Immunfixationselektrophorese

Auch bekannt als:

Immunfixationselektrophorese
Bezeichnung: IFIX, IFE
Ähnliche Tests:


Auf einen Blick

Warum wird eine Eiweißelektrophorese durchgeführt?

Um Krankheiten diagnostizieren und überwachen zu können, welche die Aufnahme, Produktion oder den Verlust von Proteinen (= Eiweiße) beeinflussen und so die Eiweißzusammensetzung im Blut (oder Urin) verändern. Dies geschieht etwa bei Erkrankungen des Immunsystems (Plasmozytom), im Rahmen schwerer Organschäden (z. B. Niere oder Leber) und bei ungünstiger Ernährung.

Bei welchen Erkrankungen oder Symptomen sollte eine Eiweißelektrophorese angefordert werden?
Bei veränderten Gesamteiweiß- oder Albumin-Werten oder bei Verdacht auf eine Erkrankung, welche auf die Proteinzusammensetzung im Blut Einfluss nimmt und/oder zu vermehrten Eiweißverlust über den Urin führt.

Aus welchem Probenmaterial kann eine Eiweißelektrophorese durchgeführt werden?
In einer Blutprobe aus einer Armvene; manchmal aus einer Urinprobe (Spontan- oder 24h-Urin).


Das Probenmaterial

Was wird untersucht?

Bei der Eiweißelektrophorese werden die im Blut (oder Urin) vorhandenen Proteine aufgetrennt. Dabei wandern die Proteine mit Hilfe elektrischer Spannung über eine dünne Agar-Gelplatte. Die verschiedenen Proteine wandern unterschiedlich weit, je nach Größe, Form und elektrischer Ladung. Die so aufgetrennten Proteine können nun mit Hilfe eines Farbstoffes angefärbt werden und hinterlassen so ein typisches Muster gefärbter Banden. Jede aufgetretene Bande entsteht durch ein bestimmtes Protein (qualitative Bestimmung), die Breite und Farbintensität einer Bande gibt einen groben Hinweis darauf, wie viel eines bestimmten Proteins vorhanden ist (quantitative Bestimmung). Das zunächst erhaltene Bandenmuster wird photometrisch ausgewertet. Daraus ergibt sich nun das Bild einer Kurve mit Spitzen und Tälern, wobei hohe Spitzen viel Protein bedeuten und niedrigere Spitzen bzw. Täler weniger bzw. kein Protein. Eine modernere Variante dieses Testes ist die sog. Kapillarzonen-Elektrophorese (KZE), bei der die Proteine durch eine lange dünne Säule geschickt werden, wodurch sich ebenfalls eine Kurve erstellen lässt, die der aus der herkömmlichen Agar-Gel-Elektrophorese sehr ähnlich ist.

Sollen Proteine, v.a. sogenannte Paraproteine, also im Überschuss produzierte Immunglobuline, genau nachgewiesen werden, können diese mit Hilfe der Immunfixationselektrophroese differenziert werden. Dabei werden einzelne Immunglobulintypen vor dem Färben mit Hilfe von Antikörpern, welche immer nur an ein bestimmtes Protein binden, auf dem Gel fixiert. Wird das Gel nun vor dem Färben gewaschen, bleibt nur das gesuchte Protein auf dem Gel, die übrigen Proteine werden ausgeschwemmt. Diese Methode nennt man Immunfixationselektrophorese (IFE). Eine etwas andere Methode zum Nachweis einzelner Proteine ist die sog. Immunelektrophorese. Da IFE jedoch einfacher durchzuführen und zu interpretieren ist, hat IFE die Immunelektrophorese mehr und mehr abgelöst.

Bei der Serumeiweißelektrophorese werden die im Serum enthaltenen Proteine in fünf oder sechs Hauptgruppen aufgetrennt. Diese einzelnen Fraktionen heißen Albumin, Alpha 1, Alpha 2, Beta und Gamma (die Beta-Fraktion wird manchmal noch in Beta 1 und 2 unterteilt). Albumin, welches in der Leber produziert wird, steht mit seiner Fraktion für sich, es macht ca. 60% der Serum-Proteine aus. Der Begriff „Globuline“ bezeichnet alle weiteren nicht-Albumin-Proteine im Serum. Mit Ausnahme der Immunglobuline und weniger Komplement-Faktoren werden die meisten Globuline ebenfalls in der Leber produziert. Nähere Informationen zu den einzelnen Serumproteinen erläutert die Tabelle „Plasmaproteine“ (siehe unten).

Das Bandenmuster einer Eiweißelektrophorese ergibt ein charakteristisches Bild. Jeder Abweichung im Bandenmuster können verschieden Ursachen bzw. Erkrankungen zugrunde liegen. Ein Beispiel hierfür ist das sog. Plasmozytom, ein Krebs der sog. Plasmazellen, welche für die Produktion von Antikörpern zuständig sind. Beginnt eine Plasmazelle, sich unkontrolliert zu teilen, entstehen sehr viele Tochterzellen oder Klone dieser einen entarteten Ausgangszelle. Die produzierten Antikörper dieser Krebs-Plasmazellen sehen alle gleich aus, man spricht von monoklonalen Antikörpern. Im Gegensatz etwa zum Albumin, bei dem jedes Albuminmolekül gleich aussieht, muss der Körper unterschiedliche Antikörper (Immunglobuline) bilden, um die verschiedensten Erreger, wie Bakterien, Viren oder andere „fremde“ Substanzen, abwehren zu können. Wenn z. B. ein Virus den Körper angreift, vermehrt sich eine bestimmte Plasmazelle und bildet Klone, welche viele passende Antikörper produzieren, um so das Virus abzuwehren. Da die Gesamtheit unserer Antikörper von verschiedenen Plasmazellklonen gebildet wurde, liegen im Körper sehr viele verschiedene Antikörper vor, man spricht deshalb von polyklonalen Antikörpern. Beim Plasmozytom nun werden wie erwähnt nur Antikörper einer bestimmten Sorte produziert, also monoklonale Antikörper. Die große Zahl dieser monoklonalen Antikörper kann in der Eiweißelektrophorese als charakteristische Bande sichtbar gemacht werden.

Wie wird das Probenmaterial für die Untersuchung gewonnen?
In einer Blutprobe aus einer Armvene; manchmal aus einer Urinprobe (Spontan- oder 24h-Urin).


Der Test

Wie wird der Test eingesetzt?

Wann könnte der Test sinnvoll sein?
Bei Verdacht auf das Vorliegen eines Plasmozytoms, welches sich durch Symptome wie Knochenschmerzen, Anämie, Erschöpfungszustände, unerklärbare Knochenbrüche oder wiederkehrende Infekte auszeichnet. Weiterhin als Folgeuntersuchung nach auffälligen Laborergebnissen, etwa beim Gesamtprotein und/oder bei Albumin, bei erhöhten Proteinwerten im Urin, bei erhöhten Calcium-Werten oder bei erniedrigten Zahlen roter oder weißer Blutkörperchen. Wird in der Eiweißelektrophorese eine Bande nachgewiesen, welche den Verdacht auf abnorme Antikörper nahe legt, sollte sich an diese Untersuchung eine Immunfixationselektrophorese anschließen.

Das Haupteinsatzgebiet für eine Eiweißelektrophorese ist bei Verdacht auf eine Erkrankung, bei der monoklonale Proteine produziert werden. Hat sich eine Verdachtsdiagnose bestätigt, dienen weitere Elektrophoresen der Beobachtung von Krankheitsverlauf und Behandlungserfolg. Schreitet die Erkrankung unbehandelt voran, werden sich die krankhaften Proteinmengen erhöhen, unter Behandlung hingegen sollten sie sich erniedrigen. Das Auftreten monoklonaler Proteine kann einerseits die Folge maligner Erkrankungen, wie Plasmozytom sein oder aber die Folge einer sog. monoklonalen Gammopathie unbestimmter Signifikanz (MGUS). Die meisten Patienten mit einer MGUS haben eine gute Prognose, müssen sich jedoch regelmäßig untersuchen lassen, da sich nach Jahren aus einigen Fällen ein Plasmozytom entwickeln kann.

Eine Eiweißelektrophorese aus dem Serum kann manchmal auch bei Symptomen angefordert werden, die auf eine entzündliche Erkrankung, eine Autoimmunerkrankung, eine akute oder chronische Infektion, eine Leber- oder Nierenstörung oder eine Protein-Verlust hindeuten, auch dann, wenn die Ergebnisse einer Gesamtprotein– und/oder Albuminbestimmung normal waren. Eine Eiweißelektrophorese aus dem Urin kann nach positivem Protein-Urintest oder bei Verdacht auf das Vorliegen monoklonaler Proteine vorliegen.

Was bedeutet das Testergebnis?
Eiweiß- und Immunfixationselektrophorese spiegeln grob die Menge der einzelnen Proteingruppen wider. Der Wert der Eiweißelektrophorese liegt darin, über das Muster der Elektrophoresekurve eine Aussage über das Verhältnis der Proteine untereinander machen zu können. Über die Immunfixationselektrophorese kann eine konkrete Aussage darüber gemacht werden, ob bestimmte Antikörper oder Antikörperteile vorliegen.

Bestimmte Erkrankungen spiegeln sich in erhöhten oder erniedrigten Serumproteinen wider, wie folgende Aufstellung zeigt:

Albumin
Erniedrigt: Bei Mangelernährung oder Malabsorption, Schwangerschaft, Nierenerkrankungen (speziell beim nephrotischen Syndrom), Lebererkrankungen, entzündlichen Erkrankungen oder Protein-Verlust-Erkrankungen.
Erhöht: Bei Deyhdrierung

Alpha-1-Globulin
Erniedrigt: bei a1-Antitrypsin-Mangelsyndrom (einer seltenen genetischen Erkrankung) oder bei schweren Leberschäden
Erhöht: Bei akuten oder chronischen Entzündungsprozessen

Alpha-2-Globulin
Erniedrigt: Bei Schilddrüsenüberfunktion oder schwerer Leberschädigung, bei Hämolyse (Auflösen roter Blutkörperchen).
Erhöht: Bei Nierenerkrankungen (Nephrotisches Syndrom), akuten oder chronischen Entzündungsprozessen

Beta-Globulin
Erniedrigt: Bei Mangelernärung oder Leberzirrhose
Erhöht: Bei Hypercholesterinämie, Eisenmangelanämie, oder auch bei manchen Fällen einer MGUS oder eines Plasmozytoms

Gamma-Globulin
Erniedrigt: Bei einer Reihe genetischer Erkrankungen und bei sekundärer Immundefizienz
Erhöht: Polyklonal: Bei chronischen Entzündungsprozessen, rheumatoider Arthritis, systemischem Lupus erythematodes, Leberzirrhose, chronischer Lebererkrankung, akuter und chronischer Infektionserkrankung, kürzliche Impfung. Monoklonal: Makroglobulinämie Waldenström, Plasmozytom, MGUS

Eiweißelektrophorese

Plasmaproteine

Globulinfraktion Enthaltene Proteine  Funktion
Präalbumin Retinol bindendes Protein Transportiert Vitamin A
Transthyretin Bindet Schilddrüsenhormone
Albumin Albumin Wichtigstes Plasmaprotein; spielt wichtige Rolle im Wasserhaushalt und transportiert viele Substanzen
Alpha-1-Globulin a1-Antitrypsin Inaktiviert Trypsin und andere Eiweiß verdauende Enzyme, drosselt Entzündungsreaktionen
Orosomucoid Ist an der Immunreaktion beteiligt, bindet saure Medikamente wie Lidocain
hdl Transportiert Cholesterin aus dem Körper zurück in die Leber („gutes Cholesterin“)
Alpha-2-Globulin a2-Makroglobulin Bindet an viele Enzyme und schützt vor Gewebszerstörung
Haptoglobin Bindet und transportiert Hämoglobin
Coeruloplasmin Bindet und transportiert Kupfer, ist am Eisenstoffwechsel beteiligt
Beta-Globulin Transferrin Bindet Eisen im Blut und transportiert es zu den Zellen
ldl Transportiert Cholesterin zu den Körperzellen („schlechtes Cholesterin“)
Komplement C3  Hilft bei der Immunreaktion gegen körperfremde Stoffe
IgA Antikörper auf Schleimhäuten
Fibrinogen Gerinnungsfaktor (nur im Plasma enthalten, nicht im Serum)
Gamma-Globulin IgG Wichtigster Antikörper und verantwortlich für bleibende Immunität
IgM Antikörper zu Beginn der Immunantwort

Gibt es weiteres, das ich wissen sollte?
Die Eiweißelektrophorese erlaubt nur einen groben Überblick über Veränderungen von Proteinkonzentrationen. Sie ist im Vergleich zu immunologischen Methoden nicht sehr empfindlich. Viele verschiedene Einflüsse, Infektionen, Nierenerkrankungen, chronische Entzündungen, aber auch bestimmte Medikamente können das Ergebnis beeinflussen. Für die Verlaufskontrolle von diesen Erkrankungen gibt es mittlerweile bessere Teste. Daher hat die Eiweißelektrophorese an Bedeutung verloren. Die Immunfixationselektrophorese ist immer noch ein sehr wichtiger Test zur Diagnostik, Differenzierung und Verlaufskontrolle von Paraproteinen.


Hinweise & Störungen

Stabilität und Probentransport
Bei Raumtemperatur ist die Probe für 5 Tage stabil, während dieser Zeit können sowohl die Eiweißelektrophorese als auch die Immunfixation zuverlässig durchgeführt werden. Bei Lagerung bei 4°C ist die Probe für 4 Wochen stabil. Bei Lagerung bei -20°C können Teste auch nach Jahrzehnten noch ohne grobe Abweichungen durchgeführt werden.

Referenzbereich

Serumeiweißelektrophorese:
Albumin
Alpha-1
Alpha-2
Beta
Gamma

Immunfixationselektrophorese:
Normalerweise werden keine Paraproteine nachgewiesen.
Referenzbereich: Negativ
Der Grenzwert für positive Ergebnisse kann bei unterschiedlichen Methoden schwanken, da es keine Standardisierung der Nachweisgrenzen gibt. Man sollte ein Paraprotein von 250 mg/l sicher nachweisen können.

Störfaktoren und Hinweise auf Besonderheiten
Elektrophoresen werden bevorzugt aus Serum durchgeführt. Die Verwendung von EDTA- bzw. Heparinplasma oder auch Citratplasma sollte nur erfolgen, wenn die entsprechenden Testsysteme dafür evaluiert wurden und dies in der Testbeschreibung angegeben ist. Dabei ist zu beachten, dass durch das im Plasma noch vorhandene Fibrinogen ein zusätzlicher Peak entsteht, der fälschlicherweise als Paraprotein gedeutet werden könnte.

Richtlinien zur Qualitätskontrolle
Für die Elektrophoresen besteht keine Ringversuchspflicht nach den RiLiBäk. Die Methode ist soweit möglich normiert und standardisiert. Jedoch können auf verschiedenen Testsystemen oft deutliche quantitative Unterschiede auftreten. Qualitätskriterien sind definiert und werden in verschiedenen externen Ringversuchen geprüft.


Häufige Fragen

Warum könnte sich trotz normaler Testergebnisse für Albumin und/oder Gesamtprotein eine Eiweißelektrophorese anschließen?
Trotz scheinbar normwertiger Albumin- und/oder Gesamtproteinspiegel im Blut kann das Verhältnis der Serumproteine untereinander gestört sein. Der Grund hierfür liegt darin, dass bei Erhöhung oder Erniedrigung einer Serumprotein-Untergruppe für deren Ausgleich andere Proteine vermehrt oder vermindert produziert werden. Auch bei Verlust von Proteinen über den Urin kann aus o.g. Gründen im Serum zunächst Gesamtprotein oder Albumin normal sein. Deshalb kann bei Verdacht auf eine Eiweißstörung trotz normwertiger Serumwerte eine Urineiweißelektrophorese angezeigt sein.

Wird die Elektrophorese auch für andere Zwecke eingesetzt?
Ja, denn auch andere Stoffgemische können damit aufgetrennt werden. Die dna-Elektrophorese etwa kann dabei helfen, die genetisch bedingten Erkrankungen näher zu untersuchen. Auch Fette können mit Hilfe der Lipidelektrophorese aufgetrennt und genauer untersucht werden.


Weiterführende Links zum Thema

AWMF Leitlinien, Plasmozytom: https://www.uni-duesseldorf.de/awmf/ll/033-042.htm

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