Themenheft Mikrobiomdiagnostik - der Darmflora und erweiterte Stuhldiagnostik Stand 04/2021 - LADR
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LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik Ihr Labor vor Ort Oldenburg Kiel/ Flintbek Eutin Güstrow Grevesmühlen Lübeck Hamburg Ratzeburg Parchim Bremerhaven Wittstock Leer Geesthacht Neuruppin Oldenburg Pritzwalk Bremen Rotenburg Bernau Soltau Dannenberg Kyritz Verden Achim Walsrode Seehausen Hennigsdorf Berlin Schüttorf Falkensee Braunschweig Rüdersdorf Steinfurt Hannover Magdeburg Münster Salzgitter Borken Paderborn Recklinghausen Göttingen Leipzig Dortmund Dresden Homberg Köln Erfurt Frankfurt LADR Facharztlabore Basislabore Krankenhauslabore Krankenhauslabore Intermed Intermed Intermed Patientennahe Einrichtunge Patientennahe Einrichtunge Idar-Oberstein Saarbrücken Nürnberg Stand: Stand: Juni Juni 2020 2020 LADR Facharztlabore Stuttgart Basislabore Krankenhauslabore Baden-Baden Intermed Ulm Patientennahe Einrichtunge München Freiburg Stand: Februar 2021 Der LADR Laborverbund Dr. Kramer & Kollegen ist ärztlich und inhabergeführt. Um die 18 regionalen Facharztlabore herum sind bundesweit mehr als 3 000 Mitarbeiter tätig, davon über 170 Laborärzte, Humangenetiker, Mikrobiologen, Pathologen und Naturwissenschaftler sowie Spezialisten aus klinischen Fachgebieten. Seit über 75 Jahren steht der LADR Laborverbund mit ärztlicher Tradition für labormedizinische Qualität und Beratung. Die LADR Fachlabore versorgen bundesweit gemeinsam mit den kooperierenden Laborgemeinschaften mehr als 20 000 Ärztinnen und Ärzte im Interesse der Patienten. Darüber hinaus vertrauen über 370 Kliniken ihre Analytik den Laboratorien des LADR Laborverbundes an. 2
LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik Themenheft Mikrobiomdiagnostik Stand 04/2021 Inhaltsverzeichnis Einleitung 4 Physiologische Zusammensetzung der Darmflora 6 Präanalytik - Probenahme und Transport 7 Quantitative Darmfloraanalyse und Stuhldiagnostik 8 Erläuterungen zum Musterbefund und zur grafischen Darstellung 8 Abrechnung 9 Musterbefund 10 • Ergebnisse 10 • Beurteilung 10 • Therapieempfehlung 10 Bedeutung der quantitativen Stuhlparameter / fäkale Marker 11 • Calprotectin (chronisch entzündliche Darmerkrankungen) 11 • Lactoferrin (chronisch entzündliche Darmerkrankungen) 12 • Sekretorisches Immunglobulin A (Infektionen/Allergien) 13 • Tumor M2-Pyruvatkinase (gastrointestinale Tumoren) 13 • iFOBT (immunologischer Test auf okkultes Blut im Stuhl) 14 • α1-Antitrypsin (intestinaler Proteinverlust) 14 • Pankreatische Elastase 1 (exokrine Pankreasinsuffizienz) 15 • Quantitative Stuhlfettanalyse (Malabsorption/Maldigestion) 15 • Beta-Carotin (Steatorrhoe) 16 • Gallensäuren im Stuhl (Gallensäureverlust-Syndrom) 17 • Zonulin (Autoimmunerkrankungen / allergische Erkrankungen) 17 • Zöliakie-Diagnostik (mittels Transglutaminase-IgA-Ak) 18 Literatur 18 Laborauftrag und Begleitschein zur Interpretation der quantitativen Darmfloraanalyse 19 3
LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik Einleitung Die hoch komplexe Funktion der menschlichen Die Vielfalt des Darm-Mikrobioms mit Darmflora und ihr Einfluss auf unsere Physio- mehr als 500 verschiedenen Spezies sowie logie und Gesundheit wurden in den letzten hohen Keimkonzentrationen mit ca. 1012 Jahren intensiv erforscht und sind zentraler Be- Bakterien pro Gramm Stuhl besteht nicht von standteil zahlreicher wissenschaftlicher Geburt an, sondern baut sich im Laufe der Studien. Der Darm jedenfalls ist neben der Individualentwicklung auf. Schon kurze Zeit Leber das aktivste Stoffwechselkompartiment nach der Geburt kommt es auf natürlichem des Organismus.1,2 Wege durch Geburt und Stillen zur Besiedelung mit Laktobazillen und Bifidobakterien, die eine dauerhafte Besiedelung mit Anaerobiern ein- leiten, die beim Erwachsenen ca. 99 % der Darmflora ausmachen. Insgesamt trägt dieses gesunde Darmmikrobiom entscheidend dazu bei, dass sich pathogene Keime nur schwer an Abbildung 1: den Darmepithelzellen anlagern können. Der Darm – neben der Weitere wichtige Funktionen der Intestinalflora Leber das aktivste sind die Unterstützung der Verdauung durch die Stoffwechsel Erweiterung der enzymatischen Kapazität, die kompartiment des Stimulation der Darmperistaltik, eine Be- Organismus1,2 teiligung an der Vitaminsynthese und die Regulation der Entwicklung und Funktion des darmassoziierten Immunsystems.2 Auch wenn das Thema „Mikrobiom des Störungen der Intestinalflora werden mit Darms“ in der Schulmedizin bislang weitgehend einigen Darmerkrankungen und allergischen Er- ausgeblendet wurde, so verschiebt sich ins- krankungen des atopischen Formenkreises in besondere in der medizinischen Fachwelt zur Zeit Zusammenhang gebracht. Wird das Gleich- der Fokus des Interesses von der Bekämpfung der gewicht zwischen protektiven und potenziell „gesundheitsschädigenden Bakterien“ in Richtung pathogenen Spezies gestört, kann es zur Über- Unterstützung der „gesundheitsfördernden wucherung mit proteolytischen Keimen (wie z. B. Bakterien“, die bei weitem überwiegen. Befördert Bakterienarten der Gattungen Klebsiella, wurde diese Sichtweise durch zahlreiche Berichte Proteus, Clostridioides) sowie zur Vermehrung über erfolgreiche Stuhltransplantationen bei an- von Hefen wie Candida albicans kommen. Dies sonsten nicht mehr therapierbaren Clostridioides kann zur Schädigung der Darmmukosa führen. difficile-assoziierten Diarrhoen aber auch durch Zu den Symptomen, die dabei auftreten können, positive Auswirkungen bei Colitis ulcerosa, dem zählen Abdominalschmerzen, Diarrhoe, metabolischen Syndrom oder verschiedenen Meteorismus, Infektanfälligkeit und chronische neurologischen Erkrankungen.3,4,5 Müdigkeit.1,2 4 Abbildung 2: Klebsiella spp. Abbildung 3: Proteus spp.
LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik Die Intestinalflora kann durch Zufuhr von Verschiebung der Hauptarten zugunsten der lebenden Bakterien (Probiotika) moduliert Firmicutes kommen, die bei adipösen Personen werden. Verschiedene Stämme von Bakterien mehr Energie aus der gleichen Nahrungsmenge aus der physiologischen Darmflora (Bifido gewinnen als bei Normalgewichtigen. Trotzdem bakterien, Laktobazillen, E. coli, Enterokokken) gibt die Bacteroidetes/Firmicutes-Ratio nach überstehen die Magenpassage, kolonisieren den Metaanalysen keinen Hinweis auf eine Neigung Dickdarm und entfalten dort ihre positiven zu Adipositas.9 Nach Studienlage und eigenen Effekte. Ging man früher davon aus, dass Pro- Untersuchungen scheinen vielmehr andere biotika nicht zur dauerhaften Ansiedlung im Keimkonstallationen wie erhöhte Konzentra Darm führen können, so weiß man inzwischen, tionen von E. coli (und anderen Enterobakterien) dass bestimmte probiotische Bakterien wie und Enterokokken sowie verminderte Konzen Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus gasseri, trationen von A. muciniphila auf einen erhöhten Bifidobacterium bifidum und Bifidobacterium BMI oder eine entsprechende Veranlagung longum auch zu einer längerfristigen Darm- hinzuweisen. ansiedlung, der Stärkung protektiver Flora und Das Darmmikrobiom weist eine dem der Reduktion von E. coli führen können.6,7,8 Fingerabdruck vergleichbare Individualität auf. Untersuchungen des Darmmikrobioms Nachdem es sich in den ersten Lebensjahren weisen darauf hin, dass bestimmte, bisher entwickelt hat, bleibt es weitgehend stabil.10 schwer nachweisbare Bakterien wie Akker Einfluss auf die Zusammensetzung nehmen die mansia (A.) muciniphila und Faecalibacterium (F.) Ernährung, Infektionen aber auch Medikamente, Abbildung 4: E. coli prausnitzii, die wichtige Versorger der Darm- insbesondere Antibiotika. epithelzellen mit kurzkettigen Fettsäuren wie Da die überwiegende Mehrheit der im Darm Buttersäure sind, positive Auswirkungen auf die lebenden Bakterien bisher nicht kultivierbar ist, Darmgesundheit haben. Die im Darm gebildete ermöglichen derzeit nur molekulare Verfahren, Buttersäure und ihre Derivate stellen die Haupt- wie die Polymerase-Kettenreaktion (PCR), die energiequelle des Darmepithels dar. Damit be- Diversität zu erfassen. Die individuelle Bakterien einflussen diese Darmbakterien die vielfalt kann zurzeit nur in ihrer Gesamtheit Mukusbildung und die Schleimhautversorgung, beurteilt werden. Die Bedeutung veränderter wirken anti-inflammatorisch und spielen eine Konzentrationen einzelner Bakterienordnungen wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung und im Vergleich zu Gesunden wird sich erst in der der Integrität der Darmbarriere. Eine Ver- Zukunft erschließen lassen. Zum Darmmikro minderung dieser Organismen konnte bei biom gehören auch Viren, Pilze und Einzeller, Patienten mit Morbus Crohn beobachtet werden. die bislang unter Parasiten zusammengefasst Eine verringerte Konzentration von A. werden. Noch gibt es keine Verfahren, um die muciniphila kann auch bei Patienten mit Gesamtheit dieser Mikroorganismen zu erfassen. Adipositas und Typ-2 Diabetes festgestellt Aber ergänzend können mittels Antigen-Nach werden. weisverfahren, Mikroskopie und molekularen Von besonderem Interesse ist zurzeit auch Verfahren Virus- und Pilzinfektionen sowie die Frage, ob bestimmte Bakterien auch ein Parasitosen des Gastrointestinaltraktes als Auslöser von Adipositas sein können? Das mögliche Ursachen für persistierende gastro- Mikrobiom der Normalgewichtigen besteht intestinale Beschwerden sicher ausgeschlossen hauptsächlich (ca. 90 %) aus Bakterienarten der oder nachgewiesen werden. Stämme Bacteroidetes, gefolgt von denen der Firmicutes. Bei adipösen Personen kann es zur 5
LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik Physiologische Zusammensetzung der Darmflora Darmflora Die gesunde Darmflora setzt sich überwiegend unterscheidet sich die Zusammensetzung der aus anaeroben und mikroaerophilen Keimen zu- Gastrointestinalflora qualitativ und quantitativ sammen. Aerobe Keime machen nur ca. ein Pro- in den verschiedenen Kompartimenten des zent der Gesamtbesiedelung aus. Dabei Gastrointestinaltrakts. Anaerobe / mikroaerophile Darmflora Bacteroides spp. ca. 57 % Bifidobacterium spp. ca. 30 % entsprechen ca. 99 % der gesunden Darmflora Lactobacillus spp. ca. 10 % Eubacterium spp. und andere
LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik Präanalytik – Probenahme und Transport In der Praxis sollte der Stuhl in eine saubere Bettpfanne oder ein anderes geeignetes Gefäß Präanalytik abgesetzt werden. Im privaten Umfeld erschweren moderne Tiefspültoiletten eine Probenahme ohne Hilfsmittel. Flachspültoiletten bergen die Gefahr, dass die Probe mit Desinfektions- oder Reinigungsmitteln in Berührung kommt. Der Stuhlfänger (Best.-Nr. 107140) ist eine praktische Hilfe für Ihre Patienten! Er wird im hinteren Bereich des Toilettensitzes so angebracht, dass er leicht durchhängt, aber nicht mit dem Wasser in Berührung kommt. Nach der Probennahme wird der Papier- streifen an beiden Enden gleichzeitig vom Sitz gelöst und mit dem Stuhl durch die Toilette entsorgt. Abbildung 6: Schematische Darstellung der Benutzung des Stuhlauffangpapiers (Best.-Nr. 107140) Nach dem Stuhlgang werden von mehreren Stellen kleine Portionen Stuhl entnommen und mit dem Stuhllöffel des Probenröhrchens (Best.-Nr. 452013) gemischt. Das Stuhlröhrchen wird mit dem Stuhllöffel in der Ver- schlusskappe zu ca. einem Drittel des Volumens befüllt und gut ver- schlossen. Nur so kann gewährleistet werden, dass im Inneren der Probe ein anaerobes Milieu entsteht, welches das Überleben anaerober Keime während des Transports sichert. Das befüllte Stuhlröhrchen darf nur im mitgelieferten Container transportiert werden! Abbildung 7: Nutzen Sie den „Laborauftrag und Begleitschein für quantitative Darm- Stuhlröhrchen floraanalyse“ (siehe Seite 19, Best.-Nr. 114719), um dem Labor wichtige mit Container klinische Informationen für die Befundinterpretation mitzuteilen. (Best.-Nr. 452013) Sie benötigen Entnahme- und Versandmaterial? Kontaktieren Sie unseren Partner Intermed. Freecall: 0800 08 50-113 Freefax: 0800 08 50-114 www.intermed.de 7
LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik Quantitative Darmfloraanalyse und Stuhldiagnostik Analyse, Diagnostik Die quantitative Darmfloraanalyse liefert viel- zahlbestimmung von aeroben und anaeroben fach wichtige Hinweise auf die Ursachen funk- Indikatorkeimen (Protektivflora), Keimen mit tioneller Abdominalbeschwerden. ausgeprägtem proteolytischem Stoffwechsel Neben der qualitativen Untersuchung des und Pilzen (siehe Fließdiagramm). Anhand der Stuhls auf obligat pathogene Erreger (Salmo- ermittelten Ergebnisse erfolgt eine ausführ- nellen, Campylobacter, Yersinien, Shigellen) liche schriftliche Befundung und Bewertung und der Bestimmung des pH-Wertes umfasst der Keimzusammensetzung. Soweit möglich, die quantitative Darmfloraanalyse die Keim- werden auch Therapieempfehlungen gegeben. Abbildung 8: Quantitative Darmfloraanalyse Nachweis Aerobe Aerobe Fäulniskeime Pilze pH-Wert obligat Indikatorkeime (proteolytischer Abbau) Candida spp. alkalisch pathogener E. coli E. coli Varianten Geotrichum normal Enteritiserreger Enterokokken andere candidum sauer Salmonellen Enterobakterien Schimmelpilze Campylobacter (z. B. Klebsiella spp., Shigellen Proteus spp.) Yersinien Anaerobe sonstige aerobe Keime Indikatorkeime (Pseudomonas spp., Bacteroides Staphylococcus spp.) Bifidobakterien Lactobazillen Anaerobe Fäulnis keime (proteoly tischer Abbau) Clostridien Ausführliche Beurteilung · Therapieempfehlungen Erläuterungen zum Musterbefund und zur grafischen Darstellung Die Befunde (siehe auch Musterbefund auf Seite 10) gliedern sich in eine ausführliche schrift- liche Befundung und einen grafischen Teil. Der aeroben Indikatorflora werden Escherichia coli und deren Varianten, andere Enterobakterien und Enterococcus spp. sowie sonstige aerobe Bakte- rien zugeordnet; Bacteroides spp., Clostridioides spp., Bifidobacterium spp. und Lactobacillus spp. gehören zur anaeroben/mikroaerophilen Indikatorflora. In der Gruppe der Hefen werden Candida Abbildung 9: spp. und Geotrichum spp. dargestellt. Der pH-Wert wird separat ausgewiesen. Keimzahlen und Clostridioides spp. pH-Wert werden im Befund zusätzlich grafisch dargestellt. Dort werden Norm- und Toleranzbe- reich als grüne Balken, auffällige Messwerte als rote Balken angezeigt. Die schriftliche Befundung umfasst die Beschreibung der Ergebnisse und die Bewertung der Keimzusammensetzung sowie Therapieempfehlungen. 8
LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik Folgende Norm- und Toleranzbereiche gelten für die jeweiligen Parameter: Keimzahlen der aeroben Indikatorflora Keimzahlen der anaeroben Indikatorflora Toleranzbereich Toleranzbereich [kbE/g Stuhl] [kbE/g Stuhl] E. coli 105 –108 Bacteroides spp. 108–1010 E. coli Varianten < 105 Bifidobacterium spp. 108–1010 andere Enterobakterien < 105 Clostridioides spp. < 106 sonstige Aerobier < 104 Lactobacillus spp. (mikroaerophil) 105 –108 Molekularbiologische Keimnachweise Keimzahlen der Pilze (vorwiegend für nicht kultivierbare Erreger) Toleranzbereich Toleranzbereich [kbE/g Stuhl] [kbE/g Stuhl] Candida albicans < 103 Akkermansia muciniphila > 2 × 1010 Candida spp. < 103 Faecalibacterium prausnitzii > 5 × 109 Geotrichum spp. < 5 × 102 Schimmelpilze negativ Molekularbiologische Bestimmung der Diversität beinhaltet: Akkermansia muciniphila, pH-Wert Faecalibacterium prausnitzii Toleranzbereich [kbE/g Stuhl] pH-Wert 5,8–7,2 Ausführliche Befundung Die ausführliche schriftliche Befundung besteht aus drei Blöcken: Beschreibung der Ergebnisse Bewertung der Keimzusammensetzung Therapieempfehlungen Abrechnung Die quantitative Darmfloraanalyse ist keine Kassenleistung. Sie wird als Selbstzahlerleistung Abrechnung angeboten (individuelle Gesundheitsleistung) und dem Patienten in Anlehnung an GOÄ in Rechnung gestellt. 9
LADR Themenheft LADR GmbH Mikrobiomdiagnostik MVZ Dr. Kramer & Kollegen Lauenburger Str. 67, 21502 Geesthacht Tel/Fax 04152 803‐0/‐369 Labornummer: GB 0343 2266 Barcode: 20 0996 7520 Patient: FERTINGER, LIAM geboren: 29.09.15 ♂ (4 Jahre) Musterbefund Eingang vom: 19.08.20 15:09 Abnahme vom: 19.08.20 14:06 ENDBEFUND: 24.08.20 15:02 Seite 1/3 Material: 1 x Stuhl 1. Material Stuhl Quantitative Darmfloraanalyse Stuhluntersuchung auf Dysbiose ist kein akkreditiertes Verfahren Stuhl pH 6.5 5.8 ‐ 7.2 Aerobe Flora Escherichia coli 1x10^7 KBE /g 10^5‐10^8 E. coli ‐ Varianten
LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik Bedeutung der quantitativen Stuhlparameter/fäkale Marker Die wichtigsten quantitativen Stuhlparameter und deren Indikationen Parameter Parameter (im Stuhl) Indikation Calprotectin Diagnostik und Verlaufskontrolle der chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED), Ausschluss von Reizdarmsyndrom Lactoferrin Diagnostik und Verlaufskontrolle der chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED), Ausschluss von Reizdarmsyndrom, Ausschluss der Darminfektionen Sekretorisches Diagnostik von sIgA-Mangel (bei rezidivierenden Infektionen und Immunglobulin A Erkrankungen des allergischen Formenkreises) Tumor M2-Pyruvat- Diagnostik von gastrointestinalen Tumoren kinase Hämoglobin Diagnostik von gastrointestinalen Tumoren, Blutungen (okkultes Blut) α1-Antitrypsin Diagnostik und Verlaufskontrolle des intestinalen Proteinverlustes Pankreatische Marker für exokrine Pankreasinsuffizienz Elastase 1 Quantitative Nachweis einer Steatorrhoe bei Verdacht auf Malabsorbtion oder Stuhlfettanalyse Maldigestion Beta-Carotin (im Indirekter Nachweis einer Steatorrhoe Serum) Gallensäuren Diagnostik des Gallensäuren-Verlustsyndroms Zonulin Leaky-Gut-Syndrom bei Autoimmunerkrankungen oder allergischen Erkrankungen Calprotectin im Stuhl Calprotectin ist ein Calcium-bindendes Protein, chronisch entzündlichen Darmerkrankungen Calprotectin welches vorwiegend aus neutrophilen (Morbus Crohn, Colitis ulcerosa, kollagene Colitis) Granulozyten und Monozyten bei Stimulation dar. Die Calprotectin-Werte normalisieren sich (Entzündung) freigesetzt und im Stuhl aus- dabei bei endoskopischer Abheilung. Eine geschieden wird. Die Calprotectin-Konzentration diagnostische Bedeutung wird auch der im Stuhl korreliert mit der Anzahl der ein- Prognose von Schüben der CED zugeschrieben. gewanderten Leukozyten und mit dem Ausmaß Der Stellenwert der Calprotectin-Bestim- der entzündlichen Reaktion im Darm. Eine mung liegt insbesondere in der Differenzierung Differenzierung verschiedener Ursachen der der CED und funktionellen Beschwerden/ Entzündung, insbesondere zwischen chronisch Reizdarmsyndrom (bei einem Grenzwert von entzündlichen Darmerkrankungen (CED) und 50 mg/kg für Erwachsene: Sensitivität 93 %, infektiösen Diarrhöen, ist nicht möglich. Fäkales Spezifität 96 % und für Kinder: Sensitivität 92 %, Calprotectin stellt einen geeigneten Marker zur Spezifität 76 %). Bestimmung der Entzündungsaktivität bei 11
LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik Geringgradig (1,5-fach) erhöhte Calprotectin- Wegen begrenzter Spezifität ist der Test Werte werden bei Barrett-Ösophagus, Ulkus zum Screening für kolorektale Karzinome nur ventriculi, Gastritis/Duodenitis detektiert. Mittel- bedingt geeignet. gradige (10–15-fache) Erhöhung kann bei In Stuhlproben ist Calprotectin über einige Magenkarzinom und kolorektalem Karzinom be- Tage bei Raumtemperatur stabil. Das Einfrieren obachtet werden. Hochgradig (10–30-fach) er- von Stuhlproben kann durch Freisetzung aus höhte Werte können bei Morbus Crohn und zerstörten Leukozyten zur Erhöhung von Colitis ulcerosa bestimmt werden. Calprotectin-Werten führen. Lactoferrin im Stuhl Lactoferrin Lactoferrin ist ein Eisen bindendes Glykoprotein z. B. bei Infektionen, CED, Diverticulitis u. a. aus polymorphkernigen Neutrophilen. Mono- Die Lactoferrin-Bestimmung hat einen hohen zyten und Lymphozyten bilden kein Lactoferrin. Stellenwert bei der Differenzierung zwischen Die fäkale Lactoferrin-Konzentration korreliert entzündlichen Erkrankungen und dem Reiz- mit der Infiltration der intestinalen Schleimhaut darmsyndrom (Sensitivität 86 %, Spezifität durch Granulozyten und stellt ähnlich wie das 99 %). Die Sensitivität zur Erkennung der Ent- Calprotectin einen Marker für einen zellulären zündungsaktivität bei CED beträgt ca. 90 %, es entzündlichen Prozess im Darm dar. wurde ein negativer prädiktiver Wert von 99 % Lactoferrin weist keine Spezifität bezüglich ermittelt. der zugrunde liegenden Erkrankung auf, Lactoferrin ist stabil im Stuhl für mindes- sondern zeigt generell das Vorhandensein und tens 5 Tage bei Raumtemperatur. das Ausmaß der Entzündung im Darm an wie 12
LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik Sekretorisches Immunglobulin A im Stuhl Das sekretorische Immunglobulin A (sIgA) wird die Bindung von Toxinen, Mikroorganismen, Sekretorisches von den Plasmazellen in den Schleimhäuten des Nahrungsmittelantigenen. Immunglobulin A Gastrointestinal-, Urogenital-und Respirations- Ein sIgA-Mangel ist häufiger mit rezidivie trakts sowie in Tränen-, Speichel-, Brustdrüsen renden Infektionen und Erkrankungen des aller gebildet und in die Sekrete sezerniert. Das sIgA gischen Formenkreises assoziiert. Die Produktion besteht aus zwei IgA-Monomeren, verbunden des sIgA kann bei humoralen Immundefekten durch eine J-Kette sowie einer sekretorischen bzw. Immunsupression vermindert sein. In wäss- Komponente, die vor dem Abbau durch Proteasen rigen Stuhlproben (durch Verdünnung) können schützt. Die sekretorische Komponente wird von falsch niedrige Werte bestimmt werden. den Epithelzellen gebildet und bindet nachträglich Erhöhte sIgA-Werte können auf ein entzünd- an das IgA. Die Säuglinge werden über die Mutter liches Geschehen im Gastrointestinaltrakt milch mit sIgA versorgt. Die Funktion des sIgA ist hinweisen. Tumor M2-Pyruvatkinase im Stuhl Pyruvatkinase (PK) ist ein im Zellstoffwechsel c hronisch-entzündlichen Darmerkrankungen, Tumor M2-Pyruvat- unentbehrliches Enzym, welches bei der Pouchitis oder Divertikulitis weisen ebenfalls er- kinase Glykolyse gewonnene Energie als ATP bereitstellt höhte Werte auf. Als Vorteil dieses Tests wird die und eine wichtige Rolle bei der Zellproliferation Möglichkeit des Nachweises von nicht blutenden spielt. Es sind vier gewebsspezifische Isoformen Tumoren aufgeführt. der PK bekannt. Während der Karzinogenese ver- Die Sensitivität bei Kolonkarzinom beträgt ändert sich das Isoenzymmuster: die dimere 80–85 %, die Spezifität 70–80 %. Die Sensitivität Form (M2-PK) wird überexprimiert. M2-PK ist bei Rektumkarzinomen und Adenomen ist kein organspezifischer Tumormarker. Erhöhte niedriger (44 % bei Adenomen > 1 cm). Bei M2-PK-Werte im Plasma werden bei ver- positivem Nachweis sollten weiterführende schiedenen Neoplasien beobachtet: Nierenzell-, Untersuchungen (z. B. Koloskopie, Gastroskopie) Bronchial-, Pankreaskarzinom. Im Stuhl finden durchgeführt werden. sich erhöhte Konzentrationen von M2-PK bei Für den Tumor M2-PK-Stuhltest liegen keine gastrointestinalen Tumoren wie z. B. bei kolo- randomisierten kontrollierten Screeningstudien rektalem Karzinom. M2-PK wird aber nicht nur vor. M2-PK ist stabil im Stuhl für 2 Tage bei bei Darmkrebs freigesetzt: Patienten mit Raumtemperatur. 13
LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik FOBT (Fecal Occult Blood Test) – Blut im Stuhl FOBT Makroskopisch nicht erkennbares (okkultes) tierisches Blut oder einige pflanzliche Stoffe Blut im Stuhl kann bei zahlreichen patholo können die Ergebnisse verfälschen. Die Auswer gischen Prozessen des Gastrointestinaltraktes tung der Ergebnisse ist subjektiv und nicht (u. a. Oesophagusvarizen, Magenulkus, automatisierbar. Duodenalulkus, Tumore, entzündliche Darm- Die immunologischen Tests (iFOBT oder erkrankungen, Divertikulitis, Hämorrhoiden) FIT – Fecal Immunochemical Tests) sind den nachweisbar sein. gFOBT überlegen und zeichnen sich durch deut- Die Bestimmung kann im Rahmen der lich bessere analytische Eigenschaften im Hin- Vorsorgeuntersuchungen zur Früherkennung blick auf Sensitivität aus. Generell unterscheidet von Darmkrebs oder zum Nachweis gastro man zwischen qualitativen Schnelltests und intestinaler Blutungen erfolgen. quantitativen iFOBT. Die EU-Leitlinie zur Darm- Bisher waren guajakbasierte chemische krebsprävention empfiehlt quantitative immu Stuhltests (gFOBT) gebräuchlich. Die Sensitivität nologische FOBT als Methode der Wahl. der gFOBTs ist gering. Diese Tests basieren auf Ein positiver Nachweis von okkultem der Pseudoperoxidaseaktivität von Hämoglobin Blut im Stuhl indiziert eine weiterführende und sind daher nicht spezifisch für humanes Diagnostik wie z. B. eine Endoskopie. Hämoglobin. Nahrungsmittelbestandsteile wie α1-Antitrypsin im Stuhl α1-Antitrypsin α1-Antitrypsin (α1-AT) gehört zur Familie der bei Morbus Menetrier durch Bestimmung des Serinprotease-Inhibitoren, die Proteasen wie intestinalen α1-AT nicht so zuverlässig nach- Elastase, Trypsin, Chymotrypsin durch die Kom weisen. plexbildung irreversibel hemmen. α1-AT wird Erhöhte Werte von fäkalem α1-AT können hauptsächlich in Hepatozyten bzw. in Makro- auch bei intestinalen Blutungen nachgewiesen phagen und Monozyten synthetisiert. Da α1-AT im werden. Darm weder einer intestinalen Degradation noch α1-AT ist ein Akute-Phase-Protein, deshalb Resorption unterliegt, erscheint es besonders können die Serum-Spiegel von α1-AT erheblichen geeignet zur Diagnostik und Verlaufskontrolle Schwankungen unterliegen. Die Bestimmung der des intestinalen Proteinverlustes. Enterale α1-AT-Clearance ist der einzelnen Testung von α1- Eiweißverluste infolge einer erhöhten Schleim- AT im Stuhl überlegen und erhöht die Sensitivität hautpermeabilität können unterschiedlicher Ge- der Untersuchung. Die α1-AT-Clearance kann aus nese sein: u. a. Morbus Crohn, einheimische der α1-AT-Serum- und -Stuhlkonzentration sowie Sprue, Morbus Whipple, chronische mesenteriale der Stuhlmenge (von 3 aufeinanderfolgenden Ischämie, Blind-loop-Syndrom, nekrotisierende Tagen) berechnet werden. Die Ergebnisse der α1- Enterokolitis, erworbene Lymphabflussstörun AT-Clearance-Bestimmung korrelieren gut mit gen, intestinales Lymphom, systemischer Lupus nuklearmedizinischen diagnostischen Methoden erythematodes, Darmtuberkulose. Da α1-AT bei der exsudativen Enteropathie. pH-Werten < 3 im Magensaft nicht stabil ist, α-1-Antitrypsin ist stabil im Stuhl über lässt sich der verstärkte gastrale Eiweißverlust mindestens 7 Tage bei Raumtemperatur. 14
LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik Pankreatische Elastase (PE) 1 im Stuhl Pankreatische Elastase wird in Azinuszellen des 93 %. Die Vergleichswerte für Chymotrypsin be- Pankreatische Pankreas als Proenzym gebildet und wird im tragen 65 % Sensitivität und 90 % Spezifität. Vor Elastase (PE) Intestinallumen durch Trypsin aktiviert. Die PE allem geringgradige Funktionseinschränkungen spaltet Elastin, nicht aber Kollagen und Keratin. der exokrinen Pankreasfunktion werden durch Die Sekretion von PE korreliert mit der Bildung Bestimmung von PE im Vergleich zu Chymo- von weiteren Pankreas-Enzymen wie Lipase, trypsin besser erfasst. Die Abnahme der PE im Amylase und Trypsin. Während der Darm- Stuhl ist ein sensitiver Marker für die ex- passage erfolgt im Gegensatz zu Chymotrypsin kretorische Pankreasinsuffizienz bei Patienten nur ein geringer Abbau; die Konzentration von mit zystischer Fibrose. PE im Stuhl ist deshalb um Faktor 5–6 höher als Die Substitutionstherapie beeinflusst die im Duodenalsekret. Bestimmung von PE nicht. In wässrigen Stuhl- Die Reduktion der fäkalen PE-Ausscheidung proben können falsch-pathologische Werte be- korreliert mit der exkretorischen Pankreas- stimmt werden. In Stuhlproben ist die PE über 5 insuffizienz. Bei einem Grenzwert von 200 µg/g Tage bei Raumtemperatur stabil. Stuhl beträgt die Sensitivität 93 %, Spezifität Quantitative Stuhlfettanalyse Die Bestimmung der 24 h-Stuhlfettausscheidung Störungen des Gallensäurestoffwechsels Quantitative kann als Screening-Test zum Nachweis einer (Leberinsuffizienz, Gallengangobstruktion, Stuhlfettanalyse Steatorrhoe bei Verdacht auf Malabsorbtion mikrobielle Dekonjugation bei Überwucherung oder Maldigestion durchgeführt werden. Die des Dünndarms, Unterbrechung des entero- Stuhlfett-Konzentration hat einen geringen hepatischen Kreislaufs bei z. B. Ileumresektion) diagnostischen Wert. Die mikroskopische Fett- auftreten. bestimmung ist obsolet. Die Stuhlfettausscheidung ist wegen Die normale tägliche Stuhlausscheidung großer Funktionsreserve des Pankreas zur ist relativ konstant und ist von der Nahrungs- Frühdiagnostik der exokrinen Pankreas- aufnahme unabhängig (ca. 3 g pro Tag). insuffizienz eher bedingt geeignet. Zur Steatorrhoe können zahlreiche Er- Die quantitative Stuhlfettanalyse setzt krankungen führen. Die Malabsorbtion (Ein- eine konstante orale Aufnahme von 80–100 g schränkung der Absorptionsfähigkeit des Dünn- Neutralfett drei Tage vor und während der darms) entsteht bei endemischer und tropischer Sammelperiode voraus. Es wird eine Sammel- Sprue, intestinalen Lymphomen, Amyloidose, periode von 3–4 aufeinanderfolgenden Tagen Morbus Crohn, Morbus Whipple u. a. Die mit Konservierung des Materials bei 4 °C Steatorrhoe im Rahmen einer Maldigestion empfohlen. Eine Kontamination mit Urin ist kann bei exkretorischer Pankreasinsuffizienz unbedingt zu vermeiden. (chronische Pankreatitis, Resektion, Tumoren), 15
LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik Beta-Carotin im Serum Beta-Carotin Die Steatorrhoe kann indirekt über die Be- der Fett-Malassimilation. Da Carotine im gelben stimmung von Beta-Carotin (β-Carotin) im und grünen Gemüse enthalten sind, sollte über- Serum erfasst werden. Die Untersuchung stellt mäßige Aufnahme solcher pflanzlicher Produkte eine sehr gute Alternative zur Stuhlfettanalyse vor Probenentnahme vermieden werden. und der damit verbundenen, wenig praktikablen Potentielle Störfaktoren sind Carotin-Mangeler- Stuhlsammlung über mehrere Tage dar. Das β- nährung (Alkohol-Abusus), Fieber, Leber- Carotin – fettlösliches Provitamin A – korreliert erkrankungen. reziprok mit der Fettausscheidung im Stuhl. Da β-Carotin-Konzentrationen > 1000 µg/l β-Carotin in geringem Maße gespeichert werden schließen eine Steatorrhoe weitgehend aus. β- kann, tritt bei einer Fett-Malassimilation eine Carotin-Werte < 470 µg/l deuten auf eine erhöhte Verminderung der Serum-Werte schon nach Stuhlfettausscheidung hin. wenigen Wochen ein. Der Test erlaubt keine Die Serum-Proben (nüchtern) sollten licht- Aussage über das Ausmaß der Steatorrhoe und geschützt in Alufolie transportiert und aufbe- lässt keine Rückschlüsse zu auf die Ursachen wahrt werden. Abbildung 10: Schematische Darstellung des enterohepatischen Kreislaufes der Gallensäure und der Fettresorption Normal Kompensiertes Dekompensiertes Gallensäureverlust- Gallensäureverlust- syndrom syndrom Fette Synthese Ileum Gallensäuren Kolon Diarrhoe Steatorrhoe Diarrhoe Die Größe des Gallensäurepools beziehungsweise die Konzentration der Fettsäuren ist durch die Dicke der jeweiligen Striche dargestellt. 16
LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik Gallensäuren im Stuhl Gallensäuren (GS) sind nicht in der Nahrung Stuhl ausgeschieden. Die Ursachen für die GS- Gallensäuren enthalten und werden in der Leber aus Malassimilation sind vielfältig: Resektion des Cholesterin synthetisiert. Nach Konjugation mit terminalen Ileums, Morbus Crohn, Strahlen- Glycin und Taurin werden unter physiologischen schäden, Gluteninduzierte Enteropathie. Auch Bedingungen täglich 15–17 g GS in das Duo- unphysiologische Mengen der GS, die im Dick- denum sezerniert. Die GS spielen eine wichtige darm dekonjugiert werden, können zur Diarrhoe Rolle bei der Resorption von Fettsäuren im führen. Der GS-Verlust kann durch gesteigerte Dünndarm durch Mizellenbildung, bei der Neusynthese in der Leber kompensiert werden. Aktivierung von Pankreaslipase sowie bei der Kennzeichnend für ein solches kompensiertes Resorption fettlöslicher Vitamine. Außerdem GS-Verlustsyndrom sind sekretorische wässrige stabilisieren sie zusammen mit Lecithin das Durchfälle. Cholesterin in der Galle. Übersteigt der GS-Verlust die Synthese- Der größte Teil der primären Gallensäuren kapazität der Leber, kommt es zum Zustand des wird nach Dekonjugation aus dem terminalen dekompensierten GS-Verlustsyndroms. Solche Ileum rückresorbiert und gelangt über die Patienten entwickeln eine Diarrhoe und Pfortader zur Leber. Ein geringer Teil wird durch Steatorrhoe mit typischen Komplikationen wie Darmbakterien dekonjugiert und zu sekundären Vitaminmangel, Osteomalazie, Oxalatnieren- GS umgewandelt. Diese werden fast vollständig steine, Cholesteringallensteine u. a. im Kolon resorbiert. Insgesamt gehen von den GS können im Stuhl quantitativ nach- in das Duodenum sezernierten GS nur etwa gewiesen werden. Die Differenzierung zwischen 0,5 g/d mit dem Stuhl verloren. Der Verlust wird einem kompensierten und einem de- durch Synthese in der Leber ausgeglichen. Der kompensierten GS-Verlustsyndrom ist für das überwiegende Teil der GS zirkuliert im entero- therapeutische Vorgehen von großer Bedeutung. hepatischen Kreislauf mehrfach täglich (sechs- Die Konzentration der Gallensäuren im Stuhl bis achtmal). unterliegt starken intraindividuellen Bei Funktionsverlust des Ileums werden die Schwankungen und sollte mehrfach bestimmt GS weniger resorbiert und vermehrt mit dem werden. Zonulin im Stuhl Zonulin (Prä-Haptoglobin 2) ist ein Glykoprotein, mikrobielle Zellbestandteile erhöhen (Leaky Gut) Zonulin welches die Permeabilität der Tight Junktions mit inflammatorischen Reaktionen als Folge. (TJ) des Darmepithels reguliert und in den Erhöhte Zonulin-Konzentrationen können Epithelzellen gebildet wird. Die Tight Junktions bei Patienten mit Autoimmunerkrankungen wie bestehen aus Membranproteinen, die die be- Zöliakie, Diabetes mellitus Typ I, rheumatoider nachbarten Epithelzellen miteinander verbinden Arthritis und Morbus Bechterew, bestimmten und die parazelluläre Diffusionsbarriere bilden. Erkrankungen des Nervensystems wie Multipler Zonulin kann die Permeabilität der TJ für Makro- Sklerose und Schizophrenie oder entzündlichen moleküle wie Nahrungsmittelallergene oder Darmerkrankungen nachgewiesen werden. 17
LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik Transglutaminase-IgA-Ak im Serum Transglutaminase- Laut S2k-Leitlinie werden Stuhlteste im Zusammenfassung dieser S2k-Leitlinie (LADR IgA-Ak Rahmen der Zöliakie-Diagnostik nicht mehr Informiert Nr. 241, Best.-Nr. 114700) kann über empfohlen. Zur Primärdiagnostik einer Zöliakie unseren Partner Intermed bezogen werden. werden ausschließlich Endomysium- bzw. Transglutaminase-IgA-Ak in Kombination mit Freecall: 0800 08 50-113 einer Untersuchung des Gesamt-IgAs (alle Para- Freefax: 0800 08 50-114 meter aus Serum) empfohlen. Lediglich bei er- www.intermed.de niedrigtem Gesamt-IgAs sollten zusätzlich noch die IgG-Parameter abgeklärt werden. Eine Literatur 1. Beckmann, G. / Rüffer, A.; Mikroökologie des Darmes: Grundlagen, Diagnostik, Therapie. 2000 2. Müller, H. E.; Mikrobiologe. 2014 / 24. Jg.: 57–61 3. Smits, L. P. et al.; Gastroenterology. 2013 / 145: 946–53 4. Guzmann, J. R.; BioMed Res Intern. 2013 / Article ID 425146: 1–12 5. Mayer, E. A.; J. Clin Invest. 2015 / DOI: 10.1172/JCI76304 6. Spaiser, S. J. et al.; A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled, Crossover Study. Journal of the American College of Nutrition. 2014 / DOI: 10.1080/07315724.2014.983249 7. Plaza-Diaz, J. et al.; Nutrients. 2015 / 7, 3999–4015; DOI: 10.3390/nu7063999 8. Bischoff S. C. / Manns M. P.; Probiotika, Präbiotika u. Synbiotika – Stellenwert i. Klinik u. Praxis. DÄB. 2005 / 102(11): A752–759 9. Walters W. A. et al.; FEBS Letters. 2014 / 588: 4223–33 10. Lim M. Y. et al.; Sci. Rep. 2014 / 4: 7348 18
LADR Themenheft Mikrobiomdiagnostik Begleitschein zur Interpretation der quantitativen Darmfloraanalyse Laborauftrag und Begleitschein LADR Zentrallabor Dr. Kramer & Kollegen Quantitative Darmfloraanalyse/IGeL Institut für Integrative Labormedizin Lauenburger Straße 67 · 21502 Geesthacht Name, Vorname geb. am Telefon 04152 803-0 · Fax 04152 803-369 9900009900 Die Untersuchungen werden Einsender ausschließlich von einem LADR- Labor erbracht und können nur aus dem mitgesandten Proben- material durchgeführt werden. Bei zusätzlicher Anforderung von Kassenleistungen sind Über- weisungsschein Muster 10 und separates Probenmaterial bzw. Röhrchen unbedingt erforderlich. Probenahme-Datum Uhrzeit Gewicht Körperlänge BMI kg cm Material: Stuhl Abrechnung: Datum Rechnung an Patient/in weiblich männlich (Bitte vollständige Adresse) Bei Säuglingen Sportliche Betätigung Ernährung Antibiose vollgestillt wenig bis kein Sport vegetarisch ja (in den letzten 4 Wochen) teilgestillt leichter Ausdauersport vegan nein Flaschennahrung regelmäßiger Sport Mischkost Entzündungen: Erkrankungen: Symtome: Colitis ulcerosa Diabetes mellitus Diarrhoe Reizdarm Morbus Crohn Nahrungsmittelunverträglichkeit Obstipation unklare abdom. Beschwerden Gastritis Divertikulose Dyspepsie sonstige Beschwerden Hämorrhoiden Meteorismus Pankreasinusuffizienz Colon-CA Test E Test E Quantitative Darmflora (QD + PK inkl. pathogene Keime) 57,10 Quantitative Darmflora (QD + PK + F. prausnitzii/A. muciniphila PCR) 115,38 Profile Quantitative Darmflora (QD ohne pathogene Keime) 47,78 Quantitative Darmflora (QD + F. prausnitzii/A. muciniphila PCR) 106,06 α1-Antitrypsin (Schleimhautpermeabilität) 10,49 Elastase (Exokrine Pankreasinusuffizienz) 27,08 Einzelparameter Zonulin (Schleimhautpermeabilität) 43,72 Hämoglobin (Darmkrebsvorsorge) 8,74 Calprotectin (Entzündung) 26,23 M2PK (Tumormarker) 26,23 Lactoferrin (Entzündung) 14,57 Sekretorisches IgA (Schleimhautimmunität) 8,74 Faecalibacterium prausnitzii/ (M. Crohn / entzündliche Relative Zusammensetzung (Diversität der Darmflora) PCR Akkermansia muciniphila Darmerkrankungen, D. mellitus) 58,28 der Darmflora – Leitkeime (PCR) 87,42 Erregerdiagnostik Clostridien (CD-AG / CD-Toxin) 29,14 Parasiten (PCR) (E. histolytica, Lamblien, D. fragilis, Kryptosporidien) 58,28 Pilz-Quant. + Differenzierung (C. albicans + C. non-albicans) 6,99 Viren (PCR) (Noro- / Rota-Viren) 58,28 Parasiten (Wurmeier + Lamblien-Ag) 26,23 Enterobius PCR (Madenwurm) (Tesafilmpräparat) 29,14 Einverständniserklärung des Patienten Ich bin damit einverstanden, dass die für die Befundbeurteilung notwendigen persönlichen Daten dem Institut für Integrative Labormedizin des LADR Zentrallabor Dr. Kramer & Kollegen zur Verfügung gestellt werden. Die ermittelten Laborergebnisse werden dem behandelnden Arzt bzw. Therapeuten zur Verfügung gestellt. Mir ist als Mitgleid der gesetzlichen Krankenkasse bekannt, dass die beauftragten Laborleistungen nicht Bestandteil des gesetzlichen Leistungskataloges sind und deshalb die Kosten dafür von mir übernommen werden müssen. Die von mir beauftragten Laborleistungen werden gemäß GOÄ durch das Institut für Integrative Labormedizin des LADR Zentrallabor Dr. Kramer & Kollegen oder durch die PVS Südwest GmbH (PVS) in Rechnung gestellt. Einverständniserklärung Patient/in Datum Unterschrift Intermed Tel. 08000/850113 · Artikel-Nr. 114719 · (2018.03/xx.xxx/0x000) Laborauftrag und Begleitschein „Quantitative Darmfloraanalyse für IGeL-Patienten“ Best.-Nr.: 114719, für Privatpatienten Best.-Nr.: 114720 Freecall: 0800 08 50-113 · Freefax: 0800 08 50-114 · www.intermed.de 19
Im LADR Laborverbund Dr. Kramer & Kollegen werden Sie gerne beraten. LADR Laborzentrum Hormonzentrum LADR Laborzentrum Partner des Labor Baden-Baden Münster Nord-West, Schüttorf verbundes: T: 07221 21 17-0 T: 0251 871 13-23 T: 05923 98 87-100 LIS Labor im Sommershof, Zweigpraxis Leer Köln LADR Laborzentrum LADR Laborzentrum T: 0491 454 59-0 T: 0221 93 55 56-0 Berlin an den Immanuel Kliniken, T: 030 30 11 87-0 Hennigsdorf LADR Laborzentrum LADR Der Laborverbund T: 03302 20 60-100 Paderborn Dr. Kramer & Kollegen GbR LADR Laborzentrum Zweigpraxis Bernau, T: 05251 28 81 87-0 Lauenburger Straße 67 Braunschweig Zweigpraxis Rüdersdorf 21502 Geesthacht T: 0531 310 76-100 LADR Laborzentrum T: 04152 803-0 LADR Laborzentrum Recklinghausen F: 04152 803-369 LADR Laborzentrum Neuruppin T: 02361 30 00-0 interesse@LADR.de Best.-Nr. 111846 Stand 04/2021 Bremen T: 03391 35 01-0 T: 0421 43 07-300 LADR Zentrallabor Der Laborverbund LADR Laborzentrum Dr. Kramer & Kollegen, dient ausschließlich der LADR Laborzentrum Nord, Flintbek Geesthacht Präsentation unabhängiger Hannover T: 04347 90 80-100 T: 04152 803-0 LADR Einzelgesellschaften. T: 0511 901 36-0 Zweigpraxis Eutin www.LADR.de
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