Lymphozytendifferenzierung

Unter Lymphozytendifferenzierung versteht man die die Unterteilung der Lymphozyten des peripheren Blutes in B- und T-Lymphozyten. Sie dient in der Labordiagnostik der Analyse des zellulären Immunsystems.

Die B-Lymphozyten stellen eine einheitliche Population dar, wohingegen sich die T-Lymphozyten in verschiedene Untergruppen einteilen lassen. Jede Population kann dabei spezifische Funktionen übernehmen. Erst das ausgewogene Zusammenspiel der einzelnen Lymphozytenpopulationen führt zu einer adäquaten Gesamtfunktion.

Als Cluster of Differentiation (CD) bezeichnet man ein Oberflächenmerkmal von Zellen, die eine immunphänotypische Unterscheidung ermöglichen (s. Grundlagen Immunologie). Im Immunstatus werden folgende Populationen untersucht:

3.1. T-Lymphozyten

Die T-Lymphozyten (CD3⁺) stellen beim Erwachsenen mit 70-85% den grössten Anteil der Lymphozyten in Blut und Knochenmark dar.^[1] Bei Kleinkindern überwiegen hingegen im Knochenmark die B-Lymphozyten im Verhältnis 2:1.^[2]

T-Lymphozyten haben vielfältige Funktionen und lassen sich daher in weitere Subpopulationen gliedern. Unter anderem sind sie in die Immunabwehr gegen Pilzinfektionen, virale Infektionen oder gegen Tumorzellen, aber auch in regulative Mechanismen involviert. Sie können auch, angelockt von Botenstoffen, die Blutbahn verlassen und ins Gewebe einwandern. Über Lymphbahnen kehren sie in die Lymphknoten zurück, um von dort ihren Kontrollgang erneut zu beginnen.

3.2. T-Helferzellen

T-Helferzellen (CD4⁺) besitzen eine zentrale Steuerung in der zellulären Immunabwehr. Sie kontrollieren die von einem Makrophagen im MHC-Klasse-II-Komplex präsentierten Proteinfragmente und entscheiden, ob eine Immunantwort eingeleitet wird. Dazu nimmt die aktivierte T-Helferzelle über mehrere Rezeptoren direkten Kontakt zu einer B- oder Killerzelle auf und beide Zellgruppen beginnen über Zytokine miteinander zu kommunizieren.

Weiterhin unterstützen sie die Differenzierung und Funktion von suppressorischen und zytotoxischen T-Zellen, sowie B-Zellen.

Die Anzahl an T-Helferzellen ist ein Parameter für die Aktivität einer HIV-Infektion.

3.3. T-Suppressorzellen

Die Aufgabe von T-Suppressorzellen (CD8⁺) besteht in der Kontrolle von Immunantworten. Sie modellieren die Funktionen von T- und B-Zellen indem sie beispielsweise die Antikörpersynthese hemmen und Interaktionen zwischen Helferzellen und B-Zellen regulieren. Zusätzlich verfügen sie über zytotoxische Eigenschaften gegenüber virusinfizierten Zellen und Tumorzellen.

Hierzu kontrollieren sie regelmässig die von Körperzellen gebildeten Proteine. Eine solche Zelle präsentiert dazu kleine Fragmente ihrer hergestellten Proteine in einem Rezeptor, dem Hauptgewebeverträglichkeitskomplex (major histocompatibility complex, MHC I). Erkennt die CD8+ Zelle diese Arbeitsprobe als fremd, z.B. weil sie Teil einer Virushülle ist, tötet sie die kontrollierte Körperzelle und versetzt das Immunsystem mittels Zytokinen in erhöhte Alarmbereitschaft.

3.4. Natürliche Killerzellen

NK-Zellen (CD3^-, CD16⁺, CD56⁺) können eine durch Zellkontakt vermittelte Lyse der Zielzelle durchführen. Ihre Hauptfunktion ist die Spontanabwehr virusinfizierter und maligner Zellen. Dabei üben sie ihre Funktion antigenunabhängig aus. Ihre Aktivität wird durch ein komplexes System von Rezeptoren mit aktivierender und hemmender Funktion reguliert.

Es handelt sich um Zellen des Immunsystems, die in der Lage sind, andere Zellen des Immunsystems anzugreifen, ohne dafür zuvor sensibilisiert worden zu sein. Deshalb rechnet man sie so zur sogenannten angeborenen oder natürlichen immunologischen Immunabwehr und grenzt sich mit dem Attribut "natürlich" von anderen Killerzellen des Immunsystems ab, die einer Antikörper-vermittelten spezifischen Aktivierung bedürfen, wie etwa die zytotoxischen T-Lymphozyten. Natürliche Killerzellen machen 10-19% aller Lymphozyten aus. Sie können Veränderung in der Oberflächenstruktur körpereigener Zellen erkennen, wie sie bei Virusinfektionen und neoplastischen Veränderungen im Vorfeld der Tumorentstehung vorkommen. Ihre Funktion besteht darin, solche veränderten Zellen zu erkennen und eliminieren. Die Aktivität der natürlichen Killerzellen wird unter anderem über Rezeptoren reguliert, die Moleküle des Major Histocompatibility Complex (MHC) erkennen.

3.5. B-Lymphozyten

Die wichtigste Aufgabe der B-Lymphozyten (CD19⁺) besteht in der Bildung von Immunglobulinen (Antikörpern). Die Produktion und Freisetzung von Antikörpern ist die Antwort auf einen Antigenkontakt nach Differenzierung eines B-Lymphozyten zur Plasmazelle. Diese ist dann in der Lage, Immunglobuline aller Klassen (IgA, IgM, IgG, IgE und IgD) zu bilden.

Jede B-Zelle produziert nur einen Typ Antikörper, der auf ein spezifisches Epitop ausgerichtet ist. Die Produktion der Antikörper beginnt, wenn die B-Zelle das ihr zugehörige Antigen erkannt hat und gleichzeitig von einer T-Helferzelle, die das Antigen ebenfalls erkannt hat, mit Zytokinen stimuliert wird. Die noch unreife B-Zelle beginnt daraufhin sich zu teilen (eine Zellteilung alle 18 Stunden) und den Zellapparat für die Proteinbiosynthese aufzubauen. Eine nach 4-5 Tagen voll ausgereifte B-Zelle wird Plasmazelle genannt; 90-95 % der von ihr produzierten Proteine sind Antikörper. Pro Sekunde produziert sie bis zu 2.000 Antikörper.

Nach einer solchen Immunreaktion bleiben einige B-Zellen in einem späten, inaktiven Prä-Plasmazellen-Stadium zurück. Diese Gedächtniszellen können bei erneutem Antigenkontakt sehr viel schneller zur Plasmazelle reifen und innerhalb kurzer Zeit das Antigen mit Antikörpern beseitigen. B-Gedächtniszellen sind ein wichtiger Teil des bei einer Impfung gebildeten immunologischen Gedächtnisses.

Für eine funktionsfähige Immunabwehr ist ein ausgewogenes Verhältnis von CD4⁺ und CD8⁺-T-Zellen erforderlich. Der CD4/CD8-Quotient beschreibt dieses Verhältnis. Immundysregulationen können eine unausgeglichene Immunitätslage hervorrufen.

5.1. Material

Für die Differenzierung der Lymphozyten werden 4 ml EDTA-Blut benötigt.

5.2. Methode

Die Bestimmung erfolgt mittels Durchflusszytometrie mit fluoreszierenden Markern.

5.3. Indikation

Die Untersuchung kann zur Differenzierung folgender Krankheitsbilder indiziert sein:

• Leukämien
• maligne Lymphomen
• myeloproliferative Erkrankungen
• Immundefekterkrankungen
• Bestimmung der CD4-positiven Lymphozyten zum Monitoring von HIV-Patienten
• Autoimmunerkrankungen
• EBV-, CMV-, HBV-Infekte
• SLE
• autoimmunhämolytische Anämien
• atopische Dermatitis
• Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen (CED)

5.4. Referenzbereiche

Krebspatienten, die an zusätzlichen chronischen Infekten leiden, zeigen häufig eine Erhöhung der Helferzellen (CD4⁺-Lymphozyten). Die Entzündung führt zur Dauerstimulation der Helferzellen. In der Folge tritt eine Erschöpfung der Zellen ein, die dann vermindert IL-2 freisetzen. Dieser IL-2-Mangel führt zum Abfall der Aktivität bei den Killerzellen.