartigen Tumoren (13,9 ng / ml) festgestellt wurde. Darüber hinaus unterscheidet sich der CYFRA 21-1-Spiegel in der Pleuralflüssigkeit von Patienten mit PRL signifikant von dem bei Lungenentzündung, während CEA solche Unterschiede nicht zeigt.

Bei der Bestimmung von CYFRA 21-1 sollte der mögliche Anstieg des Spiegels auf 10 ng / ml bei fortschreitenden gutartigen Lebererkrankungen und insbesondere bei Nierenversagen berücksichtigt werden. Verunreinigungen der Probe mit Speichelelementen können ebenfalls auftreten

führen zu einem deutlichen Anstieg des CYFRA 21-1-Wertes. In diesem Fall hat das Ergebnis keinen Einfluss auf Geschlecht, Alter, Rauchen und Schwangerschaft. Studien aller Arten solider Tumore haben gezeigt, dass CYFRA 21-1 ein wirksamer Marker für NSCLC und PRL ist.

Lassen Sie uns zum Schluss einige Merkmale der Verwendung von Markern für malignes Wachstum in der Klinik am Beispiel von Lungenkrebs betrachten.

Zunächst sollten Sie nicht alle der oben genannten Marker beim Screening auf asymptomatischen Lungenkrebs oder bei Patienten mit hohem Risiko für die Entwicklung eines solchen Tumors verwenden. Die Primärdiagnose und die Primärbehandlung von Patienten mit Lungenkrebs basieren auf klinischen und instrumentellen Untersuchungsmethoden (klinische, endoskopische, Röntgen- und intraoperative Befunde).

Weiterhin sollte der NSE-Marker für die immunhistochemische Diagnose einer Tumorvariante als äußerst wichtig angesehen werden. Oft hilft nur die Bestimmung von HCE im Serum, die Diagnose von SCLC zu bestätigen.

Eine SCC-Konzentration im Serum von> 2 mg / l zeigt eine 95% ige Chance, NSCLC und 80% Plattenepithelkarzinome nachzuweisen.

Bei CA 125-Spiegeln über 100 U / ml und CEA über 10 mg / l sollte ein Adenokarzinom oder ein großzelliger Lungenkrebs vorgeschlagen werden.

Obwohl die Serumkonzentration CYFRA 21-1, TPA, HCE, CEA häufig das Vorhandensein eines Tumors zeigt, wird sie schließlich nicht beobachtet

eine starke Beziehung zwischen der Produktion von Tumormarkern und der histologischen Variante eines Lungentumors. In den meisten Fällen deutet ein hoher Wert in diesem Fall auf die Prävalenz des Tumorprozesses hin und daher sollte die Prognose enttäuschend sein. Die niedrigen und durchschnittlichen Werte dieser Marker erlauben jedoch niemals, jegliche Tumorvariante oder das Fortschreiten der Erkrankung vollständig zu eliminieren.

Trotz aller oben genannten Einschränkungen können Tumormarker bei der Primärdiagnose von Lungenkrebs in den folgenden Situationen wichtig sein.

Erstens sollten tumorassoziierte Antigene, die während der Erstdiagnose exprimiert wurden, zur Überwachung eines bestimmten Patienten verwendet werden. CYFRA 21-1, REA und CA 125 sind hoch signifikante prognostische Faktoren bei NSCLC und HCE bei MRL.

Zweitens eine Abnahme des Niveaus an Tumormarkern in der postoperativen Phase (

2-3 Tage für CEA, 1 Tag für NSE, einige Stunden

für CYFRA 21-1) gibt dem Arzt nützliche Informationen über die radikale Natur der durchgeführten Operation und die Wirksamkeit der Therapie und damit über eine gute Prognose. Andererseits zeigt eine langsame Abnahme des Markierungsspiegels im Blutserum die Ungleichmäßigkeit der durchgeführten Operation und deutet auf das Vorhandensein von Restherden des Tumors hin.

Drittens kann eine allmähliche Zunahme des Tumormarkers das erste Anzeichen für einen Rückfall der Krankheit sein. Ein solcher Anstieg kann 12 Monate vor klinischen Anzeichen eines Rückfalls festgestellt werden. Bei Lungenkrebs kann HCE als Kriterium für die Differentialdiagnose verschiedener histologischer Tumorarten dienen, insbesondere in Fällen, in denen keine Biopsie durchgeführt werden kann und die Art des Tumors mit morphologischen Daten bestätigt werden kann.

4,5. MOLEKULARE GENETISCHE DIAGNOSTIK

Die Hauptaufgabe der modernen molekulargenetischen Diagnostik (MHD, DNA-Diagnostik) besteht in der Erkennung von erblichen Anomalien für die spätere Verwendung in der Diagnose, der Erstellung von Prognosen und der Auswahl einer Behandlungsstrategie für viele Krankheiten. Gleichzeitig wird MHD als weitaus breiter angesehen, als nur die Sequenz der genomischen DNA des Menschen zu analysieren, da fast immer zusätzliche Informationen über die Erbkrankheit auch durch Analyse des Zustands der Chromosomen selbst, der RNA, der Proteine und der Metaboliten erhalten werden können.

Wie andere Methoden der klinischen Biochemie werden Gentests zur Differenzialdiagnose von Krankheiten eingesetzt. Bei einer Reihe von Krankheiten, zum Beispiel bei erblichen Krebsformen oder "Stoffwechselfehlern", wird die Erkennung von Mutationen zu einem ebenso wichtigen diagnostischen Kriterium wie die klinischen Symptome. Natürlich ist der Hauptvorteil der DNA-Diagnostik jedoch die Fähigkeit, die Anfälligkeit für eine bestimmte Krankheit im vorsymptomatischen Stadium zu bestimmen. In einigen Fällen ist es dadurch möglich, die Entwicklung der Krankheit selbst durch chirurgischen Eingriff, medikamentöse Therapie oder die Veränderung des Lebensstils des Patienten zu verhindern. Darüber hinaus können pränatale DNA-Tests die Vererbung pathologischer Gene nachweisen und demnach die Indikatoren für eine künstliche Schwangerschaftsunterbrechung bestimmen.

Es ist notwendig, eine solche vielversprechende Richtung der MHD als Pharmakogenetik zu beachten. Die genaue Typisierung des Genotyps des Patienten ermöglicht die Bewertung von Genen, die direkt mit der Absorption, dem Metabolismus und der Arzneimittelwirkung zusammenhängen, d. H. Es besteht die Möglichkeit, Patienten zu identifizieren, die für ein bestimmtes Arzneimittel besonders empfindlich sind, und Komplikationen aufgrund von Unverträglichkeit dieses Arzneimittels während der Behandlung zu vermeiden. In einigen Fällen können Sie bei der Genotypisierung auch das am besten geeignete Medikament auswählen. Man kann schon jetzt mit Sicherheit sagen, dass sich die medikamentöse Therapie mit der Entwicklung der Pharmakogenetik zunehmend auf die Analyse des Genotyps des Patienten stützen wird.

Daher bietet der Einsatz von MHD in der klinischen Praxis nicht nur viele Möglichkeiten, um das genetische Risiko von Krankheiten zu diagnostizieren und zu bewerten, sondern auch für die Auswahl einer individuellen Arzneimitteltherapie. Es ist zu hoffen, dass die aktive Entwicklung der molekulargenetischen Technik des Menschen die DNA-Diagnostik mit solchen unverzichtbaren Werkzeugen im Arsenal eines Biochemikerarztes vergleichbar macht, wie zum Beispiel Methoden zur Bestimmung der Aktivität von Enzymen im Blut.

4.5.1. ARTEN GENETISCHER WIEDERAUFBAU

In der Population gibt es normalerweise mehrere Varianten (Allele) jedes Gens. Wenn die Häufigkeit solcher Varianten ziemlich hoch ist und nicht durch das zufällige Auftreten identischer Mutationen in verschiedenen Familien erklärt werden kann, spricht man von einem Polymorphismus eines bestimmten Ortes.

Seltenere Varianten von Genen werden als Mutationen bezeichnet. Was ist die Grenze zwischen Polymorphismus und Mutationen? Es wird angenommen, dass der Polymorphismus Varianten von Genen umfasst, die in der heterozygoten Form mehr gefunden werden, und Mutationen weniger als in 1% der Bevölkerung. In der Praxis werden Mutanten jedoch häufig als Allele bezeichnet, die für eine bestimmte Pathologie prädisponieren, selbst wenn ihre Häufigkeit in der Population über 1% liegt. Nachfolgend sind die Arten von Mutationen aufgeführt, die zu pathologischen Veränderungen führen können.

• Missense-Mutationen oder Nukleotidsubstitution ist die häufigste Art von Mutation. Die Substitution von Nukleotiden in einigen Codonpositionen führt nicht zum Ersatz der kodierten Aminosäure; Solche Mutationen werden als stumm oder synonym bezeichnet. Wenn sich die kodierte Aminosäure infolge einer Missense-Mutation ändert, ändert sich häufig die Funktion des Proteins. Die Erhaltung der Funktion des Proteins wird beobachtet, wenn

Die vom mutanten Codon abgeleitete Aminosäure gehört zu derselben Strukturklasse wie die normale Aminosäure. Ein-Nukleotid-Substitutionen haben die größte Wirkung auf das Protein und führen zur Bildung eines Stop-Codons (Nonsense-Mutationen). Verkürzte mRNA und Proteine sind oft inaktiv und bauen sich schnell ab.

• Löschungen und Einfügungen. Solche Mutationen variieren in der Länge von einem bis zu Millionen von Nukleotiden und werden dementsprechend Mikro- und Makro-Deletionen (Insertionen) genannt. Verständlicherweise beeinflussen Makromutationen sehr große Chromosomensegmente (von 10 Millionen Basenpaaren), d.h. es wird möglich, sie mittels zytogenetischer Analyse nachzuweisen. Mikromutationen beeinflussen eine kleine Menge an Nukleotiden, und es werden Verfahren zur Analyse der Nukleotidsequenz von DNA verwendet, um diese zu finden. Kleine Insertionen und Deletionen beeinträchtigen möglicherweise nicht die Funktion des kodierten Proteins. Tödliche Konsequenzen werden normalerweise beobachtet, wenn die Anzahl der Insertions- / Deletionsnukleotide kein Vielfaches von drei ist. Wenn dies geschieht, werden die Leserahmenverschiebung und eine bedeutungslose Aminosäuresequenz synthetisiert. Meistens wird es durch die Bildung eines neuen Stop-Codons sehr schnell unterbrochen. Ein klassisches Beispiel für die Wirkung einer Bildverschiebung auf die Auswirkungen einer Deletion sind zwei verwandte Krankheiten - Duchenne- und Becker-Muskeldystrophie. Beide werden durch Mutationen im Dystrophin-Gen verursacht, und 2/3 dieser Mutationen treten bei beiden Deletionskrankheiten auf. Beckers Muskeldystrophie ist viel milder als Duchenne, aber dieser Unterschied hängt nicht mit der Größe der Deletionen zusammen. Der Grund für die Unterschiede liegt darin, dass Deletionen in der Mehrzahl der erkannten Fälle von Duchenne-Myodystrophie zu einer Verschiebung des Leserasters führen, und als Folge davon bildet sich Dystrophin nicht mehr vollständig, während bei Becker-Myodystrophie das mutierte Dystrophin etwas Aktivität behält.

• In einigen Fällen wirken sich Mutationen auf nicht kodierende Bereiche der DNA aus, die an der Transkriptionsinitiierung eines bestimmten Gens oder beim Spleißen von mRNA beteiligt sind. Solche Änderungen können auch zu einer Zerstörung der Struktur, Stabilität oder normalen Regulierung der Expression dieses Proteins führen.

• Instabile oder dynamische Mutationen entwickeln sich normalerweise in Bereichen, die mehrere Kopien von Trinukleotid-Wiederholungen enthalten. Als Folge von DNA-Replikationsfehlern oder ungleichen Überkreuzungen kann sich die Anzahl solcher Wiederholungen erhöhen oder verringern, wodurch solche Mutationen als dynamisch bezeichnet werden. Wenn die Nummer

Wenn Wiederholungen einen bestimmten Schwellenwert überschreiten, wird die Funktion eines bestimmten oder in der Nähe befindlicher Gene gestört. Die Mechanismen zum Ausschalten von Genen während der Anhäufung von Trinukleotid-Wiederholungen sind nicht völlig klar. Insbesondere beim fragilen X-Chromosomensyndrom führt eine Erhöhung der Anzahl von CGG-Wiederholungen im FRAXA-Locus über 200 zu einer Methylierung und Inaktivierung dieses Gens. Die Zunahme der Anzahl der Trinukleotid-Wiederholungen beruht auch auf der Huntington-Krankheit (über 35 CAG-Wiederholungen im Huntington-Gen) und der myotonen Dystrophie (über 50 Wiederholungen in der 3'-untranslatierten Region des DMPK-Gens, die für die Proteinkinase kodiert). Ein charakteristisches Merkmal dieser Erkrankungen ist, dass in einer Familie die Schwere der Erkrankung aufgrund der Ausdehnung der Nukleotidwiederholungen in mehreren Generationen zunehmen kann.

Im Allgemeinen führt das Auftreten von Mutationen zu einer Änderung der Funktion oder Expression des Proteins. Diese Veränderung manifestiert sich in einer Zunahme und Abnahme, oft bis zu einem vollständigen Verlust, einer Funktion oder Expression des Proteins. Im Falle einer Funktionserhöhung kann ein Protein auch neue Funktionen erlangen.

BEWEGUNGEN MIT VERLUSTFUNKTIONEN

Eine Abnahme der funktionellen Aktivität eines Proteins in einem Gewebe kann das Ergebnis einer Änderung sowohl der Struktur des Proteins als auch der Transkriptionsaktivität eines gegebenen Gens sein. Zum Beispiel führt eine Abnahme des Expressionsniveaus des LDL-Rezeptors aufgrund einer Mutation in der Promotorregion zu genau der gleichen Hypercholesterinämie, die beobachtet werden würde, wenn normale Mengen eines funktionell defekten Rezeptors synthetisiert würden, der keine Lipoproteine binden oder internalisieren könnte.

Änderungen in der Proteinstruktur, die durch Aminosäuresubstitutionen oder Unterbrechung der mRNA-Prozessierung als Folge von Mutationen in Spleißstellen verursacht werden, führen zum Auftreten abnormaler mRNA und Proteine, die einem beschleunigten Abbau unterliegen, was zu einer Abnahme der Gesamtmenge an aktivem Protein führt. Beispielsweise kodieren die drei häufigsten defekten Thiopurin-Methyltransferase-Gen-Allele für schnell abbauende Proteine, was zu einer starken Abnahme der Enzymaktivität führt, die von einer erhöhten Empfindlichkeit der Patienten gegenüber Thiopurinen begleitet wird. In anderen Fällen, z. B. bei einer a-Thalassämie, kann eine Deletion des gesamten Gens beobachtet werden, was zu einer vollständigen Abwesenheit des Produkts führt.

Die Mechanismen des Verlustes der tatsächlichen funktionellen Aktivität des Proteins können sehr unterschiedlich sein. Infolgedessen können Mutationen auftreten

Ersatz von Aminosäuren, die eine Schlüsselrolle in der Struktur oder katalytischen Aktivität spielen. Durch Mutationen kann die normale Verarbeitung oder der Proteintransport gestört werden. Beispielsweise beeinflusst die häufigste zystische Fibrose verursachte Mutation, eine Deletion von Phenylalanin an Position 506 des CFTR-Gens, die Synthese oder funktionelle Aktivität dieses Proteins nicht, sondern stört seinen intrazellulären Transport, wodurch es nicht in die Plasmamembran eingebaut wird und somit seine Funktionsfähigkeit verliert als Chlorkanal.

Mutationen mit Funktionsverlust führen in der Regel zu Erkrankungen mit rezessiver Vererbung. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass für das vollständige Funktionieren des Stoffwechselweges normalerweise die Menge an aktivem Protein ausreicht, die von einem normalen Allel produziert wird. Und die meisten dieser Krankheiten.

Weniger häufig sind Fälle, in denen die Menge an synthetisiertem Protein unzureichend wird. In diesem Fall tritt die Krankheit auch dann auf, wenn ein mutiertes Allel vorhanden ist, und die Vererbung wird dominant. Von solchen Erkrankungen ist wenig bekannt, eine davon ist die familiäre Hypercholesterinämie, die durch einen Defekt des LDL-Rezeptor-Gens verursacht wird. Diese Krankheit ist auch durch die Wirkung einer Gendosis gekennzeichnet, die sich in der Tatsache äußert, dass die familiäre Hypercholesterinämie bei Homozygoten im Vergleich zu Heterozygoten viel schwerwiegender ist.

Der dominante Typ der Vererbung manifestiert sich, wenn das mutierte Protein nicht nur seine Aktivität verliert, sondern auch die Funktion des Produkts des normalen Allels in Heterozygoten beeinträchtigt. Diese Situation wurde in der Literatur als dominant-negativer Effekt bezeichnet. Dieser Effekt wird bei multimeren Proteinen gefunden, zu denen insbesondere Kollagene oder dimere Transkriptionsfaktoren gehören.

MUTATIONEN MIT ERFASSUNGSFUNKTIONEN

Unter dem breiten Bereich der mutationsverstärkenden Funktion sind aus Sicht der klinischen Biochemie die Fälle am interessantesten, in denen das Protein eine neue Funktion erhält. Die neu erworbene Funktion kann auf Ebenen wie der Wechselwirkung des Enzyms mit einem neuen Substrat, der irreversiblen Aktivierung des signalübertragenden Proteins oder des Ionenkanals, der Unterbrechung des normalen Inaktivierungsprozesses des Enzyms, der abnormen Oligomerisierung des Proteins oder der Synthese eines chimären Proteins auftreten.

Die Fehlmutation von Al₃₆₆-Grau im GNAS1-Gen, das für die α-Untereinheit des heterotrimeren GTP-Bindungsproteins Gs kodiert. Dieses Protein verbindet 7-Domänen-Transmembranhormonrezeptoren mit Adenylatcyclase. Mutation führt zu einer doppelten Änderung der Proteineigenschaften. Erstens wird die Freisetzung von GDP beschleunigt und dementsprechend steigt der Anteil des GTP-gebundenen (aktiven) ασ-Proteins an, was zu einer konstitutiven Aktivierung der Adenylatcyclase führt. Zweitens wird das Protein bei 37 ° C thermolabil. In dieser Hinsicht nimmt in allen Organen mit Ausnahme des Hodens die Gs-Aktivität ab, was zur Entwicklung einer erblichen Osteodystrophie führt. Und im Hoden, wo die Temperatur niedriger ist, wird das Gs-Protein irreversibel aktiviert, was zu einer Testoxikose führt.

Der häufigste Grund für den Erwerb der Funktion ist die erhöhte Expression des Gens oder eine Verletzung des Ortes oder der Zeit seiner Expression, die für maligne transformierte Zellen am typischsten ist.

Bei Mutationen mit dem Erwerb einer Funktion ist in der Regel die dominante Art der Vererbung charakteristisch. In den seltenen Fällen, in denen sich Mutationen mit dem Erwerb der Funktion in einem homozygoten Zustand befinden, werden sehr schwere Formen der Erkrankung beobachtet, oft mit vorgeburtlicher Mortalität. Ein Beispiel ist die homozygote Achondroplasie, die häufigste Ursache für Zwergwuchs, die durch Mutationen im FGFR3-Gen verursacht wird, das einen Rezeptor für Fibroblasten-Wachstumsfaktor codiert. Deletionen der Stelle des Chromosoms, an der sich FGFR3 bei anderen Erkrankungen befindet, führen nicht zu Skelettabnormalitäten, die für Achondroplasie charakteristisch sind, was die Verbesserung oder den Erwerb von Funktionen bei dieser Krankheit vermuten lässt. Achondroplasie findet sich immer in der heterozygoten Form, da die Homozygotie für dieses Merkmal tödlich ist.

GRUNDSÄTZE DER SUCHE NACH MUTATIONEN

Der allgemeine Ansatz für die Suche nach Mutationen in humaner genomischer DNA basiert auf einer Reihe von Prinzipien.

Die Verwendung der einen oder anderen Methode in der DNA-Diagnostik hängt von der Verfügbarkeit von Informationen über den möglichen Mutationstyp bei einem bestimmten Patienten ab. In Fällen, in denen die Art der Mutation unbekannt ist, werden Durchmusterungsverfahren verwendet, um Unterschiede in der Nukleotidsequenz der mutierten und normalen Gene festzustellen. Ist die Mutation beispielsweise bekannt, wurde sie bereits bei Verwandten identifiziert, werden andere, einfachere für die Untersuchung herangezogen.

und gleichzeitig effektivere Methoden, die als Methoden zum Nachweis bekannter Mutationen bezeichnet werden können.

Unabhängig von der Richtwirkung (Screening oder Detektion) des gewählten Verfahrens muss weiterhin berücksichtigt werden, dass eine Gruppe von Verfahren auf der Spezifität der Nukleotidpaarung bei der Bildung eines Doppelstrangs von DNA und die andere auf der Erkennung der DNA-Sequenz durch Enzyme beruht.

Für die erste Gruppe von Verfahren werden Fragmente der Sequenz des untersuchten Gens, die dem Wildtyp entsprechen, d. H. Die häufigsten in der Population, als Referenzsequenz verwendet. Dies kann entweder ein kurzer Oligonukleotidprimer (etwa 20 Nukleotide) oder ein längeres DNA-Fragment sein, das zur Hybridisierung verwendet wird. Falls die DNA des Patienten eine Mutation in dem von der Probe abgedeckten Bereich enthält, ist eine vollständige Hybridisierung zwischen dem mutierten Allel und der Probe nicht möglich. Dies führt entweder zur Abwesenheit des Produkts der Polymerasekettenreaktion (PCR) oder zur Bildung eines unzureichenden DNA-Duplex mit ungepaarten Nukleotidregionen, die durch verschiedene chemische oder enzymatische Verfahren nachgewiesen werden.

Ein klassisches Beispiel für ein Verfahren, das auf der Erkennung von DNA-Sequenzen durch Enzyme basiert, ist die Verwendung von Restriktionsenzymen, Enzymen, die DNA in Bereichen spalten, die streng einzelne Sequenzen mit einer Länge von 4 bis 8 Nukleotiden enthalten. Das Auftreten von Abweichungen in der Nukleotidsequenz infolge einer Mutation kann entweder zum Verlust einer bereits vorhandenen Spaltstelle für ein Restriktionsenzym oder umgekehrt zu seinem Auftreten führen. In derselben Gruppe von Verfahren werden DNA-Polymeraseenzyme verwendet. Diese Enzyme synthetisieren eine komplementäre Kette in exakter Übereinstimmung mit der Sequenz einer einzelsträngigen Matrix. Mit markierten Nukleotidblöcken kann bestimmt werden, in welcher Sequenz sich die Nukleotide in einer gegebenen Matrix befinden. Dieses Prinzip beruht auf der enzymatischen Sequenzierung (Bestimmung der Nukleotidsequenz) nach der Methode von Sanger sowie in seiner vereinfachten Version zur Bestimmung der Nukleotidsequenz von kurzen DNA-Abschnitten (Mini-Sequenzierung).

In der überwiegenden Mehrheit der Fälle wird das untersuchte Fragment des Patientengenoms vor der eigentlichen Analyse der Mutationen durch PCR amplifiziert. Das Ziel der PCR ist in der Regel eine einfache Multiplikation.

die Anzahl der Kopien dieses Fragments, die eine technisch nachfolgende DNA-Analyse erleichtert (Abb. 4.3). In der Mehrzahl der PCR-Varianten in Heterozygoten werden sowohl normale als auch mutierte Allele mit derselben Effizienz amplifiziert, und ihre Unterscheidung wird in nachfolgenden Stufen durchgeführt. Es gibt auch ein Allel-spezifisch

Abb. 4.3. Polymerase-Kettenreaktionsschema

PCR, bei der Primer verwendet werden, die homolog zu dem normalen oder mutierten Allel sind, was es ermöglicht, das Vorhandensein einer Mutation bereits im PCR-Stadium durch das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Amplifikationsprodukts zu bestimmen.

Eine andere universelle Methode, die allgemein zur Diagnose von Mutationen verwendet wird, ist die DNA-Sequenzierung. Die Sequenzierung wird sowohl zur Suche nach unbekannten Mutationen als auch zur Bestätigung von durch andere Methoden festgestellten Verletzungen verwendet. Bestehende Verfahren ermöglichen die direkte Sequenzierung von PCR-Produkten, wobei die Klonierung des PCR-Fragments in Bakterien umgangen wird. Der Vorteil des Sequenzierens ist vielseitig und äußerst informativ. Die Haupteinschränkung dieser Methode sind die hohen Kosten, die es nicht erlauben, sie bei der Suche nach Mutationen als Hauptmethode zu verwenden.

Die Anzahl der vorhandenen Methoden zur Analyse von Mutationen ist extrem groß und ihre Beschreibung ohne Übertreibung erfordert ein eigenes Buch. Nachfolgend werden Beschreibungen nur der Methoden beschrieben, die für die Verwendung in der klinischen Praxis besser geeignet sind, d. H. die folgenden Anforderungen erfüllen: ausreichende Empfindlichkeit zur Erkennung von Mutationen, gute Reproduzierbarkeit, geringe Kosten und die Möglichkeit der Automatisierung.

METHODEN DER MUTATIONALEN SCREENING

Mutations-Screening-Methoden werden in Fällen eingesetzt, in denen die Art der Mutation unbekannt ist, und das klinische Bild der Erbkrankheit legt nahe, in welchen bestimmten Genen eine Umlagerung stattfinden könnte. Beispielsweise zeigt das Vorhandensein des Hypercholesterinämie-IIa-Typs in Kombination mit Sehnenxanthomen das Vorhandensein familiärer Hypercholesterinämie an und legt nahe, dass die Mutation in den Genen gesucht werden sollte, die mit dem Einfangen von LDL-Zellen assoziiert sind, hauptsächlich im LDL-Rezeptorgen. Da Mutationen in diesem Gen mit familiärer Hypercholesterinämie sehr unterschiedlich sind und sich auf die gesamte Länge des Gens auswirken können, müssen große DNA-Anteile analysiert werden. Die Sequenzierung eines solchen langen Genfragments ist zu teuer, daher werden einfachere Verfahren verwendet.

ANALYSE DER MAKRO-RESTORING-DNA-BLOTTING

Suche nach makroskopischer DNA mit Southern Blotting. Bei diesem Verfahren wird genomische DNA zunächst unter Verwendung eines Restriktionsenzyms fragmentiert, woraufhin das Ergebnis entsteht

DNA-Fragmente werden durch Gelelektrophorese getrennt, denaturiert und auf eine Nitrocellulosemembran übertragen. Die DNA auf dem Ausdruck, die aus dem Gel (Blot) erhalten wird, wird mit einem markierten Fragment des untersuchten Gens inkubiert, das mit den genomischen DNA-Fragmenten hybridisiert, die das Gen enthalten. Bei Vorhandensein von makroskopischer DNA, die dieses Gen beeinflusst, wird die Menge oder Größe der Fragmente, mit denen die markierte Probe hybridisiert, von der Norm abweichen.

Abb. 4.4. Heteroduplex-Analyse

HETERODUPLEX-ANALYSE Die Suche nach Mikrodeletionen / Insertionen mit einer Größe von weniger als 25 Basenpaaren sowie nach einzelnen Nukleotidsubstitutionen ist schwieriger. Für ihre Analyse werden häufig spezielle Varianten elektrophoretischer Methoden verwendet. Eine der einfachsten ist die Heteroduplex-Analyse (Abb. 4.4). Bei diesem Verfahren wird eine Probe, die eine Mischung aus dem Normalen (Referenz) und dem amplifizierten DNA-Fragment, das untersucht wird, enthält, erhitzt, um die DNA zu denaturieren, und dann mit der Wiederherstellung der doppelsträngigen DNA-Struktur abgekühlt. Da das Vorhandensein kleiner Unterschiede in der Nukleotidsequenz die Hybridisierung nicht verhindert, besteht ein Teil der resultierenden Doppelstränge aus der Referenz und der getesteten DNA. In den Bereichen der Referenz- und Test-DNA ist eine normale Paarung von Nukleotiden, die sich in der Nukleotidzusammensetzung unterscheiden, unmöglich, und es wird die sogenannte Fehlpaarung gebildet. Doppelsträngige DNA, deren Struktur nicht übereinstimmt, wandert bei der Elektrophorese anders als bei einem vollständig komplementären Duplex, wodurch nach DNA-Färbung abnorm migrierende Fragmente nachgewiesen werden können.

ANALYSE DES POLYMORPHISMUS DER KONFORM VON SINGLE-GRANN-DNA

Eine andere populäre elektrophoretische Methode des Mutations-Screenings ist der Konformationspolymorphismus des Einzelstrangkonformations-Polymorphismus (SSCP). Das Prinzip des Verfahrens beruht auf der Tatsache, dass, wenn die Denaturierung durch Erhitzen der DNA stark abgekühlt wird, nicht überwiegend doppelsträngige Duplexe gebildet werden, sondern kurze doppelsträngige Bereiche in jedem einzelsträngigen DNA-Fragment (Abb. 4.5). In der Regel werden mehrere relativ stabile Varianten gebildet, die aufgrund unterschiedlicher räumlicher Konformation bei der Elektrophorese unterschiedlich wandern. Bereiche der Komplementarität innerhalb einer Kette sind in der Regel kurz und jede Änderung als Folge einer Substitution durch ein einziges Nukleotid führt in der Regel zum Verschwinden dieser Form von Intrachain-Duplex. Infolgedessen ändern sich die Verteilung und Intensität der einzelsträngigen DNA-Banden auf dem Elektrophoregramm. Dieses Verfahren sagt nichts über die Art der Unterschiede in der Nukleotidsequenz aus, so dass die abnormalen Proben sequenziert werden müssen.

Abb. 4,5. Analyse des Polymorphismus der einzelsträngigen DNA-Konformation

ELEKTROPHORESE DER DNA-ARCHITEKTUR Β DENATURANT-GRADIENT Elektrisch reproduzierbarer und informativer als SSCP ist die elektrophoretische DNA-Analyse in einem Denaturierungsgradienten (Abb. 4.6). Offensichtlich führt jede Nukleotidsubstitution zu einer Änderung der Stärke des DNA-Duplex und wird bei einer abnormalen Temperatur oder Konzentration des Denaturierungsmittels im Vergleich zur normalen Sequenz zu einzelnen Ketten denaturiert. Bei diesem Verfahren wird die Elektrophorese in Polyacrylamidgelen durchgeführt, die im unteren Teil eine höhere Konzentration an Denaturierungsmittel enthalten als im oberen Teil. Während der Elektrophorese werden normale und mutierte DNA-Fragmente in verschiedenen Teilen des Gels denaturiert. Da die Beweglichkeit der resultierenden Einzelketten viel geringer ist,

Abb. 4,6. Elektrophorese in einem Denaturierungsmittelgradienten

Im Gegensatz zu doppelsträngiger DNA (aufgrund der Konformationsmerkmale von einzelsträngiger DNA) verlangsamt das denaturierte Fragment die Migration stark, während sich der Doppelstrang weiter bewegt. Β Infolgedessen wandern normale und mutierte DNA-Fragmente in unterschiedlichen Abständen im Gel. Als Denaturierungsmittel wird manchmal keine chemische Substanz, sondern ein Temperaturgradient verwendet.

DENATURIEREN VON KRAFTSTOFFEFFIZIENTEN FLÜSSIGKEITEN

CHROMATOGRAPHIE Unterschiede in der Stärke von normalen und mutanten Duplexen können auch mit denaturierender Hochleistungsflüssigkeitschromatographie nachgewiesen werden. Bei diesem Verfahren wird ein DNA-Fragment ähnlich den oben beschriebenen elektrophoretischen Verfahren einem Gradienten von Denaturierungsmitteln ausgesetzt, die DNA-Analyse wird jedoch durch ein chromatographisches Verfahren unter Verwendung eines spektrophotometrischen Nachweises durchgeführt. Diese Methode ist hochempfindlich und einfach zu automatisieren. Daher wird sie zunehmend für die klinische DNA-Diagnostik eingesetzt.

CHEMISCHE ERFASSUNG VON NICHT VERPACKTEM NUCLEOTID Die zweite Gruppe von Methoden basiert auf dem Nachweis von Mutationen unter Verwendung von Enzymen oder einer chemischen Verarbeitung, die spezifisch Bereiche nichtkomplementärer Paarung zerstört.

Das analysierte DNA-Fragment wird denaturiert, mit einer Kontrollprobe, die normale DNA enthält, gemischt und zur Bildung von Doppelsträngen abgekühlt, von denen einige, wenn der Patient Mutationen aufweist, Bereiche ungepaarter Basen enthalten. Die Behandlung von DNA-Heteroduplex mit Hydroxylamin oder Osmiumtetroxid führt zur Modifikation von ungepaarten Nukleotiden, die Cytosin und Thymidin enthalten. Die anschließende Behandlung mit Piperidin führt zur Spaltung der DNA am Nukleotid. Infolgedessen bleibt die DNA-Größe in normalen Proben erhalten, und die Mutanten enthalten einen Satz von Fragmenten, die den Mutationen entsprechen, die die Nukleotide C oder T beeinflussen. Dieses Verfahren wird wahrscheinlich aufgrund der hohen Toxizität der verwendeten Reagenzien nicht weit verbreitet.

SCHUTZ GEGEN RNKAZY Bei einem anderen Verfahren wird die Anwesenheit von ungepaarten Nukleotiden unter Verwendung des Enzyms RNase bestimmt. Dieses Verfahren verwendet eine markierte RNA-Sonde, die einer normalen Gensequenz entspricht, die mit dem untersuchten DNA-Fragment hybridisiert (Abb. 4.7). RNA ist als Teil des DNA / RNA-Duplex gegen RNase resistent, daher wird diese Methode als Schutz gegen RNase bezeichnet. In Regionen, die sich in der Nukleotidsequenz zwischen der Probe und der zu analysierenden Probe unterscheiden, tritt jedoch keine Paarung von Nukleotiden auf. Die Bildung von RNA-Fragmenten wird durch Elektrophorese aufgezeichnet. Diese Methode ist eine der empfindlichsten und durchmusterungsspezifischen Mutationen, wurde aber offenbar nicht weit verbreitet, offenbar aufgrund der Unbequemlichkeit, mit labilen RNA-Sonden zu arbeiten. Es gibt andere Methoden, die auf der Enzymerkennung von ungepaarten Basen basieren. Es ist nicht klar, inwieweit sie in der klinischen Diagnose eingesetzt werden.

SCREENING VON DIAGNOSTIKMUTATIONEN Elektrophoretische Methoden des Mutations-Screenings sind nicht absolut empfindlich. Sie detektieren normalerweise nur etwa die Hälfte der Mutationen und Polymorphismen in den analysierten Fragmenten und nur die Empfindlichkeit der Denaturierung

Die Elektrophorese nähert sich 100%. Kombiniert mit relativ geringen Kosten und der Möglichkeit der Automatisierung macht dies dieses Verfahren zunehmend populär.

Ein weiteres Merkmal von Screening-Verfahren besteht darin, dass bei positiven Ergebnissen eine zusätzliche Sequenzierung oder Restriktionsenzymanalyse erforderlich ist, da dies nicht der Fall ist

Abb. 4.7. RNase-Schutzmethode

geben Sie Informationen über die Art der Nukleotidunterschiede. Bei der Durchführung der DNA-Diagnostik reicht es nicht aus, eine Abweichung in der Nukleotidsequenz eines Patienten zu erkennen, wodurch die kodierte Aminosäure ersetzt wird. Es ist notwendig zu bestätigen, dass diese Aminosäuresubstitution funktional signifikant ist. Die direkte Methode besteht darin, ein rekombinantes mutiertes Protein zu erhalten und seine Aktivität zu bestimmen. Dieser zeit- und kostenintensive Ansatz wird hauptsächlich zu Forschungszwecken eingesetzt. In der Praxis richten sie sich häufiger nach der Art der Aminosäuresubstitution. In dem Fall, in dem normale und mutierte Aminosäuren zu unterschiedlichen Strukturklassen gehören, ist die Wahrscheinlichkeit von funktionellen Veränderungen des Proteins höher. Die Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion des Proteins ist sogar noch höher, wenn die Mutation evolutionär konservierte Teile des Gens beeinflusst, d. H. Die Vorkehrungen, in denen die gleiche Aminosäure in mehreren Säugetierarten vorhanden ist. Das Vorhandensein solcher Stellen beeinflusst normalerweise die Synthese, den Transport oder die Funktion des Proteins, und jede Veränderung dieser Stellen beeinflusst die Aktivität des Proteins. Beispielsweise zeigte die Sequenzanalyse des LDL-Rezeptor-Gens des chinesischen Hamsters, Kaninchen, Ratten, Mäusen und Xenopus laevis eine Homologie von 81, 79, 77, 76 bzw. 70% zu dem menschlichen Rezeptor. Die über das Internet zugängliche UMD-LDLR-Datenbank enthält eine Reihe von Programmen zur Analyse von Mutationen im LDL-Rezeptorgen, einschließlich der Möglichkeit, den Konservatismus jedes Gensegments zu analysieren.

Zusätzliche Informationen zur Pathogenität der Mutation können durch Untersuchen der Angehörigen des Patienten erhalten werden. Für den Fall, dass die gleiche Mutation bei Angehörigen des Patienten mit Anzeichen dieser Erkrankung vorhanden ist (beispielsweise erhöhte Cholesterinspiegel bei familiärer Hypercholesterinämie), bei gesunden Individuen jedoch nicht vorhanden ist (mehr als 100 Spender werden normalerweise ohne Anzeichen dieser Erkrankung durchmustert) Diese Mutation ist pathogen, sehr hoch.

Im Allgemeinen ist das Verhältnis zwischen dem Informationsgehalt und den Kosten dieser Methoden trotz der nicht absoluten Sensitivität der Mutationsscreening-Verfahren recht hoch, und sie werden in der Praxis häufig verwendet. Es ist jedoch zu bedenken, dass ihre negative Vorhersagekraft gering ist. Mit anderen Worten, das Fehlen irgendwelcher Merkmale der DNA-Probe bei der Analyse durch Screening-Verfahren bedeutet nicht, dass diese DNA keine Mutationen enthält.

Methoden der Detektion von Mutationen

Wenn die möglichen Varianten genetischer Umlagerungen bekannt sind und es nicht viele davon gibt, können Sie Methoden verwenden, die schneller und kostengünstiger sind als die Methoden des Mutationsscreenings. Diese Verfahren basieren entweder auf DNA-Hybridisierung oder auf der Fähigkeit von Restriktionsenzymen, gut definierte Nucleotidsequenzen oder DNA-Polymerasen zu erkennen, um DNA zu synthetisieren, die komplementär zur Matrix ist (Mini-Sequenzierung).

Abb. 4,8. Restriktionsanalyse

Restriktionsanalyse Die einfachste Methode zum Erkennen von Mutationen ist die Restriktionsanalyse (Abb. 4.8). Grundlage dieses Verfahrens ist eine sehr hohe Spezifität von Restriktionsendonukleasen in Bezug auf bestimmte Nukleotidsequenzen. Jedes dieser bakteriellen Enzyme erkennt eine streng individuelle Sequenz von 4-8 Nukleotiden und schneidet einen Doppelstrang von DNA innerhalb oder in der Nähe dieser Stelle. Es genügt, ein Nukleotid zu ersetzen, um die Einschränkung dieses Enzyms zu verletzen. In solchen Fällen, in denen das polymorphe Nukleotid Teil der Restriktionsstelle ist, kann es mit einem 100% igen Zuverlässigkeit unter Verwendung eines Restriktionsenzyms genotypisiert werden. Nukleotidsubstitutionen verstoßen meistens gegen vorhandene Restriktionsstellen, schaffen jedoch manchmal neue Stellen. Der Nachteil der Methode besteht darin, dass polymorphe Nukleotide nicht immer in den Erkennungsstellen einer Restriktion liegen. Eine Teillösung ist möglich, wenn der Bereich, in dem sich die Mutation befindet, mindestens einige der Nukleotide enthält, aus denen die Restriktionsstelle besteht. Eine vollständige Restriktionsstelle kann während der PCR künstlich erstellt werden. Verwenden Sie dazu Primer, die der Sequenz der Nucleotide im Bereich der Mutation nicht vollständig entsprechen, jedoch 1-2 nichtkomplementäre Nucleotide enthalten, die die Restriktionsstelle komplementieren. Dazu gehört auch das polymorphe Nucleotid. Normalerweise verringert die Einführung einer kleinen Anzahl nichtkomplementärer Basen die Effizienz der PCR leicht, daher erscheint nach der Amplifikation eine neue Restriktionsstelle im Produkt, an der auch das polymorphe Nukleotid beteiligt ist. Die weitere Restriktionsanalyse wird wie bei der Standardmethode durchgeführt.

ALLELSPECIFIC PCR In einigen Fällen kann die PCR nicht dazu verwendet werden, das untersuchte Fragment genomischer DNA anzureichern, sondern die Mutation direkt nachzuweisen (Abb. 4.9). In dieser Ausführungsform hybridisiert einer der Primer mit einer DNA-Region, in der sich ein polymorphes Nukleotid befindet. Die Annealingtemperatur der Primer wird so gewählt, dass die Bindung des Primers und die anschließende Amplifikation nur unter vollständiger Übereinstimmung der DNA- und Primersequenzen erfolgen. Wenn beispielsweise ein Primer, der der mutanten Sequenz entspricht, an eine normale DNA bindet, wird ein ungepaartes Nucleotid gebildet, das die Stärke des Primers, der an DNA bindet, verringert. Bei ausreichend hoher Glühtemperatur Primer

Abb. 4.9. Allel-spezifische Polymerase-Kettenreaktion

Im Allgemeinen hört die Bindung an das normale Allel auf, die PCR wird nicht fortgesetzt und das Produkt sammelt sich nicht an. Normalerweise wird eine Reaktion mit einem Primer, der dem normalen Allel entspricht, parallel geschaltet. Diese Reaktion dient als positive Kontrolle und zeigt den normalen Verlauf der Amplifikation. Da das Vorhandensein einer Fehlpaarung die Stärke der Bindung des Primers an DNA etwas verringern kann, wird manchmal eine zweite Fehlpaarung in die Primersequenz eingeführt, um den Duplex weiter zu destabilisieren und die Produktausbeute in Gegenwart eines ungepaarten Nukleotids im polymorphen Bereich zu verringern.

PCR Β REAL REMAINS

Der Vorteil der oben beschriebenen allelspezifischen PCR-Methode ist die Verringerung der Anzahl der Stufen des Analyseverfahrens, da keine Verarbeitung des Produkts mit Restriktionen oder die Verwendung komplexer elektrophoretischer Methoden erforderlich ist.

Darüber hinaus wird die Methode durch Echtzeit-PCR (RT-PCR) beschleunigt. Bei diesem Verfahren wird die Produktbildung nicht wie beim Standard-PCR-Verfahren durch Elektrophorese überwacht, sondern direkt während der PCR für die Akkumulation doppelsträngiger DNA im Reaktionsmedium. Die Akkumulation von DNA wird nach jedem Polymerisationszyklus durch Erhöhen der Fluoreszenz des SYBR Green-Farbstoffs oder seiner Analoga bestimmt, deren Fluoreszenz bei Wechselwirkung mit doppelsträngiger DNA dramatisch zunimmt, aber nicht von der Anwesenheit von Nukleotiden oder Primern abhängt. Geräte für die RT-PCR sind eine Kombination aus einem PCR-Verstärker und einem Fluorimeter. Nachdem die Amplifikation abgeschlossen ist, kann die Spezifität des erhaltenen Produkts durch Messen des Schmelzpunkts bestimmt werden, der überwacht wird, um die Fluoreszenz von SYBR Green zu reduzieren.

TAQMAN-TEST Es gibt andere Möglichkeiten, ein PCR-Produkt ohne Elektrophorese direkt im Reaktionsgemisch zu registrieren. Das von Hofmann LaRoche patentierte Verfahren basiert auf dem Nachweis von amplifizierter DNA unter Verwendung einer Oligonukleotidsonde, die mit dem zentralen Teil der amplifizierten Sequenz hybridisiert. An den Enden von Oligonukleotidproben, die als TaqMan bezeichnet werden, befinden sich Nukleotide, die mit zwei verschiedenen Fluoreszenzfarbstoffen markiert sind, von denen einer die Fluoreszenz des anderen löscht. Infolge des Löschens ist das Fluoreszenzniveau des zweiten Farbstoffs gering. Taq-Polymerase, die einen neuen Strang aus einem der Primer vervollständigt, spaltet die TaqMan-Probe, die aufgrund ihrer Exonucleaseaktivität an die Mitte des amplifizierten DNA-Bereichs bindet, was dazu führt, dass die fluoreszenzmarkierten Nukleotide in die Lösung freigesetzt werden und der Löschungseffekt verschwindet, da er nur in beobachtet wird Fall, wenn Fluorophore nahe beieinander liegen. Als Ergebnis steigt die Fluoreszenz des Farbstoffs umso mehr, je mehr Oligonukleotidproben während der Amplifikation durch DNA-Polymerase zerstört wurden, d.h. desto mehr Produkt gebildet. Diese Methode wird auch zur Analyse von Mutationen verwendet. Dazu werden zwei TaqMan-Proben verwendet, die mit unterschiedlichen Fluorophorpaaren markiert sind und sich in der Nukleotidsequenz im polymorphen Bereich unterscheiden, von denen eine dem Wildtyp und die andere dem Mutanten entspricht. Abbau der DNA-Polymerase-Probe

Abb. 4,10. TaqMan prüft. P - Reporter - Farbstoff, T - Quencher - Fluoreszenz

wird bei einer Temperatur durchgeführt, bei der nur vollständig komplementäre Komplexe zwischen dem analysierten Fragment und den Proben gespeichert werden. Durch Erhöhen der Fluoreszenz der Farbstoffe, aus denen die normale oder mutierte Probe besteht, kann bestimmt werden, welche Varianten in der zu analysierenden Probe vorhanden sind. Mit dieser Methode können Sie zuverlässig zwischen hetero- und homozygoten Mutationsträgern unterscheiden.

MOLEKULARE BAKENS Eine andere Methode der Mutationsdetektion, die auf der Wirkung der Fluoreszenzlöschung beruht, wird in der Molecular Beacons-Methode implementiert (Abb. 4.11). Ein Oligonukleotid wird Boje genannt, dessen 3'- und 5'-Enden mit zwei Farbstoffen markiert sind, von denen einer als Löscher wirkt. Im Gegensatz zu den TaqMan-Proben sind die Bojen länger und enthalten nahe den Enden der kurzen komplementären Teile voneinander, die sich bei Normaltemperatur miteinander glühen, um eine Haarnadelstruktur zu bilden. In diesem Fall nähern sich die Farbstoffe an den Enden des Oligonukleotids an und die Fluoreszenz eines Farbstoffs wird durch einen anderen gelöscht. In der Mitte der Boje entspricht die Nukleotidsequenz der untersuchten DNA-Region. Nach der Denaturierung durch Erhitzen, was zum Schmelzen des Haarnadelabschnitts führt, wird die Mischung von DNA mit Bojen abgekühlt, was es ermöglicht, mit der analysierten DNA einen Duplex der Boje zu bilden. Beim weiteren Abkühlen bilden sich die Stollen in den freien Bojen wieder und die Fluoreszenz nimmt ab. In Beacons, die an die analysierte DNA gebunden sind,

Abb. 4.11. Molecular Beacons-Methode. P - Reporter - Farbstoff, T - Quencher - Fluoreszenz

Die Farbstoffe bleiben voneinander entfernt und ihre Fluoreszenz bleibt hoch. Die Hybridisierung der Test-DNA mit Eimern, die im zentralen Teil eine normale oder mutierte Nukleotidsequenz enthalten, ermöglicht die Bestimmung des Genotyps der Test-DNA.

HYBRIDISIERUNG MIT ALLEN SPEZIFISCHEN

Dieses Verfahren basiert auf der Hybridisierung der Test-DNA mit Oligonukleotiden, die homolog zur Mutationsstelle und der umgebenden Sequenz sind. Diese Methode gibt es in zwei Formen. Manchmal wird ein PCR-Produkt auf fester Basis immobilisiert, und markierte Oligonukleotide werden in Lösung zugegeben. Die Waschbedingungen werden so gewählt, dass Duplexe, die ungepaarte Basen enthalten, zerstört werden. Als Ergebnis verbleiben nur Oligonukleotide, die zu 100% zu der analysierten DNA komplementär sind, auf der Matrix. Durch Zugabe von Oligonukleotiden, die in der Sequenz der normalen oder mutanten Variante entsprechen, kann bestimmt werden, welches Nukleotid in der analysierten DNA vorliegt. In der zweiten Variante dieses Verfahrens werden Oligonukleotide an der Matrix immobilisiert, mit denen das markierte PCR-Produkt hybridisiert.

Der Vorteil der Hybridisierungsmethode mit Oligonukleotiden ist die Möglichkeit ihrer Miniaturisierung, wenn ein breiter Satz von Oligonukleotiden auf einem Mikrochip immobilisiert wird, wodurch Sie viele Mutationen gleichzeitig nachweisen können. Die Hauptschwierigkeit dieser Methode ist die strikte Auswahl der Bedingungen für die Hybridisierung und das Waschen unvollständig komplementärer DNA. Es ist nicht klar, inwieweit diese Methode in der praktischen DNA-Diagnostik eingesetzt wird.

ALL-SPEZIFISCHE LIGASE-REAKTION Eine effektive Methode zum Nachweis von Substituenten einzelner Nukleotide und kurzen Umlagerungen ist die Ligase-Reaktion (Abb. 4.12). Die analysierte DNA hybridisiert mit zwei Oligonukleotiden, von denen eines mit einem Nukleotid endet, das zur polymorphen Stelle komplementär ist, und das zweite direkt daneben. Nach dem Ende der Hybridisierung vernetzt das Enzym DNA-Ligase die Oligonukleotide, um ein längeres Fragment zu bilden, das sich hinsichtlich der Mobilität stark von den ursprünglichen Oligonukleotiden unterscheidet

Abb. 4.12. Allelspezifische Ligase-Reaktion

mit Elektrophorese. Wenn die Oligonukleotide nicht vollständig komplementär zu dem DNA-Fragment sind und nach der Hybridisierung ein ungepaartes Nukleotid in der polymorphen Region gebildet wird, vernetzt die Ligase solche Oligonukleotide nicht und ein langes Fragment wird nicht gebildet. Indem eine Ligase-Reaktion mit einer gemeinsamen und einer von zwei allelspezifischen Proben durchgeführt wird, kann man somit eine DNA-Probe für ein gegebenes Nukleotid genotypisieren.

Bei diesem Verfahren wird das PCR-Produkt mit einem Oligonukleotid hybridisiert, das an der b'-Seite der Polymorphismusstelle bindet (Abbildung 4.13). Nach der Hybridisierung werden dem Reaktionsgemisch eine DNA-Polymerase und eines von vier modifizierten Nukleotiden zugesetzt. Bei dieser Reaktion werden fluoreszenzmarkierte Didesoxynukleotide verwendet, wodurch die DNA-Polymerase nur ein Nukleotid vervollständigen kann, das komplementär zu dem in der analysierten Position befindlichen ist. Daher findet die Reaktion nur in der Röhre statt, wo das Nukleotid hinzugefügt wird, komplementär zu dem analysierten. In einigen Fällen sind alle vier Nukleotide in der Reaktionsmischung vorhanden, jedoch mit verschiedenen Farbstoffen markiert. Mithilfe der Fluoreszenzanalyse bei vier Wellenlängen können Sie feststellen, welches Nukleotid aktiviert ist. Dementsprechend ist das analysierte Nukleotid dazu komplementär. Da diese Methode das gleiche Prinzip wie bei der enzymatischen DNA-Sequenzierung verwendet, wird sie häufig als Mini-Sequenzierung bezeichnet.

Es gibt andere Methoden zum Bestimmen von Mutationen basierend auf der Aktivität der DNA-Polymerase. In einer von ihnen, Pyrosequenzierung genannt, wird jeder Schritt der DNA-Polymerase-Kettenverlängerung durch die Bildung von Pyrophosphat aufgezeichnet, das mit konjugierten enzymatischen Reaktionen überwacht wird, was zu einem Ausbruch der Chemilumineszenz als Reaktion auf die Bildung von Pyrophosphat führt (Abbildung 4.14). Diese Methode erlaubt die Sequenzierung von nur sehr kurzen DNA-Abschnitten. Daher werden hauptsächlich Mutationen analysiert. Das zu analysierende Nukleotid wird identifiziert, indem hinzugefügt wird, welches der vier Nukleotide (bei diesem Verfahren werden herkömmliche Nukleotide verwendet) zu einem Ausbruch der Chemilumineszenz geführt haben.

Abb. 4.13. Mini-Sequenzierung

Abb. 4.14. Das Prinzip der DNA-Sequenzierung

MUTATIONSDETEKTION Β DIAGNOSTIK Die Detektionsmethoden bestimmen bei bestimmungsgemäßer Verwendung das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Mutationen mit sehr hoher Empfindlichkeit und Spezifität. Dies ermöglicht die Verwendung der Informationen, die mit diesen Methoden erhalten werden, um sehr wichtige Entscheidungen zu treffen, z.

Es gibt zwei Methoden zur vorgeburtlichen Diagnose. Die Amniozentese besteht aus der Auswahl von etwa 10 ml Fruchtwasser durch die Bauchwand (Abb. 4.15). Optimaler Begriff

Abb. 4.15. Amniozentese

Durchführung - die 16. Schwangerschaftswoche. Fetale Zellen werden durch Zentrifugation aus der Flüssigkeit isoliert und entweder sofort durch PCR analysiert oder in Kultur gebracht. Zellen in Kultur teilen sich, und nach einiger Zeit reichen sie aus, um Chromosomenanalysen durchzuführen und später - biochemisch. Die zweite Methode, die Chorionzottenbiopsie, ist in den früheren Stadien der Schwangerschaft in Woche 10-12 möglich (Abb. 4.16). Dieses Verfahren besteht aus einer transabdominalen oder transzervikalen Biopsie der Chorionzotten. Chorionzellen können sofort kultiviert oder analysiert werden, wenn ausreichend Material für die DNA-Analyse vorhanden ist. Wenn Chromosomenanomalien oder -mutationen entdeckt werden, kann die Schwangerschaft von den Eltern unterbrochen werden.

Die Durchführung einer vorgeburtlichen Mutationsdiagnose ist sinnvoll, wenn es eine zuverlässige Methode gibt, um die in einer bestimmten Familie vorhandene Mutation zu erkennen. In einigen Fällen kann dies festgestellt werden

Abb. 4.16. Chorionbiopsie

ob der Fötus eine Erbkrankheit erbte, ohne den genauen Ort der Mutation zu kennen, sondern sich auf die Analyse der genetischen Verknüpfung der Krankheit in der Familie stützte. Dies ist jedoch nicht immer möglich, da für die Analyse der Verknüpfung DNA-Proben von mehreren kranken Verwandten und einer großen Anzahl von gesunden Familienmitgliedern benötigt werden.

4.5.2. EIGENSCHAFTEN VON DNA-DIAGNOSTIKANWENDUNG

Der maximale diagnostische Wert von Gentests wird in Fällen beobachtet, in denen eine hohe Korrelation zwischen dem Vorhandensein eines Gendefekts und der Wahrscheinlichkeit der Entwicklung einer Pathologie besteht, dh bei Erkrankungen mit hoher Penetranz.

Solche Krankheiten unterliegen einem ständigen Selektionsdruck, weshalb ihre Häufigkeit in der Allgemeinbevölkerung meist gering ist. In dieser Hinsicht sind die meisten der angewandten Gentests mit der Diagnose seltener Krankheitsformen verbunden. Sogar die häufigsten Formen von humanen monogenen Erkrankungen, die unten beschrieben werden, manifestieren sich klinisch nicht häufiger als bei einer Person von mehreren Hundert.

Häufige Erkrankungen des Menschen, wie Bluthochdruck, Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, sind zwar von genetischen Faktoren abhängig, haben jedoch eine geringe Penetranz, eine komplexe, variable und schlecht untersuchte genetische Struktur, weshalb trotz der offensichtlichen Notwendigkeit, nach einer genetischen Prädisposition für häufige Krankheiten zu suchen, deren Ergebnisse Forschung in der Praxis ist sehr begrenzt.

EFFIZIENZFAKTOREN Das Verhältnis der Informativität der Ergebnisse der DNA-Diagnostik und der Kosten ihrer Implementierung wird maßgeblich durch die genetische Komplexität der Krankheit bestimmt. Beispiele sind Hämochromatose, bei der zwei Mutationen fast alle klinischen Fälle in der weißen Bevölkerung verursachen, und familiäre Hypercholesterinämie, die durch mehr als 800 Mutationen im LDL-Rezeptor-Gen hervorgerufen werden kann, von denen keine häufiger ist als bei 1% der Patienten mit familiäre Hypercholesterinämie Die meisten Erbkrankheiten sind in diesem Bereich intermediär und nähern sich der familiären Hypercholesterinämie, wenn die Kosten für die DNA-Diagnostik deren Implementierung einschränken können.

Unter bestimmten Bedingungen kann die Komplexität der Diagnose und dementsprechend ihre Kosten reduziert werden. Dies ist in Populationen möglich, in denen die genetische Struktur einer Krankheit einfacher ist als in anderen Populationen. Dieser Effekt ist in Populationen mit dem sogenannten Founder-Effekt am stärksten ausgeprägt. Dieser genetische Begriff bedeutet, dass ein erheblicher Teil der Bevölkerung eine bestimmte Mutation von einem seiner Gründungsvorfahren geerbt hat. Aufgrund dieses rein zufälligen Ereignisses in dieser Population werden die meisten Fälle dieser Erkrankung durch diese Mutation verursacht. Ein typisches Beispiel für Gentests ist die Bevölkerung von Afrikanern, Menschen im südlichen Afrika mit nordeuropäischem Ursprung. Moderne Afrikaner sind Nachkommen einer kleinen Anzahl holländischer Familien, die im 17. und 18. Jahrhundert nach Afrika auswanderten. Unter den Afrikanern ist die familiäre Hypercholesterinämie, die zu einer frühen Entwicklung der Koronararterienerkrankung führt, mehrmals häufiger als in der europäischen oder amerikanischen Bevölkerung. Darüber hinaus ist die überwiegende Mehrheit (> 95%) der Fälle von familiärer Hypercholesterinämie in der weißen Bevölkerung Südafrikas auf das Vorhandensein einer von nur drei Mutationen im LDL-Rezeptor zurückzuführen. Diese genetische Homogenität steht im krassen Gegensatz zu der genetischen Struktur der familiären Hypercholesterinämie in anderen Ländern, wo Hunderte von Mutationen beschrieben werden, von denen keine häufiger ist als bei 1-2% der Patienten. Anscheinend hatten mehrere Migrantenfamilien (mindestens drei) Mutationen, jetzt Afrikanerskimi genannt, die die Hauptursache für familiäre Hypercholesterinämie bei ihren Nachkommen wurden. Aus Sicht der praktischen Medizin ist die molekulargenetische Untersuchung von Weißen in Südafrika auf familiäre Hypercholesterinämie ein ziemlich effektiver und relativ kostengünstiger Ansatz, der die vorsymptomatische Diagnose dieser Krankheit ermöglicht. Anders als in Südafrika benötigen andere Länder ein viel teureres Arsenal molekularer Methoden, um eine solche Diagnose zu stellen.

Bei anderen Erbkrankheiten gibt es auch Unterschiede in der Häufigkeit von Mutationen zwischen den Populationen. Zum Beispiel Missense-Mutation cis₂₈₂

Reifen im HFE-Gen, die zur Entwicklung einer Hämochromatose führen, sind in europäischen Bevölkerungen recht häufig, wo die Häufigkeit ihrer Träger bis zu 10-15% beträgt. Im Gegensatz dazu in afrikanischen, asiatischen und australischen Ureinwohnern

Diese Mutation ist sehr selten. Cis-Mutation wird vermutet₂₈₂-Reifen wurde vor etwa 2000 Jahren in Europa hergestellt.

Der zweite biologische Mechanismus, der die Suche nach Mutationen auch in einer genetisch offenen Population vereinfacht, ist das Vorhandensein heißer Mutationspunkte in den Genen. Es ist bewiesen, dass die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Mutationen in Bereichen des Genoms mit unterschiedlichem Gehalt an GC-Nukleotiden unterschiedlich ist. Bekannt ist auch die Sequenz, in der die DNA-Polymerase a gestoppt wird; In solchen Regionen findet man gelegentlich sporadische Deletionen in verschiedenen Genen. Aufgrund dieser Faktoren sind Mutationen nicht gleichmäßig über die Länge des Gens verteilt, sondern konzentrieren sich auf bestimmte Bereiche, was die Suche vereinfacht.

Für eine effektive DNA-Diagnostik werden daher Informationen zu den häufigsten Mutationen benötigt, die zur Entwicklung dieser Krankheit in der Bevölkerung, zu der der Patient gehört, führen.

FAKTOREN VON DIAGNOSEWERT

Bei einer Reihe erblicher Stoffwechselstörungen kann während der biochemischen Analyse vermutet werden, dass die Krankheit vorliegt. Zum Beispiel ist bei Patienten mit familiärer Hypercholesterinämie der LDL-Cholesterinspiegel normalerweise erhöht, und bei Hämochromatose ist die Transferrinsättigung mit Eisen erhöht. Biochemische Parameter unterliegen in jedem Individuum einer Variabilität. Daher wird beispielsweise Personen mit erhöhten LDL-Cholesterinspiegeln empfohlen, die Tests im Abstand von 3 Monaten zu wiederholen, um sicherzustellen, dass die festgestellte metabolische Abweichung zuverlässig ist. In einigen Fällen befinden sich biochemische Indikatoren in der sogenannten Grauzone, was die Diagnose weiter erschwert. Hier kann die DNA-Diagnostik helfen. Das Vorhandensein von Mutationen zeigt die über das gesamte Leben gemittelte Prädisposition, um diesen biochemischen Parameter auf die pathologische Seite zu verlagern, sozusagen die pathologische Bereitschaft. Im Gegensatz zum biochemischen Phänotyp unterliegt der Genotyp keinen individuellen und Populationsschwankungen, die für biochemische Parameter charakteristisch sind. So ermöglicht die DNA-Diagnostik, die biochemische Diagnose durch ein unabhängiges Verfahren zu bestätigen und das Vorhandensein anderer Ursachen für diese biochemische Störung auszuschließen. Die maximale Informativität der DNA-Diagnose erblicher Stoffwechselstörungen wird in Kombination mit klassischen biochemischen Methoden erreicht.

Bei der Erörterung der Spezifität und Sensitivität von DNA-Diagnosemethoden sollte zunächst bestimmt werden, um was es geht - die Bestimmung einer bestimmten Mutation oder die Suche nach einer unbekannten genetischen Störung bei einem Patienten. Bei einer bestimmten Mutation, für die zuverlässige Nachweismethoden entwickelt wurden, liegen die Sensitivität und Spezifität des Nachweises nahe bei 100%. Um den diagnostischen Wert des gesamten molekulargenetischen Tests zu bestimmen, muss die Empfindlichkeit des Nachweises von Mutationen in Kombination mit ihrer Penetranz berücksichtigt werden.

Der positive diagnostische Wert des Tests wird weitgehend durch die Penetranz der Mutationen bestimmt. Zum Beispiel legt der Nachweis einer Trisomie auf Chromosom 21 oder Mutationen, die für Duchenne-Muskeldystrophie oder Huntington-Krankheit spezifisch sind, nahe, dass diese Personen mit einer Wahrscheinlichkeit nahe 100% das entsprechende klinische Syndrom entwickeln oder entwickeln werden. Ein so hoher positiver Diagnosewert ist jedoch nicht typisch für alle Gentests. Bei Mutationen mit geringer Penetranz, zum Beispiel bei Trägern von Hämochromatosemutationen, überschreitet die Wahrscheinlichkeit, dass sich klinische Manifestationen entwickeln, einige Prozent nicht. In solchen Fällen deutet der Nachweis eines Defekts nur auf eine Prädisposition für die Entwicklung dieser Krankheit hin, die stark vom Vorhandensein zusätzlicher erblicher Faktoren und Umweltfaktoren abhängt.

Je einfacher und genauer die genetische Struktur dieser Krankheit untersucht wird, desto einfacher ist es, die Mutation zu erkennen, und desto höher ist die Empfindlichkeit des Tests. Leider wird die große Mehrheit der genetischen Erkrankungen durch eine Vielzahl von Mutationen hervorgerufen, die sich häufig in verschiedenen Genen befinden. In Kombination mit den eingeschränkten Möglichkeiten moderner molekularer Methoden verringert dies die Empfindlichkeit molekulargenetischer Tests. Zum Beispiel können derzeit selbst in den besten molekulargenetischen Laboratorien, die mit Patienten mit familiärer Hypercholesterinämie zusammenarbeiten, Mutationen nur bei der Hälfte der Patienten mit einer gesicherten klinischen Diagnose festgestellt werden. Ein anderes Beispiel ist die Duchenne-Myodystrophie. In diesem Fall kann die Deletionskrankheit im Dystrophin-Gen nur in 70% der Fälle nachgewiesen werden, und die übrigen Patienten benötigen eine zusätzliche histologische Analyse der Muskelbiopsie. In Fällen, in denen der Test nicht alle genetischen Veränderungen erkennen kann, die zur Erkrankung führen, ist seine negative Vorhersagekraft gering.

In bestimmten Situationen kann die negative Vorhersagekraft von DNA-Tests sehr hoch sein. Wir sprechen von pränataler und präsymptomatischer Diagnostik in Fällen, in denen pathogene Mutationen bei Eltern bekannt sind. In einer solchen Situation lässt die hohe Genauigkeit molekularer Methoden mit ausreichender Zuverlässigkeit nicht nur das Vorhandensein, sondern auch das Fehlen elterlicher Mutationen im Fötus oder Kind erkennen.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die meisten molekulargenetischen Tests eine signifikante positive Vorhersagewirkung besitzen. Daher ist es ratsam, sie in der Klinik einzusetzen, insbesondere bei hoher Penetranz und Pathogenität von Mutationen. Im Gegensatz dazu ist die negative Vorhersagekraft der meisten molekularen Tests gering, es sei denn, es ist bekannt, welche Mutationen bei den Eltern waren.

4.5.3. BEISPIELE FÜR DIE VERWENDUNG VON DNA-DIAGNOSTIKEN IN DER KLINIK

Die klassische medizinische Genetik beschreibt bekanntlich monogene, hochpenetrierende und klinisch schwerwiegende Erkrankungen. Die Häufigkeit solcher Erkrankungen liegt normalerweise nicht über 1 pro 5000 Einwohner. Mit der DNA-Analyse können etwa tausend monogene Erbkrankheiten nachgewiesen werden. Die Liste der durchgeführten Tests und Labors wird ständig im Internet (http://www.geneclinics.org) aktualisiert. Die meisten DNA-Diagnosen werden heute in der genetischen Beratung und in der Pränataldiagnostik eingesetzt, um die Geburt von Kindern mit Pathologie zu verhindern.

Zusätzlich zu den klassischen monogenen Fällen treten in der Klinik jedoch häufig Erbkrankheiten auf, die sich durch eine relativ geringe Penetranz und einen relativ milden Verlauf auszeichnen. Traditionell wurden sie auf Monogene zurückgeführt, die gesammelten Daten weisen jedoch in jüngster Zeit auf eine stärkere Oligogenität dieser Erkrankungen hin.

Das Folgende ist eine ausführliche Erörterung verschiedener allgemeiner oligogener Erkrankungen des Menschen, wie Hämochromatose, hereditäre Thrombophilie, familiäre Hypercholesterinämie, Mukoviszidose und hypertrophe Kardiomyopathie. Heterozygote Träger von Mutationen, die zu diesen Erkrankungen führen, treten in der Bevölkerung mit einer Häufigkeit von 1 zu 500 bis 1 von 20 Personen auf. Aufgrund der hohen Populationshäufigkeit der Erkrankung ist in dieser Gruppe ein signifikanter

Gesamtbeitrag zur Humanpathologie, wahrscheinlich über den Beitrag seltener Erbkrankheiten. Bei all diesen Erkrankungen ermöglicht der DNA-Test eine vorsymptomatische Diagnose, Hämochromatose, Thrombophilie und Hypercholesterinämie sowie eine nachfolgende Prophylaxe, sowohl pharmakologisch als auch durch Veränderung des Lebensstils.

Dies ist eine der häufigsten genetischen Stoffwechselstörungen, die als angeborene Stoffwechselfehler bezeichnet wird: Hämochromatose (GC) tritt in Nordeuropa bei 1 von 200 bis 300 Menschen auf.

Die klassische Triade - Diabetes, Zirrhose und Hautpigmentierung ("Bronzediabetes") - wurde bereits 1865 beschrieben und 1935 wurde der familiäre Charakter dieser Krankheit bewiesen. Grundlage der klinischen Manifestationen der GC ist ein biochemischer Defekt - eine übermäßige Anhäufung von Eisen in den Parenchymzellen der Leber, der Bauchspeicheldrüse, des Herzens und der Hypophyse anterior. Um die Entstehung klinischer Manifestationen zu verhindern, können Sie eine sehr einfache und gleichzeitig wirksame vorbeugende Phlebotomie verwenden. Der intermediäre GC-Phänotyp ist ein erhöhter Eisengehalt im Plasma und in der Leber, der durch verschiedene biochemische Tests wie Transferrin-Sättigung mit Eisen, Ferritinkonzentration und Eisengehalt in der Leber beurteilt wird.

Die klinischen Manifestationen von GC sind sehr unterschiedlich. Eine der häufigsten Manifestationen sind chronische Leberparenchymschäden. Ein charakteristisches Merkmal ist eine allgemeine oder lokale Verbesserung der Hautpigmentierung. 30-60% der Patienten mit fortgeschrittener Erkrankung haben Diabetes. In den frühen Stadien der GC zeigen sich unspezifische Symptome wie Lethargie, Hepatomegalie, Arthropathie, Kardiomyopathie, Diabetes, Hauthyperpigmentierung oder Hypogonadismus. Klinische Manifestationen hängen von genetischen und äußeren Faktoren ab, wie dem Eisengehalt in der Ernährung, Blutspenden und dem physiologischen Blutverlust bei Frauen während der Menstruation.

1996 wurde ein Gen identifiziert, das für die häufigste Form der GC verantwortlich war, die als HFE bezeichnet wurde. Dieses Gen kodiert für ein Transmembranprotein, das aus einer kurzen cytoplasmatischen Domäne, einer Transmembranregion und drei extrazellulären Domänen besteht, die mit β interagieren₂-Mikroglobulin auf der Zelloberfläche. Das HFE-Protein bindet an der Oberfläche des Enterozyten an den Transferrinrezeptor und verringert die Affinität zum Transferrinentragen

Eisen In Abwesenheit von funktionell aktivem HFE steigt die Bindung und anschließende Endozytose des Transferrins an, was zur Ansammlung von Eisen innerhalb der Zelle führt, wo es als Komplex mit Ferritin gespeichert wird. Bei Patienten keltischer Herkunft mit klinisch schwerer GC sind etwa 90% homozygot für die Cis-Mutation₂₈₂-Reifen im HFE-Gen und die meisten der verbleibenden haben eine Kombination von Cys₂₈₂-Tyr und eine andere Mutation - GiS_bz-Asp. Infolge der Mutation Cis₂₈₂-Ein Tyr unterbricht die Bildung einer Disulfidbindung in einer der extrazellulären Domänen des HFE-Proteins, seine Konformation wird gestört und das Protein verbleibt nach der Synthese im endoplasmatischen Retikulum. Infolgedessen wird das Protein nicht mehr auf der Zelloberfläche exprimiert, was zu einem erhöhten Eiseneinfang führt, der den Bedürfnissen des Organismus nicht genügt. In den meisten Kaukasuspopulationen ist die Häufigkeit der heterozygoten Träger des Cis-Allels₂₈₂-Die Spanne liegt bei etwa 10%, und für Basken und Iren keltischer Herkunft kann die Häufigkeit dieses Polymorphismus 30% erreichen. Im Gegensatz zu den Europäern wird diese Mutation bei Mongoloiden und Negroiden fast nie gefunden. Cis-Mutation wird vermutet₂₈₂-Reifen entstand vor etwa 2000 Jahren in der keltischen Bevölkerung und breitete sich aufgrund der Migration der Bevölkerung in ganz Europa aus, d. H. Die Ursache für die hohe Häufigkeit dieser Mutation ist der Grundeffekt.

Es gibt andere Krankheiten, deren Krankheitsbild einer klassischen Familien-GC ähnelt (auch als Typ 1-GC klassifiziert), jedoch mit einem anderen Ursprung. Juvenile GC (Typ 2) sowie Typ 1 GC werden autosomal-rezessiv vererbt und durch Mutationen in einem unbekannten Gen verursacht. Typ 3 GC ist ebenfalls eine rezessive Erkrankung und geht mit einer Mutation im Transferrinrezeptor einher. GCs des 4. und 5. Typs werden dominant vererbt und werden durch Mutationen in den Genen von Ferroportin, die Eisen im Darm transportieren, bzw. Ferritin verursacht. Alle diese Formen sind sehr selten und heute spielt ihre Definition keine praktische Rolle.

Der Reifen im HFE-Gen zeichnet sich durch eine hohe Penetranz in Bezug auf den intermediären Phänotyp aus, dh das biochemische Zeichen eines Eisenüberschusses im Körper. 95% der Männer über 40 Jahre, die für diese Mutation homozygot sind, haben einen Eisenüberschuss und es gibt klinische Anzeichen und Symptome. Frauen vor der Menopause haben ein geringeres Risiko aufgrund von Blutverlust während

Menstruation Die phänotypische Wirkung der GiS-Mutation_bz-Asp ist weniger ausgeprägt. Eine Fibrose oder Leberzirrhose wird durch Analyse einer Biopsie in 4-25% der homozygoten Träger des Cis-Allels nachgewiesen₂₈₂

Schießstand Außerdem das Cis-Allel₂₈₂-Tir prädisponiert für die Entwicklung eines Leberzellkarzinoms. Bei Männern mit GC und Zirrhose ist das relative Risiko für die Entwicklung eines hepatozellulären Karzinoms 200-fach höher.

TESTEN AUF MEDIEN

Das Vorhandensein der oben genannten Symptome ist ein Hinweis auf genetische Tests bei GC. Die Diagnose wird jedoch während des erweiterten klinischen Bildes gestellt, wenn es zu spät ist, um die Vorbeugung des Primärfehlers durchzuführen. In diesem Zusammenhang befürworten viele Forscher die Notwendigkeit eines Screenings der Bevölkerung auf das Vorhandensein von GC. Diese Krankheit erfüllt viele Anforderungen für Krankheiten, die einem Screening unterzogen werden, d.h. tritt häufig auf, hat eine latente Phase, die den klinischen Manifestationen vorausgeht, kann leicht durch biochemische und genetische Methoden diagnostiziert werden und kann mit Hilfe einer wirksamen und kostengünstigen Behandlung verhindert werden.

Im Moment wird jedoch ein Massen-Screening aufgrund von Mehrdeutigkeiten, die hauptsächlich mit der GC-Penetranz zusammenhängen, als verfrüht angesehen. Es ist auf jeden Fall ratsam, die Angehörigen von Patienten mit GC zu testen, die den Transferrin-Sättigungsgrad mit Eisen, den Ferritingehalt und biochemischen Marker der Leberfunktionsstörung messen sowie das Vorhandensein von Mutationen im HFE-Gen anhand der Positionen 282 und 63 bestimmen sollten.

Aus technischer Sicht ist der Nachweis dieser Mutationen nicht schwierig. Häufig werden Restriktionsanalyse oder verschiedene Formen der allelspezifischen Amplifikation oder Hybridisierung verwendet.

4.5.3.2. Erbliche Thrombophilie

Thrombophilie neigt dazu, eine Thrombose zu entwickeln, die mit angeborenen und erworbenen Blutgerinnungsstörungen und Fibrinolyse verbunden ist. Thrombophilie äußert sich meistens in Form von Venenthrombosen und Thromboembolien, die mit einer Häufigkeit von etwa 1 pro 1000 Einwohner pro Jahr auftreten.

Es gibt familiäre Formen der Thrombophilie, die bereits in den 1950er Jahren beschrieben wurden. Die ersten identifizierten Ursachen für erbliche Thrombophilie (NTF) waren Antithrombin-III-Mangel.

Protein C und sein Protein-Cofaktor S. Später wurden zwei weitere Formen von NTF identifiziert - eine Mutation der Faktor V-Koagulation, die eine Resistenz des Faktors V gegenüber aktiviertem Protein C verursacht, und eine Mutation im Prothrombingengen G20210A, die den Prothrombingehalt im Plasma erhöht. Darüber hinaus ist eine moderate Hyperhomocysteinämie, die häufig mit einem weit verbreiteten Polymorphismus im MTHFR-Gen verbunden ist, auch ein Risikofaktor für eine Venenthrombose.

THROMBOEMBOLISCHE KOMPLIKATION Der Schweregrad der klinischen Manifestationen von NTF variiert stark. Oft verlaufen sie in einer sehr milden Form und ihre Anwesenheit kann nur durch Labormethoden bestimmt werden. In vielen Fällen entwickeln Träger von Mutationen jedoch eine tiefe Venenthrombose der unteren Extremitäten, Lungenthromboembolien, oberflächliche Thrombophlebitis sowie Venenthrombosen anderer Lokalisation. Diese erblichen Defekte sind normalerweise nicht mit dem Risiko eines arteriellen Verschlusses verbunden. NTFs prädisponieren die Entstehung von Thrombosen in jungen Jahren: Bis zu 40% der Patienten unter 45 Jahren mit nicht provozierter tiefer Venenthrombose haben eine der Formen von NTF. Bei älteren Patienten oder in Gegenwart von provozierenden Faktoren wurde NTF in 30% der Fälle von Thrombose beobachtet. Bei Patienten mit einer Kombination erblicher Defekte ist das Risiko für thromboembolische Komplikationen weiter erhöht.

Ein erblich bedingter Mangel an Antithrombin III und den Proteinen C und S tritt insgesamt bei weniger als 1% der Bevölkerung auf, bei Patienten mit venöser Thromboembolie (VTE) jedoch in fast 10% der Fälle. Das VTE-Risiko bei solchen Patienten ist 5-8 mal höher als in der Allgemeinbevölkerung. Die Gründe für den Mangel dieser natürlichen Antikoagulanzien können eine Abnahme ihrer Synthese oder (häufiger) eine Abnahme der funktionellen Aktivität des Proteins sein, während ein normales Niveau aufrechterhalten wird. Defekte der Proteinsynthese oder -funktion werden durch Hunderte verschiedener Mutationen in diesen Genen verursacht.

Die erbliche Resistenz gegen aktiviertes Protein C ist die häufigste Ursache für NTF. In mehr als 95% der Fälle wird die Resistenz durch eine Missense-Mutation im Faktor V-Gen hervorgerufen, die als Leyden-Gen bezeichnet wird, wobei an Position 506 Arginin durch Glutamin ersetzt wird. Dieser Aminosäurerest verursacht normalerweise eine proteolytische Spaltung des Faktors V durch aktiviertes Protein C. Protein C ist ein natürliches Antikoagulans, das durch Thrombin-Thrombomodulin aktiviert wird

Komplex auf Endothelzellen und zerstört Faktoren V_a und viii_a, was zu einer Thrombusbildung führt. Dieser Vorgang wird in Gegenwart von Protein S, das als Protein-Cofaktor C fungiert, erheblich beschleunigt. Wenn im Faktor Va Arg eine Aminosäuresubstitution vorliegt, wird der Prozess beschleunigt₅₀₆-Gln-aktiviertes Protein C kann es nicht abbauen, wodurch die Aktivität des Faktors Vа erhalten bleibt und die Thrombusbildung erhöht wird (Abb. 4.17).

Die Leiden-Mutation tritt fast ausschließlich bei Kaukasiern auf, bei denen etwa 5% der Bevölkerung Träger sind. Aufgrund der hohen Häufigkeit dieser genetischen Form in der Allgemeinbevölkerung sollte jedoch auf Polymorphismus verwiesen werden

Abb. 4.17. Resistenz gegen aktiviertes Protein C, verursacht durch die Leiden-Mutation.

In der Literatur wurde der Name der Mutation darauf festgelegt. Bei Patienten mit VTE ist die Häufigkeit dieser Mutation höher und beträgt etwa 20%. Das VTE-Risiko bei Trägern der Leiden-Mutation hängt von der Gendosis ab: bei Heterozygoten ist es 2-7-fach und bei Homozygoten - 40-80-fach erhöht. Die Gesamtwahrscheinlichkeit der Entwicklung einer Thromboembolie während der Lebensdauer der Träger dieser Mutation beträgt 30%.

Das polymorphe G20210A-Allel in der 3'-untranslatierten Region des Prothrombingens in der Allgemeinbevölkerung tritt mit einer Häufigkeit von 2% auf, aber bei Patienten mit VTE steigt der Anteil der Polymorphie-Träger auf 7%. Somit erhöht das Vorhandensein des G20210A-Polymorphismus im Prothrombingen das VTE-Risiko um etwa das Dreifache. Die pathologische Wirkung dieses Polymorphismus besteht darin, die Aktivität von Prothrombin im Plasma zu erhöhen. Der Prothrombingehalt in AA-Homozygoten ist 1,5-mal höher als der von Homozygoten im normalen GG-Allel, was zur Thrombose beiträgt. Offenbar bezieht sich die G → A-Mutation auf die Art der Mutationen mit dem Erwerb einer Funktion, da sie die Effizienz der Verarbeitung des 3'-Endes von mRNA erhöht, was zur Anhäufung von mRNA und zu einer Erhöhung der Synthese des Prothrombinproteins führt.

Ein weiterer prädisponierender Faktor für Thrombosen ist ein erhöhter Anteil von Homocystein, einer Aminosäure, die während des Metionin-Metabolismus gebildet wird. Ein moderater Anstieg des Homocysteins erhöht das Risiko für arterielle und venöse Thrombosen. Der Grund für den Anstieg kann entweder eine abnormale Ernährung (Mangel an Pyridoxin, Cobalamin, Folat) oder genetische Faktoren wie Al-Polymorphismus sein.₆₇₇

Der Schaft im Gen Methylenetetrahydrofolat-Reduktase - ein Enzym, das eine wichtige Rolle bei der Bestimmung des Homocystein-Spiegels im Plasma spielt. Die Aktivität dieser Variante des Enzyms beträgt nur etwa 1/3 des Normalwerts. Ungefähr 10% der Kaukasier sind heterozygote Träger dieses Polymorphismus. Die Häufigkeit von VTE in isolierten Trägern dieses Polymorphismus unterscheidet sich nicht von der normalen, aber eine Reihe von Daten zeigt, dass der C677T-Polymorphismus zur Manifestation anderer NTFs beiträgt.

BERENENALITÄT UND OBSTETRISCHE PATHOLOGIE Während der Schwangerschaft steigt der Anteil der von Vitamin K abhängigen Gerinnungsfaktoren an, der Gehalt an Protein S nimmt ab und die Fibrinolyse wird gehemmt. Diese Veränderungen sind physiologisch möglich, da sie darauf abzielen, den Blutverlust während der Geburt zu reduzieren, sie erhöhen jedoch auch die Wahrscheinlichkeit einer VTE während der Schwangerschaft (2,5-fach) und insbesondere in der postpartalen Periode (20-fach).

In Gegenwart von NTF ist diese Wahrscheinlichkeit sogar noch höher und kann in Homozygoten für die Leiden-Mutation von Faktor V das 100fache erreichen. Die Mehrheit (bis zu 60%) der Frauen mit VTE, die sich während der Schwangerschaft entwickelt haben, haben eine Leiden-Mutation.

Neben der venösen Thromboembolie tragen NTFs zur Entwicklung der geburtshilflichen Pathologie bei. Eine Verletzung der gesamten Plazentazirkulation im Uterus aufgrund einer Thrombose kann zu verschiedenen Schwangerschaftskomplikationen führen, wie Fehlgeburten, Totgeburten, Plazentagewölben, Präeklampsie und intrauteriner Wachstumsverzögerung. Zahlreiche Studien haben eine erhöhte Inzidenz von NTF bei Patienten mit diesen Komplikationen gezeigt. Es gibt auch Belege dafür, dass das Vorhandensein einer Mutation nicht nur bei der Mutter, sondern auch beim Fötus das Risiko für Thrombose und Plazentainfarkt weiter erhöhen kann, was zum Verlust des Fötus führt. Das relative Risiko von Schwangerschaftskomplikationen bei heterozygoten Trägern der Leiden-Mutation oder des Polymorphismus des Prothrombingens G20210A hat verschiedenen Studien zufolge im Durchschnitt das 2-3fache zugenommen.

Die Akzeptanz von oralen Kontrazeptiva trägt ebenfalls zur Entwicklung von VTE bei. Dieser Effekt ist bei Frauen mit NTF verstärkt. Das Risiko der Entwicklung von VTE bei Trägern der Leiden-Mutation unter oralen Kontrazeptiva steigt nach verschiedenen Schätzungen um das 20- bis 65-fache. In Gegenwart von Prothrombin G20210A ist das VTE-Risiko etwas geringer, übersteigt aber auch den Normalwert deutlich. Aufgrund dieser Beobachtungen wird empfohlen, bei Frauen mit einem Mangel an natürlichen Antikoagulanzien, Homozygoten für die Leyden-Mutation und bei kombinierten Defekten keine oralen Kontrazeptiva zu verwenden.

Die Hormonersatztherapie nach der Menopause ist ein weiterer iatrogener Zustand mit einem 2-4-fachen Anstieg des VTE-Risikos. Bei einer Leiden-Mutation kann sich das relative Risiko um das 15-fache erhöhen und auch die Häufigkeit wiederholter Thrombosen nimmt zu. In dieser Hinsicht wird NTF-Trägern, die an VTE-Episoden leiden, empfohlen, keine Hormonersatztherapie zu verwenden.

INDIKATIONEN FÜR DIE GENETISCHE ANALYSE Die Analyse der Leiden-Mutation und des Prothrombin-Polymorphismus G20210A sowie die Bestimmung des Mangels an Antithrombin und der Proteine C und S ist eine effektive Methode zur Identifizierung von Personen mit einem erhöhten Risiko für thrombotische Zustände. Durch den Nachweis dieser Mutationen können Träger eine prophylaktische Antikoagulanzientherapie durchführen.

Aufgrund der geringen absoluten Häufigkeit von VTE ist ein Massenscreening der Bevölkerung auf NTF nicht gerechtfertigt. Es wird als angemessener angesehen, die folgenden Patientengruppen auf das Vorhandensein von NTF zu untersuchen:

• Personen mit VTE, unabhängig von Alter und Schweregrad der Manifestationen;

• Frauen mit einem oder mehreren spontanen Abtreibungen in einem späten Stadium oder mit zwei oder mehr Fehlgeburten;

• schwangere Frauen mit intrauteriner Wachstumsverzögerung oder Plazentaabbruch;

• Angehörige des ersten Verwandtschaftsgrades des Patienten mit NTF in der Geschichte;

• Frauen mit einer NTF-Familienanamnese vor der Anwendung von oralen Kontrazeptiva, einer Hormonersatztherapie oder einer Schwangerschaft.

DIAGNOSTISCHE TESTS Zu den Tests mit hoher Priorität für das Vorhandensein von NTF gehören folgende:

• Bestimmung der Antithrombinaktivität (amidolytische Methode);

• Bestimmung der Protein C-Aktivität (koagulometrische oder amidolytische Methode);

• Bestimmung der Protein S-Konzentration (Gesamt- und freie Antigenfraktionen);

• koagulometrische Bestimmung der Resistenz gegen aktiviertes Protein C;

• Bestimmung der Leiden-Mutation von Faktor V;

• Bestimmung des Prothrombinpolymorphismus G20210A;

• Bestimmung der Homocysteinspiegel im Plasma.

Wie aus der obigen Liste ersichtlich, wird der Mangel an Antithrombin und den Proteinen C und S durch funktionelle Methoden bestimmt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass diese Defekte durch eine Vielzahl von Mutationen hervorgerufen werden und deren Identifizierung einen hohen Aufwand und Kosten erfordert, während Funktionsanalysen einfach und zuverlässig sind.

Die Analyse der Leiden-Mutation und des Prothrombin-Polymorphismus ist einfach und ergänzt die Funktionstests gut. Offensichtlich hat die Analyse des C677T-Polymorphismus im Methyltetragid-Rofolatreductase-Gen keinen eigenen diagnostischen Wert und sollte in Kombination mit der biochemischen Bestimmung der Homocystein-Konzentration im Plasma verwendet werden. Die Verwendung dieser Testreihe ermöglicht es, bei etwa 40% der Patienten mit VTE einen erblichen Defekt von Gerinnungsfaktoren oder einen Anstieg des Homocysteins festzustellen.

Die zuverlässigste Methode zur Identifizierung der Leiden-Mutation und des Prothrombins G20210A ist die Restriktionsanalyse. Allel-spezifische PCR und Hybridisierung werden jedoch häufig eingesetzt.

4.5.3.3. Familiäre Hypercholesterinämie

Die familiäre Hypercholesterinämie (FHC) ist offensichtlich die häufigste autosomal dominante Erkrankung des Menschen. Die Häufigkeit der FHD in den meisten Populationen beträgt 1: 500. In den Populationen mit dem Gründereffekt sind heterozygote Formen viel häufiger: 1 von 70 Afrikanern in Südafrika und 1 von 200 Kanadier französischen Ursprungs. Aus dem gleichen Grund ist die Häufigkeit von FHDs in den Finnen, Drusen und Libanesen erhöht.

Nicht alle Fälle von FHC werden klinisch diagnostiziert. In Russland stellen beispielsweise weniger als 1% der Patienten mit FHCS eine klinische Diagnose, und die effektivste Diagnose (über 40% der ermittelten Träger) wird in Island aufgrund der geringen Populationsgröße mit ausgeprägtem Founder-Effekt und geringer Variabilität der Mutabilität durchgeführt.

Die wichtigsten diagnostischen Merkmale von SGHS sind ein erhöhter Cholesterinspiegel im Blut, das Vorhandensein von Sehnenxanthomen bei einem Patienten oder Angehörigen ersten Grades und das vorherrschende Muster der Vererbung von erhöhtem Cholesterin oder einer ischämischen Herzkrankheit.

Klinisch zeigt sich SGHS durch ein erhöhtes Risiko für Atherosklerose und deren Komplikationen. Die Mechanismen, die den Anstieg des Cholesterinspiegels mit der Entwicklung der koronaren Herzkrankheit verbinden, sind nicht vollständig verstanden. Es wird angenommen, dass ein hoher Anteil an cholesterinreichem LDL zu ihrem Eindringen in die Gefäßwand beiträgt, wo sie oxidieren und eine Kette von Zellreaktionen auslösen, die zu einer Ansammlung von Lipiden und einer lokalen Reorganisation der Gefäßwand führen, was zu einer atherosklerotischen Plaque führt. Im Falle von FHC steigt das Risiko für den Tod eines Myokardinfarkts in einem jungen Alter - bis zu 40 Jahren - um das 100fache. Bei nicht behandelten Männern mit FHD im Alter von 60 Jahren liegt die Wahrscheinlichkeit einer KHK bei etwa 75%. Schätzungen zufolge ist nur die Hälfte der Männer mit SGHS 60 Jahre alt. Das durchschnittliche Erkrankungsalter von IHD liegt bei Männern 40-45 Jahre, bei Frauen ist es 10 Jahre älter. So entwickelt sich die koronare Herzkrankheit bei Patienten mit FHD 10–20 Jahre früher als im Bevölkerungsdurchschnitt.

Statine und andere lipidsenkende Wirkstoffe werden wirksam eingesetzt, um die Plasma-Lipoprotein-Spiegel in SHHS zu senken.

Die schwersten Patienten (in der Regel sind dies homozygote Fälle) werden behandelt, indem überschüssiges LDL durch Plasmaaustausch entfernt wird. Manchmal wird eine Lebertransplantation eingesetzt.

BIOCHEMISCHE UND GENETISCHE MECHANISMEN

Bei SGHS steigt das Cholesterin aufgrund des Anstiegs der Plasma-LDL. Diese Stoffwechselstörung ist mit einer Abnahme der Clearance von LDL durch die Leber als Folge einer Abnahme der Expression oder Aktivität von Zellrezeptoren verbunden, die die Aufnahme von LDL-Partikeln (LDL-Rezeptoren) vermitteln. Die Aktivität des LDL-Rezeptors in FHCS nimmt auf allen diesen Rezeptor exprimierenden Zellen ab. Die funktionellen Konsequenzen sind jedoch hauptsächlich mit einem Defekt des Rezeptors in der Leber verbunden, da eine Verletzung der Umwandlung von Cholesterin in Gallensäuren zu einer Abnahme seiner Ausscheidung durch den Darm führt. Ähnliche biochemische Abnormalitäten werden mit einer Mutationsänderung im apoB-100-Protein beobachtet, das ein Ligand für den LDL-Rezeptor ist. Durch diese Mutation werden LDL-Partikel nicht mehr vom LDL-Rezeptor erkannt und sammeln sich im Plasma an.

Das LDL-Rezeptor-Gen enthält 18 Exons, die für die sechs funktionellen Domänen dieses Proteins kodieren: ein Signalpeptid, eine Ligandenbindungsdomäne, eine zu dem Vorläufer des epidermalen Wachstumsfaktors homologe Domäne, eine O-Glycosylierungsstelle, Transmembran- und Cytoplasmadomänen. Alle bekannten Mutationen im LDLR-Gen werden in der UMD-LDLR-Datenbank gesammelt, die über das Internet zugänglich ist. Die Anzahl der Einträge überschritt 800 und wächst weiter. Laut der UMD-LDLR-Datenbank machen 90% aller Mutationen im LDLR-Gen einzelne Nukleotidsubstitutionen aus, die meisten davon sind Missense- und Nonsense-Mutationen. Die restlichen 10% sind hauptsächlich Makrotransformationen, die durch ungleiche Rekombination mit mehr als 30 Kopien der in diesem Gen vorhandenen Alu-Sequenzen verursacht werden. Es wurden weniger als 10 Mutationen im Promotor gefunden.

Obwohl SGHS eine monogene Krankheit ist, variiert die phänotypische Expression, nämlich der Schweregrad der IHD, sogar bei Patienten, die die gleichen Mutationen tragen. Einige Patienten werden 80 Jahre oder älter, während andere nach 20 Jahren an einem Herzinfarkt sterben. Faktoren, die klinische Manifestationen beeinflussen, können äußerlich, metabolisch und genetisch sein.

Unter den Umweltfaktoren spielen das Rauchen und die Ernährungsgewohnheiten eine besondere Rolle. Rauchen ist einer der stärksten Prädiktoren für die Mortalität bei koronarer Herzkrankheit bei Patienten mit FHD. Die Rolle der Ernährung in der Entwicklung

FHCS wurde durch den Vergleich von in Kanada lebenden Patienten chinesischer Herkunft mit Trägern derselben Mutationen, die jedoch in China lebten, demonstriert.

Kanadische Chinesen haben ein um 70% höheres LDL-Cholesterin als in China. Darüber hinaus hatten 6 der 16 in Kanada lebenden Heterozygoten Xanthome und 4 hatten KHK. Keiner der 18 in China lebenden Befragten hatte ein Xanthom oder eine ischämische Herzkrankheit. Offensichtlich hängen solche Unterschiede in den klinischen Manifestationen mit dem unterschiedlichen Verbrauch ungesättigter Fette zusammen. Dieses Beispiel veranschaulicht anschaulich die modifizierende Wirkung äußerer Faktoren wie Diät auf den Phänotyp der heterozygoten SHKS.

Der Verlauf der Erkrankung hängt stark von der Art der Mutation ab, die eine Hyperlipidämie verursacht. Die schwerste Hypercholesterinämie entwickelt sich in Gegenwart von Null-Mutationen, was zu einem vollständigen Fehlen des aktiven Rezeptors führt, während Mutationen unter Beibehaltung der Teilsynthese oder der Aktivität des LDL-Rezeptors gewöhnlich eine mildere Erkrankung verursachen.

Es gibt eine Reihe biochemischer Parameter, die die Entwicklung der koronaren Herzkrankheit bei Patienten mit SHHS beeinflussen. Diese metabolischen Faktoren sind: HDL-Cholesterin, C-reaktives Protein und Fibrinogen. Einige dieser Faktoren, wie HDL-Cholesterin und Lipoprotein Lp (a), haben eine ausgeprägte genetische Basis. Andere nachgewiesene oder vermutete genetische Faktoren umfassen Mutationen im Lipoprotein-Lipase-Gen - Apolipoprotein-E-Isoformen, Primer-Cholesterinester-Proteinvarianten, Paraoxonase-Polymorphismus (Lipidperoxid-Enzym-Polymorphismus), ein bestimmter Methyltetrahydrofolat-Reduktase-Genotyp (verbunden mit einem erhöhten Gehalt an Homocystein). sowie mikrosomales Triglycerid-tragendes Protein, das die Sekretion von VLDL beeinflusst.

Genetisch sind also Mutationen des LDL-Rezeptors der Hauptfaktor für die Entwicklung von FHC. Der Beitrag anderer Gene ist nicht zu leugnen, jedoch sind aufgrund der relativ geringen Anzahl von Patienten mit identifizierten LDL-Rezeptor-Mutationen weitere Untersuchungen von Modifier-Genen erforderlich. Idealerweise ermöglicht die Bestimmung des Genotyps des Patienten durch diese zusätzlichen Gene die Bestimmung des Risikos einer Erkrankung der Koronararterie und anderer Komplikationen bei Trägern einer bestimmten Mutation im LDL-Rezeptor oder ApoB-100-Gen.

Der individuelle Cholesterinspiegel unterliegt natürlichen Veränderungen, so dass keine Schlussfolgerung gezogen werden kann

über die Verfügbarkeit von SGHS. Darüber hinaus hängt der Cholesterinspiegel vom Alter und Geschlecht ab und ist je nach Bevölkerung unterschiedlich. Der Cholesterinspiegel im FHCS übersteigt häufig den Durchschnittswert in der Allgemeinbevölkerung. Daher ist es unmöglich, eine Diagnose zu stellen, die in einigen Fällen nur auf den Ergebnissen der Messung des Plasmacholesterins beruht.

Derzeit ist der Nachweis von Mutationen im LDL-Rezeptor oder im apoB-100-Gen ein häufiges Kriterium bei der Diagnose von FHC. Eine Mutation am 3500. Nukleotid im apoB-100-Gen (Familiendefekt von ApoB) ist die häufigste Ursache für FHC in den meisten Populationen. In Europa und den Ländern, in denen Menschen aus Europa leben (Australien, USA, Kanada und Neuseeland), wird diese Mutation bei 3-5% der Patienten mit FHCS verursacht. In Ländern mit einer komplexen genetischen Struktur der Erkrankung können bei 30-50% der Patienten mit einer klinischen Diagnose der SGHS Mutationen gefunden werden. Dies ist sowohl auf die unzureichende Sensitivität der Screening-Methoden als auch auf die falsche Diagnose aufgrund des Cholesterinspiegels und der klinischen Manifestationen zurückzuführen. Es besteht auch die Möglichkeit, dass zusätzlich zu LDLR und APOB weitere Gene existieren, bei denen Mutationen von einem ähnlichen Krankheitsbild begleitet werden.

In einer Reihe von Populationen wird die DNA-Diagnostik von SGHS aufgrund einer begrenzten Anzahl mutierter Allele erheblich vereinfacht.

In den meisten genetisch offenen Populationen, zu denen Russland gehört, wird jedoch keine einzige Mutation im LDL-Rezeptor-Gen häufiger als bei 1% der Patienten mit FHC und in der Regel viel seltener gefunden. In dieser Hinsicht spielen Screening-Verfahren für die Mutationssuche, wie das Bestimmen eines einsträngigen DNA-Konformations-Polymorphismus, gefolgt von der Bestätigung durch Sequenzierung, eine wichtige Rolle in der DNA-Diagnostik von FHCS.

4.5.3.4. Mukoviszidose

Mukoviszidose (CF) ist eine der häufigsten und gleichzeitig schweren autosomal rezessiven Erkrankungen des Menschen. Bei den Europäern beträgt die Trägerfrequenz etwa

Die klinischen Formen treten je nach Region mit einer Häufigkeit von 1 bis 2-3 tausend Menschen auf.

CF erhielt seinen Namen aufgrund der Art der mikroskopischen Veränderungen, die bei solchen Patienten im Pankreas beobachtet wurden. Die Krankheit betrifft auch die Lunge, die Leber, den Dünndarm und das männliche Fortpflanzungssystem. Die Schlüsselrolle bei der Pathogenese spielt die übermäßige Schleimsekretion durch das Epithel dieser Organe, die zu einer Verstopfung der Bronchien oder der Ausscheidungsgänge der Leber und des Pankreas führt. Trotz der signifikanten Verbesserung der symptomatischen Behandlung leben CF-Patienten normalerweise nicht länger als 20 bis 30 Jahre. Die Haupttodesursache sind Lungenschäden, die durch eine Verstopfung der Bronchien verursacht werden, wodurch ein günstiges Umfeld für Sekundärinfektionen geschaffen wird. Chronische Infektionen und eine Entzündungsreaktion führen zu einer Fibrose des Lungengewebes, die in Kombination mit einer Behinderung der Atemwege Atemstillstand verursachen kann. Bei 65% der Patienten verhindert die Blockade der Pankreasgänge die Sekretion von Verdauungsenzymen in den Darm, was zu Verdauungsstörungen führt. In ähnlicher Weise wurde bei 5% der Patienten eine Verletzung der Gallensekretion durch die Leber beobachtet. Zusätzlich zu diesen Erscheinungen entwickeln 10% der Neugeborenen eine Obstruktion des Dünndarms, was einen chirurgischen Eingriff erforderlich macht. Zusätzlich haben 95% der Männer mit CF Unfruchtbarkeit. Ein charakteristisches Merkmal von CF, das häufig für seine Diagnose verwendet wird, ist der erhöhte Salzgehalt von Schweiß, der mit einer beeinträchtigten C1-Reabsorption einhergeht

Epithel, das die Kanäle der Schweißdrüsen auskleidet.

KF wird durch Mutationen im Protein verursacht, die vom CFTR-Gen (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator) codiert werden. Dieses Gen besteht aus 27 Exons und kodiert für ein Protein mit einer molekularen Masse von 168 kDa, das zwei Transmembrandomänen, zwei intrazelluläre Nukleotidbindungsdomänen und eine regulatorische Domäne enthält. Dieses Protein ist ein Kanal für C1 - Ionen. Dieser Kanal wird durch die cAMP-abhängige Proteinkinase aktiviert, die die regulatorische Domäne phosphoryliert. Ausgang C1 - von der Zelle aus beginnt eine Reaktionskette, die zum Verschluss der Na + -Kanäle führt und die Produktion von Schleimsekret fördert.

Die häufigste Ursache für CF ist die Deletion von drei Nukleotiden im 508. Codon, was zu einem Verlust von Phenylalanin führt. Die Häufigkeit dieser Mutation bei Patienten mit CF variiert zwischen 50% in Mitteleuropa und fast 90% in Nord. Durch diese Mutation wird die normale Prozessierung des Proteins unterbrochen und nach der Synthese nicht in die Plasmamembran transportiert, sondern im endoplasmatischen Retikulum verbleiben und abgebaut. Es gibt jedoch eine große Anzahl

andere Mutationen, die dieses Protein schädigen; Ihre Zahl nähert sich 1000. Diese selteneren Mutationen können sich auf den Chloridkanal anders auswirken, zum Beispiel die Proteinsynthese teilweise oder vollständig reduzieren, den intrazellulären Transport unterbrechen oder die funktionelle Aktivität des Kanals reduzieren. Einige dieser Mutationen bewirken nur eine teilweise Abnahme der Synthese oder Aktivität des Kanals, was zu verschiedenen funktionellen Manifestationen führen kann. In den Fällen, in denen weniger als 3% der Aktivität erhalten bleiben, entwickelt sich eine schwere CF, die von einer Pankreasläsion begleitet wird. Wenn Sie 3-8% der Aktivität einsparen, wirkt sich dies auf die Lunge aus und die Bauchspeicheldrüse ist normal. Wenn die Aktivität des C1-Kanals 8-12% beträgt, werden milde Formen beobachtet, wie z. B. Azoospermie bei Männern. Eine solche einfache Beziehung wird jedoch nicht immer beobachtet. Der Krankheitsverlauf vorherzusagen ist nur möglich, wenn Homozygotie für die Deletion von Phenylalanin-508 oder das gleichzeitige Vorhandensein dieser Deletion und der G551D-Mutation besteht. Bei Vorhandensein dieser Mutationen verläuft die Erkrankung in einer klassischen schweren Form mit einer Schädigung der Bauchspeicheldrüse. In den meisten anderen Fällen ist die Beziehung zwischen der Art der Mutation und der Manifestation der Krankheit schwer vorherzusagen. Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass CF eine oligogene Krankheit ist und ihre phänotypischen Manifestationen nicht nur von der Art der Mutation abhängen, sondern auch von der Menge der im Patienten vorhandenen modifizierenden Gene.

CF kann fast immer im vorgeburtlichen Stadium mittels DNA-Analyse von Chorionzotten diagnostiziert werden, entweder durch direkte Mutationsbestimmung oder durch Verwendung der Verbindungsanalyse mit polymorphen intragenen Markern, wenn Mutationen bei einem kranken Kind unbekannt sind. Die Frage des Screenings der Bevölkerung auf CF wird derzeit geprüft. Aufgrund der gesammelten Informationen über die genetische Struktur von CF konnten wir aus fast 1000 bekannten Mutationen 30 Mutationen auswählen, die jedoch 90% der Fälle von CF in verschiedenen Regionen Europas und der USA erklären. Technisch ist die DNA-Diagnostik von CFs ziemlich gut entwickelt, und für ihre Implementierung werden eine Reihe von kommerziellen Kits produziert.

4.5.3.5. Hypertrophe Kardiomyopathie

Die hypertrophe Kardiomyopathie (HCM) ist eine der häufigsten Erkrankungen des Menschen mit einer ausgeprägten genetischen Veranlagung. Sie tritt mit einer Häufigkeit von 1: 500 auf, was signifikant höher ist als die Häufigkeit einer anderen Familienform der Kardiomyopathie - erweitert (1: 2500). HCM wird vererbt

bei autosomal dominantem Typ und zeichnet sich durch eine Penetranz von bis zu 75% aus. Klinisch manifestiert sich die Erkrankung in Form von links- und / oder rechtsventrikulärer Hypertrophie und einer Zunahme der Vorhofgröße. Die Hypertrophie ist normalerweise asymmetrisch und beeinflusst das interventrikuläre Septum. Im Muskel des Herzens werden histologisch Hypertrophie und unregelmäßige Anordnung der Kardiomyozyten sowie interstitielle Fibrose beobachtet. Die Krankheit führt zu Arrhythmien und plötzlichem Tod sowie Herzversagen.

Die Ursache der Erkrankung auf molekularer Ebene ist eine Funktionsstörung der Proteine, aus denen das Sarkom besteht, daher wird das Hcmp manchmal als Sarkomer-Krankheit bezeichnet. Hypertrophie ist eine kompensatorische myokardiale Reaktion auf eine Abnahme der Kontraktilität. Derzeit wurden 11 Gene identifiziert, deren Mutationen zu hcmp führen (Tabelle 4.11).

Mutationen von sarkomerischen Proteinen wirken sich unterschiedlich auf die Kontraktionsfunktion von Kardiomyozyten aus. Als Ergebnis bilden Missense-Mutationen häufig stabile, aber inaktive Proteine, die in das Sarkom eingefügt werden und deren Funktion stören, d.h. haben einen dominanten negativen Effekt. Im Gegensatz dazu Mutationen

Tabelle 4.11. Mutationen, die zu hypertrophischer Kardiomyopathie führen

mit einer Verschiebung des Rahmens führen sie zur Bildung inaktiver verkürzter Proteine, die einem beschleunigten Abbau unterliegen. In beiden Fällen nimmt die kontraktile Aktivität ab und es entwickelt sich eine kompensatorische hypertrophe Reaktion.

Die Art der Mutation kann den Schweregrad der Erkrankung beeinflussen. Beispielsweise ist ein hohes Risiko für einen plötzlichen Herztod mit Mutationen im MYH7-Gen Arg verbunden_{4 Unzen}-Gln, Arg_{45 ×}-Cis und arg_{72 ×}-Gly Im Gegensatz dazu die Gly-Mutation_25b-Glu, Val₆₀₆-Met und Lei₉₀₈- Schaft ist nicht mit einem erhöhten Risiko für Arrhythmien verbunden. Mutationen im MYBPC3-Gen gehen bei jungen Patienten in der Regel mit einer leichten Hypertrophie, einem späten Auftreten der Krankheit und einer relativ günstigen Prognose einher. Die Kenntnis des Mutationstyps bestätigt somit nicht nur die Diagnose von hcmp, sondern hilft in einigen Fällen auch bei der Bestimmung der Prognose.

Aufgrund der signifikanten genetischen Heterogenität weist die molekulare Diagnose von hcmp eine gewisse Komplexität auf. Aufgrund der Vielfalt der Mutationen werden vorwiegend Screening-Methoden wie die Analyse des Polymorphismus der einzelsträngigen DNA-Konformation, die Elektrophorese in einem Denaturierungsgradienten und auch die Denaturierungs-HPLC zur Suche nach dieser Krankheit eingesetzt. Die Suche nach Mutationen wird hauptsächlich im Gen der schweren Kette von β-Myosin sowie in den Genen von Herz-Troponin T und Herz-Myosin-Bindungsprotein C durchgeführt.

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