Sputumdiagnostik

Eine Sputumdiagnostik wird unter anderem durchgeführt bei:

• Chronischer Bronchitis und COPD
• Bronchiektasen (im Rahmen der Erregerdiagnostik bei Exazerbation)^[1]
• Tuberkulose
• Mukoviszidose
• Asthma bronchiale mit eosinophiler Entzündung
• Verdacht auf maligne Lungenerkrankungen (SCLC, NSCLC)
• Differentialdiagnostik bakterieller, viraler oder fungaler Pneumonien (in speziellen Fällen)
• Mikrobiologische Therapiekontrolle bei Tuberkulose (Erregerkonversion), komplexen Mykobakteriosen oder chronischer Pseudomonas aeruginosa-Eradikation (z.B. bei Mukoviszidose oder Bronchiektasen)

Idealerweise erfolgt die Entnahme morgens nach dem Aufstehen vor dem Frühstück, da sich über Nacht Sekret in den Atemwegen ansammelt.

Der Patient spült zunächst den Mund mit Wasser aus, um eine Kontamination mit oraler Flora zu reduzieren. Anschließend wird nach mehreren tiefen Atemzügen kräftig aus den tiefen Atemwegen abgehustet. Das Sputum wird in ein steriles Sammelgefäß eingebracht.

Können Patienten kein Sputum spontan abhusten, kann durch Inhalation hypertoner Kochsalzlösung ein induziertes Sputum gewonnen werden. Diese Technik erhöht die Ausbeute an verwertbarem Material, kann jedoch die mikrobiologische Probenqualität im Vergleich zum Spontansputum beeinflussen.^[2]

Bereits die makroskopische Beurteilung liefert erste diagnostische Hinweise:

• Klar oder glasig: häufig bei viralen Infekten oder Asthma
• Gelb-grünlich (purulent): Farbe korreliert mit dem Myeloperoxidase-Gehalt der Neutrophilen und ist damit primär ein Entzündungs-, kein spezifischer Erregermarker. Purulentes Sputum ist mit einer höheren Wahrscheinlichkeit für einen bakteriellen Nachweis assoziiert, die Spezifität ist jedoch gering, da auch stark entzündliche virale Exazerbationen grün-gelbes Sputum verursachen können.^[3]
• Rostfarben: klassisch bei Pneumokokken-Pneumonie
• Hämoptysen: Tumoren, Tuberkulose oder Lungenembolie möglich
• Übelriechendes Sputum: Hinweis auf anaerobe Infektionen oder Lungenabszess

Molekularbiologische Verfahren wie die PCR ermöglichen einen schnellen und hochsensitiven Nachweis zahlreicher Erreger. Besonders relevant ist die PCR bei:

• Mycobacterium tuberculosis
• Influenzaviren
• SARS-CoV-2
• Respiratorischem Synzytialvirus (RSV)
• Mycoplasmen
• Chlamydien
• Pneumocystis jirovecii – kulturell nicht anzüchtbar, Nachweis erfolgt über PCR oder Immunfluoreszenz

Für den Nachweis respiratorischer Viren ist Spontansputum nicht das Material der ersten Wahl. Nasopharyngealabstriche gelten als Standardmaterial, bei beatmeten Patienten Trachealsekret oder eine bronchoalveoläre Lavage (BAL).

Die mikroskopische Untersuchung umfasst:

• Gramfärbung
• Zellzahlbestimmung
• Nachweis neutrophiler Granulozyten
• Eosinophile bei Asthma
• Pilzhyphen – da diese im Gram-Präparat oft schlecht darstellbar sind, kommen bei Verdacht auf eine fungale Genese ergänzend die Grocott-Gomori-Methenamin-Silber- (GMS-) oder die Calcofluor-White-Färbung zum Einsatz
• Ziehl-Neelsen-Färbung bei Tuberkuloseverdacht

Zur Identifikation infektiöser Erreger erfolgt eine kulturelle Anzucht auf geeigneten Nährmedien. Typische nachweisbare Erreger sind unter anderem:

• Streptococcus pneumoniae
• Haemophilus influenzae
• Staphylococcus aureus
• Pseudomonas aeruginosa
• Klebsiella pneumoniae
• Moraxella catarrhalis
• Aspergillus fumigatus

Anschließend wird häufig ein Antibiogramm erstellt, um die Empfindlichkeit gegenüber Antibiotika zu bestimmen.

Ein kultureller Nachweis potenziell pathogener Keime (z.B. Pseudomonas aeruginosa oder Staphylococcus aureus) beweist keine Infektion. Insbesondere bei COPD und Bronchiektasen sind chronische Besiedlungen (Kolonisation) der unteren Atemwege häufig; die kulturelle Diagnostik muss daher stets im klinischen Kontext (Symptomatik, Entzündungsparameter, Bildgebung) interpretiert werden.

Die zytologische Analyse dient dem Nachweis atypischer oder maligner Zellen. Die gepoolte Sensitivität für den Nachweis eines Bronchialkarzinoms liegt bei etwa 66 % bei einer Spezifität von 99 %, wobei die Sensitivität stark von der Tumorlokalisation abhängt: Sie ist bei zentralen Tumoren (46–77 %) deutlich höher als bei peripheren Raumforderungen (31–47 %).^[4] Aufgrund dieser eingeschränkten und lokalisationsabhängigen Sensitivität ist die Sputumzytologie heute (2026) keine Primärdiagnostik mehr, sondern meist eine Behelfsuntersuchung, wenn andere Verfahren nicht durchführbar sind. Standardverfahren sind die hochauflösende CT-Bildgebung sowie die Bronchoskopie mit Biopsie oder bronchoalveolärer Lavage. Zusätzlich können Hinweise auf eosinophile oder chronisch-entzündliche Erkrankungen gewonnen werden.

Die Aussagekraft der Untersuchung hängt maßgeblich von der Probenqualität ab. Zur standardisierten Beurteilung haben sich die Murray-Washington-Kriterien etabliert, die die Eignung einer Probe für die mikrobiologische Kultur anhand der mikroskopischen Zellzusammensetzung einstufen. Als verwertbar gelten Proben mit weniger als 10 Plattenepithelzellen und mehr als 25 Leukozyten pro Gesichtsfeld bei geringer Vergrößerung, während ein hoher Plattenepithelanteil auf eine Kontamination mit oropharyngealem Sekret hinweist und die Probe als nicht verwertbar einstuft.^[5] Ein eng verwandtes, unabhängig entwickeltes System ist der Bartlett-Score, der zusätzlich den Schleimgehalt der Probe berücksichtigt.

Daneben zeichnen sich gute Sputumproben durch folgende Merkmale aus:

• ausreichendes Probenvolumen (mindestens 1–2 ml)
• möglichst kontaminationsarme Entnahme
• rascher Transport ins Labor innerhalb von 2 Stunden, andernfalls Kühlung bei 4 °C – empfindliche Erreger wie Streptococcus pneumoniae oder Haemophilus influenzae sterben sonst rasch ab oder werden von der Begleitflora überwuchert