Urinzytologie: Praxis und Atlas 4. Auflage

Peter Rathert Stephan Roth Urinzytologie Praxis und Atlas

Peter Rathert Stephan Roth

Urinzytologie Praxis und Atlas Vierte, aktualisierte und ergänzte Auflage

Unter Mitarbeit von A. S. Brandt, F. vom Dorp, O. W. Hakenberg, F. Hofstädter, J.-D. Hoppe, B. Klosterhalfen, R. Knüchel, K. Lindemann-Docter, J. L. Papillo, S. Peter, I. Rathert, P. Röttger, F. Wawroschek

Mit 293 Abbildungen und interaktiver CD-ROM (erstellt von A. S. Brandt)

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Dieses eBook enthält keine begleitenden Medien, die mit der gedruckten Version des Buches verpackt wurden. Prof. Dr. med. Peter Rathert Institut für Urinzytologie Rheinort 5 40213 Düsseldorf

Prof. Dr. med. Stephan Roth Direktor der Klinik für Urologie und Kinderurologie Lehrstuhl für Urologie der Universität Witten/Herdecke Helios Kliniken Wuppertal Heusnerstr. 40 42283 Wuppertal

ISBN 978-3-540-31038-9 Springer Medizin Verlag Heidelberg Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Über­setzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funk­sendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in ­Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Ver­vielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des ­Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der ­jeweils geltenden ­Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unter­liegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Springer Medizin Verlag springer.de © Springer Medizin Verlag Heidelberg 1991, 1995, 2007 1. Auflage: H. J. de Voogt, P. Rathert, M. E. Beyer-Boon: Praxis der Urinzytologie ISBN 3-540-09361-3 Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 1979 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne ­be­sondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der ­Warenzeichen- und Marken­schutz­gesetz­ gebung als frei zu betrachten wären und daher von ­jedermann benutzt werden dürften. Produkthaftung: Für Angaben über Dosierungsanweisungen und Applikations­formen kann vom Verlag keine Gewähr übernommen werden. Derartige Angaben müssen vom jeweiligen Anwender im Einzelfall anhand ­anderer Literarturstellen auf ihre Richtigkeit überprüft werden. Planung: Dr. med. Lars Rüttinger, Heidelberg Projektmanagement: Ina Conrad, Dr. med. Lars Rüttinger, Heidelberg Lektorat: Dr. rer. nat. Gaby Seelmann-Eggebert, Limburgerhof Zeichnungen: Peter Lübke, Wachenheim Satz und Digitalisierung der Abbildungen: Fotosatz-Service Köhler GmbH, Würzburg Druck: Stürtz GmbH, Würzburg SPIN: 11383352 Gedruckt auf säurefreiem Papier        2111 – 5 4 3 2 1 0

V

Vorwort zur 4. Auflage Urinary cytology is regarded as the gold standard urinary marker with high specificity and sensitivity for high-grade-tumors. M. S. Soloway 2005 Die histo-pathologische Nomenklatur der WHO 2004 für Urothelkarzinome unterstreicht die klinische Relevanz der zyto-pathologischen Befundung von Urothelzellen. Wie bereits von Koss 2006 in seinem Zytologielehrbuch, wird auch in dieser Auflage der »Urinzytologie« versucht, zwischen den zahlreichen Nomenklaturvorschlägen zur Urinzytolo­ gie klinisch akzeptable Formulierungen zu finden. In den einzelnen Kapiteln ergeben sich dadurch unterschiedliche Denkansätze. Das Indikationsspektrum der Urinzytologie hat sich durch epidemiologische und moleku­ larbiologische Studien erweitert; in die Leitlinien zum Urothelkarzinom wurde sie inzwischen aufgenommen. Das Grundkonzept dieses Buches hat sich bewährt und wurde beibehalten (s. Vorwort zur 2. und 3. Auflage). Erweitert wurde es durch die Möglichkeit des digitalen Studiums des Atlas­ teils mithilfe einer CD-ROM, die von Alexander Brandt erstellt wurde. Wir danken erneut dem Springer-Verlag für die Bereitschaft zur Neuauflage und insbe­ sondere Herrn Dr. Lars Rüttinger, Frau Ina Conrad und Frau Dr. Gaby Seelmann-Eggebert für ihre Geduld und Kompetenz. Die wissenschaftlichen Mitarbeiter sowohl seitens der Patholo­ gen als auch der Urologen haben sich z.T. geändert. Dies erfolgte unter Berücksichtigung neuer Entwicklungen und zur Betonung der Praxistauglichkeit. Unser Dank gilt sowohl den früheren als auch den neuen Mitarbeitern für ihre konstruktiven Beiträge. Wir hoffen, dass diese Neuauflage weiter positiv zur Betreuung von Patientinnen und Patienten, die unter einem Urotheltumor leiden, beiträgt, das Studium der Urinzytologie er­ leichtert und die Kommunikation zwischen Pathologen und Urologen vertieft. Peter Rathert Stefan Roth

VII

Vorwort zur 2. und 3. Auflage Die Urinzytologie verdient ohne Zweifel eine sehr viel zentralere Stellung in der urologischen Diagnostik L. Anderson 1978 Die onkologische Urinzytologie hat sich seit V. D. Lambl (1854) zunächst sehr langsam, seit G. V. Papanicolaou und V.F. Marshall (1945) jedoch stürmisch weiterentwickelt Der Zyto­ pathologe L.G. Koss forderte daher 1979, sie zu einem essentiellen diagnostischen Werkzeug des Urologen zu machen. Die 1. Auflage dieses Buches – in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. H. J. de Voogt und Frau Dr. M. E. Boon – führte somit bereits Pathologen und Urologen zusammen, da nur eine ge­ meinsame Darstellung von Klinik und Pathologie der Urotheltumoren die Indikationen, Grenzen und insbesondere die Beurteilungskriterien gewährleisten kann. Zwischenzeitlich hat die Grundlagenforschung neue Einblicke in die Ultrastruktur des Urothels ermöglicht, und es wurden viele neue Präparationstechniken zur Zellgewinnung, Zellanreicherung, Zellfixierung, Färbung und Zellanalyse entwickelt. Insbesondere hat die Urinzytologie durch die Einzelzell-DNS-Messung, die Durchflusszytophotometrie und die Immunzytologie an wissenschaftlicher Genauigkeit gewonnen. Weiterhin ist die Terminologie verfeinert und standardisiert worden. Neben der onkologischen Urothelzellanalyse hat inzwischen auch die Erythrozytenmor­ phologie klinische Bedeutung erlangt. Diesen Entwicklungen konnte eine einfache Überarbeitung der Ausgabe von 1979 nicht gerecht werden. Die 2. Auflage bedeutete daher eine nahezu vollständige Neugestaltung. Wir freuen uns über die große Akzeptanz dieses neuen Konzeptes, die ermutigenden Rezensionen und die damit erzielte weitere Verbreitung der Urinzytologie bei Pathologen und Urologen. Der 2. Auflage von 1991 kann daher bereits jetzt die 3. überarbeitete Auflage folgen. Wir danken dem Springer-Verlag für die Bereitschaft zur Neuauflage und insbesondere Frau Dr C. Bacchus, Frau Dr. U. Heilmann und Frau L. Weber für die kompetente Beratung und für die sorgfältige Gestaltung. Die Zahl der wissenschaftlichen Mitarbeiter sowohl seitens der Pathologen als auch der Urologen konnte stark erweitert werden. Wir danken ihnen allen für ihre spontane Bereitschaft, dieses Buch mitzugestalten. Nur so konnte die Vielzahl der neuen Erkenntnisse erfasst und hier erstmals in einem Gesamtkonzept dargelegt werden. Mit Frau Papillo konnte nun auch die Leiterin eines Zytologielaboratoriums aus den USA zur Mitarbeit gewonnen werden. Herr Dr. Nafe stellt aus dem zunehmenden Bereich der compu­ terassistierten Diagnostik ein erstes Expertensystem vor. Es wurde weiterhin besonderer Wert auf eine praxisgerechte Vermittlung und Reproduzierbarkeit der dargestellten Methoden und eine verständliche Präsentation der wissenschaftlichen Grundlagen gelegt. Wir hoffen, sowohl bei Zytopathologen als auch bei Urologen das Interesse an der Urinzytologie weiter zu wecken, die Einsicht in ihre Bedeutung und Problematik zu verstärken und die Sicherheit bei der Er­ stellung und Analyse urinzytologischer Präparate zu erhöhen. In der Praxis führt die enge Zusammenarbeit zwischen Pathologen und Urologen auf dem Gebiet der Urinzytologie zu Fortschritten in der Frühdiagnose und Verlaufskontrolle von Patienten mit Urothelkarzinomen. Neben der Urethrozystoskopie, der Sonographie und Uro­ graphie ist die exfoliative onkologische Urinzytologie ein essentieller Bestandteil bei der Be­ treuung dieser Patienten. Peter Rathert Stefan Roth

IX

Vorwort zur 1. Auflage Die zytologische Diagnose von Carcinomen hat ihre Wurzeln in der klinischen Mikroskopie, wie sie sich in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts entwickelte. Bei der erneuten Betrachtung einiger der frühesten Berichte hierzu, ist man über die Akkuratesse der Beschreibungen und die Zuverlässigkeit der Beobachtungen erstaunt. Die Zytologie des Urins bildet keine Aus­ nahme: 1864 beschrieb Sanders Fragmente von Tumorgewebe im Urin eines Patienten mit Blasencarcinom (Edinburgh Med J. 111, 273). Diese Beobachtung wurde 1869 von Dickinson bestätigt (Tr. Path. Soc. London, 20, 233). Es erfüllt mich mit besonderem Stolz, dass 1892 ein New Yorker Pathologe, Frank Ferguson, die Untersuchung des Urinsedimentes als beste Me­ thode zur Diagnose eines Blasentumors propagierte, als es noch keine Zystoskopie gab. Papa­ nicolaou erkannte diese Beiträge freimütig an, als er die gesicherte wissenschaftliche Basis für die Fortentwicklung und die Ausbreitung dieser Methode aufbaute. Papanicolaous Arbeiten auf dem Gebiet des Harntraktes stießen nicht auf taube Ohren. Er dokumentierte vielen Uro­ logen in seinem persönlichen Einflussbereich, und hier besonders Dr. Victor Marshall, Pro­ fessor der Urologie an der Cornell Universität, dass die Urinzytologie ein zuverlässiges Hilfs­ mittel in der Diagnose von Blasencarcinomen ist. Einige von uns, die sich bemühten, die Er­ kenntnisse des Meisters zu verbreiten, hatten ihren Anteil am Erfolg durch die mit uns verbundenen Institute. Wahrscheinlich ist der wichtigste Beitrag der Urinzytologie, die Erken­ nung des nicht-papillären Carcinoma in situ, die Schlüsselläsion in der Bestimmung oder Prognose urothelialer Neoplasmen. Doch die Autoren dieses Buches über die Urinzytologie haben ganz recht, wenn sie annehmen, dass die Mehrzahl der Urologen sich dieser diagnosti­ schen Methode nicht bewusst ist oder ihr skeptisch gegenübersteht. Dafür gibt es viele Grün­ de. Die wichtigsten davon sind wahrscheinlich die Begrenzungen der Methode selbst. Gut differenzierte papilläre Veränderungen der Blase, wie das Papillom und das papilläre Carci­ nom Grad I, geben keine diagnostisch verwertbaren Zellen ab. Daher ist die Erwartung des Urologen falsch, dass jeder Blasentumor zuverlässig zytologisch diagnostiziert werden könne. Ähnliche Fehler werden von Pathologen und Zytopathologen gemacht, die häufig nicht die Grenzen der Methode erkennen und beim Versuch, zuviel zu diagnostizieren, große Fehler in der Beurteilung machen, die oft zum Misstrauen der klinischen Kollegen führen. Die Urin­ zytologie ist schwierig, voller Fallgruben und enttäuschender Quellen diagnostischer Fehler. Sie kann nicht nebenbei erlernt werden, sondern erfordert eine vieljährige Erfahrung und enge Zusammenarbeit zwischen Pathologen und Urologen. Dieser Atlas sollte zur Verbreitung dieser wichtigen diagnostischen Methode beitragen, die in bewundernswerter Weise das kli­ nische Urteil und die Biopsie komplementiert, aber nicht ersetzt. Das Ziel dieser Bemühungen ist relativ einfach: dem Patienten mit einem Carcinom der ableitenden Harnwege die größt­ mögliche Chance einer frühen Diagnose zu geben, die zur Heilung oder zur Beherrschung der Erkrankung und einem so erfüllten Leben wie möglich führt. Zu diesem Ziel kann die Urin­ zytologie ganz wesentlich beitragen, indem sie die Patienten identifiziert, die ein hohes Risiko für ein invasives Carcinom tragen. Für diese Patienten kann die radikale Therapie des erkrank­ ten Urothels vor der Entwicklung von Metastasen die beste und manchmal einzige Chance der Heilung sein. Die Doktoren Beyer-Boon, de Voogt und Rathert müssen zu diesem hervorragenden Atlas beglückwünscht werden. Er wird entscheidend zur Aufklärung und Ausbildung sowohl von Urologen und Pathologen beitragen, die am Carcinom der ableitenden Harnwege interessiert sind. Leopold G. Koss Professor und Chairman Department of Pathology, Albert Einstein College of Medicine at Montefiore Hospital and Medical Center, Bronx, New York 10467

XI

Inhaltsverzeichnis 1

Geschichte der Urinzytologie . . . .



P. Rathert

1.1 1.2 1.3 ­ 1.4 ­ 1.4.1 1.4.2

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geschichte der onkologischen Urinzytologie . . . . . . . . . . . . . . . . . Bedeutende technische Entwicklungen . . . . . . . . . . . . . . . . Entwicklung ergänzender urinzytologischer Methoden . . . . . . Automatische Bildanalyseverfahren . . . Immunzytologie . . . . . . . . . . . . . . .

1

3.2.4 3.2.5 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10

Das nephrogene Adenom . . . . . . . . . Das invertierte Papillom . . . . . . . . . . Die einfache Hyperplasie des Urothels . . . . . . . . . . . . . . . . . . Die chronisch, mechanische Belastung des Urothels . . . . . . . . . . Die akute, unspezifische Entzündung . . . . . . . . . . . . . . . . . Die chronische Entzündung . . . . . . . Die interstitielle chronische Urozystitis (Hunner) . . . . . . . . . . . . . Die Urocystitis tuberculosa . . . . . . . . Die Bilharzia-Urozystitis . . . . . . . . . . Die Strahlenzystitis . . . . . . . . . . . .

10

4

Epidemiologie, Ätiologie und Klassifikation des Harnblasenkarzinoms . . . . . . 23

10



F. vom Dorp

10

4.1 4.2 4.3 4.4

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Epidemiologie . . . . . . . . . . . . . . . . Ätiologie und Risikofaktoren . . . . . . . Klassifikation . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

Morphologische und molekulare Charakteristika flacher Urothel­veränderungen . . . . . . . . . . . . . . . 31



R. Knüchel, F. Hofstädter, K. Lindemann-Docter

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Problematik der Nomenklatur . . . . . . Klassifikation und Diagnose . . . . . . . Häufigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Klinisch-biologische Bedeutung . . . .

6

Urinzytologisches Grading von Urotheltumoren . . . . . . . . . . 39



P. Rathert, S. Roth

6.1 6.2 6.3 6.3.1

Allgemeines zur klinischen Zytologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zytologische Besonderheiten des normalen Urothels . . . . . . . . . . . Zytologische Malignitätskriterien . . . Veränderungen des Zytoplasmas . . . .



2



2



4



6 6 7

2

Indikationen zur Urinzytologie . . 10



P. Rathert, S. Roth

2.1 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6 2.2.7

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ursachen des weiten Indikations­spektrums der Urinzytologie . . . . . . Urinzytologie als flächendeckende Urotheldiagnostik . . . . . . . . . . . . . . Hohe Treffsicherheit der konventio­nellen Urinzytologie (High grade) . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapiekontrolle nach operativer Therapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Urinzytologie und Hämaturie . . . . . . Urinzytologie und Medikamentenabusus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Urinzytologie und Karzinogenexposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sonstige Indikationen zur Urinzytologie

10 11 12 12 12 13

3

Das nichtneoplastische Übergangsepithel der ableitenden Harnwege . . . . . . . . . 15



B. Klosterhalfen, P. Röttger, JD. Hoppe, S. Peter

3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3

Das Urothel . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hellzellige Varianten des Urothels und gutartige urotheliale Proliferationen . . . . . . . . . . . . . . . . Von Brunn-Zellnester, Cystitis cystica und Cystitis glandularis . . . . . . . . . . . Die Plattenepithelmetaplasie . . . . . . Zylinderepithel- und intestinale Metaplasie . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

17 17 18 18

19 19 20 20 20 20





21 21 22 22

24 24 24 26

32 32 33 35 36

40 40 41 41

XII

Inhaltsverzeichnis

6.3.2 6.3.3 6.4 6.4.1 6.4.2

Veränderungen des Zellkerns . . . . . . Verteilung der Zellen . . . . . . . . . . . . Urinzytologisches Grading . . . . . . . Praxis des urinzytologischen Gradings . Zum Standardisierungsproblem der Malignitätsbeurteilung . . . . . . . .

42 43 43 43 44

7

Urinzytologische Arbeitstechniken . . . . . . . . . . . . . 47



S. Roth, I. Rathert

7.1 7.1.1 7.1.2 7.1.3 7.1.4 7.2 7.3 7.3.1 7.3.2 7.4 7.4.1 7.4.2 7.5 7.5.1 7.5.2 7.5.3 7.5.4 7.6 7.7 7.7.1 7.7.2 7.7.3 7.8 7.9

Allgemeines zum zytologischen Arbeitsablauf . . . . . . . . . . . . . . . . Materialgewinnung . . . . . . . . . . . . . Materialverarbeitung . . . . . . . . . . . . Zellanreicherung . . . . . . . . . . . . . . Nativmikroskopie und Färbemethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Arbeitsmaterialien . . . . . . . . . . . . . Materialgewinnung . . . . . . . . . . . . Zeitpunkt und Technik der Uringewinnung . . . . . . . . . . . . . Spezielle Techniken . . . . . . . . . . . . . Materialfixierung und Konservierung . . . . . . . . . . . . Konservierung und Fixierung des Urins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zellfixierung auf Objektträgern . . . . . Zellanreicherungsmethoden . . . . . . Direktzentrifugation . . . . . . . . . . . . Zytozentrifugation . . . . . . . . . . . . . Membranfiltertechniken . . . . . . . . . Kapillarfilter-Saug-Technik . . . . . . . . Phasenkontrastmikroskopie . . . . . . Verschiedene Färbeverfahren . . . . . Schnellfärbungen . . . . . . . . . . . . . . Differenzierte Färbungen . . . . . . . . . Objektträgereindeckung nach Färbung . . . . . . . . . . . . . . . . Repetitorium urinzytologischer Arbeitsabläufe . . . . . . . . . . . . . . . . . Referenzliste einiger Bezugsadressen . . . . . . . . . . . . . .

8

48 48 48 49 49 49 52 52 52 53 53 54 56 56 56 57 58 60 61 61 63 65 66

8.1.2 8.1.3 8.1.4 8.2 8.2.1 8.3 8.4 8.5 8.5.1 8.5.2 8.5.3 8.6 8.7 8.7.1 8.7.2 8.7.3 8.7.4 8.7.5 8.8 8.8.1 8.8.2 8.8.3 8.8.4 8.8.5 8.8.6 8.8.7 8.8.8

Abbildungsvergrößerung des Atlasteiles . . . . . . . . . . . . . . . . Auswahl der Färbungen . . . . . . . . . . Zusammenstellung der Bildbeispiele . . . . . . . . . . . . . . Verschiedene Färbungen im Vergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . Färbeunterschiede bei Lufttrocknung und ohne Lufttrocknung . . . . . . . . . Das normale Urothel . . . . . . . . . . . Wichtige zytologische Differential­diagnosen und Fehlermöglich­keiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Urotheltumoren . . . . . . . . . . . . . . Hochdifferenzierte Urotheltumoren (GI/Low grade) . . . . . . . . . . . . . . . . Mittelgradig differenzierte Urotheltumoren (GII/High grade) . . . . . . . . . Entdifferenzierte Urotheltumoren (GIII/High grade/Ca in situ) . . . . . . . . Spülzytologie des oberen Harntraktes . . . . . . . . . . . . . . . . . Urinzytologische Therapie­kontrolle urothelialer Tumoren . . . . . . . . . . . Urinzytologie nach TUR-B und Laservaporisation . . . . . . . . . . . Urethralavage nach Zystektomie . . . . Urinzytologie bei intravesikaler Chemo-/Immuntherapie . . . . . . . . . Urinzytologie nach Radiatio und systemischer Chemotherapie . . . Urinzytologie bei Ileum-Conduit und Darmersatzblase . . . . . . . . . . . Seltene urinzytologische Befunde . . Vesikoenterale Fisteln . . . . . . . . . . . Parasiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Virusinfektionen des Harntraktes . . . . Nierenzystenpunktion . . . . . . . . . . . Antivirale Therapie bei HIV-Infektion . Extravesikale Infiltrationen . . . . . . . . Neuroendokrines Karzinom . . . . . . . Plattenepithelkarzinom . . . . . . . . . .

9

Urinmarker und zellbasierte Nachweisverfahren beim Urothelkarzinom . . . . . . . . 135



O. W. Hakenberg

9.1 9.2 9.3 9.3.1

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wozu Urinmarker? . . . . . . . . . . . . . Urinmarkersysteme . . . . . . . . . . . . Lösliche Urinmarker . . . . . . . . . . . .

70 70 70 71 71 76

80 89 89 95 100 105 108 108 112 115 120 122 125 125 126 127 130 131 132 132 133

66

Urinzytologischer Atlas . . . . . . . . 69 S. Roth, P. Rathert, I. Rathert, A.S. Brandt, F. Wawroschek

8.1 Allgemeine Vorbemerkungen . . . . . 70 8.1.1 Welche mikroskopische Vergrößerung sollte gewählt werden? . . . . . . . . . . 70

136 136 137 138

XIII

Inhaltsverzeichnis

9.3.2 9.3.3 9.4 9.5 9.6

Zellbasierte Verfahren . . . . . . . . . . . Zytometrische Verfahren . . . . . . . . . Bewertung von Urinmarker­verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wertigkeit der verschiedenen Markersysteme . . . . . . . . . . . . . . . Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

143 144

10

Hämaturiediagnostik und Erythrozytenmorphologie . . 157



S. Roth, F. Wawroschek

10.1 10.2 10.2.1 10.2.2 10.2.3 10.2.4 10.2.5

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mikro- und Makrohämaturie . . . . . . Definitionen . . . . . . . . . . . . . . . . . Allgemeine Diagnostik bei einer Hämaturie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nachweisverfahren der Mikrohämaturie . . . . . . . . . . . . . . . Klinisch bedeutsame Fragen zur Mikrohämaturie . . . . . . . . . . . . . Empfehlungen der Amerikanischen Urologischen Fachgesellschaft zur Abklärung der asymptomatischen Mikrohämaturie . . . . . . . . . . . . . . .

146 148 151

158 158 158 159 161

10.3 10.3.1 10.3.2 10.3.3 10.3.4 10.4 10.4.1 10.4.2 ­ 10.4.3 10.4.4 10.4.5 10.4.6 10.5 10.6

Glomerulär-dysmorphe Erythrozyten . . . . . . . . . . . . . . . . . Morphologie . . . . . . . . . . . . . . . . . Sensitivität und Spezifität . . . . . . . . . Quantitative Grenzwerte . . . . . . . . . Ursachen der Erythrozytendysmorphie . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mikroskopische Darstellung glomerulärer Erythrozyten . . . . . . . Untersuchungszeitpunkt . . . . . . . . . Phasenkontrast- und Interferenzmikroskopie . . . . . . . . . . . . . . . . . Schnellfärbeverfahren . . . . . . . . . . . Alkoholische Färbungen (Papanicolaou) . . . . . . . . . . . . . . . . Automatisierte Erythrozyten­messung (Autoanalyzer-Technik) . . . . Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . Glomeruläre Erythrozyturie: Praktische Konsequenzen . . . . . . . . Schlussfolgerung . . . . . . . . . . . . . .

168 168 174 174 176 177 177 177 177 177 178 179 180 181

164

Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 167

XV

Autorenverzeichnis Dr. med. Alexander S. Brandt

Jacalyn Papillo, CT (ASCP)

Klinik für Urologie und Kinderurologie Lehrstuhl für Urologie der Universität Witten/Herdecke Helios Kliniken Wuppertal Heusnerstr. 40 42283 Wuppertal

Department of Cytopathology Medical Center, University of Vermont Burlington, VT 05401, USA

Dr. med. Frank vom Dorp Klinik und Poliklinik für Urologie, Kinderurologie und Urologische Onkologie Universitätsklinikum Essen Hufelandstr. 55 45122 Essen

Prof. Dr. med. Oliver Hakenberg Direktor der Urologischen Klinik und Poliklinik Universitätsklinikum Rostock Ernst-Heydemann-Str. 6 18057 Rostock

Prof. Dr. med. Ferdinand Hofstädter Direktor des Instituts für Pathologie Universitätsklinikum Regensburg Franz-Josef-Strauß-Allee 11 93053 Regensburg

Prof. Dr. med. Dr. h.c. Jörg-Dietrich Hoppe Institut für Pathologie Krankenhaus Düren gGmbH Roonstr. 30 52351 Düren

Prof. Dr. med. Bernd Klosterhalfen Institut für Pathologie Krankenhaus Düren gGmbH Roonstr. 30 52351 Düren

Prof. Dr. med. Ruth Knüchel Direktorin des Instituts für Pathologie Universitätsklinikum Aachen Pauwelsstr. 30 52074 Aachen

Dr. med. Katharina Lindemann-Docter Institut für Pathologie Universitätsklinikum Aachen Pauwelsstr. 30 52074 Aachen

Prof. Dr. med. Stephan Peter Direktor der Urologischen Klinik Klinikum Darmstadt Grafenstr. 9 64283 Darmstadt

Dr. med. Ines Rathert Institut für Urinzytologie Klinik für Urologie und Kinderurologie Krankenhaus Düren gGmbH Roonstr. 30 52351 Düren

Prof. Dr. med. Peter Rathert Institut für Urinzytologie Rheinort 5 40213 Düsseldorf

Prof. Dr. med. P. Röttger Institut für Pathologie Krankenhaus Düren gGmbH Roonstr. 30 52351 Düren

Prof. Dr. med. Stephan Roth Direktor der Klinik für Urologie und Kinderurologie Lehrstuhl für Urologie der Universität Witten/Herdecke Helios Kliniken Wuppertal Heusnerstr. 40 42283 Wuppertal

Priv.-Doz. Dr. med. Friedhelm Wawroschek Direktor der Klinik für Urologie und Kinderurologie Klinikum Oldenburg Dr.-Eden-Str. 10 26133 Oldenburg

1 1 Geschichte der Urinzytologie

P. Rathert

1.1

Einleitung  – 2

1.2

Geschichte der onkologischen Urinzytologie  – 2

1.3

Bedeutende technische Entwicklungen  – 4

1.4

Entwicklung ergänzender urinzytologischer Methoden  – 6

1.4.1 Automatische Bildanalyseverfahren  – 6

1.4.2 Immunzytologie  – 7



Kapitel 1 · Geschichte der Urinzytologie

1

. Abb. 1.1.  Blatt einer mittelalterlichen Handschrift von 1580 zur Uroskopie: »Vollget hernach vom Harn wie man in urtheilen und Erkenn soll«

1.1

Einleitung

Die Matula – das Glas zur Harnbeschau – war im Mittel­ alter das Erkennungszeichen der Ärzte (. Abb. 1.1) und ist im Emblem der Deutschen Gesellschaft für Urologie, des Berufsverbandes der Deutschen Urologen und der Amerikanischen Gesellschaft für Urologie enthalten. Dies ist auch heute noch ein Hinweis auf die zentrale Bedeutung der Urindiagnostik als ärztliche und insbe­ sondere urologische Untersuchungsmethode. Im Mittel­ alter wurde in erster ­Linie die Farbe und der Geruch des Urins beurteilt (. Abb. 1.2). Da dem Arzt jedoch nicht genügend andere Methoden zur Verfügung standen, entwickelte sich aus der Uroskopie bald eine Uromantie (. Abb. 1.3). Thomas Brian war einer der ersten, die mit kritischen Publikationen die Harnbeschau in Frage stell­ ten (. Abb. 1.4). Erst die wissenschaftliche chemische und mikroskopische Urinuntersuchung im 19. Jahrhun­ dert führte zur erneuten ernsthaften Auseinanderset­

. Abb. 1.2.  Seite aus der Handschrift mit Angaben zur Beurteilung des Harns in der Matula (J.A. Benjamin Collection. Medical Library, University of California, Los Angeles)

zung mit der Urinanalyse als relevanter ­diagnostischer Methode. 1.2



Geschichte der onkologischen Urinzytologie

Die allgemeine Akzeptanz und Entwicklung der Urin­ zytologie hat ähnlich derjenigen vieler anderer subjek­ tiver Untersuchungsmethoden in der Medizin in sehr langfristigen Zeitspannen stattgefunden (Rathert 1987). Bis zur Etablierung der onkologischen Urinzytologie be­ durfte es nahezu eines Jahrhunderts. 1843 berichtete Dr. Julius Vogel aus Göttingen erst­ mals über ein Verfahren, das ein Jahrhundert später un­ ter dem Begriff der exfoliativen Zytologie populär wurde (Grunze u. Spriggs 1983). Die Diagnosestellung erfolgte hierbei aufgrund des zytologischen Befundes, da keine histologische Gewebeuntersuchung möglich war. Bei

1.2 · Geschichte der onkologischen Urinzytologie



. Abb. 1.3.  Harnbeschau und Arztembleme des 8. Jahrhunderts: »Uroskopie« (Museo Nat. Art Sanitaria, Roma)

einem Patienten mit einem palpablen Tumor im Kiefer­ winkelbereich bildete sich ein sekretproduzierender retro­aurikulärer Fistelgang aus. Die zytologische Unter­ suchung des exfoliierten zellhaltigen Sekrets ergab dann den Verdacht auf ein malignes Geschehen, das sich im weiteren Krankheitsverlauf bestätigte. Es war V.D. Lambl (. Abb. 1.5), der im Jahre 1856 erstmalig die Urindiagnostik als onkologische Urinzytologie anwandte. Seine Priorität belegt zu haben, ist das Ver­ dienst von Grunze u. Spriggs (1983). Bisher wurde San­ ders (1864) zuerkannt, als erster mikroskopisch Blasen­ karzinomzellen im Urin nachgewiesen zu haben, in den USA wird fälschlicherweise auch Ferguson (1892) als In­ augurator der Urinzytologie genannt. Vilém Dusan Lambl, 1824 in Letina (bei Pilsen) ge­ boren, wurde bekannt durch die von ihm entdeckten und dann nach ihm benannten Infektionserreger Giardia lamblia (früher Lamblia intestinalis). Seine historische Arbeit über die zytologische Diagnose des Blasenkarzi­ noms (. Abb. 1.6 a, b), steht isoliert in seinem Gesamt­ werk und wurde nicht vertieft. Die geringe Resonanz ist möglicherweise auf die damals weitgehend fehlenden therapeutischen Konsequenzen beim Blasenkarzinom zurückzuführen (Rathert 1987).

. Abb. 1.4.  »Der Wahrsager aus dem Urin«. Titelseite einer mittelalterlichen Handschrift zur Uroskopie und Uromantie von 1637 (Thomas Brian)

Interessant ist die Publikation nicht nur, weil sie Lambls Priorität auf dem Gebiet der onkologischen Urin­ zytologie begründet, sondern darüber hinaus auch den Terminus der Diagnostik am Krankenbett verwendet (. Abb. 1.6 a), ein Begriff, der erst später wieder als »bedside diagnosis« aktualisiert wurde. Weiterhin ver­ weist Lambl auf verschiedene Methoden der Uringewin­ nung, u. a. auch auf die Blasenlavage, und auf die Mög­ lichkeit der Urinkonservierung durch Ansäuerung und Kühlung des Materials. Nicht zuletzt muss die Arbeit von Lambl als zukunftsweisend gewertet werden, da er dem Mikroskop zur Diagnosefindung eine wichtige Rolle zu­ erkennt: »Das Mikroskop baut zwar eine Wissenschaft auf, die für den Kliniker nicht in allen ihren Details notwendig ist; wenn aber irgendwo seine Zuhilfenahme dringend geboten wird, so ist es bei der Harnuntersuchung der Fall, wo erst eine sichere Diagnose die einzuschlagende Therapie bestimmt« (Lambl 1856).

1



Kapitel 1 · Geschichte der Urinzytologie

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. Abb. 1.5.  Vilém Dusan Lambl (1982–1985). Erstbeschreiber von Tumorzellen im Urin

Der entscheidende Durchbruch der onkologischen Urin­ zytologie erfolgte dann mit der grundlegenden Arbeit von Papanicolaou u. Marshall aus dem Jahre 1945. Sie führte zu einer schrittweisen Aufnahme der Urinzyto­ logie in die urologische Routinediagnostik. Dieser Vor­ gang, der in den angelsächsischen Ländern seit langem abgeschlossen ist, beinhaltet, dass die Urinzytologie jetzt auch in Deutschland Bestandteil des Weiterbildungska­ taloges für das Fachgebiet Urologie ist und in die Leit­ linien für das Urothelkarzinom aufgenommen wurde. 1.3



Bedeutende technische ­ Entwicklungen

Die klinische Zytologie und die Urinzytologie wurden Mitte des 19. Jahrhunderts in die Medizin eingeführt. Vorausgegangen waren über 200 Jahre technischer Erfin­ dungsgeist, um die instrumentelle Voraussetzung in Form des Mikroskops zu schaffen. Obgleich Francesco Fontana 1646 vorgab, 1618 das erste Mikroskop konstruiert zu haben (Singer 1914), wird heute allgemein die Priorität dem Linsenschleifer Hans

Janssen und seinem Sohn Zacharias aus Middelburg zu­ erkannt (Turner 1980, Grunze u. Spriggs 1983). Ihr in Anlehnung an das Teleskop Galileis konstruiertes Mikro­ skop hatte eine bikonkave Okular und eine bikonvexe Objektivlinse und ergab eine 60-fache Vergrößerung. Den Begriff microscopium hat nach Dittrich (1971) De­ mesianos, ein Mitglied der Accademia dei Lincei (Roma), geprägt. Weitere Voraussetzung für eine effektive visuelle Zell­ analyse ist neben der optischen Vergrößerung eine aus­ reichende Kontrastierung des Objektes. Deshalb begann man schon sehr früh, verschiedenste Farbstoffe einzuset­ zen. Bereits Anthony van Leeuwenhoek (1632–1723), einer der großen Gelehrten der frühen Mikroskopie und mit seinem Schüler Johan Ham Erstbeschreiber von Spermatozoen (1677), versuchte, mit Safran Färbungen zu erzielen (Grunze u. Spriggs 1983). Die Entdeckung der polychromatischen Färbeeigen­ schaften von Methylenblau durch Romanowsky (1891) hatte dann weitreichende Folgen. Anfang des 20. Jahr­ hunderts war es Quensel (1918), der erstmals die Me­ thylenblaufärbung zur Sofortzytologie von Urinsedi­ menten nutzte und damit 7 von 12 Papillomen und 8 von 13 Blasenkarzinomen urinzytologisch diagnostizierte (. Abb. 1.7). Einige Jahre zuvor hatte Giemsa seine nach ihm be­ nannte und noch heute weitverbreitete Färbung luftge­ trockneter Präparate vorgestellt (Giemsa 1910). Das für die automatischen Bildanalyseverfahren auch gegenwär­ tig noch weitverbreitete und wegen der homogenen – und damit apparativ messbaren – Anfärbung der Nukleinsäu­ ren geeignete Färbeverfahren nach Feulgen wurde von diesem im Jahre 1924 vorgestellt. Der entscheidende Im­ puls zur Etablierung der Urinzytologie als Routinedia­ gnostikum kam 1942 von Papanicolaou (. Abb. 1.8), als er seine noch heute als urinzytologische Standardfärbung akzeptierte Alkoholfärbung vorstellte. Trotz der sich entwickelnden Färbeverfahren war in den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts eine gewisse me­ thodische Erstarrung der Lichtmikroskopie eingetreten (Breinl 1979). Die Entdeckung der Phasenkontrastmikroskopie durch den holländischen Physiker Frits Zernike (1934), für die er im Jahre 1953 den Nobelpreis erhielt, eröffnete schlagartig neue Möglichkeiten. In seiner Rede anlässlich der Verleihung des Nobelpreises beschreibt Zernike seine unerwartete Entdeckung: »Etwa 1930 hatte unser Laboratorium ein großes Konkavgitter erhalten, um es in eine Runge-Paschen-Anordnung einzubauen. Das gestreifte Aussehen der Oberfläche wurde bald gefunden. Aber da sich das Gitter 6 m vom Auge entfernt befand, stellte ich ein kleines,

6

1.3 · Bedeutende technische Entwicklungen

1



a

b . Abb. 1.6a.  Titelseite der historischen Publikation von V.D. Lambl aus dem Jahre 1856, in der er nicht nur erstmals Tumorzellen im Urin beschrieb, sondern auch den später als »bedside diagnosis« aktualisierten Begriff der »Diagnostik am Krankenbette« benutzte. b Lithographische Tafel nach Originalzeichnungen von Lambl aus dem Jahre 1856. Sie demonstrieren nicht nur das zeichnerische Talent, sondern auch die Sorgfalt der Beobachtung und Dokumentation

. Abb. 1.7.  Quensel publizierte im Jahre 1918 erstmals Abbildungen von Blasentumoren, die er mit Methylenblau gefärbt hatte und selber zeichnerisch dokumentierte



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Kapitel 1 · Geschichte der Urinzytologie

auf das Gitter gerichtetes Fernrohr auf. Da trat das Unerwartete ein. Die Streifen waren ganz klar zu sehen, verschwanden aber, sobald das Fernrohr genau auf die Gitteroberfläche fokussiert wurde!« (Zernike 1953).

Der Phasenkontrasteffekt (7 Kap. 7) war entdeckt. Ob­ wohl das Verfahren für die onkologische Urinzytologie heutzutage eine untergeordnete Rolle einnimmt, ist es bei der Erythrozytenmorphologie (7 Kap. 10) von unverän­ derter Aktualität. Da die Exfoliation von Urothelien in den Urin meis­ tens gering ist und somit infolge des Verdünnungseffektes eine geringe Zellausbeute resultiert, war man lange Zeit auf der Suche nach einer praktikablen und effektiven ­Methode der Zellanreicherung. Gegen Ende des 19. Jahr­ hunderts wurden die Sedimentiergläser durch Zentri­ fugen ersetzt, die zunächst manuell und später dann elek­ trisch betrieben wurden (. Abb. 1.9 a, b). Einen wich­ tigen Impuls, die Zentrifugation und damit die Zell­konzentration und diagnostische Sicherheit noch effek­tiver zu erreichen, gaben Solomon et al. (1958), als sie

. Abb. 1.8.  Briefmarke (Zypern) zu Ehren von Dr. G. Papanicolaou und seiner Ehefrau, den Inauguratoren der auch heute noch als urinzytologische Standardfärbung anerkannten alkoholischen Papanicolaou-Färbung

die Membranfiltertechnik vorstellten. Durch Unterdruck­ filtration erzielte man eine Abscheidung der Urothelien auf einen Filter, der anschließend auf den Ob­jektträger abgeklatscht und weiter verarbeitet werden konnte. Nachfolgend wurde eine Vielzahl praktikabler Alterna­ tiven entwickelt. Automation im Sinne der Zytozentri­ fugen und die Dünnschichttechnik (Thinlayer) sind bei großen Fallzahlen oder speziellen Fragestellungen Rou­ tine geworden (7 Kap. 7). 1.4



Entwicklung ergänzender ­ urinzytologischer Methoden

1.4.1

Automatische Bildanalyseverfahren

Während der Untersucher bei der konventionellen Zyto­ logie wie bei den meisten medizinischen Untersuchungs­ methoden deskriptiv mit subjektiv beeinflussten Schätz­ werten arbeitet, deren Grundlage sein Erfahrungswissen ist, versuchen die Bildanalyseverfahren eine automati­ sierte Erfassung messtechnisch quantifizierbarer Eigen­ schaften der Zellen. Ziel dieser Quantifizierung ist eine Objektivierung und Reproduzierbarkeit. Im Gegensatz zu den insbesondere in der Histologie angewandten halbautomatischen Systemen, bei denen mit Hilfe eines Messblattes und eines Elektrostiftes eine planimetrische Flächenanalyse stattfindet, konzentrieren sich die urinzytologischen Bemühungen auf vollautomatische Systeme (Nafe u. Frohneberg 1989). Das Prinzip besteht in einer automatischen Zytometrie des DNS-Ge­ haltes der Zellen im Sinne einer Densitometrie. Grund­ lage dieser Bemühungen ist die Erkenntnis, dass mit der malignen Transformation der Zellen eine charakteris­ tische Veränderung des DNS-Verteilungsmusters statt­ findet. Die aktuellen Forschungsschwerpunkte konzentrie­ ren sich auf zwei unterschiedliche Systeme. Während ein Teil der Systeme (Durchflusszytometrie, mikroskoppho­ tometrische Messsysteme) eine gesamte Zellpopulation untersuchen und am Ende eine statistisch ermittelte zen­ trale Tendenz als Endresultat ausgibt, arbeiten andere Verfahren interaktiv. Hierbei werden die qualitativen Er­ fahrungen des Zytologen mit automatischen Messverfah­ ren kombiniert. Der Untersucher sortiert nach eigenen Kriterien verdächtige Zellen aus, die dann zusätzlich ob­ jektiv-quantifizierbar vermessen werden (TV-Bildzyto­ metrie, Quantitative Fluoreszenz-Bildanalyse). Die ersten Impulse zur apparativen Zelldiagnostik gingen in Deutschland von dem Freiburger Pathologen W. Sandritter aus (Sandritter et al. 1960). Die Grundlagen der Zytophotometrie wurden jedoch bereits in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts gelegt. Hierzu zählt Sand­

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1.4 · Entwicklung ergänzender urinzytologischer Methoden

b

a . Abb. 1.9a, b.  Anfänge der Zellanreicherung. a Sedimentierglas. (Aus Daiber 1906). b Manuell angetriebene Zentrifuge. (Aus Laache 1914)

ritter die biophysikalischen Untersuchungen Köhlers (1904), der mit ultraviolettem Licht mikrophotogra­ phische Messungen vornahm, und die biochemischen Färberesultate Feulgens (Feulgen u. Rossenbeck 1924). Die Synthese dieser Einzelerkenntnisse in Form von Messungen zuvor angefärbter Nukleinsäuren führte zu der neuen Methode der quantitativen Zellmessung im Jahre 1936 durch Caspersson. Die Entwicklung des insbesondere bei wissenschaft­ lichen Fragestellungen der Urinzytologie etablierten Ver­ fahrens der Durchflusszytometrie (Flow-Zytometrie) geht auf Lagercrantz zurück, der 1948 erstmals einen Photo­ detektor zur Zellzählung im flüssigen Medium benutzte. Da bei dem automatisierten Messverfahren große Zell­ populationen gemessen werden müssen, konnte die Rea­ lisierung praktikabler Messanordnungen jedoch erst erfol­ gen, als Kamentsky 1965 ein ultraschnelles Gerät entwi­ ckelte, das in einigen Minuten DNS-Messungen von etwa 30 000 Zellen ausführte. Die ersten Durchflussverfahren wurden dann 1969 in den USA von Van Dilla et al. und 1971 in Deutschland von Göhde u. Dittrich durchgeführt und von Böcking weiter entwickelt. (Tribukait u. Gustafson

1980). Der technische und personelle Aufwand ist sehr groß. In der Urinzytologie haben sich diese Verfahren da­ her nicht im großen Stile bisher durchsetzen können. 1.4.2

Immunzytologie

Seit der Entdeckung der Radioaktivität durch Henri Bec­ querel im Jahre 1896 und den Arbeiten des ungarischen Chemikers George C. de Hevesy über Radioindikatoren hat das Konzept, speziell markierte Moleküle zur Dia­ gnose und Behandlung von Krankheiten zu entwickeln, viele Wissenschaftler und Ärzte beschäftigt (La France et al. 1985). Auch in der Urinzytologie ist es ein erstrebtes For­ schungsziel, an Urotheltumoren solche Antigenstruk­ turen zu entdecken, die die Tumorzellen spezifisch und selektiv von nichtneoplastischen Urothelien unterschei­ den. Im Jahre 1949 wandte Pressman als erster die Isoto­ penmarkierung mit Antikörpern an und demonstrierte später deren Lokalisation in Säugetiertumoren. Die Su­ che nach tumorspezifischen Antigenstrukturen wurde in



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Kapitel 1 · Geschichte der Urinzytologie

den nachfolgenden Jahrzehnten mit heterologen Anti­ seren zu realisieren versucht. Wegen der unzureichenden Spezifität dieser polyvalenten Antiseren und den damit verbundenen Kreuzreaktionen blieb die Suche jedoch weitgehend erfolglos. Als geradezu revolutionär wurde dann die Veröffent­ lichung von Köhler u. Milstein aus dem Jahre 1975 auf­ genommen, in der sie ein Verfahren vorstellten, Anti­ körper von prädefinierter Spezifität in unbegrenzter Anzahl herzustellen. Diese monoklonalen Antikörper führten auch in der Urinzytologie zu einem Innova­ tionsschub und der Entwicklung vieler gegen Urothel­ tumoren gerichteter Antikörper. Da es allerdings noch nicht gelungen ist, ­einen tumorspezifischen Antikörper zu entdecken, sodass man heutzutage von tumorassozi­ ierten Antigenen spricht, bedarf es noch weiterer histo­ rischer Entwicklungen, um das von Paul Ehrich prokla­ mierte »magische Geschoss« zu finden. Die fluoreszenz­ technische Markierung spezieller Chromosomen (FISH) ist ein weiterer Schritt in der morphologischen Darstel­ lung verdächtiger Strukturen. Auch hier muss sich der klinische Nutzen im Verhältnis zu den Kosten noch ve­ rifizieren (7 Kap. 9). Literatur Breinl H (1979) Die Phasenkontrastmikroskopie als morphologische Untersuchungsmethode in Biologie und Medizin. In: Witte S, Ruch F (Hrsg) Moderne Untersuchungsmethoden in der Zyto­logie, 2. Aufl. Witzstrock, Baden-Baden Köln New York, S 3–19 Caspersson 0 (1936) Quantitative cytochemical studies on normal malignant, premalignant and atypical cell populations from the human uterine cervix. Scand Arch Physiol 73: 8 Daiber A (1906) Mikroskopie der Harnsedimente, 2. Aufl. Bergmann, Stuttgart Dittrich M (1971) Hauptetappen der mikroskopischen Forschung. Jenaer Rundschau 4: 211 Ferguson F (1892) The diagnosis of tumors of the bladder by microscopical examinations. Proc New York Pathological Soc, p 71 Feulgen F, Rossenbeck H (1924) Der mikroskopisch-chemische Nachweis einer Nukleinsäure vom Typus der Thymusnukleinsäure und darauf beruhende elektive Färbung von Zellkernen in mikroskopischen Präparaten. Hoppe-Seylers Z Physiol Chem 135: 203 Giemsa G (1910) Über eine neue Schnellfärbung mit meiner AzurEosin-Lösung. Münchner Med Wochenschr 47: 2476 Göhde W, Dittrich W (1971) Impulsfluorometrie – ein neuartiges Durchflußverfahren zur ultraschnellen Mengenbestimmung von Zellinhaltsstoffen. Acta Histochem [Suppl] 10: 42 Grunze H, Spriggs AI (1983) History of clinical cytology: A selection of documents, 2. Aufl. G-I-T Verlag, Darmstadt

Kamentsky LA (1965) Spectrophotometer: New instruments for ultrarapid cell analysis. Science 150: 630 Köhler A (1904) Mikrophotographische Untersuchungen mit ultraviolettem Licht. Z Wiss Mikr 21: 129, 273 Köhler G, Milstein C (1975) Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity. Nature 265: 495 Laache S (1914) Klinsk Urin-Analyse. Steen’ske Bogtrykkeri OG Forlag La France ND, Donner MW, Larson S, Scheffel U (1985) Diagnostische Anwendung monoklonaler Antikörper. Dtsch Med Wochenschr 110: 651 Lagercrantz C (1948) Photo electric counting of individual micro­ scopic plant and animal cells. Nature 161: 25 Lambl VD (1856) Über Harnblasenkrebs. Ein Beitrag zur mikroskopischen Diagnostik am Krankenbette. Prager Vierteljahresschr Heilk 49: 1–32 Nafe R, Frohneberg D (1989) Automatische histologisch-zytologische Bildanalyseverfahren an den Organen des Urogenitaltraktes. Urologe [A] 28: 163 Papanicolaou GN (1942) A new procedure for staining vaginal smears. Science 95: 438 Papanicolaou GN, Marshall V (1945) Urine sediment smears as diagnostic procedure in cancer of the urinary tract. Science 101: 500 Pressman D (1949) The zone of activity of antibodies as determined by the use of radioactive tracers. Ann NY Acad Sci 11: 203 Quensel U (1918) Untersuchungen über die Morphologie des organisierten Harnsediments bei Krankheiten der Nieren und der Harnwege und über die Entstehung von Harnzylindern. Sonderabdruck aus Nord Med Ark 50: 319. Nordstedt & Söner, Stockholm Rathert P (1987) Onkologische Urinzytologie 1854: VD Lambl (18241895) Mitteilungen der Dtsch Ges Urol 3: 41 Romanowsky D (1891) Zur Frage der Parasitologie und Therapie der Malaria. Med Wochenschr (St. Petersburg) 16: 297 Sanders WR (1864) Cancer of the bladder. Edinburgh Med J 10: 273 Sandritter W, Cramer H, Mondorf W (1960) Zur Krebsdiagnostik an vaginalen Zellausstrichen mittels cytophotometrischer Messungen. Archiv für Gynäkologie 192: 93 Singer C (1914) Notes on the early history of microscopy. Proc Roy Soc Med 7/2: 247 Solomon C, Amelar RD, Hyman RM, Chaiban R, Europa DL (1958) Exfoliated Cytology of the urinary tract: a new approach with reference to the isolation of cancer cells and the preparation of slides for study. J Urol 80: 374 Tribukait B, Gustafson H (1980) Impulscytophotometrische DNSUntersuchungen bei Blasenkarzinomen. Onkologie 6: 278 Turner GL‘E (1980) Essays on the history of the microscope. Senecio, Oxford Van Dilla MA, Trujillo TT, Mullaney PF, Coulter JR (1969) Cell microfluorometry: A method for rapid fluorescence measurements. Science 163: 1213 Zernike F (1934) Beugungstheorie des Schneidenverfahrens und seiner verbesserten Form, der Phasenkontrastmethode. Physika [I] 18: 689 Zernike F (1953) Wie ich den Phasenkontrast entdeckte. Nobelvortrag 1953. Phys Blätter [II] 159

2 2 Indikationen zur Urinzytologie

P. Rathert, S. Roth

2.1

Einleitung  – 10

2.2

Ursachen des weiten Indikationsspektrums der Urinzytologie  – 10

2.2.1 Urinzytologie als flächendeckende Urotheldiagnostik  – 10 2.2.2 Hohe Treffsicherheit der konventio­nellen Urinzytologie (High grade)  – 10 2.2.3 Therapiekontrolle nach operativer Therapie  – 11 2.2.4 Urinzytologie und Hämaturie  – 12 2.2.5 Urinzytologie und Medikamentenabusus  – 12 2.2.6 Urinzytologie und Karzinogenexposition  – 12 2.2.7 Sonstige Indikationen zur Urinzytologie  – 13

10

Kapitel 2 · Indikationen zur Urinzytologie

2.1

2

Einleitung

Die Krebsstatistiken nicht nur der industrialisierten Re­ gionen belegen eine weiter zunehmende Inzidenz uro­ thelialer Tumoren (7 Kap. 4). Als wesentliche Voraussetzungen für eine effektive Thera­pie gilt auch bei diesen Malignomen eine früh­ zeitige Diagnosestellung des Primär- wie auch des Rezi­ divtumors (. Übersicht 2.1). Deshalb kommt der Urin­ zytologie als ­nichtinvasiver Untersuchungsmethode eine herausragende Bedeutung zu. Übersicht 2.1.  Indikationen zur Urinzytologie 4 4 4 4

4

4

4 4

Mikro- und Makrohämaturie Ungeklärte Algurie Ungeklärte Dysurie Urotheltumor: – Verdacht – primäre Diagnostik Postoperative Urotheltumornachsorge: – nach transurethraler Tumorresektion – Verlaufskontrolle der Instillationstherapie – Spülzytologie des Urethrastumpfes nach ­Zystektomie – nach supravesikaler Harnableitung – nach Anlage einer Darmersatzblase Screening von Risikopatienten: – Analgetika (Phenacetin) Abusus – berufliche Kanzerogenexposition – Nikotinabusus – nach Strahlentherapie im pelvinen Bereich (­gynäkologische Tumoren, Prostatakarzinom) Verdacht auf vesikoenterale Fisteln Penetrierend wachsende extraurologische ­Tumoren

2.2

Ursachen des weiten Indikations- spektrums der Urinzytologie

2.2.1

Urinzytologie als flächendeckende Urotheldiagnostik







Da mehr als 95% aller urothelialen Karzinome an der Schleimhautoberfläche entstehen, werden sie durch die Abschilferung (Exfoliation) von Tumorzellen in den Urin nachweisbar. Bedeutsam ist dieser flächendeckende As­ pekt der Urinzytologie insbesondere bei Dysplasien, flach wachsenden Tumorarealen und dem Carcinoma in situ, die einer endoskopischen, uroradiologischen und punk­ tuell-bioptischen Diagnostik entgehen (. Abb. 2.1).

2.2.2



Hohe Treffsicherheit der konventio­- nellen Urinzytologie (High grade)

Mit der konventionellen Urinzytologie können etwa 70% aller Urothelkarzinome diagnostiziert werden (Esposti et al. 1978, Murphy et al. 1986, Rübben et al. 1989, Koss 2006). Diese rein numerisch zunächst relativ niedrig erschei­ nende Treffsicherheit geht hauptsächlich zu Lasten der biologisch wenig aggressiven, hochdifferenzierten Urothel­ tumoren, die in weniger als 50% der Fälle erkannt werden. Die von diesen Tumoren exfoliierten Zellen haben häufig nur geringe morphologische Malignitätskriterien im Sinne einer fehlenden Pathoanatomie. Zudem ist diese Unterscheidung von reaktiv bedingten Zellveränderungen in­folge von Infekten oder Steinen ebenso wenig möglich wie eine Differenzierung gegenüber leichten Urotheldys­ pla­sien. Letztere haben jedoch für den Patienten keinen Krankheitswert (Jakse et al. 1986). Da die hochdifferen­ zierten Urothel­tumoren in weniger als 2% invasiv wach­ sen (Seitz et al. 2005) und als Exophyten einfach zu dia­ gnostizieren sind, hat die unzureichende Treffsicherheit der konventionellen Urinzytologie bei diesen Tumoren keine wesentliche klinische Bedeutung (Murphy 2006). Dagegen ist die Tumorerkennungsrate, d. h. die Sensi­ tivität der konventionellen Urinzytologie bei den häufig invasiv wachsenden mittelgradig (G II) und entdifferen­ zierten Urotheltumoren (High grade) sehr hoch. Sie beträgt für die entdifferenzierten Urotheltumoren 85‒90% und für das Carzinoma in situ nahezu 100% (Jakse et al. 1986, Koss 2006, Murphy 2006). Die Spezifität, also der Prozentsatz richtig negativer Befunde, liegt zwischen 78 und 95%. Die klinische Relevanz der hohen Sensitivität der kon­ ventionellen Urinzytologie bei entdifferenzierten Urothel­ tumoren lässt sich exemplarisch anhand des Carcinoma in situ aufzeigen (. Abb. 2.1). Diese Wuchsvariante des Uro­ thelkarzinoms kann als Begleitkarzinom hochdifferen­ zierter Tumoren auftreten und bedingt im weiteren Ver­ lauf eine deutlich verschlechterte Prognose (Althausen et al. 1976). Da das Carcinoma in situ jedoch klinisch fast stumm ist und der (Weißlicht-)Zystoskopie meist entgeht, kommt der über 90%igen zytologischen Erkennungsrate eine wegweisende Bedeutung zu. Als Konsequenz einer entsprechenden präoperativen zytologischen Diagnose müssen bei der Tumorresektion multiple Biopsien der Blasenschleimhaut unabhängig von dem primär sicht­ baren, exophytischen Tumorareal entnommen und eine subtile Abklärung der ­oberen Harnwege vorgenommen werden. Umgekehrt kann eine routinemäßig durchge­ führte Biopsie im Rahmen einer Tumorresektion keines­ falls die zytologische Zusatzdiag­nose ersetzen, da im Ver­ gleich zu der flächendeckenden Zytologie mit der Biopsie nur ein geringer Prozentsatz des Urothels erfasst wird.

2.2 · Ursachen des weiten Indikationsspektrums der Urinzytologie

11

. Abb. 2.1.  Während zystoskopisch lediglich die exophytischen ­Tumoren zu identifizieren sind, können mit der Urinzytologie auch ­ xfoliierte Zellen flach wachsender Dysplasien und/oder Karzinome diagnostiziert werden. (Modifiziert nach Hofstädter) e

Harving et al. (1988) konnten zeigen, dass die Zytologie ein gleichzeitig bestehendes Carcinoma in situ sensitiver als multiple Biopsien erkennt. 2.2.3





Therapiekontrolle nach operativer Therapie

Die Verlaufskontrolle operativ behandelter Urotheltu­ moren variiert entsprechend der Vielfältigkeit der mög­ lichen operativen Verfahren. Das Spektrum reicht von der Urinzytologie nach transurethraler Blasentumorre­ sektion hinsichtlich eventueller Residual- oder Rezidiv­ tumoren in der Blase und im oberen Harntrakt über die Urethraspülzytologie nach radikaler Zystoskopie bis zur zytologischen Kontrolle nach erfolgter supravesikaler Ableitung oder Anlage einer Darmersatzblase. Urinzytologie nach transurethraler Tumorresektion Eine transurethrale Tumorresektion führt zu deutlichen reaktiv-degenerativen Urothelveränderungen, die eine zyto­logische Beurteilung erschweren. Obwohl bereits 3 Tage nach einer Blasentumorresektion evtl. verblie­ bene Tumoren zyto­logisch zu erkennen sind (Müller et al. 1985), hat sich ein zeitliches Intervall von mindestens 7 Tagen zwischen Operation und zytologischer Kontrol­ le zur Optimierung der Lesbarkeit der Präparate und zur Erhöhung der Treffsicherheit bewährt.

Urinzytologie des Urethrastumpfes nach Zystektomie und Darminterponaten Die Inzidenz eines Rezidivkarzinoms des Urethra­ stumpfes nach erfolgter radikaler Zystektomie beträgt 4% (Cordonnier u. Spjut 1962) bis 18% (Gowing 1960). Da die Heilungschance der Rezidivtumoren des Urethralstumpfes mit dem Auftreten einer klinischen Symp­tomatik gering ist (Schellhammer u. Whitemore 1976), wurde immer wieder die prophylaktische Ureth­ rektomie in Kombination mit der Zystektomie gefordert. Da sich dieses Vorgehen jedoch nur bei speziellen Indi­ kationen wie beim Carcinoma in situ etablieren konnte, stellt sich das Problem einer effektiven Nachsorge. Die ungenügende Sensitivität der Urethroskopie als aus­ schließlicher Nachsorgemaßnahme zeigten Schellham­ mer u. Whitemore (1976), die nur die Hälfte der 24 Re­ zidivtumoren endoskopisch erkannten. Somit kommt der Spülzytologie der Urethra – auch ­unter dem Aspekt der minimalen Invasivität – eine wichtige Bedeutung zu. Obwohl die Beurteilung der zy­ tologischen Präparate aufgrund der reaktiven Verände­ rungen infolge Spül­irritationen mitunter schwierig ist, hat sie sich als effektiv erwiesen (Hermansen el 1988). Rein technisch sollte eine Spülung mittels eines dünnlumigen Einmalkatheters gegenüber einer exter­ nen Oliven­applikation im Meatus-urethrae-Bereich ­be­ vorzugt werden, um genügend Zellmaterial aus dem relevanten Bereich der proximalen Urethra zu erhalten (7 Kap. 7).

2

12

Kapitel 2 · Indikationen zur Urinzytologie

Hinweis

2

4 Die Hämaturie ist unabhängig von der Aus­ prägung (Mikro- oder Makrohämaturie) das ­führende Leitsymptom urothelialer Karzinome. Aufgrund der Exfoliation von Tumorzellen in den Urin und der hohen Treff­sicherheit ihres zytologischen Nachweises sollte die Urinzytologie die Standarduntersuchung bei der Hämaturieabklärung sein, wie dies in den Leitlinien der Ame­ri­ kanischen Gesellschaft für Urologie bereits berücksichtigt ist. 4 Eine glomeruläre Blutungsgenese ist aufgrund ­charakteristischer Veränderungen der Erythrozytenmorphologie urinzytologisch mit einer über 90%igen Sensitivität und Spezifität diagnostizierbar. Eine Beurteilung ist im Rahmen der onkologischen Urinzytologie ohne spezielle Färbe- oder Mikroskopieeinrichtungen möglich (7 Kap. 10).

Nach supravesikaler Harnableitung oder Anlage ­einer Darmersatzblase sollte mindestens einmal jährlich eine urinzytologische Untersuchung er­ folgen.

Urinzytologie während intravesikaler Chemo-/Immun-Prophylaxe Die durch die intravesikale Chemo- bzw. Immunthera­ pie bedingten reaktiven zytomorphologischen Verände­ rungen erschweren eine zytologische Verlaufskontrolle erheblich (Roth u. Rathert 1989). Sie stellt jedoch nicht nur in An­betracht des Mangels sonstiger nicht invasiver Maßnahmen eine wichtige Indikation der onkologischen Urinzy­tologie dar. ! Die bisher eingeführten urinzytologischen ­Marker (7 Kap. 9) sind in dieser Situation kontra­ inidiziert.

In einer Verlaufsstudie bei 65 mit BCG instillierten Pa­ tienten zeigten Bretton et al. (1989), dass die Tumor­ freiheit (Spezifität) bei 36 Patienten 3 Monate nach The­ rapie von der konventionellen Zytologie in 81% (29/36) der Fälle richtig erkannt wurde. Die parallel durchge­ führte Durchflusszytometrie als automatisches Bildana­ lyseverfahren erreichte lediglich eine Spezifität von 56% (20/36). 2.2.4

Urinzytologie und Hämaturie

Eines der häufigsten diagnostischen Probleme, mit dem der Urologe konfrontiert wird, ist die Hämaturie (7 Kap. 10). Problematisch ist weniger die Makrohämaturie des älte­ren Patienten, die obligatorisch als Signum male ominis betrachtet werden muss und einen sorgfältigen Karzi­nomausschluss erfordert, sondern vielmehr die ­persistierende Mikro­hämaturie insbesondere jüngerer ­Pa­tienten. Hinweis

Warum ist die konsequente Nutzung der Urin­ zytologie im Rahmen der Hämaturie­abklärung sinnvoll? 4 Nur mittels der mikroskopischen Analyse gelingt die Unterscheidung zwischen einer »echten« und ­einer »scheinbaren«, z. B. durch Farbstoffe, Medikamente oder einer Hämolyse bedingten Hämaturie. 6

2.2.5



Urinzytologie und Medikamentenabusus

Die ersten Berichte aus Schweden im Jahre 1969 über den Zusammenhang zwischen chronischem Analgetikaabu­ sus und Urotheltumoren des Nierenbeckens wurden skeptisch aufgenommen (Rathert et al. 1975). Zahlreiche kasuistische, pharmakologische und epidemiologische Studien haben jedoch zeigen können, dass insbesondere ein exzessiver Phenacetinabusus (mehr als 5 kg) nicht nur zu renalen Papillennekrosen führt, sondern insbesondere auch für die Induktion eines Urothelkarzinoms nach einer mittleren Latenzzeit von 22 Jahren verantwortlich sein kann (Rathert et al. 1975, Porpaczy u. Schramek 1981). Obwohl inzwischen Phenacetin als Zusatz zu Analge­ tikamischpräparaten untersagt wurde, bleibt die urinzy­ tologische Kontrolle von Patienten mit zurückliegendem Abusus auch in Zukunft erforderlich. Zudem muss abge­ wartet werden, inwiefern ein Austausch des Phenacetins gegen Paracetamol eine Problemlösung darstellt, da dem Para­cetamol nahezu alle Metabolisierungswege des Phe­ nacetins offenstehen (Rathert 1987). 2.2.6



Urinzytologie und Karzinogenexposition

Seit Ludwig Rehn 1895 auf den Zusammenhang zwischen papillären Blasentumoren und einer Exposition mit Ani­ linfarbstoffen hinwies, wird die Frage möglicher exogener und endogener Karzinogene im Urin geprüft (7 Kap. 4).

2.2 · Ursachen des weiten Indikationsspektrums der Urinzytologie

Als sog. exogene Karzinogene urothelialer Tumoren sind die aromatischen Amine Alphanaphtylamin und Para­amino­diphenyl, die aus Intermediärprodukten in der Farbstoff-, Textil-, Leder- und Gummiindustrie ent­ stehen, bekannt. Diese Tatsache hat zu der Anerkennung des Blasen­ tumors als Berufskrankheit bei einer Tätigkeit in entspre­ chenden Betrieben geführt. Konsequenterweise werden von den Berufsgenossenschaften als arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen bei Personenkreisen, die regel­ mäßig aromatischen Nitro- oder Aminoverbindungen ausgesetzt sind, zytologische Untersuchungen des Urin­ sedimentes vorgeschrieben (G 33-Berufsgenossenschaft­ liche Grundsätze 1981). Diese sollen je nach Vorbefund alle 6‒12 Monate durchgeführt werden. Eine erhöhte Inzidenz an Urotheltumoren bedingt auch ein erhöhter Zigarettenkonsum. Weiterhin bedürfen Patienten nach Chemotherapie, Strahlentherapie im Be­ ckenbereich (gynäkologische Tumoren, Prostatakarzi­ nom) einer langjährigen Kontrolle (7 Kap. 4). 2.2.7



Sonstige Indikationen zur Urinzytologie

Vesikoenterale Fisteln Der diagnostische Nachweis vesikoenteraler Fisteln ist ­oftmals schwierig. Trotz eleganter uroradiologischer Verfahren (Roth u. Rathert 1988) kann die Urinzytologie hilfreich sein, da auch zystoskopisch in maximal 40% eine Fistel­lokalisation gelingt. Typischerweise findet man neben allgemein entzündlichen Urinbestandteilen viele koliforme Bakterien und Faserbestandteile aus un­ verdauten pflanzlichen Essensresten und gelegentlich auch Darm­epithelien. Penetrierend wachsende extraurologische ­Tumoren Auch wenn die Differenzierung nichturothelialer ma­ ligner Zellen urinzytologisch kaum möglich ist, können im Falle eines extraurologisch penetrierend wachsenden Tumors zumindest pathologisch verdächtige Zellen er­ kannt werden. In Einzelfällen können hieraus Rückschlüs­ se auf therapeutische Konsequenzen gezogen werden. Literatur Althausen AF, Prout GR, Daly JJ (1976) Non-invasive papillary carcinoma of the bladder associated with carcinoma in situ. J Urol 116: 575 Berufsgenossenschaftliche Grundsätze für arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen, 2. Ausg. (1981). Genter, Stuttgart Bretton PR, Herr HW, Kimmel M, Fair WR, Whitemore WF jr., Melamed MR (1989) Flow cytometry as a predictor of response and pro-

13

gression in patients with superficial bladder cancer treated with bacillus calmette-guerin. J Urol 141: 1332 Cordonnier JJ, Spjut HJ (1962) Urethral occurrence of bladder ­carcinoma following cystectomy. J Urol 87: 398 Esposti PL, Edsmyr B, Tribukait B (1978) The role of exfoliative ­cytology in the management of bladder carci­noma. Urol Res 6: 197 Gowing NFC (1960) Urethral carcinoma associated with cancer of the bladder. Br J Urol 32: 428 Harving N, Wolf H, Melsen F (1988) Positive urinary cytology after tumor resection: an indicator for concomitant carcinoma in situ. J Urol 140: 495 Hermansen DK, Badalament RA, Whitemore WF jr., Fair WF, Mela­ med MR (1988) Detection of carcinoma in the post-cystectomy urethral remnant by flow cytometric analysis. J Urol 139: 304 Hickey DP, Soloway MS, Murphy WM (1986) Selective urethrectomy following cystprostatectomy for bladder cancer. J Urol 136: 828 Jakse G, Hufnagel B, Hofstädter F, Rübben H (1986) Sequentielle Blasenschleimhautbiopsie beim Urothelkarzinom der Harnblase. Verh Dtsch Ges Urol 37: 200 Koss LG, Deitch D, Ramanthan R, Sherman AB (1985) Diagnostic value of cytology of voided urine. Acta Cytol 29: 810 Koss LG, Melamed MR, Kelly RE (1969) Further cytologic and histologic studies of bladder lesions in workers exposed to para­ aminodiphenyl: progress report. J Nat Cancer Inst 43: 233 Koss LG, Melamed MR (Edit) (2006) Koss’ Diagnostic Cytology and its histopathological Bases. Lippincott Williams and Wilkins, Philadelphia (ISBN 0-7817-1928-3) Koss LG, Melamed MR, Kelly RE (1969) Further cytologic and histologic studies of bladder lesions in workers exposed to para­ aminodiphenyl: progress report. J Nat Cancer Inst 43: 233 Müller F, Kraft R, Zingg E (1985) Exfoliative cytology after transurethral resection of superficial bladder tumors. BrJ Urol 57: 530 Murphy WM (2006) What’s the trouble with cytology? J Urol 176: 2343–2346 Murphy WM, Emerson LD, Chandler RW, Moinuddin SM, Soloway MS (1986) Flow cytometry versus urinary cytology in the evaluation of patients with bladder cancer. J Urol 136: 815 Porpaczy P, Schramek P (1981) Analgesic nephropathy and phenacetin-induced transitional cell carcinoma – Analysis of 300 patients with long-term comsumption of phenacetin-containing drugs. Eur Urol 7: 349 Rathert P (1987) Paracetamol. Dtsch Med Wochenschr 112: 40 Rathert P, Melchior HJ, Lutzeyer W (1975) Phenacetin: A carcinogen for the urinary tract? J Urol 113: 653 Roth St, Rathert P (1988) Vesiko-enterale Fisteln: Lösungswege ­eines diagnostischen Dilemmas. Urologe [A] 27: 142 Roth St, Rathert P (1989) Cytological surveillance of carcinoma in situ during and after intravesikal chemotherapy. In: Therapeutic Progress in Urological Cancers. Liss, New York,p 523 Rübben H, Rathert P, Roth St, Hofstädter F, Giani G, Terhorst B, ­Friedrichs R (1989) Exfoliative Urinzytologie. Harnwegstumor­ register, 4. Aufl. Fort- und Weiterbildungskommission der Deutschen Urologen, Arbeitskreis Onkologie, Sektion Urin­ zytologie Schellhammer PF, Whitemore WF jr. (1976) Transitional cell carcinoma of the urethra in men having cystectomy for bladder cancer. J Urol 115: 56 Seitz M, Zaak D, Knüchel-Clarke R, Stief C (2005) Harnblasentu­ moren. Die neue WHO-Klassifikation 2004. Urologe 44: 1073– 1086

2

3 3 Das nichtneoplastische Übergangsepithel der ableitenden Harnwege

B. Klosterhalfen, P. Röttger, JD. Hoppe, S. Peter

3.1

Das Urothel  – 16

3.2

Hellzellige Varianten des Urothels und gutartige urotheliale Proliferationen  – 17

3.2.1 Von Brunn-Zellnester, Cystitis cystica und Cystitis glandularis  – 17 3.2.2 Die Plattenepithelmetaplasie  – 18 3.2.3 Zylinderepithel- und intestinale Metaplasie  – 18 3.2.4 Das nephrogene Adenom  – 19 3.2.5 Das invertierte Papillom  – 19

3.3

Die einfache Hyperplasie des Urothels  – 20

3.4

Die chronisch, mechanische Belastung des Urothels  – 20

3.5

Die akute, unspezifische Entzündung  – 20

3.6

Die chronische Entzündung  – 20

3.7

Die interstitielle chronische Urozystitis (Hunner)  – 21

3.8

Die Urocystitis tuberculosa  – 21

3.9

Die Bilharzia-Urozystitis  – 22

3.10 Die Strahlenzystitis  – 22

16

Kapitel 3 · Das nichtneoplastische Übergangsepithel der ableitenden Harnwege

3.1

3

Das Urothel

Die Harnblase, der Ureter und das Nierenbecken werden durch das sog. Urothel oder auch Übergangsepithel ausgekleidet. Der Name Übergangsepithel wurde wegen des histologischen Erscheinungsbildes des Epithels gewählt, da das Übergangsepithel Charakteristika des nichtverhornenden Plattenepithels und des mehrreihigen, pseudostratifizierten Zylinderepithels in sich vereint. Insgesamt erscheint aber der Name »Urothel« aufgrund der organspezifischen Topographie die Besonderheiten dieses Epithels am besten zu beschreiben. Das Urothel ist ein mehrschichtiges Epithel, durch ultradünne Serienschnitte konnte in elektronenmikroskopischen Untersuchungen nachgewiesen werden, dass die lumennahen Deckzellen des Urothels keine Verbindung zur Basalmembran haben. Durch den direkten Kontakt zum Harn weist das Urothel verschiedene Besonderheiten auf, u. a. die Möglichkeit, sich an verschiedene Füllungszustande der Harnblase anzupassen. Die Zellen im epithelialen Zellverband besitzen demnach eine erhebliche dehnungsabhängige Transformationsfähigkeit. Die Breite des Urothels variiert in Abhängigkeit von der anatomischen Lokalisation und der Ausdehnung des Hohlsystems der ableitenden Harnwege. Das Urothel kann im oberen Kelchsystem des Nierenbeckens nur zwei oder auch drei Zelllagen dick sein, im Ureter überwiegend drei- bis fünflagig. In der kontrahierten Harnblase ist das Urothel jedoch gewöhnlich sechs bis sieben Zelllagen breit, ebenso in der Urethra. Der Aufbau ist generell dreischichtig (. Abb. 3.1): 1. die oberflächliche Zelllage der Superfizialzellen, die in Kontakt zum Hohlsystem der ableitenden Harnwege stehen, 2. eine intermediäre Zelllage und 3. eine basale Zellschicht, die der Basalmembran aufsitzt. Im gestreckten Zustand verringert sich die Anzahl der Zelllagen mit konsekutiver Abflachung des Urothels, die Längsachse der Zellen verläuft parallel zur Basalmembran. Im histologischen Schnitt variiert die Höhe des Urothels nicht nur in Abhängigkeit vom Grad der Dis­ tension der Hohlorgane, sondern auch maßgeblich vom Schnittwinkel des Mikrotoms zur Schleimhautoberfläche, in dem das Gewebe geschnitten wird. Ist der Schnitt tangential zur Basalmembran, kann sich eine unphysiologisch breite Schleimhaut darstellen. Aus diesen Gründen sind die Schleimhauthöhe und die Anzahl der Zellschichten nur von sehr begrenzter Aussagekraft für die Diagnose einer urothelialen Neoplasie. Wie oben erwähnt, stehen die Superfizialzellen in Kontakt zum Hohlraum der ableitenden Harnwege. Die

. Abb. 3.1.  Regelrechtes Urothel mit dreischichtigem Aufbau; das Epithel in dem vorliegendem Beispiel besteht aus vier- bis fünf Zelllagen; HE, 400×

Zellen sind groß und elliptisch, die wie kleine »aufgespannte Regenschirme« über der intermediären Zellschicht ausgebreitet zu sein scheinen (»umbrella cells«). Superfizialzellen können zwei Zellkerne aufweisen, der Zytoplasmasaum ist breit und eosinophil. In der gestreckten Harnblase flachen die Superfizialzellen ab und sind kaum oder nur schwer erkennbar. Die Anwesenheit und der Nachweis dieser Zellen werden üblicherweise einem physiologischen und nichtneoplastischen Urothel zugesprochen, es ist jedoch zu berücksichtigen, dass auch mechanische Manipulationen bei der Biopsieentnahme oder der Anfertigung eines histologischen Präparates zu einem Verlust der Superfizialzellen führen können. Andererseits finden sich diese Zellen aber auch im Bereich von einwandfrei zu diagnostizierenden Karzinomen. Tipp

Das Vorhandensein oder das Fehlen der Super­ fizialzellen spielt keine Rolle bei der Malignitätsbeurteilung, insbesondere auch in der Urinzytologie.

Ultrastrukturelle Untersuchungen haben ergeben, dass die Superfizialzellen einige einzigartige zytologische Besonderheiten aufweisen. Die luminale Oberfläche wird durch eine Zytoplasmamembran begrenzt, die drei Lagen aufweist: 4 zwei elektronenmikroskopisch dichte äußere Schichten und 4 eine zentrale, elektronenmikroskopisch transparente Schicht.

Die Membran besitzt häufig Invaginationen mit einem bogig-bauchigen Erscheinungsbild. Darüber hinaus finden sich in der Zytoplasmamembran kleinste Vesikel, die

3.2 · Hellzellige Varianten des Urothels und gutartige urotheliale Proliferationen

ebenfalls von der dreilagigen Membran umschlossen sind. Wird das Urothel gestreckt, verschwinden die Invaginationen und Vesikel, die als »Reserve« in die oberflächliche Membran inkorporiert werden und so zur strukturellen Integrität des Urothels im gestreckten Zustand beitragen. Die intermediäre Zellschicht kann in der kontrahierten Harnblase bis zu fünf Zelllagen aufweisen, die Zellachsen sind jetzt senkrecht zur Basalmembran ausgerichtet. Die Kerne sind oval und haben ein fein gezeichnetes Chromatin ohne oder allenfalls mit kleinsten Nukleolen. Die Zellen zeigen reichlich und teilweise ein vakuolisiertes Zytoplasma. Die Zellmembran ist deutlich ausgebildet und die Zellen sind durch Desmosomen miteinander verbunden. Im gestreckten Zustand kann die intermediäre Zellschicht nur eine Zelllage aufweisen und stark abgeflacht erscheinen. Die basale Zellschicht ist aus kubischen Epithelzellen aufgebaut, die nur im kontrahierten Zustand der Schleimhaut erkennbar sind und die einer dünnen, aber durchgehenden Basalmembran aufgelagert sind. Alle normalen Urothelzellen können Glykogen enthalten, die Superfizialzellen weisen zum Teil Muzineinschlüsse auf. 3.2





. Abb. 3.2.  Von Brunn-Zellnester in der oberen Lamina propria der Harnblase; HE, 100×

Hellzellige Varianten des Urothels und gutartige urotheliale Proliferationen

Obwohl die obigen Ausführungen die Mikroskopie und Ultrastruktur des normalen Urothels beschreiben, sind viele morphologisch gutartige Varianten bekannt. Autopsiestudien beweisen, dass 95% aller Harnblasen gutar­tige urotheliale Proliferationen oder Metaplasien aufweisen. 3.2.1

17

. Abb. 3.3.  Typisches Bild der Urocystitis cystica mit zentral erweiterten Urothelnester in der Lamina propria; HE, 200×

Das auskleidende Epithel dieser kleinen Zysten be-

Von Brunn-Zellnester, Cystitis cystica steht aus einer oder mehreren Zellreihen eines abgeund Cystitis glandularis flachten kubischen Übergangsepithels. In anderen Fäl-

Zu den häufigsten Läsionen dieser Gruppe gehören die sogenannten von Brunn-Zellnester, die Vertiefungen und Invaginationen des oberflächlichen Urothels in die sub­epithelial gelegene Lamina propria darstellen (. Abb. 3.2). Die Invaginationen können dabei den Kontakt zum oberflächlichen Epithel verlieren und abgeschnürt als solide Urothelnester in der Lamina propria liegen. Durch Epithelabschilferung und Absonderung von Muzin werden die soliden von Brunn-Zellnester teilweise zentral zystisch aufgeweitet, ein Phänomen, beschrieben als »Cystitis cystica« (. Abb. 3.3).

len unterliegt das Epithel einer glandulären Metaplasie. Die Läsion wird dann entsprechend »Cystitis glandularis« genannt (. Abb. 3.4). Die Zellen sind kubisch oder hochprismatisch konfiguriert und sezernieren Schleim, andere transformieren zu Becherzellen. Diese Veränderungen finden sich auch im Ureter und im Nierenbecken, wo sie als Ureteritis bzw. Pyelitis cystica resp. glandularis definiert werden. Die von Brunn-Epithelnester, die Cystitis cystica et glandularis repräsentieren ein Spektrum von proliferativen und reaktiven Veränderungen, die im gesamten Urogenitaltrakt angetroffen werden. Nicht selten finden

3

18

Kapitel 3 · Das nichtneoplastische Übergangsepithel der ableitenden Harnwege

3

. Abb. 3.4.  Die Urocystitis glandularis ist charakterisiert durch metaplastische Zylinderepithelien im Bereich der abgeschnürten Epithelverbände in Höhe der Lamina propria; als Besonderheit zeigt das vorliegende Beispiel oberfächlich zusätzlich eine reife Plattenepithelmetaplasie; HE, 400×

. Abb. 3.5.  Reife Plattenepithelmetaplasie des Ureters; im unteren Abschnitt erkennt man die Metaplasie, im oberen Abschnitt das ortsständige Urothel; HE, 200×

sich alle drei oben erwähnten Veränderungen des Urothels in ein und derselben Gewebsprobe. Die Mehrheit der Uropathologen gehen davon aus, dass die Läsionen insbesondere postentzündlich im Rahmen einer abgeklungenen Urozystitis zu erklären sind. Trotzdem finden sich die Proliferationen häufig in vollkommen entzündungsfreien und blanden ableitenden Harnwegen, so dass von Brunn-Epithelnester sowie die Cystitis cys­ tica und glandularis auch als Varianten der urothelial ausgekleideten Schleimhäute im Rahmen der Norm angesehen werden können. Die hohe Inzidenz dieser proliferativen Urothelveränderungen legen darüber hinaus nahe, dass die Läsionen keine präneoplastischen Potenz besitzen und dass es keine signifikante Korrelation zwischen dem Auftreten dieser Schleimhautverändungen und dem Auftreten eines Harnblasenkarzinoms gibt. Es ist aber auch anzumerken, dass diese Proliferationen direkt neben zu sichernden Harnblasenkarzinomen zu beobachten sind, möglicherweise zufällig, möglicherweise aber auch als sekundäre entzündliche Veränderungen im Randbereich des Karzinoms entstehend. Abzugrenzen sind hiervon die Fälle, in denen die Proliferate in den neoplastischen Prozess einbezogen sind. Wahrscheinlich werden in Zukunft molekularbiologische Studien die Natur der Brunn-Epithelnester und der Cystitis cystica und glandularis näher beleuchten können.

weise in dieser Lokalisation nicht angetroffen wird. Das Urothel unterliegt relativ häufig metaplastischen Veränderungen, wobei das ortsständige Übergangsepithel durch Platten­epithel oder auch Drüsenepithelien ersetzt wird (. Abb. 3.5). Auch hier spielen entzündliche Prozesse eine maßgebliche Rolle, insbesondere chronische Verlaufsformen der Urocystitis, Steinleiden, Divertikel und längerfristig liegende Katheter. Die Plattenepithelmetaplasie, besonders im Bereich des Trigonums, wird häufig bei Frauen gefunden. Dieser Typ der Plattenepithelmetaplasie ist charakterisiert durch reichlich intrazytoplasmatisch eingelagertes Glykogen und eine fehlende Verhornung. Der Aufbau des Plattenepithels ist histologisch dem Vaginalepithel und dem Plattenepithel der Portio sehr ähnlich. Unter anderen Bedingungen kann die Plattenepithelmetaplasie auch verhornen. Die Verhornung ist üblicherweise parakeratotisch, wobei die Metaplasie per se als nicht neo­ plastisch einzustufen ist. Vor allem aus verhornenden bzw. epidermoiden Plattenepithelmetaplasien (endoskopisch Leukoplakien des Urothels) können sich jedoch Plattenepithelkarzinome vom verhornenden und nichtverhornenden Typ entwickeln.

3.2.2

Die Plattenepithelmetaplasie

Die Metaplasie ist definiert als morphologischer Wechsel einer Zellart in eine andere Zellform, die normaler-

3.2.3



Zylinderepithel- und intestinale Metaplasie

Die häufigste Lokalisation der drüsigen Metaplasie des Urothels in Form der Cystitis glandularis ist die Harnblase. Im Harnleiter und dem Nierenbecken ist diese Art der Metaplasie deutlich seltener anzutreffen. Auch die Cystitis glandularis erklärt sich in erster Linie durch

3.2 · Hellzellige Varianten des Urothels und gutartige urotheliale Proliferationen

19

. Abb. 3.6.  Intestinale Metaplasie des Urothels mit typischen Becherzellen; HE, 400×

. Abb. 3.7.  Invertiertes Papillom mit in die Tiefe verlagerten Urothelsträngen; HE, 200×

chronische Entzündungen oder durch eine chronisch mechanische Irritation der Schleimhaut. Das meta­ plastische Epithel der Cystitis glandularis ist durch ­hochprismatische Zylinderepithelien mit eingestreu­ ten  schleimbildenden Becherzellen gekennzeichnet (. Abb. 3.6). In der voll ausgebildeten intestinalen Metaplasie erinnert das Epithel an die Mukosa des Dick- oder auch Dünndarms mit ebenfalls nachweisbaren Paneth-Körnerzellen. Wie bei der Plattenepithelmetaplasie ist bei der Cystitis glandularis einschließlich der intestinalen Metaplasie nicht von einem präneoplastischen Prozess auszugehen, jedoch können die metaplastischen Zylinderepithelien in seltenen Fällen Ausgangspunkt eines Adenokarzinoms sein.

nephrogene Adenom kann als exophytischer Schleimhautprozess imponieren und makroskopisch so ein Urothelzellkarzinom imitieren.

3.2.4

Das nephrogene Adenom

Das sog. nephrogene Adenom ist eine bestimmte metaplastische Urothelläsion, charakterisiert durch Ansammlungen kubischer Zellen mit klaren oder eosinophilen Zytoplasma und kleinen diskreten Kernen ohne prominente Nukleolen. Diese Zellen umgeben dünne, papilläre Bindegewebsstiele auf der Oberfläche oder bilden kleine Tubuli innerhalb der Lamina propria der Harnblase aus. Die tubulären Strukturen weisen häufig eine verbreiterte und hyalinisierte Basalmembran auf. Auch das nephrogene Adenom wird in erster Linie durch eine chronische Entzündung oder lokale Schädigung der Schleimhaut erklärt. Ursprünglich im Bereich des Trigonums beschrieben, wissen wir heute, dass das nephrogene Adenom im gesamten Urogenitaltrakt anzutreffen ist. Das

3.2.5

Das invertierte Papillom

Invertierte Papillome sind recht seltene Schleimhautveränderungen, die ebenfalls im gesamten Urogenitaltrakt angetroffen werden können und klinisch, aber auch his­ tologisch mit einem invertierten Urothelzellkarzinom verwechselt werden können. In absteigender Häufigkeit finden sich invertierte Papillome in der Harnblase, im Nierenbecken, Ureter und Urethra. Häufig sind invertierte Papillome mit einer Hämaturie vergesellschaftet. Zystokopisch sind die Läsionen entweder polypös oder sessil oder auch gestielt. Die Mukosaoberfläche ist glatt und weich. Mikroskopisch ist das bedeckende Urothel flach und unauffällig, in der Lamina propria finden sich invertierte Stränge und Nester von Urothel (. Abb. 3.7). Die Ansammlung dieser Urothelverbände geben der Läsion ihre charakteristische polypöse Erscheinung. Das invaginierte Urothel ist gutartig und reif, es finden sich vereinzelte Mitosen. Die Zellverbände ähneln denen der Harnblasenpapillome mit dem Unterschied, dass die Epithelverbände endophytisch wachsen und dichter gepackt erscheinen. Häufig sind die Zellen oval und spindelzellig. Die Epithelstränge können darüber hinaus zentral zystisch erweitert erscheinen. Die invaginierten Zellformationen beim invertierten Papillom dürfen nicht mit invasiven Tumoranteilen verwechselt werden. Hilfreich in der Abgrenzung kann das Stroma sein, welches beim invertierten Papillom keine

3

20

Kapitel 3 · Das nichtneoplastische Übergangsepithel der ableitenden Harnwege

3

. Abb. 3.8.  Die einfache Hyperplasie des Urothels ist definiert durch eine Vermehrung der Zelllagen bei erhaltener Schichtung und Zellmorphologie; HE, 400×

. Abb. 3.9.  Akute Entzündung der Harnblase mit Wandödem und Exozytose von Entzündungszellen auf das oberflächliche Urothel; HE, 200×

reaktiven Veränderungen zeigen sollte. Mitosen sind selten, regelrecht und finden sich vornehmlich in basalen Zelllagen des Epithels. Die Ätiologie des invertierten Papilloms ist unklar. Die meisten Untersucher vermuten, dass es sich bei den invertierten Papillomen – ähnlich wie bei den von Brunn-Zellnestern und der Cystitis cystica – ebenfalls um reaktive, proliferative Veränderungen des Urothels handelt, möglicherweise auch hier als Reaktion auf eine entzündliche Noxe. Invertierte Papillome sind ebenfalls per se keine Präneoplasien, obwohl vereinzelte Karzinome, die auf dem Boden eines invertierten Papilloms entstanden sind, in der Literatur beschrieben wurden.

tion der Lamina propria gekennzeichnet. Ferner kommt es zu einer Veränderung der Schirmzellen, deren Zellkerne schmaler und kompakter erscheinen. Das Zytoplasma imponiert dichter und vermehrt eosinophil. Die Gesamtveränderungen am Urothel sind als epidermoide Metaplasie beschrieben, die metaplastischen Schirmzellen sind im Sediment nachweisbar.

3.3



Die einfache Hyperplasie des Urothels

Vor allem lokale Noxen führen zu einer einfachen, numerischen Hyperplasie, bei der die Zellzahl des Urothels vermehrt, die Schichtung und Struktur im Prinzip aber erhalten sind (. Abb. 3.8). Aufgrund der normalen Zellmorphologie ist die einfache Hyperplasie des Urothels im Sediment nicht nachzuweisen. 3.4



Die chronisch, mechanische Belastung des Urothels

Lokale und längerfristige mechanische Belastungen des Urothels treten überwiegend bei Dauerkatheterversorgung auf. Die Harnblasenschleimhaut ist durch ein Ödem und durch eine gesteigerte kapilläre Vaskularisa-

3.5



Die akute, unspezifische Entzündung

Akute Entzündungen im Bereich des Urogenitaltraktes verlaufen immer mit Ödembildung und Hyperämie der Schleimhäute. Das Urothel weist im Rahmen der akuten Entzündung eine ödematöse Strukturauflockerung und die Exsudation von Granulozyten auf mit der Folge der Abschilferung von Urothelien, teilweise mit vollständiger Denudation der Basalmembran (. Abb. 3.9). Im Sediment finden sich neben Entzündungszellen der akuten Entzündungsphase Urothelien aus allen Schichten des Übergangsepithels. 3.6

Die chronische Entzündung

Bei der heutzutage klinisch bedeutsam gewordenen TUR-B-Urozystitis finden sich nicht nur Ulzerationen und Fremdkörperreaktionen, die gelegentlich auch in der Zytologie manifest werden, sondern auch unspe­ zifische chronisch-entzündliche Veränderungen. Das subepithe­liale Stroma ist dicht entzündlich lymphohis­ tiozytär und von eosinophilen Granulozyten infiltriert

21

3.8 · Die Urocystitis tuberculosa

. Abb. 3.10  Die reaktive urotheliale Atypie weist Kernunregelmäßigkeiten auf, die nicht mit genuinen intraurothelialen Neoplasien verwechselt werden sollten; HE, 200×

. Abb. 3.12.  Charakteristisches Bild der Urocystitis tuberculosa mit typischen epitheloidzelligen Granulomen, z. T. mit LanghansRiesenzellen in der Lamina propria; HE, 400×

3.7



. Abb. 3.11.  Chronische, interstitielle Cystitis (Hunner) mit führender Eosinophilie und Mastozytose im Bereich der Lamina propria; HE, 200×

und verstärkt vaskularisiert, das Urothel oft verbreitert, die Zelldichte gesteigert, die Schichtung aber erhalten. Die Urothelien zeigen häufig das Bild der reaktiven urothelialen Atypie (. Abb. 3.10), die nicht mit genuinen intraurothelialen Neoplasien verwechselt werden sollte. Darüber hinaus kann aber die Abgrenzung der hier auftretenden reaktiven Kern- und Zellveränderungen von neoplastischen Strukturen histologisch oder zytologisch schwer oder gar unmöglich sein.

Die interstitielle chronische Urozystitis (Hunner)

Diese besondere, überwiegend im Alter von 50–70 Jahren auftretende und das weibliche Geschlecht (Relation 10:1) bevorzugende chronische Entzündung der Harnblase zeigt eine typische Klinik, insbesondere mit anhaltendem, schmerzhaften Harndrang bei sterilem Urin und einer variablen Morphologie einer chronischen Urozystitis, u. a. mit Eosinophilie und Mastozytose (. Abb. 3.11). Im Endstadium besteht nach zunehmen­ der Verschwielung eine Schrumpfblase mit vollständigem Funktionsverlust. Die Therapie kann nicht heilen, sondern nur die letztlich notwendige Zystektomie hinauszögern. Maligne Entartungen bzw. Urothelkarzinome sind in 10–20% der Patienten zu erwarten. Wegen des erhöhten Karzinomrisikos und der sich mit Tumorerkrankungen teilweise überlappenden Symptomatik sind zytologische und bioptische Kontrollen anzuraten. 3.8

Die Urocystitis tuberculosa

Neben typischen morphologischen Veränderungen wie bei der chronischen Zystitis finden sich bei der spezifischen Urocystitis tuberculosa im oberflächlichen ­Stroma charakteristische epitheloidzellige Granulome (. Abb. 3.12), während das Urothel selbst stark ödematös aufgelockert und von Entzündungszellen durchsetzt ist. Heute häufiger sind ähnliche oder auch identische Veränderungen der Harnblase und der Urethra, die nach intravesicaler BCG-Instillation auftreten.

3

22

Kapitel 3 · Das nichtneoplastische Übergangsepithel der ableitenden Harnwege

den können (. Abb. 3.13). Bei der chronischen Bilharzia-Urozystitis ist wegen eines gesteigerten malignen Entartungspotentials mit einer erhöhten Inzidenz von Plattenepithelkarzinomen eine kontinuierliche zytologische Überwachung der betroffenen Patienten anzuraten.

3

3.10

. Abb. 3.13.  Subepithelial gelagerte Parasiteneier bei der Bilharziose der Harnblase; HE, 400×

3.9

Die Bilharzia-Urozystitis

Die praktische Relevanz dieser (Sub-)Tropenerkrankung hat unter den Harnwegsinfekten zugenommen, bedingt durch den Wandel der modernen Lebensbedingungen bzw. durch den zunehmenden Tourismus. Das Nebeneinander von chronischen und akut entzündlichen Veränderungen bedingt eine weitgehende Desquamation des Urothels, wobei die subepithelialen Parasiteneier im Bereich tiefer greifender Erosionen auch in den Harn gelangen und zytologisch im Sediment nachgewiesen wer-

Die Strahlenzystitis

Bereits der Frühschädigung des Urothels durch ra­ diogene Noxen wird eine Abflachung des Epithels ­beobachtet, darüber hinaus finden sich Epitheldefekte bei spärlicher entzündlicher Infiltration. Im Spät­ stadium kann eine Atrophie des Urothels festgestellt werden. Die Kernstrukturen weisen strahleninduzierte Atypien auf, die ohne Kenntnis über die Strahlenthe­ rapie in der Biopsie oder auch in der Zytologie als ­intraurotheliale Neoplasien fehlinterpretiert werden können. Literatur Bostwick DG and Eble JN (eds.) (1997) Urological Surgical Pathology, Mosby, St. Louis Eble JN et al (eds.) (2004) Tumors of the Urinary System and Male Genital Organs, WHO, IARCPress, Lyon Murphy WM (ed.) (1997) Urological Pathology, BB. Saunders, Philadelphia Sternberg S (ed.) (2003) Histology for Pathologists, 2. Edition, Lippincott-Raven, New York

4 4 Epidemiologie, Ätiologie und Klassifikation des Harnblasenkarzinoms

F. vom Dorp

4.1

Einleitung  – 24

4.2

Epidemiologie  – 24

4.3

Ätiologie und Risikofaktoren  – 24

4.4

Klassifikation  – 26

24

Kapitel 4 · Epidemiologie, Ätiologie und Klassifikation des Harnblasenkarzinoms

4.1

4

Einleitung

Das Harnblasenkarzinom repräsentiert eine der häu­figs­ ten onkologischen Erkrankungen. 130 000 Menschen versterben jährlich weltweit an einem Harnblasenkarzi­ nom. Männer erkranken doppelt so häufig wie Frauen, wobei das mittlere Erkrankungsalter bei 69 Jahren für Männer und bei 73.4 Jahren bei Frauen liegt. Zahlreiche kanzerogene Substanzen sind identifiziert worden, de­ ren Exposition ursächlich mit der Entstehung des Harn­ blasenkarzinoms vergesellschaftet ist. Allen ­ voran ist der Zigarettenkonsum zu nennen, gefolgt von aroma­ tischen Aminen, deren Exposition zum Teil beruflich bedingt ist. Langjähriger Phenacetinabusus oder eine Strahlentherapie können Tumoren der Harnblase ent­ stehen lassen. Patienten mit Harnblasenentleerungsstörungen, z. B. Dauerkatheterträger oder entzündliche Veränderungen im Rahmen der Bilharziose, können die anteilsmäßig selteneren Plattenepithelkarzinome der Harnblase indu­ zieren. Es wird davon ausgegangen, dass 50% der durch ein Harnblasenkarzinom verursachten Todesfälle bei Männern und 25% bei Frauen, das sind in Deutschland ca. 2 700 Fälle pro Jahr, vermeidbar sind. 4.2

Epidemiologie

In Deutschland erkranken pro Jahr etwa 15 000 Men­ schen an einem Harnblasenkarzinom, weltweit sind es 260 000 Menschen. Die Prävalenz beträgt 1 000 000 in einem 5-Jahres-Zeitraum, wobei Männer doppelt so häufig betroffen sind wie Frauen (Parkin et al. 2001). Das mittlere Erkrankungsalter liegt bei 69 Jahren für Männer und 73.4 Jahren für Frauen; dies ist u. a. durch eine ver­ spätete Diagnose begründet, so dass Frauen ebenso eine schlechtere Prognose im Vergleich zu Männern aufwei­ sen (Micheli et al. 1998, Coleman et al. 1999, Ries et al. 1999). Laut WHO verstarben im Jahre 2000 weltweit 132 432 Personen an einem Harnblasenkarzinom (Par­ kin et al. 2001). Die Inzidenz für Männer beträgt im Alter von 45– 50 Jahren 3 Fälle pro 100 000 und steigt bei der Gruppe der über 80-jährigen auf etwa 200 Erkrankungen pro 100 000 Einwohner (Ries et al. 2000, Pashos et al. 2002). Der jährliche Verlust an Lebensjahren, verursacht durch Harnblasenkarzinome, beträgt in Deutschland 64 700 Lebensjahre, wobei 41 800 Lebensjahre auf Män­ ner und 22 900 Lebensjahre auf Frauen entfallen.

4.3

Ätiologie und Risikofaktoren

Die kausale Beziehung zwischen Karzinogenexposition und der Entstehung des Harnblasenkarzinoms ist gut untersucht. Über eine Identifizierung tumorauslösender Substanzen besteht die Möglichkeit der Präven­tion, zu­ mal dies zum Teil durch Änderung der Lebensgewohn­ heiten oder Verbesserung des beruflichen Umfeldes gut möglich ist (Zeegers et al. 2004). Rehn berichtete 1895 als erster über Risikofaktoren, die zur Entstehung des Harnblasenkarzinoms beitragen. Zwischen Karzinogenexposition und der manifesten Tu­ morerkrankung steht eine lange Latenzzeit, welche im Mittel etwa 24 Jahre beträgt. Gut untersucht ist die che­ mische Karzinogenese im Tiermodell an Ratten und Mäusen (Babaya et al. 1987, Irving et al. 1984, Ito 1984, 1988, Linn u. Rübben 1995, Shibata Ma et al. 1989). Zahlreiche Ersterkrankungen wurden von der Be­ rufsgenossenschaft als Berufserkrankungen anerkannt (Norpoth u. Woitowitz 1994, 7 Kap. 2). Karzinogene wirken prinzipiell auf das gesamte Uro­ thel, Harnblasenkarzinome treten jedoch in über 90% aller Fälle in der Harnblase auf. Dies liegt daran, dass in der Harnblase im Vergleich zu Nierenbecken und Harn­ leiter der Anteil der urothelialen Oberfläche am größ­ ten ist. Ausnahmen von dieser Regel entstehen dann, wenn eine Karzinogenexposition mit einer lokalen Schädigung des Urothels vergesellschaftet ist oder wenn zusätzlich eine Harntransportstörung, z. B. eine Harnleiterobs­ truktion, vorliegt. Im ersten Fall resultiert eine lokale Häufung von Karzinomen, wie z. B. im Nierenbecken bei einer Phenacetinniere oder in der Harnblase der Bla­ senbilharziose. Balkannephropathie Ein gehäuftes Auftreten von Urothelkarzinomen wurde in Verbindung mit der Balkannephropathie berichtet (Petkovic et al. 1971). 90% aller Tumoren treten im ­oberen Harntrakt und 10% bilateral auf, wobei die Ur­ sache der Karzinomentstehung letztlich noch nicht ge­ klärt ist. Durch eine Harntransportstörung kommt es zu einer längeren Verweildauer des Urins inklusive des Karzino­ gens. Dies hat zur Folge, dass ein zunächst inaktives Kar­ zinogen zu einem aktiven Metaboliten umgewandelt werden kann, welcher nachfolgend seine Wirkung am Urothel ausüben kann. Es konnte gezeigt werden, dass dilatierte Harnwege in gleicher Häufigkeit Karzinome unter chemischer Karzinogenexposition ausbilden wie die Harnblase selbst. Die Arbeitsgruppe um Deutz konnte zeigen, dass Karzinogene, welche Harnblasenkarzinome induzieren,

4.3 · Ätiologie und Risikofaktoren

ebenso in anderen Organsystemen, z. B. im Darm, Kar­ zinome entstehen lassen. Dies ist vor allem für Patienten mit Harnleiterdarmimplantation oder Neoblasen von Bedeutung (Deutz et al. 1988). Chemische Karzinogene Nach Vineis gelten die in . Übersicht 4.1 dargestellten Substanzen aus der Gruppe der aromatischen Amine als für den Menschen gesicherte Blasenkarzinogene (Vineis et al. 1997). Übersicht 4.1.  Für den Menschen gesicherte Blasenkarzinogene aus der Gruppe der aroma­ tischen Amine: 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

2-Naphthylamin Benzidin Dichlorbenzidin Orthodianisidin 4-Aminobiphenyl Chlornaphazin Cyclophosphamid Phenacetin 4,4-Methylen-2-chloranilin Magenta Auramin polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe

Hueper et al. zeigten bereits 1938, dass nach Fütterung von 2-Naphthylamin an Hunde Urotheltumoren der Harnblase induziert werden konnten. Nachfolgend wur­ den vor allem in Großbritannien großangelegte Studien durchgeführt, die aromatische Amine, wie z. B. 2-Naph­ thylamin, Auramin oder Fuchsin als Karzinogene iden­ tifizierten. Nicht nachgewiesen werden konnte ein Kar­ zinomrisiko bei der Herstellung oder Verwendung von Anilin (Case u. Pearson 1954). Konsekutiv erfolgte das Verbot der angeschuldigten Substanzen (Ohkawa et al. 1982). Man geht davon aus, dass etwa 25% der Harnblasen­ karzinome durch beruflich bedingten Kontakt zu Karzi­ nogenen hervorgerufen werden (Johansson et al. 1997; Sadetzki et al. 2000; Zheng et al. 1992). Gestützt werden diese Angaben durch die bereits an­ gesprochenen und zum Teil länger zurückliegenden Stu­ dien. So konnte Case et al. 1954 zeigen, dass Arbeiter in der gummiverarbeitenden Industrie ein etwa 200-fach erhöhtes Harnblasenkarzinomrisiko aufweisen, welches in ursächlichen Zusammenhang mit der Verwendung von 2-Naphthylamin gebracht wurde. Schulte et al. zeigten bei 2-Naphthylaminexposition ein 7-fach er­ höhtes Karzinomrisiko (Schulte et al. 1986). Japanische

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Kimonomaler, welche die mit Azofarbstoffen versetzten Farben ihrer Pinsel ablecken, zeigen ebenfalls ein signi­ fikant erhöhtes Erkrankungsrisiko. Aus den verwende­ ten Farben wird über bakterielle Spaltung Benzidin frei­ gesetzt. Somit ergibt sich für Vertreter aus den folgenden Be­ rufsgruppen ein besonderes Gefährdungspotential: 4 Farbindustrie 4 gummiverarbeitende Industrie (Kabel u. a.) 4 Kammerjäger 4 Laboratoriumsangestellte 4 Textilindustrie 4 Gasproduktion in der Kohleindustrie 4 Aluminiumindustrie 4 Druckindustrie 4 Kimonomaler, Friseure 4 Strahlenindustrie 4 Kunststoffindustrie

2-Naphthylamin ist ebenso wesentlicher Bestandteil des Zigarettenrauches (Hoffmann et al. 1969; Hecht et al. 1976; Patrianakos u. Hoffmann 1979). Es konnte eine enge Korrelation zwischen dem Zigarettenkonsum und dem Risiko eines Blasentumors nachgewiesen werden. Im Vergleich zu einem Nichtraucher beträgt das relative Risiko zwischen 2:1 bis 6:1. Etwa 60% aller Blasentumo­ ren des Mannes und etwa 25% bei der Frau werden wer­ den auf das Zigarettenrauchen zuirückgeführt (Cole 1971; Kunze et al. 1986; Brennan et al. 2000, Marcus et al. 2000). Frühes Einstiegsalter und die Dauer des Ziga­ rettenkonsums scheinen den größten Einfluss auf das individuelle Blasentumorrisiko zu haben. Drei Medikamente konnten eindeutig mit der Aus­ bildung von Blasenkarzinomen in Verbindung gebracht werden: 4 Chlornaphazin, ein Polyzythaemietherapeutikum, das dem 2-Naphthylamin chemisch verwandt ist. Die Verwendung erfolgte bis 1963. 4 Phenacetin führt zu einer erhöhten Inzidenz von Urothelkarzinomen, die vorwiegend im oberen Harntrakt lokalisiert sind. Bis zu 10% der Patienten mit einer Phenacetinnephropathie entwickeln ein Urothelkarzinom, welches vor allem in Nierenbe­ cken und Harnleiter lokalisiert ist (McCredie et al. 1983; Gonwa et al. 1980; Rathert et al. 1975). Das ursächliche Karzinogen ist ein Stickstoff­hydroxyl­ metabolit des Phenacetins, welches chemisch ein aromatisches Amins ist (7 Kap. 2). 4 Cyclophosphamid führt über eine Zystitis zu einem erhöhten Blasentumorrisiko (Pearson u. Soloway 1978; Fairchild et al. 1979), so dass etwa 5% der mit Cyclophosphamid behandelten Patienten Harnbla­ senkarzinome mit schlechter Prognose entwickeln

4

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Kapitel 4 · Epidemiologie, Ätiologie und Klassifikation des Harnblasenkarzinoms

(Baker et al. 1987; Pedersen-Bjergaard et al. 1988). Seit Einführung der Zystitisprophylaxe durch Mesna ist das durch Cyclophosphamid hervorgerufene Blasen­ tumorrisiko zu vernachlässigen. Bei Patienten, die über einen längeren Zeitraum mit Cyclophosphamid therapiert wurden, sollte jedoch regelmäßig eine urin­ zytologische Untersuchung vorgenommen werden.

4

Chronische Infekte, verbunden mit einer Bildung von Nitrosaminen, führen zu einer Häufung von Plattenepi­ thel-, Adeno- und Urothelkarzinomen. Eine erhöhte Inzidenz des Blasenkarzinoms fand sich bei Patienten mit chronischen Harnwegsinfekten, besonders wenn diese mit Blasensteinen oder Dauer­ katheterableitung vergesellschaftet waren (Wynder u. Goldsmith 1977). Die Tumoren sind gewöhnlich Plat­ tenepithelkarzinome. Bei paraplegischen Patienten mit einer permanenten Katheterableitung fanden Olson u. de Vere White 1979 bei 5 von 100 Patienten und Kauf­ mann et al. 1977 bei 6 von 62 Patienten diffuse Platten­ epithelkarzinome der Blase. 5 der 6 Patienten hatten eine Katheterableitung seit mehr als 10 Jahren. In weiten Teilen Afrikas und in arabischen Ländern ist die Bilharziose endemisch. In der Akutphase der In­ fektion bilden sich in der Blase potentiell reversible gra­ nulomatöse Polypen aus. Ohne Therapie entstehen über Hyperplasien und Dysplasien Plattenepithelkarzinome (Morrison u. Cole 1982; Hicks et al. 1977). Ätiologisch wird eine infektbedingte Nitrosaminbildung postuliert (Mostafa et al. 1994). In Ägypten sind schätzungsweise 16% aller Blasenkarzinome durch Bilharziose induziert (Bedwani et al. 1998). Nahrungsmittel wie Kaffee und künstliche Süßstoffe wie Saccharin oder Cyclamat führen nachweislich zu keinem erhöhten Risiko für das Entstehen eines Harn­ blasentumors (Johansson et al. 1997; Donato et al. 1998). Möglicher Risikofaktor könnte ein vermehrter Bierkon­ sum sein, wie von Probert et al. (1998) in Südengland beobachtet. Diese Beobachtung konnte in den Gegenden nicht nachvollzogen werden, in denen die Bierproduk­ tion nach dem deutschen Reinheitsgebot erfolgt. 4.4

Klassifikation

Den weitaus größten Anteil am Kollektiv der Harnbla­ senkarzinome machen mit etwa 95% die Urothelkarzi­ nome aus. Es wird zwischen einem papillären und einem soliden Tumorwachstum unterschieden (Raghavan et al. 1995, Riede et al. 1995). Die verbleibenden 5% entfallen auf die selteneren Formen des Plattenepithel- und des Adenokarzinoms, wobei letzteres mit einem Anteil von 0,2–2% sehr selten

vorkommt (Anderström et al. 1983; Jakse et al. 1979). Das Adenokarzinom der Harnblase entsteht vor allem aus Resten des Urachus im Bereich des Blasendaches als sog. Urachuskarzinom aber ebenso aus periurethralen und periprostatischen Drüsen. Im Gegensatz zum pan­ urothelialen Tumorcharakter des Urothelkarzinoms ist das Adenokarzinom ein meist solitärer Befund in der Harnblase, dessen Prognose jedoch ebenso im Wesent­ lichen durch die Infiltrationstiefe und den Differenzie­ runsgrad bestimmt wird. Die 5-Jahres-Überlebensrate ist mit 18–33% niedrig (Anderström et al. 1983; Jakse et al. 1979). Ursache der schlechten Prog­nose ist ein meist weit fortgeschrittenes Stadium durch invasives Wachs­ tum. Die Häufigkeit des Plattenepithelkarzinoms beträgt 3–6% (Johnson et al. 1976; Patterson et al. 1988; Quilty und Duncan 1986; Sen et al. 1985). Risikofaktoren sind chronisch-entzündliche Verän­ derungen der Harnblase, Harnröhrenstrikturen, Blasen­ steine und langjährige Einlage von Fremdkörpern ­(Dauerkathetern). Wie bereits angesprochen ist ein Zu­ sammenhang zwischen der chronischen Form der Bla­ senbilharziose und der Entstehung des Plattenepithel­ karzinoms gesichert (Gonheim et al. 1985). Der Anteil der Plattenepithelkarzinome macht hier bis zu 70% aus (Silverman et al. 1992). Mehr als 80% der Plattenepithel­ karzinome wachsen zum Zeitpunkt der Erstdiagnose muskelinvasiv und sind mittelgradig bis schlecht diffe­ renziert. Die 5-Jahres-Überlebensrate ist mit 5–26% niedrig (Gonheim et al. 1985; Aghaji u. Mbonu 1989; Quilty u. Duncan 1986). Das Urothelkarzinom der Harnblase tritt hinsicht­ lich seines klinischen Verlaufes in zwei unterschiedlichen Formen auf: Etwa 80% aller Urothelkarzinome zeigen zum Zeitpunkt der Erstmanifestation ein nicht invasives und papilläres Wachstumsmuster. 10–15% dieser Tumo­ ren entwickeln im weiteren Verlauf eine Muskelinvasion. Eine weitaus schlechtere Prognose weist die zweite Gruppe von Urothelkarzinomen auf, welche bei der Erstmanifestation bereits muskelinvasiv wachsen. In Anlehnung an die UICC wird die Ausbreitung (TNM) und der Differenzierungsgrad klassifiziert (. Übersicht 4.2). Unterteilung der papillären Tumoren nach der neuen Klassifikation Papilläre hochdifferenzierte Tumoren werden nicht mehr als maligne bezeichnet, sondern erhalten die Be­ zeichnung der »papillären urothelialen Neoplasie mit niedrig malignem Potential« (PUNLMP). Tritt eine Textur- oder Schichtungsstörung hinzu, ist aber dennoch eine deutliche zytologische Übereinstim­ mung zu normalem Urothel erkennbar, werden diese Tumoren als »nichtinvasive Low-grade« Karzinome

4.4 · Klassifikation

27

Übersicht 4.2. Klassifikation des Harnblasen­ karzinoms in Anlehnung an die UICC Tumorausbreitung Tx Tumor kann nicht beurteilt werden T0 Kein Anhalt für Primärtumor Ta Nicht invasiver papillärer Tumor TIS Carcinoma in situ T1 Tumor infiltiert subepitheliales Bindegwebe T2 Tumor infiltriert die Muskulatur T2a Tumor infiltriert oberflächliche Muskulatur (innere Hälfte) T2b Tumor infiltriert äußere Muskulatur (äußere Hälfte) T3 Tumor infiltriert perivesikales Fettgewebe T3a Mikroskopisch T3b Makroskopisch (extravesikaler Tumor) T4 Tumor infiltriert Prostata oder Uterus oder Vagina oder Becken-/Bauchwand T4a Tumor infiltriert Prostata oder Uterus oder Vagina T4b Tumor infiltriert Becken- oder Bauchwand Regionäre Lymphknoten NX Regionäre Lymphknoten können nicht beur teilt werden N0 Kein Anhalt für regionäre Lymphknoten N1 Metastase in solitärem Lymphknoten ≤2 cm in größter Ausdehnung N2 Metastase in solitärem Lymphknoten >2 cm, aber ≤5 cm in größter Ausdehnung oder multiple Lymphknoten kleiner als 5 cm. N3 Metastasen in Lymphknoten >5 cm in größ ter Ausdehnung. Fernmetastasierung (vor allem in Lunge, Leber und Knochen) MX Fernmetastasen können nicht beurteilt werden M0 Keine Fernmetastasen M1 Fernmetastasen Histopathologisches Grading Nach der neuen WHO-Klassifikation wird die Tumorbiologie des Harnblasenkarzinoms durch die Einteilung in Low- und High grade Karzinome gekennzeichnet (. Abb. 4.1). Low grade Tumoren gelten als gentisch stabile und High grade Tumoren gelten als genetisch instabile Tumoren (7 Kap. 5).

. Abb. 4.1.  Histopathologische Klassifikation (2004)

definiert. Sowohl PUNLMP als auch nichtinvasive low grade Karzinome sind genetisch stabile Tumoren (7 Kap. 5). Tritt eine weitere Schichtungsstörung hinzu, wird aus dem nichtinvasiven low grade ein nichtinvasiver high grade Tumor. Findet sich in einem noch nicht kom­ plett schichtungsgestörten Tumor bereits ein einziges Areal, welches eine deutliche Kernpolymorphie zeigt, so ist dieser Tumor per definitionem ein Carcinoma in situ. Bei der Festlegung der genetischen Stabilität bzw. In­ stabilität sind neben dem histologisch/zytologischen Erscheinungsbild vor allem genetische Analysen hinzu­ getreten. Es konnte gezeigt werden, dass zytogenetische Alte­ rationen signifikant häufiger in frühinvasiven pT1 Tu­ moren als in hochdifferenzierten pTa-Tumoren auftra­ ten. Diese waren insbesondere in folgenden Loci vor­ handen: 1q+, 2q-, 5p+, 8p-, 8q+, 10q-, 11p, 11q-, 17p- und 17q+ (Richter et al. 1997; Simon et al. 1998). Die Arbeitsgruppe um Zhaou et al. untersuchten da­ raufhin chromosomale Veränderungen in nichtinva­ siven papillären Urotheltumoren (pTa), die jedoch ein hohes Maß an Kernpolymorphie aufweisen und als pTaG3-Karzinome eingestuft wurden (Zhaou et al. 1999). Mittels vergleichender genomischer Hybridisie­ rung (»comparative genomic hybridization«, CGH) wur­ den in allen Tumoren Verluste von DNA Sequenzen in 9q13–33 (44%), 9p (38%), Y (24%), 18q12-21 (13%),

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28

4

Kapitel 4 · Epidemiologie, Ätiologie und Klassifikation des Harnblasenkarzinoms

2q35-qter (10%) und 11p12-pter (10%) gefunden. Zuge­ winne von DANN-Sequenzen fanden sich am häufigsten in 17q (14%), 20q (13%), 1q21–22 (11%). In der Korre­ lation zur Histopathologie war zwischen G1 und G2Tumoren ein geringer aber statistisch signifikanter An­ stieg zytogenetischer Alterationen zu verzeichnen. Eine weitaus größere Differenz zeigte sich beim Vergleich von G2 und G3-Tumoren. DNA-Zugewinne in 7q und 17q waren signifikant häufiger in G2 als in G1-Tumoren. Na­ hezu alle Alterationen waren deutlich häufiger in G3Karzinomen zu finden und erreichten Signifikanz für 2q-, 5p+, 5q-, 6q-, 8p-, 10q-, 18q- und 20q+. Das hohe Maß an genetischer Alteration der G3-Karzinome deutet an, dass diese Tumoren genetisch bereits zur Gruppe der muskelinvasiven Karzinome zu zählen sind (Rosin et al. 1995). Patienten mit pT1-Urothelkarzinom bedürfen be­ sonderer Aufmerksamkeit. Diese stellen etwa 10–20% aller Urothelkarzinome und werden üblicherweise kon­ servativ mittels transurethraler Resektion behandelt. 20–30% zeigen im Verlauf eine lokale Progression zu einem muskelinfiltierenden Tumor auf. Die Arbeits­ gruppe um Richter konnte zeigen, dass Zugewinne der Genloci 3p22–24, 5p, Deletionen in 4p11–15, 5q15–23, 6q22–23, 10q24–26 und 18q12–23 signifikant mit einem erhöhten Progressionsrisiko verbunden waren (Richter et al. 1998). Das Carcinoma in situ repräsentiert eine flache, in­ traepitheliale Läsion und gilt als eine maligne »Vorläu­ ferlasion« des Urothelkarzinoms. Tyrkus et al. konnten bereits 1992 zeigen, dass das genetische Setting von ­Carcinomata in situ und invasiven Karzinome deutliche Übereinstimmungen zeigen. In der neuen WHO-Klas­ sifikation wird somit das Carcinoma in situ als genetisch instabiler high-grade Tumor eingestuft (Tyrkus et al. 1992). Die ausführliche Diskussion im Hinblick auf die Zy­ tologie findet sich in 7 Kap. 5. Literatur Aghaji AE, Mbonu OO (1989) Bladder tumors in Enugu, Nigeria. Br J Urol 64: 399 Anderström C, Johansson SL, van Schulz L (1983) Primary adenocarcinoma of urinary bladder. Cancer 52: 1273 Babaya K, Takahashi S, Momose H et al. (1987) Effects of single chemotherapeutic agents in development of urinary bladder tumor induced by N-butyl-N-(4-hydroxybutyl) nitrosamine (BBN) in rats. Urol Res 15: 329–334 Baker GL, Kahl LE, Zee BC, Stolzer BL, Agarwal AK, Medsger TA (1987) Malignancy following treatment of rheumatoid arthritis with cyclophosphamide. Long-term case-result follow-up study. Am J Med; 83: 1–9 Bedwani R, Renganathan E, El Kwhsky F et al. (1998) Schistosomiasis and the risk of bladder cancer in Alexandria, Egypt. Br J Cancer 77 (7): 1186–1189

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4

5 5 Morphologische und molekulare Charakteristika flacher Urothel­- veränderungen

R. Knüchel, F. Hofstädter, K. Lindemann-Docter

5.1

Einleitung  – 32

5.2

Problematik der Nomenklatur  – 32

5.3

Klassifikation und Diagnose  – 33

5.4

Häufigkeit  – 35

5.5

Klinisch-biologische Bedeutung  – 36

32

Kapitel 5 · Morphologische und molekulare Charakteristika flacher Urothelveränderungen

5.1

5

Einleitung

Die Histomorphologie kennt seit langem »flache« Veränderungen des Urothels, die unter den Standardbedingungen der Zystoskopie (Weißlichtendoskopie) in einem gewissen Ausmaß der makroskopischen Entdeckung entgehen. Rezent wird deutlich, dass die Technik der Fluoreszenzendoskopie zu einer höheren Rate der Detektion dieser »flachen« Veränderungen führt (Zaak et al. 2002). Hier handelt sich um eine Methode, bei der sog. Photosensitizer oder deren Vorläufersubstanzen (z. B. 5-Aminolävulinsäure oder deren Esterderivate) in die Harnblase instilliert werden und innerhalb des Urothels zu einer selektiven Rotfluoreszenz von Tumoren wie auch von flachen Urothelregionen unter Blaulichtanregung führen (Zaak et al. 2005; Knüchel et al. 2003). Die Läsionen treten einzeln oder multifokal auf, werden aber auch im Kontext von manifesten Tumoren und Entzündungen in der Harnblase gefunden. Das histologische Korrelat der unter Fluoreszenzbedingungen entdeckten flachen Läsionen entsprach sowohl bekannten obligaten Präkanzerosen als auch bisher als gutartig gewerteten Veränderungen. Aufgrund dieser durch die Fluoreszenzendoskopie geänderten Ausgangssituation galt und gilt es, in Zusammenarbeit von Urologie und Pathologie folgende Aufgaben zu bewältigen: 1. Erneut zu bedenken und prospektiv zu belegen, was die klinische Wertigkeit der flachen Urothelveränderungen ist. 2. Die biologische Wertigkeit durch genetische Zusatzbefunde zu untermauern. 3. Durch das Zusammenwirken morphologischer und genetischer Befunde eine einheitliche und möglichst eindeutige Terminologie zu entwickeln, die zur Zytologie in Bezug gebracht werden kann.

Der folgende Text befasst sich mit diesen Aufgaben und gibt anfänglich einen Überblick über die Historie und den aktuellen Stand der Nomenklatur, die Grundlage sein muss für die einheitliche Diagnosestellung. Nur aus einer einheitlichen Diagnosestellung können wir klare Aussagen zur Häufigkeit ableiten und damit die biologische Bedeutung von Läsionen verstehen. 5.2

Problematik der Nomenklatur

Es ist ein kennzeichnender Befund, dass hochdifferenzierte Harnblasenkarzinome (deren grundsätzlich neoplastische Natur durch invasives Wachstum in einem Teil der Fälle erwiesen ist) nur geringe Zell- und Kern­ atpyien aufweisen. Der morphologische Bogen spannt sich hin zu den als gutartig eingestuften »Papillomen«,

die tatsächlich von lichtmikrospkopisch normalem Urothel bedeckt sind. Nur die Zahl der Zelllagen trennt diese beiden Diagnosen voneinander. Auch alle messenden Verfahren konnten hier noch keine verlässlich differenzierenden Zusatzbefunde liefern. Lediglich histologisch wird zu den Papillomen jetzt noch eine gutartige Variante des papillären urothelialen Tumors gruppiert, dessen Urothel höher als das des normalen Urothels ist und gleichzeitig durch eine Differenzierung gekennzeichnet ist, die im strengen Sinne geordneter als normales Urothel erscheint. Dieser Tumor wird mit dem Namen »Papilläre Neubildung Niedrig Malignen Potentials« beschrieben und in Anlehnung an den initial formulierten englischsprachigen Ausdruck: »Papillary Urothelial ­Neoplasm of Low Malignant Potential« als PUNLMP abgekürzt (Eble et al. 2004, 7 Kap. 4 und 6). Wie bei anderen epithelialen Tumorentitäten wird zunehmend Evidenz erarbeitet, dass die Tumoren aus flachen Vorstufen entstehen (Obermann et al. 2003; Taylor et al. 1996). Entsprechend den manifesten Tumoren umspannen auch die Vorstufen und intraepithelialen Manifestationen alle zellulären Grade der Anaplasie von lichtmikroskopisch (fast) normal bis zu vollständig schichtungsgestört (. Abb. 5.1). Der Vielfalt der Begriffe der flachen Urothelläsionen wurde in den letzten beiden WHO-Klassifikationen der Harnblasentumoren eine verstärkte Aufmerksamkeit geschenkt (7 Kap. 5.3 und Eble et al. 2004; Mostofi et al. 1988, 1999; Glatz et al. 2006). Bisher wurden Begriffe wie Atypie, Dysplasie und atypische Hyperplasie neben Carcinoma in situ verwendet. Eine strenge diagnostische und übereinstimmende Anwendung war nicht erreichbar, ebensowenig eine scharfe Abgrenzung gegenüber dem Carcinoma in situ. Trotz der wesentlichen Versuche einer Verbesserung durch die neue WHOKlassifikation ist eine Brücke zur Urinzytologie dort noch nicht ausgedrückt worden und soll Gegenstand dieses Kapitels sein. Problematisch und gleichzeitig tumorbiologisch sehr spannend ist ein weiterer Aspekt der Nomenklatur, der meist im Kontext der Diagnose Carcinoma in situ Anwendung findet (Sylvester et al. 2005). Die flachen Läsionen können primär oder sekundär sein. Bei primären Läsionen wird vorrangig die Möglichkeit einer Feldkanzerisierung, d. h. das Entstehen von Tumoren an verschiedenen Stellen der Harn­ blase durch genotoxische Schäden, erwogen. Bei sekundären flachen Läsionen, demnach Läsionen mit vorbekanntem Tumor, ergibt sich alternativ zur Feldkanzeri- sierung die Möglichkeit einer intraepithelialen Tumor­- zellmigration oder einer luminalen Tumoraussaat des Primärtumors. Die zytologische Untersuchung kann mit der klassischen Morphologie hier keine Unterschiede sehen; das molekulare Verständnis der Vorgänge stellt

5.3 · Klassifikation und Diagnose

33

. Abb. 5.1.  Schematischer Vergleich der malignen Kernveränderungen (High grade) beim manifesten Urotheltumor und bei den »flachen« Läsionen

jedoch eine Quelle für diagnostisch sinnvolle Ergänzungsuntersuchungen an der Zytologie dar. Eine Möglichkeit der Definition der Vorgänge in der Harnblase ist durch die Kartierung von Harnblasen entstanden, wie sie durch die Arbeit von L. Koss schon 1977 stimuliert worden ist. Die Erweiterung in Form einer histologischgenetischen Kartierung gibt uns Informationen, die wir auch durch wiederholte Biopsien nicht erhalten könnten. Stoehr et al. (2002) konnten beispielhaft zeigen, dass in einer kartierten Harnblase ein topographischer Zusammenhang der mutierten Regionen über weite Flächen des Urothels bestand. Dieser Befund erlaubt die Interpretation einer intraepithelialen Migration von Tumorzellen. 5.3

Klassifikation und Diagnose

Manche der oben geschilderten Probleme der Nomenklatur der »flachen Läsionen« des Urothels haben ihren Grund in der Tatsache, dass zytologische (im Wesentlichen nukleäre) und histoarchitektonische Kriterien vermengt sind und sich eine klinisch-biologische Wertung des Untersuchers und anschließend des klinisch tätigen Urologen hinzugesellt. In den beiden vergan­ genen Neuauflagen der WHO-Klassifikation war es Ziel, histo- und zytomorphologische Befunde scharf zu definieren und erst anschließend (insbesondere in der neuesten Version der WHO-Klassifikation von 2004) eine klinisch-biologische Wertung zu versuchen (Mostofi et al. 1999; Eble et al. 2004). Gleichzeitig wird aber auch zunehmend eingeräumt, dass einige morphologische Entitäten nur dann weitgehend zweifelsfrei definiert werden können, wenn adäquate klinische Angaben

begleitend vorliegen (besonders bei reaktiven Veränderungen, s. unten sowie 7 Kap. 6). Wie lassen sich die morphologischen Kriterien umreißen? Die allgemeinen zytologischen Kriterien (KernPlasma-Relation, Kerngröße, Kernform, Chromatin­ struktur, Nukleoli) sind in diesem Buch ausführlich ­dokumentiert und bedürfen in diesem Zusammenhang keiner weiteren Erläuterung (7 Kap. 6 und 8). Die zusätzliche Information der Histologie, als zweite diagnostische Leitschiene, stammt aus der Zuordnung der Zellen zueinander, der Epithelarchitektur, auf die im Folgenden näher eingegangen werden soll. Das normale Urothel ist ein gering proliferierendes, hinsichtlich Differenzierung ausgerichtetes Epithel (7 Kap. 3). Eine verstärkte Proliferation eines intakten Urothels führt strukturell zu einer Verdickung des Urothels, die als Hyperplasie bezeichnet wird und als flache Läsion ohne papilläre Strukturen gesehen wird. Das regulär geschichtete und ausreifende Urothel hat keine atypischen Kerne und keine veränderten Zellformen; bei einer Höhe von mehr als 8 Zelllagen ist der Fachausdruck für diese flache Läsion Urotheliale Hyperplasie, wobei das histologische Erscheinungsbild flach oder seltener papillär (ohne Verzweigung der Papillen) sein kann. Per definitionem ist ein zytomorphologisches Erkennen dieser Läsion nicht möglich. Da ein hoher Prozentsatz der Hyperplasien schon genetische Veränderungen zeigt, die denen papillärer Tumoren ähnlich sind (Hartmann et al. 1999) und diese genetischen Veränderungen viel häufiger als im normalen Urothel von Tumorpatienten zu finden sind (Stoehr et al. 2005), könnte es für die Diagnostik und Nachsorge von Harnblasentumoren wertvoll sein, dass diese Läsionen im Rahmen der endoskopischen Fluoreszenzdiagnostik

5

34

5

Kapitel 5 · Morphologische und molekulare Charakteristika flacher Urothelveränderungen

als rotfluoreszierend erkannt und exzidiert werden ­können. Alle anderen flachen Läsionen zeigen zytologische Auffälligkeiten, ohne dass die Histoarchitektur von Basalzellen, Intermediärzellen und Schirmzellen aufgehoben sein muss. Die gültige WHO-Klassifikation nennt die Dysplasie und das Carcinoma in situ, die eindeutige histologische Entitäten sind. Damit passt sich die Klassifikation der Tumorvorstadien einem zweistufigen Sys­ tem an, wie es zunehmend auch für andere Organ­ systeme definiert wird. Der Begriff der intraepithelialen Neoplasie wird für diese Läsionen in einigen Organen wie Dickdarmschleimhaut oder Cervix (z. B. Cervikale Intraepitheliale Neoplasie, CIN) angenommen, da er eindeutiger als der Begriff Dysplasie oder Atypie verwendbar sei. Bei dem Begriff der Dysplasie wurde zu Recht die gleichzeitige Verwendung im Rahmen von Fehlbildungen als verwirrend angemahnt (Mostofi et al. 1988). Bisher hat sich die Klassifikation der urothelialen Läsionen der einheitlichen Begrifflichkeit der Intra­ epithelialen Neoplasien noch nicht angeschlossen (7 Kap. 6). Das Carcinoma in situ (CIS) ist die genetisch instabile, nichtinvasive, flache Läsion des Urothels. Die neue WHO-Klassifikation definiert diese Läsion schlicht als flache Läsion, innerhalb derer das Oberflächenurothel Zellen enthält, die zytologisch maligne sind (Eble et al. 2004). Diese Definition umfasst die 1998 erstmalig klar geäußerte Definition des CIS, die nicht mehr auf die komplette Schichtungsstörung des Urothels begrenzt ist, sondern auch solche Läsionen einschließt, bei denen kleine Gruppen hochgradig maligner Zellen innerhalb normalem Umgebungsurothel liegen (Epstein et al. 1998, . Abb. 5.2 a). Der zytologisch-diagnostisch tätige Arzt hat schon immer die hochmaligne Zelle als Carcinoma in situ oder Carcinom diagnostiziert, so dass hier keine Änderung notwendig wird. Wiederholt sei nur, dass die genetisch instabile maligne Zelle sowohl eine kleine ­Zelle mit hyperchromatischem Zellkern sein kann als auch eine große Zelle mit mäßigem Zytoplasmasaum und großem hyperchromatischen entrundeten Kern (. Abb. 5.2 b, c). Das zytologische Erkennen der malignen Zelle ist nicht nur für die maligne polymorphe Zelle in noch erhaltener Histoarchitektur (sog. pagetoides CIS) von Bedeutung, sondern auch für die Sonderformen des CIS, bei denen durch die bekannte reduzierte Zell-Zell-Adhäsion des CIS nur einzelne maligne Zellen an der Basalmembran des Urothels nachweisbar sind (Carcinoma in situ vom Denuding- (abschilfernden) Typ). Gerade letztere histologisch manchmal schwer erkennbaren Formen des CIS machen die Kombination mit der zytologischen Untersuchung, in der sich die abgelösten Zellen nachweisen lassen, sinn- und wertvoll

a

b

c . Abb. 5.2 a–c.  Beispiele verschiedener Erscheinungsbilder des Carcinoma in situ des Urothels a Carcinoma in situ des Urothels; Hämatoxylin-Eosin-Färbung (HE): Die morphologisch und zytologisch malignen Zellen nehmen nicht die gesamte Höhe des Urothels ein. Links unten im Urothel sind normale Basalzellen und rechts ist normales Urothel sichtbar. Der Balken in Teilabbildung a entspricht 40 μm und ist für die Teilabbildungen a–c gültig. b Carcinoma in situ des Urothels; HE: Die großzellige Variante des CIS ist dargestellt, die Zellen zeigen eine recht hohe Kohäsivität, maligne Zellen im Urin sind leicht zu erkennen. c Carcinoma in situ des Urothels; HE: Die kleinzellige Variante betrifft im vorliegenden Bild die gesamte Höhe des Urothels. Die kleinen atypischen Zellen sind in der Zytologie schwerer zu erkennen. Ein Unterschied in der biologischen Wertigkeit der verschiedenen CISFormen ist nicht bekannt

(7 Kap. 8). Ein Grading des Carcinoma in situ, wie es früher z. T. verwendet worden ist, erscheint bei derzeitigem Kenntnisstand zu dieser Läsion nicht sinnvoll. Für die Dysplasie bleibt nun histomorphologisch und zytologisch nur ein kleiner Bereich übrig, da die Definition beinhaltet, dass eine solche Urothelläsion in ein Karzinom fortschreiten kann. Es handelt sich um Läsionen, die innerhalb des Urothels Polaritätsstö-

35

5.4 · Häufigkeit

rungen zeigen, hyperchromatische und abgerundete Kerne aufweisen und mit einer Zunahme der Zytoplasmaeosinophilie in der Standard-Hämatoxylin-EosinFärbung einhergehen. Die Veränderungen erreichen nicht das Ausmaß, das für die Diagnose Carcinoma in situ gefordert wird. Die Dysplasie kann im Urothel normaler Höhe und im verdickten Urothel vorkommen. Der bisher vewendete Begriff einer atypischen Hyperplasie sollte zugunsten des Begriffes Dysplasie verlassen werden, da der Begriff Atypie mit der reaktiven Veränderung, nicht mehr mit der Präkanzerose verbunden wird. Da ein Hauptmerkmal der Diagnose die Architekturstörung des Urothels ist, ist eine zytologische Diagnose nur mit eingeschränkter Sicherheit möglich, insbesondere wenn gleichzeitig Entzündungszellen im zytologischen Präparat enthalten sind. Während Dysplasie und Carcinoma in situ in der Histologie unter der Vorstellung diagnostiziert werden, dass sich ein Karzinom aus diesen flachen Läsionen entwickeln kann, gibt es eine Reihe von Läsionen, deren nicht-neoplastischer Charakter der Pathologe erkennen und einheitlich bezeichnen muss (7 Kap. 3). Die reaktive Urothel­atypie ist der wichtigste Begriff, dessen einheitliche Verwendung nach Meinung der Autoren einen hohen klinischen Wert hat und dessen Formulierung nur mit guten klinischen Angaben möglich ist. Es handelt sich um Urothel, dessen nukleäre und zytologische Veränderungen im Rahmen einer Entzündung oder Regenera­tion gedeutet werden können. Entsprechend sind im Schnitt die Mitosen gehäuft, aber nicht atypisch. Bei der Regeneration sind die Zellkerne im Vergleich zum Zytoplasma vergrößert, das Chromatin aber nur mäßig in der Anfärbbarkeit erhöht und die Kernformen sind nicht entrundet. In Zweifelsfällen helfen am Schnitt immunhistochemische Zusatzmethoden; eine quali­ta­ tiv hochwertige zytologische Probe erlaubt in der Regel die Diagnose negativ. Eine Besonderheit bilden die postchemotherapeutischen Veränderungen, die manchmal als verdächtig gewertet werden müssen, da sie in Nähe zur erfolgten Chemotherapie mit stärkergradiger Hyperchromasie einhergehen. Zusätzlich zur Angabe der Chemotherapie ist für die zytologische und auch histolologische Diagnostik der Zeitpunkt der Chemotherapie anzugeben. Eine Sonderform der reaktiven Veränderungen, die weitgehend die Superfizialzellen des ­ Urothels betreffen, sind die Steinleiden, die mit ­einer gehäuften Form mehrkerniger Superfizialzellen einhergehen und nicht in die Differentialdiagnose maligner Urothelveränderungen gehören. Im Rahmen reaktiver Veränderungen kann sich das Urothel in Plattenepithel und seltener in Drüsenstrukturen verwandeln (Metaplasie). Hierbei handelt es sich um primär gutartige flache Veränderungen, die im Re-

pertoire der Mustererkennung des Zytopathologen enthalten sein muss. 5.4

Häufigkeit

Über die Häufigkeit »flacher« Urothelläsionen, die gleichzeitig mit einem manifesten Urotheltumor diag­ nostiziert werden, liegen eine Fülle von Daten vor. Allerdings sind die verwendeten histologischen Kriterien sehr unterschiedlich. Darauf wies Melikow schon 1952 hin, als er an 10 Zystektomiepräparaten verschiedene zusätzliche Urothelläsionen identifizierte (10 Hyperplasie, 4 Cystitis cystica, 2 Carcinoma in situ, 1 Plattenepithelmetaplasie). Die bisherigen Daten zur Häufigkeit flacher Urothelläsionen beziehen sich mehrheitlich auf das Carcinoma in situ. In der aktuellen Übersicht von Sylvester et al. 2005 wird zitiert, dass 5–10% der Patienten mit oberflächlichem Harnblasenkarzinom ein Carcinoma in situ haben. Während es schon beim Carcinoma in situ schwer ist, eine Zahlenangabe auf dem Boden einer einheitlichen Definition des CIS zu machen, sind Größenordnungen des Vorkommens ­einer Dysplasie entsprechend der derzeitig gültigen WHO-Klassifikation sicher noch schwerer verlässlich zu formulieren. Diese Entität gehörte bei einigen Befundern bisher in die Gruppe der Carcinomata in situ, bei anderen in die Gruppe der ­reaktiven Veränderungen. Ziel muss es sein, in Fort­ setzung bisheriger genetischer Untersuchungen (Hof­ staedter et al. 1986; Hartmann et al. 2002) durch die genetischen Daten im Vergleich zur Morphologie eine höhere diagnostische Sicherheit zu erlangen oder im Zweifelsfall die Diagnose durch genetische Zusatzuntersuchungen zu validieren. Wir geben zu bedenken, dass in Anbetracht der Ergebnisse der Fluoreszenzdiagnostik der Harnblase derzeit zum Vorkommen, zu Rezidivhäufigkeit und Progress keine ­ korrekten Aus­ sagen getroffen werden können. In Rückschau auf die vergangenen 12 Jahre liegen klare inter­nationale Ergebnisse der zystoskopischen Fluoreszenzdiagnostik vor, die deutlich machen, dass viele flache Läsionen zusätzlich erkannt werden (Zaak et al. 2002). Bedenkt man die Bedeutung dieses Befundes, wird nicht nur die bisherige Häufigkeitsbeschreibung der flachen Läsionen ungenau gewesen sein, sondern auch Angaben über Progress werden durch die Möglichkeit übersehener Läsionen relativiert. Die Daten aus der Fluoreszenzdiagnostik werden durch die topographisch-histologische Kartierung von Zystektomiepräparaten ergänzt, die uns für den Zeitpunkt der Zystektomie einerseits Häufigkeitsinforma­ tionen von Läsionen/Harnblase geben, andererseits aber auch topographische Zusammenhänge von Läsionen

5

36

Kapitel 5 · Morphologische und molekulare Charakteristika flacher Urothelveränderungen

untereinander und ­ Zusammenhänge zu genetischen Veränderungen quan­ti­fizierbar liefern (z. B. Denzinger et al. 2006; Kim et al. 2006). 5.5

5

Klinisch-biologische Bedeutung

Die Autoren der WHO-Klassifikation von 2004 betonen, dass es sich bei der Klassifkation um »work in progress« handelt und nehmen zum ersten Mal in Analogie zu Erkenntnissen in der Hämatoonkologie Bezug auf molekulargenetische Befunde. Die schon alte Beobachtung von guten Uropathologen, dass ein verdicktes Urothel (urotheliale Hyperplasie) in der Nähe oder in Assoziation mit papillären Tumoren vorkommt (Koss 1988), deckt sich mit dem genetischen Befund, dass diese einfachen Hyperplasien häufig (75%) schon genetische Veränderungen zeigen, die denen der zeitgleichen und nicht ortsgleichen papillären Tumoren der Patienten ähnlich sind (Hartmann et al. 1999). Dieser interessante tumorbiologische Befund bedeutet klinisch, dass hier Vorstufen, die mit dem Auge nicht sichtbar sind, eine Quelle für Rezidive bilden können. Dass die ausgeprägt polymorphen Zellen in einem histomorphologisch normalen Urothel für die Diagnose Carcinoma in situ ausreichend sind, ist dem Histomorphologen aus 2 Gründen plausibel. Die massiv entartete Zelle ist hier vielleicht in einem frühen, aber schon eindeutig malignem Stadium entdeckt. Hinweis

Analog dazu reicht dem Pathologen die eindeutig hochgradig polymorphe Zelle in der Zytologie, um Malignität zu diagnostizieren.

Andererseits denkt der Histomorphologe dreidimensional und rechnet damit, dass bei einem solchen Bild ein Ausläufer eines schon schichtungsgestörten Urothels oder migrierende maligne Zellen eines invasiven Tumors sichtbar geworden sind. Diese Gedanken sind in den vergangenen Jahren tumorbiologisch validiert worden, indem molekulargenetische Analysen sowohl die Möglichkeit der Tumorzellaussaat (Hafner et al. 2001) als auch der Tumorzellmigration (Stoehr et al. 2002) eindrucksvoll belegt haben. Hinweis

Die mehrfach genannte hochgradig polymorphe Zelle ist deswegen so eindeutig als maligne zu bezeichnen, weil Kernform, Kern-Zytoplasma-Relation und Kern­ 6

hyperchromasie Ausdruck der genetischen Instabilität einer neoplastischen Zelle sind. Es handelt sich um ­aneuploide und meist bezüglich des Tumorsuppressorgens p53 mutierte Zellen. Hierbei handelt es sich um genetische Veränderungen, die die reaktiv ver­ änderte Zelle nicht hat und die es uns in der Zusatz­ diagnostik erlaubt, die neoplastische, genetisch instabile Zelle von der re­generatorischen, allenfalls polyploiden Zelle zu unter­scheiden.

Die urotheliale Hyperplasie und die Dysplasie als flache Läsionen sind genauso wie die hoch differenzierten ­papillären Tumoren (Low grade, pTa G1 und G2) in der Zytologie nicht oder nur schwer zu erkennen. Nach derzeitigem Wissen liegt die klinisch-bio­logische Bedeutung in einem geringeren malignen Potential. Bemühungen zur Verbesserung sollten nicht darauf konzentriert werden, die morphologische Detektions­ rate in der zytologischen Untersuchung um wenige Prozent zu verbessern, da es aus der Biologie des Urothels heraus deutlich wird, dass wir hier Veränderungen vorliegen haben, die sich vom Normalgewebe lichtmikro­ skopisch zu wenig unterscheiden. Ziel muss es nach Meinung der Autoren sein, die Zytologie durch unterstützende molekulare Methoden zu stärken, die Aussagen zum Progressionspotential der Läsion an den Zellen zulassen. Wichtigste klinische Aufgabe der klassischen Zytomorphologie von Urin und Harnblasenspülung bleibt die »High grade« Läsion, die flachen, papillären und invasiven Läsionen entsprechen kann und bei guter Qualität einer Probe mit hoher Sicherheit detektierbar ist (Murphy 2006). Zusammenfassend wurde in diesem Kapitel den drei eingangs genannten Aufgaben inhaltlich nachgegangen, zu denen wir im klinischen Alltag für die Verbesserung der Diagnostik prospektive Studien auf dem Boden einheitlicher Begriffsdefinitionen für wichtig erachten und aktiv zusammen durchführen sollten. Literatur Denzinger S, Mohren K, Knuechel R, Wild PJ, Burger M, Wieland WF, Hartmann A, Stoehr R (2006) Improved clonality analysis of multifocal bladder tumors by combination of histopathologic organ mapping, loss of heterozygosity, fluorescence in situ hybridization, and p53 analyses. Hum Pathol. 37: 143–51 Eble JN, Sauter G, Epstein JI, Sesterhenn IA (eds) (2004) World Health Organization Classification of Tumours. Pathology and Genetics of Tumours of the Urinary System and Male Genital Organs. IARC Press, Lyon Epstein JI, Amin MB, Reuter VR, Mostofi FK (1998). The World Health Organization/International Society of Urological Pathology consensus classification of urothelial (transitional cell) neo-

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5

6 6 Urinzytologisches Grading von Urotheltumoren



P. Rathert, S. Roth

6.1

Allgemeines zur klinischen Zytologie  – 40

6.2

Zytologische Besonderheiten des normalen Urothels  – 40

6.3

Zytologische Malignitätskriterien  – 41

6.3.1 Veränderungen des Zytoplasmas  – 41 6.3.2 Veränderungen des Zellkerns  – 42 6.3.3 Verteilung der Zellen  – 43

6.4

Urinzytologisches Grading  – 43

6.4.1 Praxis des urinzytologischen Gradings  – 43 6.4.2 Zum Standardisierungsproblem der Malignitätsbeurteilung  – 44

40

Kapitel 6 · Urinzytologisches Grading von Urotheltumoren

6 . Abb. 6.1.  Schematische Darstellung der Zellmorphologie mit Zellmembran (1), Zytoplasma (2), Zellkern bzw. Nukleus (3), Kernkörperchen oder Nukleolen (4), Chromatin (5) und Kernmembran (6). Innerhalb des Zytoplasmas sind verschiedene, für die urinzytologische Diagnostik letztlich bedeutungslose Organellen bzw. Bestandteile vorhanden (glattes endoplasmatisches Retikulum (A), Golgi-Apparat (B), Lysosomen (C), Mitochondrien (D), Glykogen (E), endoplasmatisches Retikulum mit Ribosomen (F)

6.1



Allgemeines zur klinischen Zytologie

Der entscheidende Unterschied zwischen einer zytolo­ gischen und histopathologischen Untersuchung ist, dass bei der zytologischen Diagnostik topographische und histoarchitektonische Gewebsveränderungen unberück­ sichtigt bleiben. Während die Histologie bei der Diag­ nostik gewissermassen die dritte Dimension der supra­ zellululären Anordnung – auch in Bezug zu Nachbar­ strukturen – mitbeurteilen kann, beruht die Zytologie einzig auf der morphologischen Zellanalyse. Diesem In­ formationsdefizit der Zytologie im Vergleich zur Histo­ logie stehen Nichtinvasivität, beliebige Wiederholbarkeit und einfache und kostengünstige Anwendung gegen­ über. Begriffsbestimmungen der urinzytologischen Diagnostik (. Abb. 6.1) Die Zellmembran begrenzt das Zytoplasma und verfügt über wichtige Eigenschaften der Permeabilität, selek­ tiven Signalübertragung und enzymatischen Produk­ tion. Das Zytoplasma besteht aus einer liquide-homo­ genen Matrix und enthält zahlreiche Organellen (z. B. Golgi-Apparat, endoplasmatisches Retikulum). Der Zellkern (Nukleus) ist von einer gedoppelten und mit multiplen Poren versehenen Kernmembran vom zy­ toplasmatischen Raum getrennt. Das Nukleoplasma ist reich an Nukleinsäure (DNA), die gemeinsam mit Pro­ teinen und Ribonukleinsäuren (RNA) das Chromatin

bilden, das sich zytologisch als feingranuläre Struktur des Zellkernes darstellt. Der Nukleolus (Kernkörperchen) stellt eine ovalärerunde, intranukleäre Struktur dar, dem eine entschei­ dende Regulationsfunktion der Zellbiologie zukommt. Die Anzahl und Größe der Nukleolen variiert mit der funktionellen Zellaktivität. Deshalb finden sich bei einer intensiven Proteinbiosynthese (z. B. Malignität) multiple und vergrößerte Nukleolen. 6.2



Zytologische Besonderheiten des normalen Urothels

Beim Urothel handelt es sich um ein mehrschichtiges ­Epithel mit einer oberflächlichen (luminalen), mittle­ ren (intermediären) und unteren (basalen) Zellschicht (. Abb. 6.2, 7 Kap. 6.4.2, Kap. 3 und 4). Die Größe der Zellen nimmt von basal nach luminal zu. Diese Tatsache ist bei der Beurteilung eines urinzytologischen Prä­ parates als Orientierungshilfe bei der Abgrenzung ge­ gen Plattenepithelien und Leukozyten von Bedeutung (. Abb. 6.3). Wichtig ist, dass nicht nur eine Größenvarianz der urothelialen Einzelzellen besteht, sondern dass auch die Größenrelation von Zellkern (Nukleus) zum Zytoplasma entsprechend der Schichtherkunft variiert. Dies muss bei der Malignitätsbeurteilung beachtet werden, da die klei­ nen Basalzellen physiologischerweise einen relativ grö­ ßeren Zellkern besitzen als die größeren Deckzellen (. Abb. 6.3).

41

6.3 · Zytologische Malignitätskriterien

tion. So macht die Kernfläche bei den Basalzellen ca. 30% der gesamten Zellfläche aus, bei den Inter­ mediärzellen ca. 20% und bei den Deckzellen nur noch ca. 10%. Wichtig ist ebenfalls, dass Mehrkernigkeit kein Ma­ lignitätskriterium darstellt. Bei den luminalen Deck­ zellen sind in ca. 19% zwei Zellkerne und in ca. 3% ­mehrere Zellkerne vorhanden (Eldidi u. Patten 1982). Bei Spül­zytologien insbesondere des oberen Harntraktes und Punktionsurin der Harnblase findet man allerdings sehr viel häufiger multinukleäre Zel­len,  ohne dass dies als pathologisch zu werten ist (7 Kap. 8.6). Die Kernkörperchen (Nukleolen) stellen sich licht­ mikroskopisch als Verdichtungen in Projektion auf den Zellkern dar. Neben dem Chromatin repräsentieren sie ein wesentliches Kriterium der Malignitätsbeurteilung. Normale Urothelien haben meist 1–2 Nukleoli von rundlich-ovalärer Struktur.

. Abb. 6.2 a, b.  Schematische Darstellung des gedehnten (a) und des ungedehnten (b) Harnblasenepithels. Die Größe der Zellen nimmt von basal nach luminal zu. Luminale (1), mittlere (2) und basale (3) Zellschicht. Lp Lamina propria

Eine von Eldidi u. Patten (1982) durchgeführte pla­ nimetrische Studie mit zweidimensionaler Ausmessung von 5 000 Urothelzellen an 220 gesunden Probanden erlaubt eine genauere Merkmalsanalyse normaler Uro­ thelien. Die Basalzellen des Urothels sind mit durch­ schnittlich 82 µ2 verglichen mit den Intermediärzellen (229 µ2) und Deckzellen (501 µ2) deutlich kleiner (. Abb. 6.3). Obwohl auch die Kernfläche der Basal­ zellen mit 24 µ2 im Vergleich zu den Intermediärzellen (40 µ2) und den Deckzellen (46 µ2) eine geringe Größe aufweist, zeigt der prozentuale Vergleich die physio­ logische Dysproportionalität der Kern-Plasma-Rela­

6.3

Zytologische Malignitätskriterien

6.3.1

Veränderungen des Zytoplasmas

Das Zytoplasma ist lediglich als Bezugsgröße für die Feststellung eines Kernwachstums, der sog. Kern-Plas­ ma-Relation, von Bedeutung. Spezielle morphologische Modifikationen des Zytoplasmas haben hinsichtlich ei­ ner Malignitätseinschätzung keinen Belang. Auch wei­ tergehende Differenzierungen mittels spezieller Färbung wie beispielsweise in der Hämatologie sind in der Urin­ zytologie ohne Relevanz. Trotzdem liefern in einigen Fällen auch Verände­ rungen des Zytoplasmas wertvolle Zusatzinformationen. So kommt es beispielsweise im Falle einer Kontrast­ mittelapplikation zur Ausbildung eines kleinvakuolisier­ ten, schaumzellartigen Zytoplasmas (7 Kap. 8.4, . Abb. 8.23 a–d, S. 86) und unter einer intravesikalen Chemo­ therapie häufig zu großlumigen, reaktiv-toxischen Zyto­ plasmavakuolen (. Abb. 8.75 und . Abb. 8.76, S. 116).

. Abb. 6.3.  Zellgrößen der Urothelien im Vergleich zu anderen Bestandteilen des Urinsedimentes. Die großen Deckzellen (2) sind kleiner als Plattenepithelien (1) aber größer als die Intermediärzellen (3), die kleinen Basalzellen (4) minimal größer als die segmentierten Leukozyten (5). Diese sind wiederum größer als die kernlosen Erythrozyten (6) und »kornförmigen« Bakterien (7). Bedeutsam ist die physiologische Differenz der Kern-Plasma-Relation der unterschiedlichen Urothelzellen (s. Text)

6

42

Kapitel 6 · Urinzytologisches Grading von Urotheltumoren

6

. Abb. 6.4.  Schematische Darstellung der wichtigsten morphologischen Malignitätskriterien. Im Zentrum eine normale Urothelzelle, mögliche maligne Transformationen sind: A Verschiebung der Kern-Plasma-Relation, B Prominenz und Irregularität der Kernmembran, C Chromatinvermehrung (Hyperchromasie) mit Transparenzverlust des Zellkernes, D Änderung der Chromatinfeinstruktur (Grobkörnigkeit und Verklumpung), E Vermehrung und Entrundung der Kernkörperchen (Nukleolen), F Entrundung und Varianz (Polymorphie) der Zellkerne (Anisokaryose)

6.3.2

Veränderungen des Zellkerns

Die lichtmikroskopisch erkennbaren Änderungen des Zellkerns gehören zu den wichtigsten Malignitätskrite­ rien (. Abb. 6.4) und sind Folge eines gesteigerten Kern­ stoffwechsels. Die morphologischen Kriterien werden mit steigender Entdifferenzierung ausgeprägter. 4 Bei Malignität kommt es zu einer Vergrößerung der Zellkerne im Verhältnis zum Zytoplasma (Verschie­ bung der Kern-Plasma-Relation). Neben dieser rei­ nen Volumenzunahme des Zellkerns zeigen sich je­ doch noch weitere relevante Veränderungen des Zellkerns. 4 Die Kernmembran wird unregelmäßig und weist Ver­ dickungen, Einstülpungen oder Faltenbildungen auf. 4 Mit zunehmender Malignität (Low grade → High grade bzw. GI → GIII) kommt es zu einer Chromatin­ vermehrung. Man bezeichnet dieses Phänomen als Hyperchromasie. Eine unmittelbare Folge der Hyper­ chromasie ist ein Transparenzverlust der Zellkerne, der als zytologisches Frühzeichen eines Urothelkar­ zinoms gewertet wird (Rübben et al. 1979). 4 Zudem ist die Feinstruktur des Chromatins modifi­ ziert. Während es im Normalfall zart und feinstäubig

über den Zellkern verteilt ist, bedingt die zuneh­ mende Entdifferenzierung eine Grobkörnigkeit und Verklumpung. Im Extremfall bilden sich helle und dunkle Zonen aus. Differentialdiagnostisch ist es allerdings äußerst wichtig, noch einzelne trans­ parente Zonen des Zellkernes festzustellen, die selbst im Falle extremer Malignität weiterhin vorhan­ den  sind. Nur sie gestatten eine Abgrenzung gegen ­Überfärbungen, zu denen es beispielsweise infolge lytischer Zellschäden kommen kann. Infolge der Proteindenaturierung kommt es zu einer ver­ mehrten Farbstoffanreicherung, die dann als schein­ bare Hyperchromasie imponiert. Diese avitalen Zellkerne sind in der Regel homogen »geschwärzt« (. Abb. 8.24 a, S. 87). 4 Die unterschiedliche Darstellung des Chromatins und der Zellgrößen in Abhängigkeit vom gewählten Färbe­ verfahren ist ebenfalls bedeutsam (. Abb. 8.2, S. 73). 4 Es kommt zu einer Polymorphie der Zellkerne. Mit zunehmender Entdifferenzierung der Tumorzellen treten mitunter bizarre Kernformen auf. 4 Die Malignität führt ebenfalls zu einer Veränderung der Kernkörperchen, den Nukleolen. Neben der Ver­ größerung und Vermehrung ist insbesondere die

6.4 · Urinzytologisches Grading

Strukturirregularität (entrundet, polymorph) der Nukleolen bedeutsam. 6.3.3

Verteilung der Zellen

Die Urothelzellen können als flächige Verbände, Grup­ pen von Einzelzellen oder als Einzelzellen vorliegen. Das Auftreten von Zellverbänden kann Ausdruck einer ver­ mehrten Zellabschilferung von Urotheltumoren sein (Exfoliation). Dem Auftreten von Zellverbänden alleine kommt jedoch keine diagnostische Bedeutung zu. So zeichnen sich die zytologisch und histologisch als be­ nigne einzustufenden Papillome oder die PUNLMP (pa­ piläre urotheliale Neoplasien mit niedrigen malignem Potential, WHO 2004) ebenfalls durch ein vermehrtes Auftreten von Zellverbänden auf. Gehäuft werden Zellverbände aber auch nach in­ strumentellen Eingriffen (z. B. Zystoskopie, retrograder Sondierung) oder bei Katheterträgem beobachtet. Mit­ unter sind die Zellen zu Zellaggregaten übereinander geschoben (7 Kap. 8.4, Abb. 8.22, S. 85). Solche Zellfor­ ma­tionen mit übereinander liegenden Zellen sollten nicht beurteilt werden, da es infolge der Überlagerung zu falsch-positiven Befunden im Sinne einer Hyper­ chromasie kommen kann (Koss 1979, 2006). Für eine sichere Einordnung der diagnostischen Wertigkeit ­solcher Zellverbände sind anamnestische Daten sehr hilfreich. 6.4

Urinzytologisches Grading

6.4.1

Praxis des urinzytologischen Gradings



Obwohl die konventionelle Urinzytologie mit bestimm­ ten Auswahlkriterien arbeitet, bleibt sie in der defini­ tiven endgültigen Beurteilung wie viele andere medizi­ nische Untersuchungen (z. B. Röntgen, Ultraschall) eine subjektive, auf Erfahrungswissen aufbauende Methode. Da keine exakte numerische Vergleichbarkeit möglich ist, wird das Problem verständlich, dass unscharfe Gren­ zen hinsichtlich der Graduierung zytologisch diagnosti­ zierter Zell- und Kernatypien und maligner Transforma­ tionen bestehen. In Anlehnung an die weitgehend akzeptierte histo­ pathlogische Klassifikation der Urotheltumoren nach der WHO 2004 (7 Kap. 4; Seitz et al. 2005) wird vorge­ schlagen die zytologische Beurteilung zu begrenzen auf: 4 positiv (das zytologische Bild zeigt Zellen, die einer High grade Läsion entsprechen) oder

43

4 verdächtig (das zytologische Bild zeigt atypische Uro­ thelien, die am ehesten einer Low grade Läsion ent­ sprechen) oder 4 negativ (das zytologische Bild zeigt keine patholo­ gischen Zellen. Bisher hatte sich – ebenfalls in Anlehnung an die histo­ logische Differenzierung der WHO – eine Unterschei­ dung von drei unterschiedlichen Malignitätsgraden er­ geben: 4 hochdifferenzierte Urotheltumoren (GI), 4 mittelgradig differenzierte Urotheltumoren (GII) und 4 entdifferenzierte Urotheltumoren (GIII). Da die Urinzytologie hochdifferenzierte Urotheltumo­ ren (G I) nicht mit ausreichender Sensivität nachweisen kann, steigert die neue Nomenklatur die Bedeutung der urinzytologischen Beurteilung sehr, da sie die für den Patienten kritischen hochmalignen Tumoren mit großer Sensitivität und Spezifität nachweist (Murphy 2006). Die früher ebenfalls gebrauchten Graduierungen nach Papanicolaou (Grad I–V) oder nach Bergkvist (Grad I–IV) sind heute obsolet. Aufgrund der großen Varianz im zytologischen Bild des normalen Urothels gilt, dass zur Malignitätsdiagnose im Allgemeinen nicht nur ein Parameter, sondern im­ mer mehrere Kriterien gleichzeitig erfüllt sein sollen (. Abb. 6.4). Dies ist sinnvoll, da beispielsweise eine pathologische Chromatinvermehrung (Hyperchromasie) in aller Regel ebenfalls mit einer Änderung der Chromatinfeinstruktur (z. B. Grobkörnigkeit) und einer Volumenzunahme des Zellkernes (Verschiebung der Kern-Plasma-Rela­tion) einhergeht. Dagegen bedingt beispielsweise eine hypo­ osmolare Spüllösung eine Zellauftreibung mit häufig ­vergrößertem Zellkern (scheinbar pathologische KernPlasma-Relation), jedoch ist das Chromatin unverän­ dert bzw. zumeist »verdünnt«-hypochromatisch (. Abb. 8.21 a, b, S. 85). Dies zeigt, dass die alleinige Beurteilung eines einzigen morphologischen Kriteriums die Gefahr einer falsch-positiven Befundung (niedrige Spezifität) erheblich steigern würde (Koss u. Melamed 2006). Zytologische Leitstrukturen: Low grade (hochdifferenzierte Urotheltumoren G I) Bei hochdifferenzierten Urotheltumoren kann sich eine Kombination mehrerer Strukturparameter darstellen: 4 eine geringgradige Chromatinvermehrung (Hyper­ chromasie), jedoch ohne Transparenzverlust des Zellkernes und ohne deutliche Änderung der Fein­ struktur des Chromatins, 4 eine leichte Prominenz (Verdickung) der Kern­ membran,

6

44

Kapitel 6 · Urinzytologisches Grading von Urotheltumoren

4 leicht vergrößerte, jedoch noch ovalär-runde Kern­ körperchen (Nukleoli), 4 eine geringe Verschiebung der Kern-Plasma-Rela­ tion zugunsten des Zellkerns (bei den zytoplasma­ reicheren Intermediär- und Deckzellen sichtbarer als bei den kompakten Basalzellen), 4 sämtliche suspekten Urothelien erscheinen sehr gleichförmig-unimorph, sozusagen »wie aus einer Familie«.

6

Zytologische Leitstrukturen: High grade (mittelgradig differenzierte Urotheltumoren, G II) Die Differenzierung dieser Zellgruppe, die zwischen Low grade und High grade (nach WHO 2004) einzustufen ist, sollte mit molekular-biologischen Techniken erfolgen (7 Kap. 5 u. 9). Nach der neuen histopathologischen No­ menklatur (WHO 2004) werden die Zellen mit den fol­ genden morphologischen Veränderungen weitgehend in die Gruppe der High grade Strukturen eingegliedert. 4 Die Chromatinvermehrung (Hyperchromasie) ist ausgeprägter, sodass ein beginnender Transparenz­ verlust des Zellkerns resultiert. 4 Die Feinstruktur des Chromatins ist verändert (z. B. grobkörnig). 4 Die Kernmembran ist verdickt und irregulär. 4 Die Kernkörperchen zeigen außer einer Vergröße­ rung eine beginnende Entrundung. 4 Als Folge der aufgeführten Kernveränderungen ist die Kern-Plasma-Relation deutlich zugunsten der Kerne verschoben. 4 Die Zellkerne sind unterschiedlich (polymorph – Aniso­karyose). 4 Die verdächtigen Urothelien erscheinen variabelpolymorph, besitzen nicht mehr den uniformen As­ pekt der Low grade (GI-Zellen) (7 Kap. 8.5.2). Zytologische Leitstrukturen: High grade; Carcinoma-in-situ (entdifferenzierte Urothel­ tumoren, G III) 4 Extreme Hyperchromasie mit deutlichem Transpa­ renzverlust des Zellkerns. 4 Grobkörnigkeit des Chromatins zeigt Verklumpungs­ tendenzen. 4 Deutliche Irregularitäten der Kernmembran. 4 Große, unregelmäßig geformte und mitunter exzes­ siv vermehrte Nukleolen. 4 Vermehrt Mitosen. 4 Mitunter riesige, sehr polymorphe Zellkerne. 4 Das urotheliale Zellbild ist sehr verschiedenartig (deutliche Anisozytose und Anisokaryose) (7 Kap. 8.5.3).

Reaktive Zellveränderungen. Fehlermöglichkeiten Im Rahmen der onkologischen Urinzytologie ergeben sich vielfältige Fehlermöglichkeiten. Ursache hierfür ist die Tatsache, dass die Urothelien wie alle Zellen auf ex­ terne oder interne Reize nur mit einer begrenzten Anzahl von morphologischen Veränderungen reagieren können (. Abb. 6.4). Diese auf molekularer oder biochemischer Ebene sehr viel spezifischeren Reaktionen (7 Kap. 9) sind aber bei der zytologisch-morphologischen Beurtei­ lung nicht differenzierbar und können mitunter tumor­ imitierend imponieren (z. B. scheinbar malignitätsver­ dächtige Hyperchromasie aufgrund einer infektstimu­ lierten Proteinbiosynthese). Zum Teil lässt der zytologische Gesamtaspekt jedoch Hinweise auf die reaktive Genese zu, wie beispielsweise bei Infekten in Form des entzündlichen Begleitbildes. Weitere praktisch relevante Fehlerquellen durch reaktive Zellveränderungen, sind das Vorhandensein einer Urolithiasis, eine fehlerhafte Materialverarbeitung oder instrumentelle Manipula­ tionen (7 Kap. 8.4). Ebenfalls zeigen die Urothelien nach bestimmten therapeutischen Maßnahmen mitunter anhaltende, teil­ weise charakteristische, jedoch zum Teil auch tumorimi­ tierende Veränderungen (7 Kap. 8.7). Insbesondere bei diesen Patienten ist es für den Zytologen entscheidend, anamnestische Daten und therapeutische Maßnahmen zu kennen (z. B. »Zustand nach Radiatio vor × Mona­ ten«; »z. Zt. intravesikale Chemorezidivprophylaxe«). 6.4.2



Zum Standardisierungsproblem der Malignitätsbeurteilung

Das Problem der Standardisierung bzw. Unschärfe bei der Graduierung pathologischer Zellveränderungen im Rah­ men der exfoliativen Urinzytologie ist durch die Tatsache bedingt, dass nicht ein einzelner Parameter exklusiv klas­ sifikationsentscheidend ist. Vielmehr werden mehrere Strukturvarianten beurteilt, die nicht nur interindividuell differieren, sondern zudem von verschiedenen Untersu­ chern entsprechend ihrer Erfahrung unterschiedlich be­ wertet werden (Ooms et al. 1983; Glatz et al. 2006). So zeigen manche entdifferenzierte Tumoren eine extreme Hyperchromasie des Zellkerns (dichter Zell­ kern mit starkem Transparenzverlust) bei nur geringgra­ dig vergrößertem Zellkern, während andere primär eine extreme Größenzunahme des Zellkerns zeigen, sodass sich die Hyperchromasie darin verteilt und lediglich ein geringer Transparenzverlust resultiert. Da nicht wie beispielsweise bei automatisierten Bild­ analysesystemen ein einzelner Parameter maschinell gelesen und damit objektivierbar, quantifizierbar und vergleichbar wird, resultiert bei der konventionellen

45

Literatur

Urinzytologie eine interindividuelle Diskrepanz der Be­ urteilung. Diesem Nachteil steht andererseits der apparative Minimalaufwand mit einfacher Durchführbarkeit ge­ genüber. Zudem ist die Unschärfe der »Grading-Gren­ zen« als Ursache der interindividuellen Diskrepanzen nur von relativem Nachteil, denn es besteht eine unmit­ telbare Beziehung von Treffsicherheit und klinischer Relevanz. Die unsichere zytologische Identifikation hochdiffe­ renzierter Urotheltumoren (30–50%) beruht auf der mi­ nimalen bzw. fehlenden Pathoanatomie der Urotheltu­ morzellen (Rübben et al. 1989; Koss u. Melamed 2006; Murphy 2006), ist also unmittelbare Folge der unscharfen Grenze zwischen normalen und malignen Urothelien. Andererseits wachsen die hochdifferenzierten Tumoren nur selten invasiv und sind endoskopisch oder sonogra­ phisch einfach zu diagnostizieren, sodass die insuffi­ ziente Erkennungsrate klinisch relativ unbedeutend ist. Als manifester Nachteil bleibt allerdings bestehen, dass die konventionelle Urinzytologie somit kein zuverläs­ siges Verfahren darstellt, die invasive Zyst-/Urethrosko­ pie in der Primärdiagnostik und Verlaufskontrolle hoch­ differenzierter, urothelialer Tumoren zu ersetzen. Dagegen sind prognostisch bedeutsame Karzinome wie das Carcinoma in situ und invasiv wachsende Uro­ theltumoren fast ausnahmslos mindestens mittelgradig entdifferenziert. Sie unterscheiden sich somit sehr deut­ lich vom urothelialen Normalbild und können unabhän­ gig von interindividuellen Diskrepanzen mit einer rela­ tiv hohen Treffsicherheit als prognostisch relevante Dys­ plasien oder Karzinome eingestuft werden (7 Kap. 2 und 5; Murphy 2006). Ob hierbei ein zytologisches Präparat als Folge der Grenzunschärfe von verschiedenen Untersuchern nun divergierend nach der bisherigen Nomenklatur als G II oder G III klassifiziert wird, ist letztlich bedeutungslos. Entscheidend ist die Festlegung bzw. der Ausschluss von Malignität bzw. einer prognostisch bedeutsamen schweren Dysplasie (7 Kap. 5). Denn diese Feststellung ist als Ausgangspunkt eventueller weitergehender endo­ skopischer und/oder histologisch-bioptischer Kontrol­ len oder ergänzender zytologischer Verfahren bedeut­ sam (7 Kap. 5 und 9). Trotz des Problems der eindeutigen Standardisie­ rung ist die exfoliative Urinzytologie das Primärverfah­ ren in der Diagnostik und Verlaufskontrolle urothelialer Tumoren. »First line diagnostic and detection technique« (Badalament et al. 1987; Koss u. Melamed 2006; Murphy 2006). ln klinisch relevanten Situationen (z. B. Frage der operativen Radikalität) können dann objektive und re­ produzierbare Verfahren (7 Kap. 7 und 9) ergänzend ein­ gesetzt werden.

Hier ergeben sich zukunftsträchtige praktische Kon­ sequenzen der Forderung, dass die neuen bildanaly­ tischen und immunologischen/molekular-biologischen Verfahren nicht in einem konkurrierenden, sondern in einem additiven Verhältnis zur konventionellen Urin­ zytologie angewandt werden sollen bzw. eine höhere Sensitivität/Spezifität erzielen (7 Kap. 9). Literatur Badalament RA, Hermansen DK, Kimmel M, Gay H, Herr HW, Fair WR, Whitemore WF Jr, Melamed MR (1987) The sensitivity of bladder wash flow cytometry, bladder wash cytology, and voided cytology in the detection of bladder carcinoma. Cancer 60: 1423 Eble J N, Sauter G, Epstein JI (2004) World Health Organization Classification of Tumors: Pathology and Genetics of Tumors of the Urinary System and Male Genital Organs. WHO: International Agency for Research of Cancer Press, Lyon Eldidi MM, Patten SF (1982) New cytologic classification of normal urothelial cells: an analytical and morphometric study. Acta Cytol 26: 725 Glatz K, Niels W, Glatz D, Barascud A, Grilli B, Herzog M, Dalquen P, Feichter G, Gasser TC, Sulser T, Bubendorf L (2006) An internationale telecytologic quiz on urinary cytology reveals educational deficite and absence of a commonly classification system. Am J Clin Pathol 126: 294–301 Gompel C (1982) Atlas de cytologie clinique. Maloine, Paris Koss LG (1979) Diagnostic cytology and its histopathologic bases, 3rd edn. Lippincott, Philadelphia Koss LG (1989) Cytology-accuracy of diagnosis. Cancer 64 [Suppl]: 249 Koss LG, Deitch D, Ramanthan R, Sherman AB (1985) Diagnostic value of cytology of voided urine. Acta Cytol 29: 810 Koss LG, Melamed MR (Edit) (2006) Koss’ Diagnostic Cytology and its histopathological Bases. Lippincott Williams and Wilkins, Philadelphia Leistenschneider W (1982) Zytodiagnostik. In: Hohenfellner R, Zingg EJ (Hrsg) Urologie in Klinik und Praxis, Bd. I. Thieme, Stuttgart, s 326 Mostofi FK, Sorbin LH, Torloni H (1973) Histo­ logical typing of urinary bladder tumors. International Classi­ fication of tumors, vol. 19. WHO, Genev Murphy WM (2006) What’s the trouble with cytology? J urol 176: 2343–2346 Ooms ECM, Anderson WAD, Alons CL, Boon ME, Veldhuizen R (1983) Analysis of the performance of pathologists in the grading of bladder tumors. Hum Pathol 14: 140 Rathert P, Preiss H (1982) Urinzytologie in der urologischen Praxis. Urologe [A] 21: 67 Rübben H, Bubenzer J, Bökenkamp K, Lutzeyer W, Rathert P (1979) Grading of transitional cell tumors of the urinary tract by urinary cytology. Urol Res 7: 83 Rübben H, Rathert P, Roth St, Hofstädter F, Giani G, Terhorst B, Friedrichs R (1989) Exfoliative Urinzytologie. Harnwegstumorregister, Fort- und Weiterbildungskommission der Deutschen Urologen, Arbeitskreis Onkologie, Sektion Zytologie, 4. Aufl Seitz M, Zaak D, Knüchel-Clarke R, Stief C (2005) Harnblasentumoren. Die neue WHO-Klassifikation 2004. Urologe 44: 1073– 1086 Voogt HJ de, Rathert P, Beyer-Boon ME (1979) Praxis der Urinzytologie. Springer, Berlin Heidelberg New York

6

7 7 Urinzytologische Arbeitstechniken





S. Roth, I. Rathert

7.1



Allgemeines zum zytologischen Arbeitsablauf  – 48

7.1.1

Materialgewinnung  – 48

7.1.2

Materialverarbeitung  – 48

7.1.3

Zellanreicherung  – 49

7.1.4

Nativmikroskopie und Färbemethoden  – 49

7.2



Arbeitsmaterialien  – 49

7.3



Materialgewinnung  – 52

7.3.1

Zeitpunkt und Technik der Uringewinnung  – 52

7.3.2

Spezielle Techniken  – 52

7.4

Materialfixierung und Konservierung  – 53



7.4.1

Konservierung und Fixierung des Urins  – 53

7.4.2

Zellfixierung auf Objektträgern  – 54

7.5

Zellanreicherungsmethoden  – 56



7.5.1

Direktzentrifugation  – 56

7.5.2

Zytozentrifugation  – 56

7.5.3

Membranfiltertechniken  – 57

7.5.4

Kapillarfilter-Saug-Technik  – 58

7.6



Phasenkontrastmikroskopie  – 60

7.7



Verschiedene Färbeverfahren  – 61

7.7.1

Schnellfärbungen  – 61

7.7.2

Differenzierte Färbungen  – 63

7.7.3

Objektträgereindeckung nach Färbung  – 65

7.8



Repetitorium urinzytologischer Arbeitsabläufe  – 66

7.9



Referenzliste einiger Bezugsadressen  – 66

48

Kapitel 7 · Urinzytologische Arbeitstechniken

7.1



Allgemeines zum zytologischen Arbeitsablauf

Der Erfolg der Urinzytologie hängt von mehreren Komponenten ab. Das wesentliche zytologische Ele­ ment, nämlich die eigentliche Zellbeurteilung, ist von der Anfertigung qualitativ gut lesbarer Präparate ab­ hängig. Daher soll in diesem Kapitel auf die not­ wendigen Arbeitstechniken ausführlich eingegangen werden. Wichtig ist, dass die sich wiederholenden Grundele­ mente bzw. Arbeitsschritte so dargelegt werden, dass der zytologisch tätige Arzt eine Zusammenstellung der für ihn praktikabelsten Technik vornehmen kann.

7

7.1.1

Materialgewinnung

Die Materialgewinnung als selbstverständlich erschei­ nender Ausgangsschritt enthält immer wieder kontro­ vers diskutierte Details. So wird beispielsweise die Zell­ gewinnung mittels einer Spülung der Verwendung von Spontanurin gegenübergestellt (Einzelheiten 7 Kap. 7.3). Ebenfalls sind bestimmte Techniken bei der Durchfüh­ rung einer retrograden Spülzytologie oder einer Ure­ thralavage zu beachten. 7.1.2

Materialverarbeitung

Die Materialverarbeitung enthält obligate und fakulta­ tive Arbeitsschritte. Jede Klinik bzw. Praxis muss das vor Ort sinnvolle oder durchführbare Verfahren auswählen. Beeinflussend hinsichtlich des Verarbeitungsmodus sind die Apparaturen, die zur Verfügung stehen, wer die zytologische Befundung durchführt (Versand oder Ei­ genbefundung) und wie schnell sie erfolgen soll. Bezüglich des Zeitpunktes existieren als Alternativen die Sofort(Instant-)zytologie und die zeitversetzt-verzö­ gerte, sozusagen die Second-look-Zytologie. Soll oder muss die Diagnose sofort im Sinne einer »Bedside-Diagnostik« erfolgen, müssen Schnellfärbe­ methoden durchgeführt werden. Ihre ausschließliche Anwendung in Klinik und Praxis beinhaltet jedoch häu­ fig das Problem der Integration in den Arbeitsablauf, so dass eine Fixierung oder Konservierung des Urins für eine spätere Aufarbeitung notwendig ist. Dieses Moment des Arbeitsablaufes ist von äußerster Wichtigkeit, da eine optimale Beurteilung der Zellen von ihrem Erhaltungszustand abhängig ist. Die Einwirkung proteolytischer Enzyme und bakterieller Zytolysine be­ wirkt eine spätestens nach 2 h einsetzende Autolyse der Zellen, so dass entweder die Zellen im Urin durch ent­

sprechende Konservierungs- oder Fixierungsmittel ge­ schützt oder aus dem Urin auf einen Objektträger über­ tragen und auf diesem fixiert werden müssen (Einzel­ heiten 7 Kap. 7.4). Als beeinflussende Kriterien hinsichtlich der Wahl des Arbeitsablaufes kommen folgende Faktoren in Be­ tracht: 4 orientierende Diagnose (»bedside diagnosis«), 4 Integration in den Arbeitsablauf, 4 Dokumentationswunsch oder -pflicht, 4 Kontrollzytologie (Versand). Allgemein stehen folgende Alternativen des Arbeitsab­ laufes zur Auswahl: Sofortzytologie Urin Zellanreicherung

Schnellfärbung

Methylenblau    Vorgefärbte Objektträger Sedimentfärbung (z. B. Sangodiff, Testsimplets) (z. B. MD-Kova-Lsg.)   

! Sedimentfärbung ist nicht zur onkologischen ­Zytologie geeignet, jedoch zur Erythrozyten­ morphologie!

Verzögerte Zytologie Zur späteren Durchführung der zytologischen Beurtei­ lung, sei es in der eigenen Praxis oder in einem zytolo­ gischen Institut können die Zellen entweder im »Träger­ medium« Urin fixiert bzw. konserviert werden (Mög­ lichkeit 1) oder es erfolgt eine Abtrennung der Zellen auf den Objektträger mit anschließender Fixierung auf demselben (Möglichkeit 2). Die Abtrennung kann über Direktzentrifugation, Membranfilter oder eine Zytozen­ trifuge erfolgen (7 Kap. 7.5). Möglichkeit 1 Urin Fixierungsmittel Konservierungsmittel Spätere Schnellfärbung

Spätere haltbare Färbung

Versand

49

7.2 · Arbeitsmaterialien

7.1.4

Möglichkeit 2



Urin Zellanreicherung mit Objektträger­­ beschickung Lufttrockung für Giemsa-Färbung

Sprayfixierung für alkoholische Färbung

Alkoholtauchbad für alkoholische Färbung

Im Falle der Zusammenarbeit mit einem zytologischen Institut sollte die Konservierung bzw. Fixierung des Urins nach Rücksprache mit dem Institut erfolgen, um die diagnostische Aussagekraft (Lesbarkeit) der Präpa­ rate nicht durch störende Wechselwirkungen negativ zu beeinflussen. So dürfen beispielsweise Präparate für spä­ tere Alkoholfärbungen (z. B. nach Papanicolaou) keines­ falls luftgetrocknet werden. Für denjenigen, der selbst zytologisch tätig ist, kann es sinnvoll sein, den gewonnenen Urin in 2 Portionen auf­ zuteilen. Eine Portion kann sofort oder am Ende der Sprechstunde (bei mehr als 2 stündiger Verzögerung muss jedoch z. B. Konservierungsmittelersatz oder Sediment­ separierung erfolgen; 7 Kap. 7.4.1) mit Schnell­färbemetho­ den beurteilt werden. Die 2. Portion, die ebenfalls mit einem Konservierungsmittel versetzt ist, ermöglicht eine bedarfs­orientiert-spezifische Weiterverwendung, z. B. bei positiven Tumorbefunden, einer notwendigen Verlaufs­ kontrolle bei intravesikaler Chemotherapie oder suspek­ ten und unklaren Befunden (7 Kap. 7.8). Eine solche Weiterverwendung kann sowohl die An­ fertigung einer dauerhaften oder differenzierten Färbung oder die Fixierung auf einem Objektträger zur Anfär­ bung in einem zytologischen Labor vor Ort oder den Versand zu einem zytologisch tätigen Arzt beinhalten. 7.1.3

Zellanreicherung

Die Urinzytologie arbeitet mit exfoliierten Zellen, die aus einem relativ großen Flüssigkeitsvolumen gewonnen werden müssen. In Anbetracht dieses Verdünnungsef­ fektes kann nur durch eine Zellanreicherung eine quan­ titativ sichere und zeitökonomisch praktikable urinzyto­ logische Diagnostik ermöglicht werden. Als Verfahren stehen die klassische Direktzentrifu­ gation zur Sedimenterstellung, Membranfilterverfahren und solche Techniken zur Verfügung, bei denen das Zellmaterial flächenkonzentriert auf den Objektträger zentrifugiert wird (zur Zytozentrifugation 7 Kap. 7.5). Letztlich sind es die jeweiligen Kliniken, Institute und Praxen selbst, die aus den Verfahrensvarianten (7 Kap. 7.5) die für sie optimale Methode auswählen müssen.

Nativmikroskopie und Färbemethoden

Die mikroskopische Untersuchung des Nativsedimentes im Helllichtmikroskop ermöglicht infolge einer unzurei­ chenden Kontrastierung der Zellstrukturen keine sichere Beurteilung der zur Malignitätsbeurteilung wesentlichen Merkmale. Eine mit zunehmender Entwicklung von Schnellfär­ bemethoden immer mehr in den Hintergrund gedrängte, jedoch unverändert faszinierend-einfache Methode ist die Phasenkontrastmikroskopie (Phako). Das Prinzip, für dessen Entdeckung Zernicke 1953 den Nobelpreis für Physik erhielt, beruht auf einer Veränderung der Beu­ gungsmaxima des mikroskopischen Bildes, so dass eine Kontrast- bzw. Strukturbetonung der Zellen durch Hel­ ligkeitsunterschiede resultiert (Einzelheiten 7 Kap. 7.6). Bei der Interferenzkontrastmikroskopie wird ein re­ liefartiges Bild der Zellen dargestellt. Man gewinnt den Eindruck, das Objekt sei schräg beleuchtet. Für die on­ kologische Zytologie spielt diese Technik in der Routine­ diagnostik keine Rolle. Als Schnellfärbungen für die Sofortzytologie stehen Sedimentfärbungen, Methylenblau oder vorgefärbte Objektträger zur Verfügung. Die Sedimentfärbungen sind für die onkologische Urinzytologie nicht geeignet, lediglich für die Beurteilung, z. B. der Erythrozytenmor­ phologie. Die Möglichkeiten differenzierter und haltbarer Färbungen sind vielfältig. Nach einer Lufttocknung können die Giemsa- oder Pappenheim (kombinierte May-Grün­ waldt/Giemsa-Färbung)-Färbung durchgeführt werden, wenig aufwendig ist die Hemacolor-Färbung. Als Standardfärbung der Urinzytologie gilt die Fär­ bung nach Papanicolaou. Sie führt zu hervorragenden Färberesultaten, hat jedoch den Nachteil des großen Aufwands und der Zeitintensität. Eine Alternative ist die Schnellfärbung auf alkoholischer Basis nach Szczepanik (Cytocolor, 7 Kap. 7.7.2, Abschn. »Färbung nach Szcze­ panik«). Weitergehende spezielle Färbetechniken, wie sie zum Teil in der Hämatologie zur Differenzierung relevanter zytoplasmatischer Strukturen erforderlich sind, werden in der Urinzytologie nicht benötigt, da zentrales Malig­ nitätskriterium die Beurteilung des Zellkernes ist. 7.2

Arbeitsmaterialien

Objektträger Objektträger aus Glas, die als Unterlage für mikrosko­ pische Präparate verwendet werden, sind im Normfor­ mat 76 × 26 mm zugeschnitten (englisches Format).

7

50

Kapitel 7 · Urinzytologische Arbeitstechniken

. Abb. 7.1.  Verhinderung des Zellverlustes beim Dekantieren durch Zentrifugengläser mit einem Spitzboden

7

Ihre Dicke beträgt 1–1,2 mm. Geringe Abweichungen in der Dicke spielen keine Rolle. Die Deckgläser zum Bedecken der Präparate sollen die standardisierte Dicke von 0,17 mm aufweisen, da für diese Dicke der sog. Deckglasfehler durch den Bau der Objektive des Mikroskops ausgeglichen wird. Das Deck­ glas ist damit ein Teil des abbildenden Systems. Für ­dünnere oder dickere Deckgläser, die teilweise noch im Handel angeboten werden, wären die Objektive falsch korrigiert. Zentrifugengläser Die Zentrifugengläser können sowohl aus wiederver­ wendbarem Glas (sorgfältige Reinigung nach Gebrauch zur Vermeidung einer Fehlkontamination der nachfol­ genden Probe) als auch als Einmalartikel über den La­ borbedarf bezogen werden. Da nach der Zentrifugation der zellarme Überstand abgeschüttet (dekantiert) wird und dabei die Gefahr des Sediment- bzw. Zellverlustes besteht, hat sich die Ver­ wendung von Gläsern mit einem Spitzboden anstelle des Rundbodens als sinnvoll herausgestellt. Bleibt nach dem Dekantieren bei einer zellarmen Probe zuviel Resturin im Zentrifugat, wird der Konzent­ rationseffekt abgeschwächt. Weiterer Überstand kann mit Filterstreifen oder per »Kopfstandverfahren« elimi­ niert werden. Hierbei werden die Zentrifugengläser mit der Öffnung nach unten auf Filterpapier gestellt und für 30–60 s belassen. Auch bei diesem Vorgehen ist die Ge­ fahr des Zellverlustes bei Gläsern mit einem Spitzboden nahezu ausgeschlossen (. Abb. 7.1). Pipetten Zum Übertragen des Zellmaterials nach der Zentrifuga­ tion auf den Objektträger sollten Pipetten benutzt wer­ den. Hierbei können Pasteur-Pipetten als Einmalartikel (. Abb. 7.2 a), eine Kolbenhubpipette (Eppendorf-Pi­

. Abb. 7.2 a–c.  Verschiedene Pipetten zum Übertragen des Sediments auf die Objektträger: a Einmal-Pasteur-Pipetten, b Eppendorf-Pipette mit austauschbarer Spitze, c Ballonpipette aus Glas

. Abb. 7.3.  Möglichkeiten der Zellfixierung und Zellfärbung auf dem Objektträger mit einem Fixierspray

pette) mit austauschbarer Kunststoffspitze (. Abb. 7.2 b) oder Ballonpipetten aus Glas (. Abb. 7.2 c) eingesetzt werden. Fixierungs- und Färbeutensilien Für bestimmte Färbeverfahren (7 Kap. 7.7) müssen die Objektträger nach der Materialapplikation feucht fixiert werden. Dies kann entweder mit einem Fixierspray (. Abb. 7.3) oder einem Alkoholtauchbad (. Abb. 7.4) erfolgen. Als Behälter für eine Fixierung oder auch für

7.2 · Arbeitsmaterialien

51

. Abb. 7.6.  Trichter und Faltenfilter zur Filtration von Farbstoff­ lösungen

. Abb. 7.4.  Möglichkeiten der Zellfixierung und Zellfärbung auf dem Objektträger: Alkoholtauchbad oder Objektträgerwiegen

. Abb. 7.5.  Färbebank

. Abb. 7.7.  Hilfsmittel zur Archivierung von Präparaten in Form von Pappmäppchen oder Holzkassetten

Färbungen werden Glasküvetten benutzt. Diese können von Hand beschickt werden, wobei durch senkrechte Führungsschienen in den Seitenwänden der Küvetten eine gegenseitige Berührung der Objektträger verhin­ dert wird. Alternativ kommen flache Küvetten zum Ein­ satz, in die die Objektträger mit sog. Objektträgerwiegen (. Abb. 7.4) eingetaucht werden. Eine Färbebank ist für die Giemsa-Färbung sinnvoll (7 Kap. 7.7.1, Abschn. »Giemsa-Schnellfärbung«). Mit dieser können die Objektträger liegend mit dem Farb­ stoff überzogen werden und dann berührungsfrei zur Spülung mit Wasser in eine Schrägstellung gekippt wer­ den. Diese Färbebänke (. Abb. 7.5) können unabhängig von Auffangbecken gekauft und dann bei Bedarf in den Rand des Laborbeckens eingespannt werden. Bestimmte Farbstofflösungen müssen zur Vermei­ dung von Artefakten regelmäßig filtriert werden. Dies betrifft insbesondere die Giemsa-und PapanicolaouFärbungen. Die erforderlichen Faltenfilter und Trichter (. Abb. 7.6) sind über den Laborbedarf zu erhalten.

Archivierung Bei einer gewünschten oder erforderlichen Archivie­ rung der Präparate können mehrere Wege beschritten werden. Wichtig ist grundsätzlich, dass im Falle einer Einde­ ckung (7 Kap. 7.7.3, »Objektträgereindeckung nach Fär­ bung«) der dauerhaft gefärbten Präparate mit Corbit-Bal­ sam (Eukitt, Caeday, Hico-Mic) diese vor der Archi­ vierung 2 Tage komplett durchtrocknen, da sie andernfalls miteinander verkleben. Eine Eindeckung mit Corbit-Bal­ sam ist nicht unbedingt notwendig, jedoch müssen an­ dernfalls die Präparate lichtgeschützt gelagert werden. Die einfachste und preiswerteste Lagerungsform ist die neuerliche Verwendung der Verpackungsbehälter der Objektträger mit äußerlicher Beschriftung. Alternativ können sog. Pappmäppchen und Holz­ kassetten (. Abb. 7.7), die auch für einen Objektträger­ versand geeignet sind, benutzt werden. Die Anschaffung großer Archivierungsschränke über den Laborfach­ bedarf, bei denen die Objektträger stehend in schma­ len  Schubfächern geordnet sind, ist effektiv, jedoch teuer. Preiswert sind Faltkartons (s. Bezugsadressen 7 Kap. 7.9)

7

52

Kapitel 7 · Urinzytologische Arbeitstechniken

7.3

Materialgewinnung

7.3.1

Zeitpunkt und Technik der Uringewinnung



7

Die Gewinnung des Untersuchungsmaterials ist prinzi­ piell einfach, da mit der Miktion ein physiologischer Vorgang zugrunde liegt. Die Verwendung von Spon­ tanurin ist für die Routineuntersuchung ausreichend. Hierbei sollte, wenn möglich, kein Morgenurin ver­ wendet werden, da die lange Verweildauer der Zellen im Urin durch proteolytische Enzyme und bakterielle Zytolysine zu degenerativen Zellveränderungen führen kann. Einige Untersucher bevorzugen die Spülzytologie, da eine größere Abschilferung (Exfoliation) beurteil­ barer Urothelzellen provoziert wird. Hierbei wird nach Einlegen eines Katheters oder im Rahmen der zysto­ skopischen Untersuchung die Blase nach Entleerung mit 50–100 ml physiologischer Kochsalzlösung ge­ spült. Die Verwendung von isotoner, physiologischer Kochsalzlösung (0,9%) oder Ringerlösung ist dabei von Vorteil, da es andernfalls zu osmotisch bedingten Zellveränderungen kommt. So erzeugt Aqua dest. aufgrund der Hypoosmolarität eine Kernauftreibung, die bei der Beurteilung der Kern-Plasma-Relation als Malignitätskriterium unbedingt beachtet werden muss. Zwar kann mittels der Spülzytologie eine vermehrte Exfoliation von Urothelzellen provoziert werden, was als diagnostischer Sicherheitsgewinn interpretiert werden kann, dagegen sprechen jedoch: 4 die durch die instrumentelle Manipulation provo­ zierten reaktiven Zellveränderungen, so dass das hervorgerufene Zellbild durchaus hochdifferenzierte Dysplasien oder Tumoren imitieren kann (»cytolo­ gical irritation by bladder irrigation«), 4 der Vorteil der Nichtinvasivität, die insbesondere bei Männern bedeutsam ist, wird aufgegeben. 7.3.2

Spezielle Techniken

Spülzytologie des oberen Harntraktes Bei Verdacht auf einen Tumor im Bereich des oberen Harntraktes kann eine retrograde Spülzytologie durch­ geführt werden. Mehrere Punkte sind hierbei zu beach­ ten: 4 Die Gewinnung des zytologischen Materials sollte vor der Kontrastmittelgabe erfolgen, um zusätzliche zellverändernde Artefakte zu vermeiden. 4 Erfahrungsgemäß zeigen die spülzytologisch gewon­ nenen Urothelien des oberen Harntraktes erhebliche

reaktiv-manipulative Veränderungen, die wesentlich ausgeprägter als spülzytologisch induzierte Reak­ tionen am Blasenurothel sind. Deshalb hat sich ein Mehrschrittverfahren als hilfreich erwiesen: 1. Bei der Zystoskopie Entnahme von Blasenurin (möglichst kein Spülurin). 2. Bei ausreichender Diurese nach Ostienpassa­ ge  Entnahme von spontan produziertem Urin (einige ml genügen – ggf. unter Drehung des Ureterenkatheters zur Freigabe der mit Schleim­ haut verlegten Öffnung). 3. Probengewinnung nach Spülung mit 10–20 ml isotoner Kochsalzlösung. Bei fraglich pathologischen Urothelveränderungen des sondierten Harnabschnittes können die evtl. unauffäl­ lige Blasenurinprobe (1.) und spontan produzierte Urin­ fraktion des sondierten Ureters (2.) als zusätzliche An­ haltspunkte für eine möglicherweise manipulativ-reak­ tive Genese der suspekten Urothelien der Spülfraktion (3.) gewertet werden. Aufgrund der Schwierigkeiten bei der zytologischen Beurteilung muss letztlich individuell zwischen einem exspektativ-kontrollierenden Verhalten oder einer en­ doskopischen oder explorativ-operativen Untersuchung entschieden werden. Die erstmals von Gill et al. (1973) beschriebene Bürs­ tentechnik ist problematisch, da die 7 Charr starken ­Katheter sowohl mit relativ starken Schmerzsensationen einhergehen und eine Begleitanästhesie erfordern als auch zu starken Artefakten führen. Aufgrund der da­ durch bedingten hohen Rate falsch-positiver Befunde hat Koss die Beurteilung bürstentechnisch gewonnener Zytologien verlassen (Koss u. Melamed 2006). Spülzytologie der Urethra Da bei 3–18% aller zystektomierten Patienten ein Uro­ theltumorrezidiv im Bereich der belassenen Urethra ent­ stehen kann, gehört deren spülzytologische Untersu­ chung obligat zum Nachsorgeprogramm. Zwar ist grundsätzlich die Spülung über eine im Me­ atus urethrae adaptierte Olive möglich, jedoch bleibt zum einen die Unsicherheit einer ausreichenden Spü­ lung im proximalen, am meisten gefährdeten Urethra­ stumpfbereich, und zum anderen kann der Überlage­ rungseffekt distal exfoliierter Plattenepithelien bei der zytologischen Beurteilung stören. Demzufolge ist die Sondierung mit einem dünnlu­ migen Einmalkatheter zur Spülung insbesondere des proximalen Urethrastumpfes mit isotoner Kochsalzoder Ringerlösung geeigneter.

53

7.4 · Materialfixierung und Konservierung

Punktionszytologie Mitunter ist die zytologische Untersuchung punktierter Strukturen indiziert. Im Falle relevanter Blutbeimen­ gungen ist die Zugabe eines Antikoagulans sinnvoll. Dazu eignen sich Heparin (1 mg oder 100 Einheiten auf 10 ml Punktat), EDTA (10 mg auf 10 ml Punktat) oder Natriumcitrat (20 mg auf 10 ml Punktat). 7.4



Grundsätzlich sind 2 verschiedene Wege der Zellfixie­ rung bzw. -konservierung vor Färbungen möglich: ent­ weder werden die Zellen in dem »Trägermedium« Urin fixiert bzw. konserviert, oder es erfolgt primär eine Ab­ trennung der Zellen auf den Objektträger mit anschlie­ ßender Fixierung auf demselben. 7.4.1

Die Essigsäure bedingt eine potentielle Hämolyse der Erythrozyten. Im Falle einer Makrohämaturie kann dies zur Ausschaltung störender Überlagerun­ gen zur Urothelbeurteilung von Vorteil sein, bei der Abklärung unklarer Hämaturien wird die wertvolle Möglichkeit der Beurteilung der Erythrozytenmorphologie ausgeschaltet.

Materialfixierung und Konservierung

Die Möglichkeit der Fixierung und Konservierung des urinzytologischen Materials ist aus 3 Gründen von Inte­ resse: 1. Versandmöglichkeit zur Erstellung einer »Primär«oder Referenzzytologie oder zur Anfertigung einer aufwendigeren, differenzierteren Färbung in einem zytologischen Labor. 2. Ökonomisierung von Zeit und Kosten, indem zu unterschiedlichen Zeitpunkten gewonnene Urin­ portionen gemeinsam weiterverarbeitet werden können. Dies kann bedeuten, dass die gesammelten Urine zu bestimmten Zeitpunkten per Schnellfärbung analysiert werden oder dann gemeinsam differen­ zierten Färbungen unterzogen werden. 3. Dokumentation klinisch, wissenschaftlich oder juristisch relevanter Befunde.



Hinweis

Konservierung und Fixierung des Urins

Möglichkeit 1 4 Zentrifugation einer Urinportion, 4 Abschütten (Dekantieren) des Überstandes, 4 Sediment im Verhältnis 1:1 mit Esposti-Fixativ ver­ setzen; dies setzt sich wie folgt zusammen. Zusammensetzung: 4 10 ml Essigsäure 100% (Eisessig) 4 48 ml Methanol 4 42 ml Aqua dest. 100 ml

Die hierdurch fixierten Zellsuspensionen können einige Tage im Kühlschrank aufbewahrt werden. Wichtig ist die gründliche Durchmischung des Sedimentes mit dem Fixativ durch sanftes Schütteln. Die somit vorfixierten Urinproben sollten anschlie­ ßend mit einer alkoholischen Färbung (Papanicolaou oder Szczepanik) weitergefärbt werden, da die Fixativzu­ gabe für die Giemsa-bzw. Pappenheim-Färbung eine Minderung der Färbequalität bedingt. Für diese Fär­ bungen sollte möglichst nach Uringewinnung eine Tro­ ckenfixierung auf dem Objektträger erfolgen. Möglichkeit 2 4 Zentrifugation einer Urinportion, 4 Abschütten (dekantieren) des Überstandes, 4 Sediment im Verhältnis 1:1 mit Alkohol versetzen. Zusammensetzung: 4 90 ml Äthanol (97%ig), 4 10 ml Formalin (37 % ig), 100 ml Hinweis

Formalin (auch Spuren von Formalindämpfen) hat einen derart negativen Einfluss auf die Giemsa- bzw. Pappenheim-Färbung, dass sie nach dieser Fixierung nicht möglich ist.

Die Alkoholfixation bewirkt eine deutliche Schrump­ fung der Zellkerne durch den dehydrierenden Effekt des Alkohols. Die Detaildarstellung von Zellkernstrukturen kann hierdurch erschwert werden. Die mit Alkohol fixierten Urinproben sind mehrere Monate haltbar. Möglichkeit 3 4 10–20 ml Urin mit ca. 50 mg (ca. 1 Messerspitze) Thiomersal-Salz versetzen. 4 Alternativ können 2–3 ml einer Thiomersal-Stamm­ lösung verwandt werden.

7

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Kapitel 7 · Urinzytologische Arbeitstechniken

Zusammensetzung: 4 5 g Thiomersal in 100 ml Aqua dest. gelöst. Hinweis

Thiomersal eignet sich hervorragend zur kurzfristi­ gen Stabilisierung des Urins für 3–4 Tage. Der nicht alkoholblockierte Urin kann im Folgenden sowohl mit Schnellfärbemethoden als auch mit alkoholischen Färbungen (z. B. Papanicolaou) und der Giemsa- bzw. Pappenheim-Färbung weiterverarbeitet werden.

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Thiomersal muss lichtgeschützt gelagert werden. Thiomersal enthält Quecksilber, so dass nach der Zentrifugation der abgeschüttete Überstand in ein ge­ sondertes Gefäß (verschließbar) gegeben werden sollte, um es als Sondermüll zu entsorgen. Der mit Thiomersal versetzte Urin sollte im Kühl­ schrank aufbewahrt werden, kann jedoch auch beispiels­ weise für den Postversand benutzt werden. Möglichkeit 4 4 Zentrifugation einer Urinportion, 4 Abschütten des Überstandes (vollständig!), 4 Zugabe (Resuspension) von 0,9% NaCl. Hinweis

Hierbei lassen sich degenerative Zellveränderungen nicht ausschließen. Wichtig ist die sofortige und möglichst vollständige Entfernung des Urins mit Erhalt eines zellreichen Sedimentes. Außer dem bloßen Dekantieren müssen in aller Regel zusätzlich Filterstreifen zum Absaugen verbliebener Urinreste eingesetzt werden.

7.4.2

Zellfixierung auf Objektträgern

Trockenfixierung auf Objektträgern Die Lufttrocknung (Trockenfixierung) von Zellen auf dem Objektträger ist für die Giemsa- bzw. kombinierte Färbung nach May-Grünwald/Giemsa (panoptische Färbung nach Pappenheim) oder auch die HemacolorSchnellfärbung erforderlich. Nach der Zentrifugation des frischen oder nicht alkoholisch konservierten Urins wird das Sediment auf dem Objektträger ausgestrichen (. Abb. 7.8), oder man lässt den Tropfen durch Schräg­ haltung verlaufen. Die Trocknung sollte möglichst schnell erfolgen, da es andernfalls zu erheblichen Artefakten kommen kann. Hierbei wird zunächst der Objektträger entweder kräftig in der Luft bewegt (an den Kanten anfassen) oder kurz in einen Brutschrank eingelegt, bis der oberflächliche Glanz verschwunden ist (Vortrocknung). Danach wird der Objektträger auf seiner Schmalkan­ te schräg aufrecht zur Nachtrocknung aufgestellt, die längere Zeit dauern kann/darf (mehrere Stunden). Zum Schutz vor verunreinigenden Staubpartikeln kann die beschichtete Objektträgerseite nach unten gerichtet wer­ den. Die Lufttrocknung stellt eine gewisse Fixierung dar, die jedoch maximal für 24 h ausreicht. Besser sollte nach der Lufttrocknung der Objektträger für 5–10 min in eine Küvette mit Methylalkohol gestellt werden, alternativ kann auch Äthanol oder eine Mischung von gleichen Teilen Äthanol und Äther (dann jedoch 20–30 min Fi­ xierungszeit) verwandt werden. Bei einer ätherhaltigen Fixierlösung muss das Gefäß wegen der raschen Verduns­ tung verschließbar sein, oder die Fixierlösung wird un­ mittelbar nach Gebrauch wieder in die Vorratsflasche zurückgefüllt.

Das in physiologischer Kochsalzlösung resuspendierte Sediment kann im Kühlschrank für maximal 24–48 h aufbewahrt werden. Möglichkeit 5 Das als Carcyt-U1-System vertriebene urinzytologische System beinhaltet auch ein Carcyt-Konservierungsme­ dium (50 ml), das separat bezogen werden kann (s. Be­ zugsadressen 7 Kap. 7.9). Hierbei werden 1–2 ml auf 10 ml Urin gegeben und bewirken eine ausreichende Konservierung für mehrere Tage. Das Vor­gehen ist ein­ fach, preiswert und das Konservierungs­medium nicht­ toxisch (7 Kap. 7.54, . Abb. 7.13)

. Abb. 7.8.  Technik des Ausstreichens des Sediments auf dem Objektträger vor der Fixierung oder Färbung. Alternativ kann man durch Schräghaltung des Objektträgers den Tropfen verlaufen lassen

7.4 · Materialfixierung und Konservierung

Feuchtfixierung auf Objektträgern Die Feuchtfixierung ist notwendiger Bestandteil der al­ koholischen Färbungen nach Papanicolaou oder Szcze­ panik. Für diese Färbungen ist die Fixierung in feuchtem Zustand obligat, da es andernfalls zu degenerativen Zell­ veränderungen kommt. Grundsätzlich bestehen als Möglichkeiten die Feuchfixierung per Spray oder per Alkoholtauchbad. Feuchtfixierung per Spray Die im Handel erhältlichen Fixiermittel in Spraydosen enthalten Polyäthylenglykol (z. B. Merckofix). Der feuchte Abstrich oder der in noch feuchtem Zustand z. B. aus einer Zytozentrifuge entnommene Objektträger wird unmittelbar anschließend sprühfixiert. Hierbei ist darauf zu achten, dass man einen genügend großen Ab­ stand vom Objektträger (ca. 20 cm) einhält, um die Zel­ len nicht vom Objektträger zu treiben. Außerdem sollte der Objektträger eben bedeckt sein und keinen Flüssig­ keitsspiegel haben. Die per Sprayfixierung geschützten Präparate er­ möglichen sowohl das Sammeln mehrerer Präparate, um sie dann später gemeinsam weiter zu verarbeiten, als auch den Versand. Der in dem Spray enthaltene Alkohol verdunstet, und der Rückstand an Polyäthylenglykol bleibt als Schutzfilm zurück. Eine weitere Einsatzmöglichkeit ist das Aufsprühen des Sprays auf einen voluminösen Materialtropfen vor Eintauchen des Objektträgers in ein Färbe- bzw. Alko­ holgefäß. Hierdurch lässt sich ein Abschwimmen der Zellen mit Zellverlust und einer potentiellen Fehlkonta­ mination anderer Präparate verhindern. Bei der anschließenden Färbung ist darauf zu ach­ ten, dass der Schutzfilm von Polyäthylenglykol in ver­ dünntem Alkohol (30%iges Äthanol) abgelöst wird. Färbt man beispielsweise nach Papanicolaou, wird nicht die gesamte anfänglich fallende Alkoholreihe (80%, 70%, 30%) vor Eingabe in Aqua dest. durchlaufen, son­ dern das sprayfixierte Präparat lediglich für ca. 10 s in 30%igem Äthanol abgelöst und dann in den weitern Ab­ lauf (Aqua dest. usw.) eingeführt. Feuchtfixierung per Alkoholtauchbad Bei der Technik des Alkoholtauchbades werden die Ob­ jektträger nach der Materialapplikation – sei es als Se­ dimenttropfen oder nach sonstigen Zeilanreicherungs­ verfahren (7 Kap. 7.5) – für mindestens 15 min in eine Küvette mit Fixierlösung gestellt (. Abb. 7.4). Die Fixie­ rung muss unmittelbar nach der Materialapplikation vor Trocknungsbeginn erfolgen, da andernfalls degenerative Zellveränderungen resultieren. Bei diesem Vorgehen besteht das Problem des Ab­ schwimmens der Zellen in das Alkoholbad, so dass nicht

55

nur ein Zellverlust eintreten kann, sondern auch das Ri­ siko einer Kontamination anderer Objektträger besteht, die gleichzeitig oder nachfolgend in die Küvette gegeben werden. Obwohl normalerweise Schleim- und Eiweiß­ substanzen des Urins eine natürliche Zellhaftung bewir­ ken, erscheint eine Vorbehandlung der Objektträger si­ cherer. Möglichkeit 1 Objektträger mit Mayers Albumin vor Zellapplikation einstreichen. Dieses besteht zu gleichen Teilen aus Eieroder Serumeiweiß und Glyzerin. Leider führt dieses Prozedere teilweise zu Färbeartefakten in der Hinter­ grunddarstellung der Präparate. Möglichkeit 2 Die sauberen und fettfreien Objektträger werden mit Poly-L-Lysin (PLL), einem synthetischen Eiweiß aus einer Aminosäure, beschichtet. Dazu taucht man die Ob­ jektträger kurz in eine 0,0125%ige PLL-Lösung (12,5 mg PLL in 100 ml Aqua dest.) und lässt sie anschließend an staubfreier Stelle trocknen. Eine Bildung von PLL-Trop­ fen auf dem Objektträger sollte vermieden werden, da sich das Eiweiß in Abhängigkeit vom Färbeverfahren später anfärben kann. Eine dünne PLL-Beschichtung tritt hingegen färberisch nicht in Erscheinung. Der Vorgang kann kompakt mit vielen Objektträ­ gern durchgeführt werden, da sich die Beschichtung mit erhaltener Adhäsionskraft für mehrere Wochen hält. Die Objektträger können dann nach und nach benutzt wer­ den. Im Handel sind derart präparierte Objektträger er­ hältlich. Möglichkeit 3 Nach Zellapplikation per Tropfen oder per Zytozentrifu­ gation kann der Objektträger kurz mit einem Fixie­ rungsspray überzogen werden. Auch hierdurch lässt sich ein Abschwimmen des Materials verhindern. Als Fixierlösung für das Alkoholtauchbad kommen verschiedene Alkohole zur Anwendung: 4 96%iger Äthylalkohol, 4 eine Mischung aus gleichen Teilen Äthanol und Diäthyläther (das Gefäß mit der Fixierlösung muss verschließbar sein, da der Äther rasch verdunstet), 4 Methylalkohol, 4 90%iges Azeton, 4 eine Mischung aus 5 Teilen von 96%igem Äthylalko­ hol und 1 Teil Glyzerin, 4 99%iger Isopropylalkohol. Der Zusatz von Eisessig (Essigsäure) zu den Fixierlö­ sungen führt zur Hämolyse der Erythrozyten und kann bei einer Makrohämaturie zur Vermeidung störender

7

56

7

Kapitel 7 · Urinzytologische Arbeitstechniken

Überlagerungen von Vorteil sein. Allgemein sollte Eis­ essig nicht zugesetzt werden, da die beurteilbare Ery­ throzytenmorphologie zur Erkennung renal-glomerulä­ rer Blutungsursachen erforderlich ist (7 Kap. 10). Im Falle einer beabsichtigten Hämolyse wird zu den zuvor genannten Fixierlösungen 3 Vol% Eisessig (100% Es­ sigsäure) zugefügt.

relevanten Zellen zu erfassen, und darüber hinaus eine wesentliche Zeitersparnis bei der Durchmusterung der Präparate. Ob die unterschiedlich aufwändigen Tech­ niken in einem akzeptablen Nutzen-Kosten-Verhältnis stehen, muss individuell entschieden werden.

7.5

Die Direktzentrifugation bezeichnet nichts anderes als die normale Anfertigung eines Urinsedimentes: 4 Urinprobe aufschütteln, um vorsedimentierte Zellen mit zu erfassen. 4 10–20 ml in ein Zentrifugenröhrchen füllen. 4 Zentrifugation bei 2 000 Umdrehungen/min für 5–10 min. 4 Überstand abschütten (dekantieren), Sediment je nach Färbeverfahren weiter verarbeiten oder fixieren.

Zellanreicherungsmethoden

Die Aussagefähigkeit der Urinzytologie hängt nicht nur von guten Präparationstechniken und Färbungen und der Erfahrung des Ausführenden ab, sondern ein wei­ terer wesentlicher Bestandteil ist die Anzahl der zu be­ urteilenden und demzufolge auch miteinander zu ver­ gleichenden Urothelzellen. Da mitunter nur wenige Urothelien exfoliieren, müssen Zellanreicherungsme­ thoden in den Arbeitsablauf integriert werden. Im Unterschied zu einer bloßen Zentrifugation wird es durch weiterführende Techniken möglich (z. B. Zyto­ zentrifugation), die Zellen auf einer relativ kleinen Flä­ che des Objektträgers zu konzentrieren. Als Vorteile er­ gibt sich die erhöhte Sicherheit, sämtliche diagnostisch

7.5.1

7.5.2

Direktzentrifugation

Zytozentrifugation

Prinzipiell werden bei der Zytozentrifugation die zellu­ lären Bestandteile direkt auf einen Objektträger zentri­

. Abb. 7.9.  In die wiederverwendbaren Füllkontainer werden einige Milliliter des Sedimentes (unteren autosedimentierten Anteil der Urinportion verwenden, nicht den zellarmen Überstand!!) mit einer Pipette eingefüllt. Mit entsprechenden Halterungen werden ein zwischen­ gelegtes Filterpapier (F) und der Objektträger (O) so eingespannt, dass der Objektträger vom Zentrifugationszentrum (Z) am weitesten entfernt ist. Während des Zentrifugationsvorganges reichern sich die Zellen flächenkonzentriert auf dem Objektträger an, so dass nicht mehr der gesamte Ausstrich meanderförmig durchgemustert werden muss

57

7.5 · Zellanreicherungsmethoden

fugiert und können dann auf diesem fixiert bzw. ge­ färbt werden. Die Methode bietet 2 entscheidende Vor­ teile: 1. Erhöhte Sicherheit, da viele Zellen auf einer klei­ nen  Objektträgerfläche konzentriert sind und ein­fach gefunden und beurteilt werden können (. Abb. 7.9). 2. Wesentliche Zeitersparnis, da nicht der gesamte Objektträger durchgemustert werden muss. Das Auftragefeld ist immer an konstanter Stelle und mit den Koordinaten des Obektträgertisches leicht identifizierbar. Die Zytozentrifugen werden von verschiedenen Herstel­ lern angeboten. Neben ausschließlich für die Zytozentri­ fugation nutzbaren, jedoch relativ teuren und nur bei intensivem Gebrauch amortisierbaren Geräten (z. B. Fa. Shandon, Cellspin) werden von anderen Herstellern multifunktional umrüstbare Zentrifugen angeboten

. Abb. 7.10.  Prinzip der Membranfilter: Durch Druckbzw. Unterdruckfiltration kommt es zur Passage von Urin, Salzen und Erythrozyten. Die zellulären Bestandteile werden auf dem Filter ausgeschieden und anschließend auf einen Objektträger abgeklatscht. (Modifiziert nach Ziegler u. Völter)

(z. B. Heraeus, Hettich). Hierbei werden in den Zentri­ fugationsrotor entsprechende Container zur Zytozentri­ fugation eingehängt. 7.5.3

Membranfiltertechniken

(Mit einem Beitrag von J.L. Papillo) Bei dieser Form der Zellanreicherung werden die Zellen durch einen Filter aufgefangen und dann im Abklatsch­ verfahren (»Sandwich- oder Imprint-Technik«) auf ei­ nen Objektträger zur weiteren Verarbeitung übertragen. Der eigentliche Filtervorgang als Ersatz für die Zentrifu­ gation kann mit einer Unterdruck- oder Druckfiltration erfolgen (. Abb. 7.10). Ultrafiltrationsimprinttechnik – Millipore-System Hierbei wird der frische, konservierte oder fixierte Urin in ein Gefäß gegeben, dessen Boden durch einen auf

7

58

Kapitel 7 · Urinzytologische Arbeitstechniken

Der Filterhalter wird anschließend geöffnet, der Fil­ ter entnommen und die auf dem Filter befindlichen Zel­ len im »Sandwich-Verfahren« auf einen zuvor mit einem Adhäsivmittel beschichteten Objektträger abgeklatscht. Die Präparate können danach luftgetrocknet oder feucht (Spray- oder Tauchbad) alkoholisch fixiert und dann weitergefärbt oder versandt werden. Das CellPrint-System und das Cyto-Shuttle-System (Robb et al. 1996) beruhen ebenfalls auf dem Prinzip der Zellanreicherung mit Hilfe von Membranfiltern (. Abb. 7.10).

7 . Abb. 7.11.  Anordnung der Millipore-Technik: 1 Filterkopf zum Einfüllen des Urins, 2 Stelle für Filtereinlage, 3 Glaskolben, 4 Manometer, 5 Anschluss der Wasserstrahlpumpe zur Unterdruckerzeugung

einem groben Metallnetz liegenden Filter (Porengröße 5 bzw. 8 µm) von einem darunter gelegenen Behälter ge­ trennt ist. Mit Hilfe einer Vakuumpumpe wird durch Erzeugung eines Unterdrucks (15–20 Torr) der Urin durch die Filterporen in das darunter liegende Gefäß gezogen (. Abb. 7.11). Nach der Urinpassage wird der Filter mit einer Pinzette entnommen und auf einem Ob­ jektträger abgeklatscht. Zur besseren Zellhaftung sollte der Objektträger mit einem entsprechenden Adhäsiv (z. B. Poly-L-Lysin) beschichtet sein. Je nach weiterer Färbung wird der Objektträger ­anschließend luftgetrocknet oder feucht bzw. in einem Alkoholtauchbad fixiert. Membranfiltertechniken (Druckfiltration) Bei der Membranfiltertechnik (Fa. Sartorius) wird der Urin mit einer 10- oder 20-ml-Einmalspritze aufgezogen und anschließend durch eine aufschraubbare Halterung mit einem zuvor eingelegten Filter gepresst. Der Filter kann in verschiedenen Durchmessern (bis 25 mm) und einer Porenweite von 5 bzw. 8 µm bezogen werden. Die Zellen werden aufgrund ihrer Größe auf dem Filter abgeschieden, während andere störende Bestand­ teile und Salze hindurchtreten. Die Porendichte auf dem Filter ist so bemessen, dass sich diese verschließen, wenn der Filter optimal mit Zellen belegt ist. Das Maß der vollen Zellbelegung auf dem Filter ist dann erreicht, wenn kein Urin mehr durch den Filter gepresst werden kann.

Automatisierte Membranfiltertechnik (Thin-Prep-Technik) (J. L. Papillo, Burlington, USA) Der Vorteil dieser automatisierten Membranfiltersys­ teme (. Abb. 7.12) ist es, dass eine ca. 3-fach höhere ­Anreicherung von Zellen zur zytologischen Beurteilung im Vergleich zur Zytozentrifugation erzielt wird (s. Pa­ pillo u. Lapen 1994). Diese höhere Zellausbeute ist ins­ besondere bei zellarmen Urinfraktionen von Vorteil und dürfte die Sicherheit der urinzytologischen Bewertung erhöhen. Arbeitstechnisch werden die frischen oder fixierten Urinproben zunächst 10 min zentrifugiert, anschließend das Sediment mit einer Lösung zur Lyse von Erythro­ zyten versehen und dann einige Tropfen des Sediments in den Thin-Prep-Prozessor (. Abb. 7.12 a) gegeben. Im Prozessor wird die Probe nochmals zum Zweck der gleichmäßigen Zellverteilung geschüttelt und anschlie­ ßend mit einem leichten Unterdruck durch ein Filter­ system gesaugt. Die auf dem Filter verbleibenden Zellen werden im Sinne des »Sandwich-Verfahrens« danach auf Objektträger abgeklatscht. Dieser letzte Arbeitsschritt erfolgt ebenfalls automatisiert, da das Filtersystem in ­einen rotierbaren Zylinder eingearbeitet ist. Der Probendurchsatz bei diesen Zellanreicherungs­ methoden ist durch die Einzelaufarbeitung gering und erhöht damit den zeitlichen und finanziellen Aufwand. Durch die Besonderheiten des Zellaufbereitungspro­ zesses ist eine Beurteilung der Erythrozytenmorpholo­ gie nicht möglich. 7.5.4

Kapillarfilter-Saug-Technik

Das System Carcyt U1 bedient sich eines einem Filz­ schreiber ähnlichen Prinzips. Das Kapillarröhrchen wird so lange in eine vorsedimentierte Urinprobe gestellt, bis ein sichtbares Indikatorfenster am oberen Ende des Röhrchens das Ende des Saugvorganges anzeigt. An­ schließend werden die am unteren Ende angesaugten Zellen auf einen mit einem Zellhaftmedium behandelten Objektträger aufgetragen (. Abb. 7.13).

59

7.5 · Zellanreicherungsmethoden

a

b

c . Abb. 7.12 a–c.  Automatisierte Membranfiltertechnik (ThinPrep-Technik nach Papillo): Der Vorteil dieses automatisierten Membran­ filtersystems ist es, dass eine ca. 3-fach höhere Anreicherung von Zellen zur zytologischen Beurteilung im Vergleich zur Zytozentrifugation erzielt wird. Arbeitstechnisch wird in den ThinPrep-Processor (a) ein Teil des zuvor zentrifugierten Sediments gegeben und mit einem leichten Unterdruck durch ein Filtersystem gesaugt. Die auf dem Filter verbleibenden Zellen werden im Sinne des »Sandwich-Verfahrens« danach auf Objektträger abgeklatscht (b, c)

7

60

Kapitel 7 · Urinzytologische Arbeitstechniken

a

7

b

d

c

e 

. Abb. 7.13 a–e.  Prinzip des Carcyt-Ul -Systems: In die vorsedimentierte Urinprobe wird der Kapillarfilter gestellt (a), der dann auf zuvor mit einem Haftmedium behandelte Objektträger (b) aufgedrückt wird (c). Nach Antrocknung werden die Präparate 15 min in Alkohol fixiert (d) und anschließend gefärbt (e)

7.6

Phasenkontrastmikroskopie

Von allen kontraststeigernden mikroskopischen Verfah­ ren des Nativurins hat die Phasenkontrastmikroskopie (Phako) die weiteste Verbreitung gefunden. Prinzip (. Abb. 7.14) Der Einschub einer ringförmigen Blende (A1) in den Kondensator (C) und einer ringförmigen Phasenplatte (A2) in das Objektiv (B) erzeugt eine Trennung von ­gebeugten (I) und nichtgebeugten (II) Lichtstrahlen. Durch die Verzögerung der Wellenlänge der gebeugten Strahlen kommt es zu einer Phasendifferenz, die op­ tisch die strukturellen Details des mikroskopischen ­Objekts dunkler als das umgebende Medium erschei­ nen  lassen. Die Helligkeitsunterschiede erzeugen als ­optischen Artefakt einen hellen Hof um die Strukturen (. Abb. 7.15). Da heutzutage die Phasenkontrastmikroskopie be­ züglich der Detailerkennung allen sonstigen Färbeme­ thoden unterlegen ist, spielt sie für die onkologische Urinzytologie eine untergeordnete Rolle. Einen wesent­ lichen Anwendungsbereich stellt die differenzierte Ery­ throzytenmorphologie dar, um zwischen einer postre­ nal-urothelialen und einer renal-glomerulären Blu­ tungsgenese zu unterscheiden (7 Kap. 10).

. Abb. 7.14.  Prinzip der Phasenkontrastmikroskopie (vgl. Text, aus de Voogt et al. 1979)

61

7.7 · Verschiedene Färbeverfahren

a

c

b

d

. Abb. 7.15a–d.  Basalzellen lichtmikroskopisch (a, c) und phasenkontrastmikroskopisch (b, d). (Aus de Voogt et al. 1979) 

7.7

Verschiedene Färbeverfahren

7.7.1

Schnellfärbungen

Methylenblaufärbung Die Methylenblaufärbung (nach Löffler) führt zu einer Blaufärbung der Zellkerne und ist leicht, schnell und ko­ stengünstig durchzuführen. Vorgehen 4 Zentrifugation des frischen oder konservierten Urins. 4 Sedimenttropfen auf Objektträger. 4 M-Blau je nach Technik neben Sedimenttropfen oder nach Abdeckung mit Deckglas an der Rand­zone auftragen (. Abb. 7.16). Hinweis

4 Der unmittelbare Kontaktbereich von M-Blau und Sediment zeigt meistens eine starke Überfärbung, die nicht fälschlich als pathologische Hyperchromasie gedeutet werden darf. 4 Das Präparat kann 5–10 min nach Färbung beurteilt werden. 4 Das Präparat ist in feuchter Umgebung (abgedeckte Petri-Schale im Kühlschrank) für maximal 24 h haltbar, eine Archivierung durch Eindeckung ist nicht möglich.

. Abb. 7.16.  Methylenblau-Färbung

Sedimentfärbungen Im Unterschied zur Methylenblaufärbung erfolgt bei der Technik der Sedimentfärbung (z. B. MD-Kova-Farb­ stofflösung) eine Durchmischung des Farbstoffes mit dem gesamten Sediment. Vorgehen

4 Zentrifugation und Dekantierung des Überstandes. 4 Zugabe von 2 Tropfen des Farbstoffes in das Sedi­ ment, gründliche Durchmischung. 4 Nach einer Inkubationszeit von 1 min Objektträger­ beschickung und Deckglasbeschichtung.

7

62

Kapitel 7 · Urinzytologische Arbeitstechniken

Hinweis

Als Übersichtsfärbung, insbesondere auch zur Beurteilung der Erythrozytenmorphologie, sind die Sedimentfärbungen geeignet, ansonsten sind sie – insbesondere bei der onkologischen Urinzytologie – den sonstigen Färbemethoden qualitativ unterlegen.

Vorgefärbte Objektträger Im Handel sind 2 verschiedene Produkte erhältlich, die eine unterschiedliche Handhabung und verschiedene Färbequalitäten besitzen.

7

Testsimplets-Färbung Die Objektträger besitzen eine homogene Farbstoffbe­ schichtung mit Neu-Methylenblau und Cresyl-ViolettAcetat, die zu hervorragenden Färberesultaten mit au­ ßergewöhnlicher Transparenz des zur Malignitätsbeur­ teilung entscheidenden Zellkernes führt. Vorgehen

4 Direktzentrifugation des frischen oder konservierten Urins. 4 Übertrag des Sedimenttropfens auf das Deckglas. 4 Objektträger mit der farbstoffbeschichteten Seite über Sedimenttropfen halten. Durch kapillare Kräf­ te wird das Sediment mit dem Deckglas »magnet­ ähnlich« angesaugt (. Abb. 7.17). Hinweis

4 Nur die primäre Deckglasapplikation des Mate­ rials führt später zu der homogenen Färbung. 4 Die Erythrozyten werden nicht oder nur unvollständig angefärbt. Dies ist bei einer Makrohämaturie zur Ausschaltung störender Überlagerungen von Vorteil, zur Beurteilung der Erythrozytenmorphologie von Nachteil. 4 Die Präparate sind in feuchter Umgebung (abgedeckte Petri-Schale im Kühlschrank) für maximal 12 h haltbar, eine Archivierung ist nicht möglich. 4 Hinsichtlich der Färbequalität ist die Testsimplets-Färbung der Papanicolaou-Färbung mindestens ebenbürtig.

Sangodiff-Färbung Die Sangodiff-Färbung ist eine Färbung nach Lufttrock­ nung, so dass sich verschiedene Färbequalitäten und Vorgehensweisen ergeben.

. Abb. 7.17.  Färbung mit vorgefärbten Objektträgern (Testsimplets)

Vorgehen

4 Zentrifugation des frischen oder konservierten Urins. 4 Übertrag des Sediments auf den Objektträger. 4 Lufttrocknung nach Sedimentausstrich bzw. »verlau­ fenem Tropfen« auf dem Objektträger. 4 Fixierung in Methanol. 4 Nach anschließender Trocknung kann der Objekt­ träger entweder sofort oder zu einem späteren Zeit­ punkt (maximal 24 h) weiterverarbeitet werden. 4 Auftrag der Pufferlösung und der Färbefolie. Hinweis

4 Der Farbstoff löst sich nicht gleichmäßig und bedingt einen mobilen Hintergrund mit schwimmenden Farbstoffpartikeln, die nicht mit Bakterien verwechselt werden dürfen. 4 Durch die primäre Lufttrocknung kommt es zu Trocknungsartefakten der Urothelzellen, die bei der Beurteilung berücksichtigt werden müssen. 4 Obwohl anderen Schnellfärbeverfahren hinsichtlich der Färbequalität unterlegen, ist als Vorteil die prinzipiell mögliche Archivierung zu nennen. Dies erfolgt durch Entfernung der Färbefolie mit anschließendem Eindecken.

Giemsa-Schnellfärbung Die Giemsa-Färbung erfolgt an lufttrockenen Ausstri­ chen, die Farbstofflösung besteht aus Methylenazur (Thioninabkömmling, der für den sog. RomanowskiEffekt, d.i. die Vorliebe mancher Zellbestandteile für Azurrot, verantwortlich ist), Methylenviolett, Methylen­ blau und Eosin, gelöst in Methanol und Glyzerin. Als Farbstofflösungen sollten am besten die im Handel erhält­ lichen standardisierten Lösungen verwandt werden. Vorgehen

4 Lufttrockenen Ausstrich (7 Kap. 7.4.2) in absolutem Alkohol 30 min oder mit wasserfreiem Methylalko­ hol 5–10 min fixieren. Danach lufttrocknen, nicht abspülen.

63

7.7 · Verschiedene Färbeverfahren

4 Anschließend (spätestens nach 24 h) Färben der waagerecht auf Färbebrücken/Färbebänken (7 Kap. 7.2) mit der Schichtseite nach oben ausgelegten ­Objektträger mit frisch hergestellter, verdünnter Giemsa-Lösung (s. unten). Hierzu wird die Farb­ lösung einfach auf den Objektträger aufgetropft und sollte ihn ausreichend dick, d. h. vollständig be­ decken. 4 Nach 20–30 min wird die Farblösung von der Seite her mit neutralem Aqua dest. oder Phosphatpuffer pH 7,2 – am besten aus einer Spritzflasche – abge­ spült (nicht abkippen). 4 Nach der Spülung die nicht beschichtete Unterseite des Objektträgers mit staubfreiem Tuch von Farb­ resten zur Vermeidung störender Überlagerungen bei der Mikroskopie reinigen. 4 Präparat schräggestellt lufttrocknen. 4 Das Präparat kann anschließend entweder beurteilt werden, oder man führt zunächst noch die Einde­ ckung mit Corbit-Balsam durch (7 Kap. 7.7.3). Wenn die Präparate nicht eingedeckt werden, sollte nach einer Ölmikroskopie (100-fache Vergrößerung) das Öl nicht mechanisch per Tuch, sondern durch kurze Spülung in Xylol entfernt werden. Zur Archivierung ist eine Eindeckung nicht notwendig, solange die Präparate lichtgeschützt gelagert werden. Hinweis

4 Ebenso wie säurehaltiges Wasser beeinflussen auch unreine, besonders säurehaltige Gläser (Ausstriche mit Fingerabdrücken) die GiemsaKernfärbung. Die jeweiligen Glasgeräte sollten daher immer nur der Giemsa-Färbung vorbehalten bleiben. 4 Die Farbkraft der Giemsa-Lösung unterliegt Schwankungen. Das richtige Verdünnungsverhältnis (s. unten) ist daher von Fall zu Fall zu überprüfen. 4 Bei Anwendung zu hoch konzentrierter Farbstofflösungen, zu langer Färbung oder zu dicken Ausstrichen erscheinen die Zellkerne als strukturlose, klumpige Masse.

Herstellung der Giemsa-Gebrauchslösung 1. Filtrierung der Stammlösung. 2. Im Verhältnis 1:1(1 Tropfen Farbstoff zu 1 ml Aqua dest.) mit gepuffertem Aqua dest. pH 7,2 verdün­ nen. 3. Zur Mischung sollte das Gefäß nicht länger und nicht stärker geschwenkt werden als zur Erzielung einer homogenen Mischung erforderlich ist, da es andern­ falls zur Ausscheidung von Farbstoffen kommt.

4. Die Farblösung sollte jedesmal frisch hergestellt und sofort verwendet werden. Reinigung des Gefäßes am besten nur durch Spülung mit Aqua dest. zur Ver­ meidung einer Säurebeeinflussung der Färbung. Hemacolor-Färbung Diese Färbemethode besteht als Färbeset (Fa. Merck) aus insgesamt 4 Lösungen (. Abb. 7.18) und repräsentiert ein einfach zu handhabendes Schnellverfahren, das mit lufttrockenen Präparaten arbeitet und archivierbar ist. Vorgehen

4 Anfertigung eines lufttrockenen Ausstrichs (7 Kap. 7.4.2). 4 Den Ausstrich 5-mal je 1 s in Fixierlösung 1, dann 3-mal 1 s in das Farbreagenz 2 und 6-mal 1 s in das Farbreagenz 3 eintauchen. 4 Kurze Spülung in einer Pufferlösung (Puffertabletten im Set). 4 Präparat ggf. eindecken. 7.7.2

Differenzierte Färbungen

Färbung nach May-Grünwald/Giemsa (Pappenheim) Die kombinierte May-Grünwald-Giemsa-Färbung, sy­ nonym auch als panoptische Färbung nach Pappenheim bezeichnet, wird in vielen Labors wegen ihrer guten Fär­ beresultate eingesetzt. Die Pappenheim-Färbung kann in Küvetten wie auch auf einer Färbebank durchgeführt werden. Vorgehen (Färbebank) 4 Lufttrockene, unfixierte Ausstriche (7 Kap. 7.4.2) mit filtrierter, konzentrierter May-Grünwald-Lösung (im Handel erhältlich) auf Färbebank bedecken (ca. 0,5 ml). 3 min einwirken lassen. 4 Anschließend nicht abkippen, sondern etwa die glei­ che Menge, also 0,5 ml Aqua dest. oder Phosphatpuf­ fer pH 7,2 mittels einer Pipette zufügen. 1–2 min einwirken lassen. 4 Nicht mit Wasser abspülen, sondern die Farblösung abkippen, danach ohne sonstige Spülung filtrierte Giemsa-Gebrauchslösung auf den Objektträger ge­ ben und für 15–20 min weiterfärben. Herstellung der Giemsa-Lösung (7 Kap. 7.7.1, Abschn. »GiemsaSchnellfärbung«) 4 Danach scharfes Abspülen mit Aqua dest. oder Phos­ phatpuffer pH 7,2. Von der Unterseite des Objektträ­ gers sollten Verunreinigungen mit Farbstoff mit einem feuchten Tuch entfernt werden, dabei das Prä­ parat an den Kanten anfassen.

7

64

Kapitel 7 · Urinzytologische Arbeitstechniken

7

. Abb. 7.18.  Hemacolor-Färbung: Der luftgetrocknete Ausstrich wird für jeweils 1 s 5-mal in Fixierlösung 1, 3-mal im Farbreagenz 2 und 6-mal im Farbreagenz 3 eingetaucht und anschließend in Pufferlösung (pH 7,2) gespült

4 Zur Trocknung Objektträger schräg auf Filter- oder Fließpapier stellen. 4 Gegebenenfalls später eindecken. Vorgehen (Küvetten) 4 Ausgestrichene Präparate lufttrocknen. 4 5 min in Methanol fixieren 4 5 min in May-Grünwald-Lösung einstellen. 4 2 min in Aqua dest. spülen. 4 15 min in verdünnter Giemsa-Lösung (1 Teil Giem­ sa-Lösung, 10 Teile Aqua dest.) einstellen. 4 Mit Aqua dest. abspülen, Farbstoffreste auf Objekt­ trägerunterseite mit feuchtem Tuch entfernen. 4 Trocknung der Präparate. Färbung nach Szczepanik Die von Szczepanik entwickelte zytologische Schnellfär­ bung (Cytocolor, Fa. Merck) wird mit modifizierten Papanicolaou-Lösungen durchgeführt und entspricht weitgehend dessen Färbebild. Als alkoholische Färbung besitzen die Präparate keine Lufttrocknungsartefakte, im Unterschied zur Originalfärbung von Papanicolaou ist der Zeitaufwand jedoch um ein Vielfaches kürzer. Das Verfahren hat sich inzwischen in der Praxis bewährt und kann uneingeschränkt empfohlen werden.

Vorgehen 4 Der mit den Zellen beschickte Objektträger (7 Kap. 8.5) wird bzw. muss feucht fixiert werden. Dies er­ folgt entweder mit Fixierungsspray oder durch ein Alkoholtauchbad (Propanol-2). 4 Nach Eintauchen in Aqua dest. (10 s) wird das Prä­ parat für 60 s in modifizierter Hämatoxilin-Lösung eingestellt. 4 Spülung für 5 s unter fließendem Wasser, dann 2 s in Propanol-2 geben, anschließend für wie der 60 s in einer zweiten Farblösung (modifizierte Polychrom­ lösung) einstellen. 4 Am Ende zur zellschonenden Entalkoholisierung vor der Eindeckung nacheinander 5 s in Aqua dest. und 2-mal 5 s in Propanol-2-Lösung tauchen. Färbung nach Papanicolaou Die Papanicolaou-Färbung ist nicht nur in der gynäko­ logischen Zytologie, sondern auch in der urologischen Urinzytologie zur Standardfärbung geworden. Die Fär­ bung ist zwar technisch aufwändiger als die übrigen vor­ gestellten Verfahren, erbringt jedoch hervorragende Resultate.

65

7.7 · Verschiedene Färbeverfahren

Vorgehen 4 Voraussetzung der Papanicolaou-Färbung ist die ­ini­tiale Feuchtfixierung (keine Lufttrocknung) der Präparate (7 Kap. 7.4.2). Entsprechend dem ange­ wandten Fixierungsverfahren (Sprayfixierung oder Tauchbad) unterscheidet sich der Anfangsschritt. Im Falle einer Zusammenarbeit mit einem zytologischen Labor sollte das Fixierungsverfahren abgesprochen werden. 4 Befinden sich die Präparate noch feucht in der Fi­ xierlösung, bringt man sie anschließend durch eine fallende Alkoholreihe in Aqua dest. Bei der Alkohol­ reihe werden die Präparate jeweils 30 s in mit 70%, 50% und 30% Äthanol gefüllte Küvetten getaucht. Sind die Abstriche bereits fixiert und trocken, wer­ den sie direkt in Aqua dest. gebracht, sind sie mit Polyäthylenglykol (Fixierungsspray) überzogen, sollte der Film zunächst über 30–60 s in 30% Ätha­ nol abgelöst werden. 4 30 s in Aqua dest. spülen. 4 2 min in Harris‘ Hämatoxylin-Lösung (Papanico­ laou-Lösung I). Die Verkürzung dieses Färbeschrittes (normal 3–5 min) ist äußerst wichtig, da Hämatoxy­ lin die Kernfärbung bewirkt, die für die onkologische Urinzytologie entscheidend ist. Bei Überfärbungen mit einer scheinbaren Hyperchromasie muss der Schritt verkürzt werden. 4 30 s in Aqua dest. spülen. 4 Zum Differenzieren 1- bis 2-mal kurz in 0,25%iger wässriger Salzsäure (konzentrierte Salzsäure etwa 1:400 verdünnt) eintauchen. Hierbei lösen sich rot­ braune Farbwolken. 4 In fließendem Leitungswasser (z. B. überlaufende Küvette) 5 min spülen bzw. bläuen. Durch warmes Wasser wird der Vorgang beschleunigt. 4 Da der nächste Farbschritt wieder aus alkoholischen Farbstoffen besteht, müssen die Präparate mit einer aufsteigenden Alkoholreihe dehydriert werden. 4 Je 30 s in 50%, 70%, 80% und 95% Äthanol eintau­ chen. 4 3 min in Orange-G-Lösung (Papanicolaou-Lö­ sung II) färben. 4 Spülen in 96%igem Äthanol, wobei die Objektträger jeweils 30 s in 2 verschiedene Küvetten eingetaucht werden. 4 3 min in polychromer Lösung (Papanicolaou-Lö­ sung III) färben. Bei der Polychromlösung ist von Bedeutung, dass unterschiedliche Varianten erhält­ lich sind, die sich im Färbeverhalten jedoch nicht wesentlich voneinander unterscheiden. Gebräuch­ lich ist die Papanicolaou-Lösung III b = EA 50. 4 Anschließend neuerliches Spülen in 96%igem Ätha­ nol für je 30 s in 2 verschiedenen Küvetten.

4 1 min in einem 1:1-Gemisch von Äthanol (96%)-Xy­ lol einstellen. 4 Zuletzt 2 min in Xylol spülen, dann ggf. eindecken. Xylol wird durch Wasserzusatz getrübt und un­ brauchbar. Es sollte dann erneuert werden. Hinweis

Die gemeinsame Nutzung eines Färbeautomaten durch Pathologen, Gynäkologen und Urologen kann die Kosten reduzieren.

7.7.3



Objektträgereindeckung nach Färbung

Bei der Eindeckung wird der gefärbte Objektträger nach Trocknung mit einem dünnen Deckglas versiegelt, so dass weder eine mechanische Läsion der Zellen noch ein Abrieb derselben erfolgen kann. Die Eindeckung ist einfach, jedoch nicht obligat. Selbst im Rahmen der Ölmikroskopie kann das Präparat bei Archivierungswunsch oder -notwendigkeit durch kurzes Eintauchen in Xylol gereinigt werden, so dass eine mechanische Objektträgerreinigung mit einem Tuch nicht erforderlich ist. Hinsichtlich der Haltbarkeit kann auch das nicht eingedeckte Präparat archiviert wer­ den, wobei der Lichtschutz zur Verhinderung der Ent­ färbung wichtig ist. Technik der Eindeckung Mit einem Holzstäbchen wird das »klebende, lichttrans­ parente« Corbit-Balsam (z. B. Merckoglas, Eukitt, Hico-Mic) streifenförmig auf das Deckglas gelegt, das dann unmittelbar anschließend auf die materialbe­ schichtete Objektträgerseite aufgelegt wird. Der Objekt­ träger sollte dabei mit der Seitenkante auf Fließ-/Filter­ papier gestellt werden, um unter vorsichtigem Druck feine Luftblasen aus dem Zellareal auszudrücken. Nach kurzer Antrocknung (ca. 10 min) kann das Präparat beurteilt werden, im Falle einer Archivierung müssen die Präparate jedoch 2 Tage vollständig durch­ trocknen. Andernfalls kommt es zu Verklebungen mit den anderen Präparaten.

7

66

Kapitel 7 · Urinzytologische Arbeitstechniken

7.8



Repetitorium urinzytologischer Arbeitsabläufe

Im klinischen und praktischen Alltag hat sich für den Routineablauf die Entnahme von 2 urinzytologischen Proben und ihre anschließende bedarfsorientierte Ver­ arbeitung bewährt. Urin

1. Probe Sofort (Instant)-Zytologie zur Bedside Diagnostik    Zellanreicherung    Schnellfärbung

7

7.9



2. Probe Second-look-Zytologie   Je nach Bedarf:   differenziert – dauerhafte   Färbung   Versand (Referenzzytologie)   Dokumentation   (Archivierung)   zeitversetzte Schnellfärbung

Referenzliste einiger Bezugsadressen

Zytozentrifugen 4 Cellspin Zytozentrifuge, Tharmac GmbH, Drosselweg 1, D-35647 Waldsolms, Tel.+49(0)6085/9899919, Fax: +49(0)6085/9899920, www.tharmac.de 4 Shandon CytoSpin 4- Zytozentrifuge, Thermo Elektron GmbH, Im Steingrund 4–6, D-63303 Dreieich, Tel. +49(0)6103/408-1002, bzw. Fa. Thermo Electron Corporation, Anatomical Pathology International Tel: 08000/0189396 + 44(0)1928/562600, Fax: +4(0)1928/562627; www.thermo.com/shandon Membranfiltertechnik 4 Carcyt-U1-System und Konservierungsmedium, FF-Diagnostic-Vertrieb GmbH, Berlich 4, D-50259 Sommeln, Stadt Pulheim, Tel: 02238/949094 4 CellPrint. Fa 3t technology-transform+trading GmbH u. Co KG, Bessel straße 21, D-68219 Mannheim, Tel: +49(0)621/8799-170, Fax: +49(0)621/8799-171, E-mail: [email protected] 4 Cyto-Shuttle, WAK-Chemie, Medical GmbH, Siemensstr. 9, D-61449 Steinbach, Tel: 06171/128430

Allgemeiner Laborbedarf (z. B. Färbebank, Farblösungen, Pipetten, Archivierungsboxen) 4 z. B. Medite, Gesellschaft für Medizintechnik mbH, Wollenweberstraße 12, D-31303 Burgdorf, Tel: 05136/8884-0 4 PSI-Medizintechnik, Pool of Scientific Instruments, Grünewald GmbH & Co KG, Gottlieb Daimler-Str. 1, D-69514 Laudenbach/Bergstraße, Tel: 06201/71343, Fax: 06201/45542 4 Pressel Versand GmbH, 97723 Oberthulba, Schlimpfhofer Straße 17, Tel: 09736/81110, Fax: 09836/811161

Farbstoffe 4 Papanicolaou, Szczepanik, Hemacolor, Giemsa, Methylenblau: Fa. Merck, Frankfurter Straße 250, D-64271 Darmstadt 4 MD-KOVA-Sedimentfarbstofflösung: Schwarz-Pharma GmbH, Service-Nummer: 0800/4252622, www.urin-labor.de 4 Poly-L-Lysin-Lösung: Sigma-Chemie GmbH, Grünwalder Weg 30, Postfach 48, D-82041 Deisenhofen 4 Testsimplets, vorgefärbte Objektträger, Vertrieb durch: Diagonal, Havicksbeckerstr. 62, D-48161 Münster

Zentrifugen 4 Heraeus-Zentrifugen, Postfach 1220, Gipsmühlenweg 62, D-37520 Osterode, www.labmarket.com 4 Hettich-Zentrifugen GmbH & Co. Kg, Gartenstraße 100, Postfach 260, D-78532 Tuttlingen, Tel: 07461/705-200

Filter 4 Membranfilter-Sartorius, Sartorius AG, Weender Landstraße 94–108, Postfach 3243, D-37070 Göttingen 4 Millipore-Filter GmbH, D-65760 Eschborn 4 Hico-Mic (Eindeckmedium), Hirtz & Co.Kg, Köln (HICO), Bonner Straße 180, D-51145 Köln 51, www.hico.de 4 Thiomersal, Fa. Caesar und Lorentz GmbH, Herderstraße 31–35, 40721 Hilden

Literatur

Dünnschichtzytologie/Monolayer-Prozessoren 4 CellSlide-TM-System, A. Menarini Diagnostics Deutschland, ZNL der Berlin-Chemie AG, Europadamm 4, Technologiezentrum, D-4140 Neuss, Tel: 02131/1332020 4 ThinPrep, Fa. CytycThinPrep-Technik, CYTYCCorporation, 250 Campus Drive, Marlborough, MA 01752, USA, Tel: (508) 263-2900, Fax:(508) 229-2795, www.cytyc.com Deutsche Vertretung: Paul B.Lebeau, CYTYC-Cor­ poration, Herzog-Wolfgang-Straße 23, D-55590 Meisenheim, Tel: 06753/4304, Fax: 06753/2014 Literatur Aeikens B, Wittekind D (1981) Vereinfachte Methode zur Anfertigung urinzytologischer Präparate mit Hilfe von Membranfiltern und einer Papanicolaou Ersatzfärbung. Akt Urol 12:23–25 Gill WB, Lu CT, Thomson S (1973) Retrograde brushing: a new technique for obtaining histologic and cytologic material from ureteral, renal pelvic and caliceal lesions. J Urol 109:573–574 Graham RM (1972) The Cytologic diagnosis of cancer, 3rd edn. Saunders, Philadelphia London Toronto Koss LG, Melamed Mr (2006) Koss` diagnostic cytology and ist histopathologic bases. Lippincott Williams & Wilkins Philadelphia

67

Näslund I (1988) Reliability and accuracy of urotel test, a device for urinary cytology. Eur Urol 15: 54–58 Papillo JL, Lapen D (1994) Cell Yield, ThinPrep versus cytocentrifuge. Acta Cytol 38: 33–36 Rathert P, Preiss H (1982) Urinzytologie in der urologischen Praxis. Urologe A 21: 67–72 Robb J, Metello C, Odom C (1996) Compariaon of Cyto-Shuttle and Cytocentrifuge as processing methods for nongynecologic cytology specimens. Diagn Cytopathol 14 (4):305–309 Romeis B (1989) Mikroskopische Technik. In: Bock P (Hrsg), 17. Aufl. Urban & Schwarzenberg, München Roth S, Rathert P (1988) Praxis der Urinzytologie, Teil I-III. Urologe B 28: 75–78,141–143,201–203 Rübben H, Terhorst B, Deutz F-J, Lagrange W, Giani G (1986) Unterschiedliche Färbeverfahren der exfoliativen Urinzytologie. Urologe A 25: 302–304 Soost HJ (1976) Lehrbuch der klinischen Zytodiagnostik. Thieme, Stuttgart Suppan A, Suppan C, Höltl W (1989) Urinzytologie mit Hilfe von Membranfiltern unter Berücksichtigung der Tumorzelldiagnostik. Akt Urol 20: 239–243 Völter D, Keller AJ, Schubert GE (1987) Diagnostik der Harnblase. Schattauer, Stuttgart Voogt HJ de, Rathert P, Beyer-Boon M (1979) Praxis der Urinzytologie. Springer, Berlin Heidelberg New York Wegener H, Böhm E, Ebert B (1989) Ein neues standardisiertes Sys­ tem zur Optimierung urinzytologischer Untersuchungen. Urologe B 29:343–347

7

8 8 Urinzytologischer Atlas





S. Roth, P. Rathert, I. Rathert, A.S. Brandt, F. Wawroschek

8.1



Allgemeine Vorbemerkungen  – 70

8.1.1

Welche mikroskopische Vergrößerung sollte gewählt werden?   – 70

8.1.2

Abbildungsvergrößerung des Atlasteiles   – 70

8.1.3

Auswahl der Färbungen   – 70

8.1.4

Zusammenstellung der Bildbeispiele   – 70

8.2

Verschiedene Färbungen im Vergleich   – 71



8.2.1

Färbeunterschiede bei Lufttrocknung und ohne Lufttrocknung  – 71

8.3



Das normale Urothel   – 76

8.4



Wichtige zytologische Differentialdiagnosen und Fehlermöglichkeiten   – 80

8.5



Urotheltumoren   – 89

8.5.1

Hochdifferenzierte Urotheltumoren (GI/Low grade)  – 89

8.5.2

Mittelgradig differenzierte Urotheltumoren (GII/High grade)  – 95

8.5.3

Entdifferenzierte Urotheltumoren (GIII/High grade/Ca in situ)  – 100

8.6



Spülzytologie des oberen Harntraktes   – 105

8.7



Urinzytologische Therapiekontrolle urothelialer Tumoren   – 108

8.7.1

Urinzytologie nach TUR-B und Laservaporisation   – 108

8.7.2

Urethralavage nach Zystektomie  – 112

8.7.3

Urinzytologie bei intravesikaler Chemo-/Immuntherapie   – 115

8.7.4

Urinzytologie nach Radiatio und systemischer Chemotherapie   – 120

8.7.5

Urinzytologie bei Ileum-Conduit und Darmersatzblase   – 122

8.8

Seltene urinzytologische Befunde   – 125



8.8.1

Vesikoenterale Fisteln   – 125

8.8.2

Parasiten   – 126

8.8.3

Virusinfektionen des Harntraktes   – 127

8.8.4

Nierenzystenpunktion  – 130

8.8.5

Antivirale Therapie bei HIV-Infektion   – 131

8.8.6

Extravesikale Infiltrationen   – 132

8.8.7

Neuroendokrines Karzinom   – 132

8.8.8

Plattenepithelkarzinom   – 133

70

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

8.1

Allgemeine Vorbemerkungen

8.1.1

Welche mikroskopische Vergrößerung sollte gewählt werden?



8

Zur Identifikation der zellreichen Areale auf dem Objektträger ist die Durchmusterung mit einer 100-fachen Vergrößerung (10-Okular, 10-Objektiv) sinnvoll. Bei Zellanreicherungsverfahren mit einer immer gleichen und demzufolge mittels der Koordination des Objektträgertisches auffindbaren Auftragsstelle (7 Kap. 7.5) ist dies häufig nicht erforderlich. Eine sichere und zeitökonomisch sinnvolle urinzytologische Analyse ist in aller Regel mit einer 400-fachen Vergrößerung (10-Okular, 40Objektiv) möglich. Die Verwendung eines 40-Objektives mit zusätzlicher Ölimmersion ist zur besseren Detailerkennbarkeit von Gewinn, jedoch nicht obligat. Zudem ist von Nachteil, dass die Präparate anschließend für eine eventuelle Archivierung mittels Tüchern oder Xylol gereinigt werden müssen. Zum speziellen Zellvergleich kann in Einzelfällen eine 630-fache (10-Okular, 63-Objektiv) oder 1 000-fache Vergrößerung (10-Okular, 100Objektiv) nützlich sein. Diese muss dann in der Ölimmersionstechnik erfolgen. 8.1.2



Abbildungsvergrößerung des Atlasteiles

Bei der überwiegenden Mehrzahl aller Abbildungen wurden die jeweils relevanten Zellformationen sowohl in der 400- als auch in der 1 000-fachen Vergrößerung wiedergegeben. Der Grund hierfür ist einerseits der bildtechnische Verkleinerungseffekt einer 400-fachen Vergrößerung in der Buchabbildung (mikroskopisch de facto größer, sog. Projektionsfaktor) und andererseits die Absicht, die wesentlichen Strukturmerkmale der Zellveränderungen durch eine »überdimensionierte« Vergrößerung deutlich werden zu lassen. Aus drucktechnischen Gründen sind die Abbildungen im Buch gegenüber dem hier angegebenen Vergrößerungsmaßstab um 15% verkleinert. Eine exakte Übertragung der Größenverhältnisse aus dem Buch ist daher nicht möglich. 8.1.3

Auswahl der Färbungen

Überwiegend wurden nach Papanicolaou gefärbte Präparate bilddokumentiert. Der Grund ist zum einen die ­Tatsache, dass diese Färbung auch heute noch weltweit als urinzytologische Standardfärbung bewertet wird, und zum anderen deren hervorragende Archivierbar-

keit. Nur so konnte in diesem Bildteil eine Auswahl von mehr als 100 000 urinzytologischen Untersuchungen über ­ einen Zeitraum von mehr als 10 Jahren vorge­ nommen werden. Alternative Färbemethoden, insbesondere Schnellfärbungen zur Sofort (Instant)-Zytologie (7 Kap. 7) wurden in das Bildmaterial integriert. Es ist wichtig zu wissen, dass sich alkoholische Färbungen (Papanicolaou- und Cytocolor-Färbung) sowie Schnellfärbungen mit Methylenblau, Testsimplets und Carcyt von Färbungen nach vorheriger Lufttrocknung (Giemsa, Pappenheim, May-Grünwald-Giemsa, Hemacolor und Sangodiff) qualitativ unterscheiden. Deshalb ist es sinnvoll, sich für Färbungen aus einer der beiden Kategorien (ohne oder mit Lufttrocknung; 7 Kap. 7) zu entscheiden, um dem eigenen Auge durch ständig wechselnde Färbeeigenschaften die Diagnostik nicht unnötig zu erschweren. In 7 Kap. 8.2 werden der Vollständigkeithalber die wesentlichen Unterschiede zwischen Färbungen nach Lufttrocknung und ohne Lufttrocknung aufgeführt. 8.1.4

Zusammenstellung der Bildbeispiele

Deskription nur durch Vergleich Die Urinzytologie ist eine deskriptive Methode, deren Grundlage der Vergleich der zytomorphologischen Erscheinungsbilder ist. Zur Optimierung der Despriktion wurde nicht nur eine Gliederung in klinisch relevante Indikationsgruppen vorgenommen, sondern es wurden insbesondere bei den Normalbefunden und Tumorveränderungen des Urothels nochmals Gegenüberstellungen vorgenommen. So finden sich im Abschnitt der Normalbefunde des Urothels ebenfalls Beispiele von Urothelkarzinomen und in den Abschnitten der unterschiedlich graduierten Karzinome ebenfalls Normalbefunde, Dysplasien und höher und niedriger differenzierte Karzinome. Diese Wiederholungen wurden bewusst vorgenommen, um dem Leser/Betrachter unabhängig von bildfernen Textpassagen oder abschnittsweise separierten Vergleichsbefunden eine Hilfestellung »beim Lesen der Präparate« zu geben. Die dem Buch beigefügte CD erweitert die didaktischen Möglichkeiten des Atlasses und erleichtert das Auffinden spezieller Strukturen. Urinzytologische Befunde entsprechend der klinischen Relevanz Der bereits in 7 Kap. 2 und 5 diskutierten Standortbestimmung der Urinzytologie wurde auch bei der Bildzusammenstellung Rechnung getragen. Deshalb wurden: 4 seltene Befunde wenig berücksichtigt, 4 häufige Befunde ausführlich bilddokumentiert und

71

8.2 · Verschiedene Färbungen im Vergleich

4 eine Unterteilung der Bildbeispiele in klinisch relevante zytologische Diagnosegruppen vorgenommen: 5 unauffälliger urinzytologischer Befund, d. h. negativer urinzytologischer Befund, 5 verdächtiger, eine weitere Abklärung oder engmaschige Kontrollen erfordernder Befund, 5 positiver urinzytologicher Befund. Hinweis

Der urinzytologisch tätige Arzt muss berücksichtigen, dass auch die Urothelzelle auf interne und externe Reize nicht morphologisch diffenziert, sondern mit einer limitierten und einer undifferenzierten Anzahl morphologischer Veränderungen reagiert.

Reaktive Veränderungen durch endogene Faktoren wie Steine und Infekte und durch externe Manipulationen (z. B. nach Instillationen und retrograden Spülungen) können sich tumorimitierend darstellen. Da Spezialfärbungen und zuverlässige immunhistochemische Differenzierungen noch erprobt werden (7 Kap. 5 und 9), muss diesem Mangel einer differenzierten Zellantwort Rechnung getragen werden. Auch wenn sich hierdurch der Anteil »eindeutiger« normaler und pathologischer Befunde verringert, bleibt ein klinisch relevanter Anteil positiver Befunde, der das weitere diagnostische und therapeutische Procedere beeinflusst. Es wurden daher exemplarisch solche Beispiele ausgewählt, die dem Zytologen eine Zuordnung zu klinisch relevanten Diagnosegruppen (negativ, verdächtig, positiv) ermöglichen (7 Kap. 5 und 6).

8.2



Verschiedene Färbungen im Vergleich

In diesem Abschnitt sollen unabhängig von den noch später erörterten relevanten Tumorcharakteristika einige Beispiele verschiedener Färbungen im Bild demonstriert werden. Bezüglich der detaillierten Angaben zur Präparation sei auf 7 Kap. 7 verwiesen. Sämtliche Präparate wurden von Patienten mit mittelgradig bis entdifferenzierten (High grade) Urothelkarzinomen angefertigt. 8.2.1



Färbeunterschiede bei Lufttrocknung und ohne Lufttrocknung (. Tab. 8.1 und 8.2)

Färbekategorie I: ohne Lufttrocknung Färbungen nach/mit Papanicolaou, Cytocolor, Testsimplets, Methylenblau, Carcyt-U1. Färbekategorie II: mit Lufttrocknung Färbungen nach Giemsa, May-Grünwald-Giemsa, Pappenheim, Hemacolor, Sangodiff. Bei der alkoholischen Papanicolaou-Färbung kommt es, bedingt durch den dehydrierenden Effekt des Alkohols, zu einer Zellschrumpfung, die auch den für die Malignitätsbeurteilung wesentlichen Zellkern betrifft. Dies gilt auch für die Cytocolor-Färbung, jedoch nicht für die sonstigen Schnellfärbungen der Färbekategorie I, da sie zwar auch ohne Lufttrocknung, jedoch ebenfalls ohne Alkohol färben.

. Tab. 8.1.  Unterschiedliches Verhalten des Chromatins bei einer alkoholischen Färbung (z. B. Papanicolaou) und einer Färbung nach Lufttrocknung (z. B. Giemsa). Die Darstellung sonstiger für die Malignitätsbeurteilung wesentlicher Kriterien (Form der Kernkörperchen, Form und Größe der Zellkerne, Größenverhältnisse zwischen Nukleolus (Kernkörperchen) und Nukleus ist bei den beiden Färbekategorien nicht wesentlich unterschiedlich. (Modifiziert nach Beyer-Boon 1979)

Chromatindarstellung bei Atypie (Dysplasie) Papanicolaou-Färbung

Giemsa-Färbung

Leicht prominente Kernmembran

Hellere Areale in dunklen Kernen

Leicht verdichtetes Chromatin

Keine lockere Chromatinstruktur

Chromatindarstellung bei Malignität Papanicolaou-Färbung

Giemsa-Färbung

Sehr prominente Kernmembran

Lockere Chromatinstruktur

Verdichtetes Chromatin

Breite, unregelmäßige, dunkle Bänder

Unregelmäßige Chromatinverteilung

Granuliertes Chromatin

8

72

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

. Tab. 8.2.  Unterschiedliche Darstellung von Kernstrukturen gleicher Malignität in Abhängigkeit von der Färbung. (Nach BeyerBoon 1979) A Chromatinstruktur der nach Papanicolaou gefärbten abnormen urothelialen Zellen. a) Kerne von atypischen Zellen. Leicht prominente Kernmembran und leicht verdicktes Chromatin. b) Maligne Zellen mit sehr prominenter Kernmembran, Verklumpung und ungleichmäßiger Verteilung des Chromatins. c) Maligne Zellen mit ausgeprägten Größenunterschieden der Chromatinpartikel. d) Kleine maligne Zellkerne mit sehr prominenter Kernmembran und ungünstigem Nukleolus/Nukleus-Verhältnis. e) Riesiger Zellkern mit sehr dichtem unregelmäßigem Chromatin. Ausgeprägte Hyperchromasie. B. Chromatinstruktur von MGG-gefärbten, abnormen urothelialen Zellen. a) Zellkerne atypischer Zellen. Hellere Areale mit dunklem Kern (links). Vollständig dunkler Zellkern (rechts). b) Lockere Chromatinstruktur maligner Zellen. c) Granuliertes Chromatin einer malignen Zelle. d) Irreguläre, breite, dunkle Bänder des Chromatins von malignen Zellen

A Papanicolaou

8

B MGG

8

73

8.2 · Verschiedene Färbungen im Vergleich

a

b 

. Abb. 8.1 a, b.  Testsimplets -Färbung: Hervorragende Transparenz des für die Malignitätsbeurteilung relevanten Zellkernes. Der netzförmige Hintergrund resultiert aus der Farbstoffbeschichtung des Objektträgers und stört bei der Beurteilung nicht (850×)

Demgegenüber sind in allen Färbungen der Kategorie II im Vergleich zu der Papanicolaou-Färbung bedingt durch die Lufttrocknung die Zellkerne sehr viel größer, so dass der mit der Papanicolaou-Technik vertraute Untersucher die Zellkerne als »aufgeblasen oder aufgetrieben« bezeichnen würde. Die Zellen werden wie ein »Spiegelei« ausgebreitet (Lopez-Cardozo 1976). Dies erklärt die Tatsache, dass sich auch in kleinen Zellen die Chromatinstruktur differenzieren lässt. Während sich die übrigen Kriterien der Zellbeurteilung zwischen beiden Kategorien nicht voneinander unterscheiden (. Tab. 8.1) ist das unterschiedliche Verhalten der Chromatinstruktur von Bedeutung.

. Abb. 8.2.  Methylenblau-Färbung: Beachtet man, dass die Zellen an der unmittelbaren Farbstoffsedimentgrenze häufig überfärbt sind und beurteilt den angrenzenden Bereich, erhält man eine gute Darstellung (850×)

7

74

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

9 . Abb. 8.3.  Hemacolor-Färbung: Einfach durchzuführende,

halt- bzw. archivierbare Färbung nach vorheriger Lufttrocknung (850×)

8 . Abb. 8.4a, b.  Carcyt-Färbung: Das mit der Kapillarfilter-Saugtechnik angereicherte Zellmaterial kann sowohl mit der im Sys­ tem mitgelieferten Schnellfärbung (s. Abb.) als auch allen anderen im Handel befindlichen Färbungen verarbeitet werden (850×)

6

a

b

8.2 · Verschiedene Färbungen im Vergleich

8.5

75

8

8.6 

. Abb. 8.5.  Sangodiff -Färbung: Schnellfärbung mit einer Farbstoff-Folie nach vorheriger Lufttrocknung. Das Präparat ist prinzipiell archivierbar (850×) . Abb. 8.6.  Papanicolaou-Färbung: Urinzytologische Standardfärbung mit hervorragenden Färberesultaten und detaillierter Kerndifferenzierung (850×)

. Abb. 8.7.  Sedimentfärbung (Sedicolor): Die im Handel erhält- 7 lichen Sedimentfärbungen sind, wie im Bildbeispiel bei einem Patienten mit einem GII-Urothelkarzinom erkennbar, für die onkologische Urinzytologie nicht geeignet. Sie sind bei der sonstigen mikroskopischen Urinanalyse (Infekt, Erythrozytenmorphologie, quantitative Leukozyturie- und Hämaturiediagnostik) von Interesse (850×)

76

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

8.3

Das normale Urothel

Das normale menschliche Urothelgewebe besteht aus etwa 7 Zelllagen (7 Kap. 3). Die unterste Lage, die sog. Basalzellen, sind fest mit der Basalmembran verhaftet und im Zellgrößenvergleich die kleinsten der Urothelzellen (7 Kap. 6). Die Basalzllen sind deswegen manchmal schwierig gegen Leukozyten zu differenzieren, wenn diese keine deutliche Segmentierung erkennen lassen. Die oberste Zelllage besteht aus großen, oft mehrker-

nigen Oberflächenzellen, von denen jede mehrere Zellen der tieferen Epithelanteile bedeckt. Sie werden deshalb häufig als Regenschirmzellen (»umbrella cells«) oder Schildzellen bezeichnet. Hinweis

Die Mehrkernigkeit der Superfizialzellen verdeut­ licht, dass Mehrkernigkeit bei der onkologischen Urinzytologie kein Malignitätskriterium darstellt.

8

a

b

c . Abb. 8.8a–c.  Überblick über Variantenreichtum normaler, spülzytologisch gewonnener Urothelzellen. Es lassen sich größere, mehrkernige Oberflächenzellen und viele kleinere, aus tieferen Schichten stammende Urothelzellen erkennen. Diese haben oft eine längliche Form, bedingt durch die fußpunktartige Fixierung an der Basalmembran (340×; Papanicolaou-Färbung). c In der 850-fachen Vergrößerung zeigt sich die feingranuläre Struktur des Kernchromatins und normal große Nukleolen () (850×; Papanicolaou-Färbung)

8.3 · Das normale Urothel

8

77

a

a

b . Abb. 8.10 a, b und 8.11 a, b (nächste Seite).  Normale Urothelzellen mit regelrechten Zellkernen. Wichtig ist deren reguläre Form, d. h. sie sind rund oder folgen der äußeren Zellform und sind gleichförmig. Ebenfalls ist die reguläre Kerntransparenz deutlich (8.10 a und 8.11 a 340×, 8.10 b und 8.11 b 850×; Papanicolaou-Färbung)

b . Abb. 8.9a, b.  Normale Urothelzellen mit segmentierten Leukozyten () und Erythrozyten (9). Sämtliche Urothelien haben feinkörniges Kernchromatin mit guter Kerntransparenz (d. h. man kann mit oder ohne Fokussierung gut durch den Kern durchschauen). Diese Kerntransparenz ist bei pathologisch vermehrtem Chromatin eingeschränkt und stellt ein wesentliches Malignitätskriterium dar (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

78

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

Vergleich mit abweichenden Befunden

8

a

a

b

b . Abb. 8.11. a, b

. Abb. 8.12 a, b.  Zellen eines hochdifferenzierten Urothelkarzinoms (Low grade/GI). Man erkennt im Vergleich zu Normalbefunden eine verdickte Kernmembran () und prominente Nukleolen (9). Die Verdickung der Kernmembran resultiert aus einer Chromatinvermehrung. Die Mehrkernigkeit ist kein Malignitätskrite­ rium (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

8.3 · Das normale Urothel

8

79

a

b . Abb. 8.13 a, b.  Dysplasie bei Urolithiasis. Aufgrund der zytologischen Veränderungen mit Kernvergrößerung (verschobene KernPlasma-Relation zugunsten des Kernes; ) und einem leicht prominenten Nukleolus (9) wurde der Verdacht auf ein GI-Urothelkarzinom geäußert. Zystoskopisch und uroradiologisch kein Anhalt für ein Urotheltumor, es fand sich ein Stein. Der Befund zeigt, dass leichte Dysplasien, z. B. durch eine Urolithiasis, nicht sicher von hochdifferenzierten Tumoren zu trennen sind (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

a

b . Abb. 8.14 a, b.  Mittelgradig-differenziertes Urothelkarzinom (GII–GIII; WHO 2004: High grade). Man erkennt einen großen bzw. deutlich chromatinvermehrten (Hyperchromasie) und chromatinverklumpten Kern () in unmittelbarer Nachbarschaft zu normalen Urothelzellen (9). Beigeordnet in (b) segmentierte Leukozyten (850×; Papanicolaou-Färbung)

80

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

8.4



Wichtige zytologische Differential­- diagnosen und Fehlermöglich­- keiten

In diesem Abschnitt soll auf wichtige Differentialdiagnosen und relevante diagnostische Fehlerquellen eingegangen werden, die in der urinzytologischen Diagnostik sowohl unabhängig als auch im Zusammenhang mit onkologischen Fragestellungen von Bedeutung sind. Für den Zytopathologen ist es insbesondere beim Fehlen ergänzender klinischer Befunde wesentlich, die Präparate mit einer maximalen Informationsausbeute zu lesen. So lassen sich mitunter urinzytologische Diagnosen stellen, die der klinischen Routinediagnostik entge-

hen. Hierzu zählen beispielsweise Harnwegsmykosen, die nicht auf herkömmlichen Kulturnährböden anwachsen, jedoch zytologisch einfach zu diagnostizieren sind. Zudem sollte bei einem zytologischen Karzinomverdacht – wenn irgend möglich – die Wahrscheinlichkeit einer reaktiv bedingten Zellveränderungen mit beurteilt werden. Hierzu zählen insbesondere Harnwegsinfekte mit einem typischen »Infektbild« und Konkremente, die mit einer Kristallurie einhergehen können. Mitunter lassen die Präparate auch verfälschende Untersuchungstechniken (z. B. hypoosmolare Spüllösung) und mangelhafte Konservierungsmaßnahmen (z. B. Zellyse) erkennen, die ebenfalls bei der Beurteilung berücksichtigt werden müssen.

Normale Urothelzellen

8

a

b . Abb. 8.15 a, b.  Normale Urothelzellen (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

8.4 · Wichtige zytologische Differential­diagnosen und Fehlermöglich­keiten

8

81

a

. Abb. 8.16 a, b.  »Sterile« Leukozyturie bei Zustand nach TUR-Blase 4 Wochen zuvor mit normalen Urothelzellen (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

b

. Abb. 8.17 a, b.  Leichte Dysplasie mit leicht prominentem Kernchromatin. Die Diagnose einer vermutlich reaktiven Genese lässt sich zytologisch aufgrund der Erythrozyt- und Leukozyturie stellen. Klinisch handelte es sich um ein Ureterkonkrement (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

b

a

82

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

Bakterielle und mykotische Infektionen Normalerweise enthält der Urin keine Mikroorga­ nismen. Ihr Auftreten im mikroskopischen Präparat kann entweder als pathologischer Befund oder im

Sinne einer iatrogenen Verunreinigung zu werten sein (falsche Entnahmetechnik, verunreinigte Transport­ gefäße). Im letzteren Fall fehlt dann die typische Leuko­ zyturie.

8

a

b

. Abb. 8.18 a, b.  Typisches Infektbild (a) und physiologische Döderlein-Kontamination (b) bei der Frau. Die Döderlein-Bakterien sind im Vergleich zu den kleineren und plumperen Coli-Bakterien länglicher und zarter, zudem finden sich meist viele Plattenephithelien, und es fehlen die typischen Infektzeichen mit leukozytärer Infiltration (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

8.4 · Wichtige zytologische Differential­diagnosen und Fehlermöglich­keiten

a

b

. Abb. 8.19 a–c.  Tumorimitation durch Infekt. Ein schwerer In-

c

8

83

fekt mit deutlicher Leukozyt- und Bakteriurie (a) kann leichte Dysplasien bzw. Veränderungen im Sinne eines hochdifferenzierten Urotheltumors (b, ) oder schwerere reaktive Veränderungen hervorrufen. In c erkennt man ungleich geformte und leicht hyperchromatische Zellkerne () neben degenerativ geschädigten Zellen mit einer Zytoplasmavakuolisierung (9). Diese suspekten Befunde bedürfen zumindest einer Kontrolle nach Infektbehandlung (850×; Papanicolaou-Färbung)

84

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

8

a

b . Abb. 8.20 a, b.  Pilzinfekt. Pilze sind morphologisch einfacher zu erkennen als Bakterien. Bedingt durch eine rasche Teilung treten sie häufig in charakteristischen Verbänden als verzweigte Hefestrukturen mit Pilzfäden (sog. Hyphen) auf. Die einzelnen Aussprossungen, die sog. Sporen (9), sind im Vergleich zu Erythrozyten () kleiner, ovalär und relativ dickwandig (340×; Papanicolaou-Färbung)

8.4 · Wichtige zytologische Differential­diagnosen und Fehlermöglich­keiten

8

85

Zellveränderungen durch externe Manipulationen

b

a . Abb. 8.21 a, b.  Hypoosmolare Spüllösungen. Bedingt durch Osmosevorgänge kommt es bei Verwendung hypoosmolarer Flüssigkeiten (z. B. Zystoskopie mit Aqua dest.) zu einem Quelleffekt, so dass die Zellkerne aufgetrieben imponieren. Sie dürfen demzufolge nicht aufgrund einer verschobenen Kern-Plasma-Relation als malignitätsverdächtig klassifiziert werden. Charakteristisch sind deren Gleichförmigkeit und ihre häufig verwaschene Begrenzung. Das Kernchromatin wirkt »verdünnt« hypochromatisch (a 340×; b 850×; Papanicolaou-Färbung)

a

b . Abb. 8.22 a, b.  Überlagerung mit »scheinbarer Hyperchromasie«. Die zystoskopisch oder per Katheterismus gewonnen Urinproben können kompakte Zellkomplexe enthalten, deren Schichten übereinander geschoben sind. Der dadurch hervorgerufene Transparenzverlust darf jedoch nicht als pathologische Chromatinvermehrung (Hyperchromasie) interpretiert werden. In der Regel treten diese Zellkomplexe in den Präparaten isoliert bei ansonsten unauffälligem Gesamtbild auf (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

86

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

a

b

c

d

8

. Abb. 8.23 a–d.  Zellveränderungen durch Kontrastmittel. Sowohl in der urinzytologischen Beurteilung unmittelbar nach einem intravenösen Urogramm (a, b) als auch nach einem retrograden Pyelogramm (c, d) findet man häufig eine Vakuolisierung des Zytoplasmas mit Ausbildung sog. »Schaumzellen« (a und c 340×, b und d 850×; Papanicolaou-Färbung

8.4 · Wichtige zytologische Differential­diagnosen und Fehlermöglich­keiten

8

87

a

b . Abb. 8.24 a, b.  Verfälschung durch Zelllyse. Als zuverlässiger Gradmesser (»interne Qualitätskontrolle«) einer ausreichend konservierten bzw. fixierten Urinprobe können die Erythrozyten zu Hilfe genommen werden, da sie von allen korpuskulären Elementen des Urins am empfindlichsten sind. Sind sie zerstört (), muss auch mit einer Degeneration des Zytoplasmas der Urothelien gerechnet werden. Durch Proteindenaturierung kann eine verstärkte Farbstoffaufnahme der Zellkerne (9) irrtümlicherweise als pathologische Hyperchromasie diagnostiziert werden. Umgekehrt sprechen intakte Erythrozyten und degenerierte Urothelien gegen eine mangelhafte Konservierung (850×; Papanicolaou-Färbung)

a

b . Abb. 8.25 a, b.  Urinzytologie bei externer Urinableitung. Jede instrumentelle Manipulation (z. B. suprapubischer/transurethraler Katheter, innere Schienung) führt zu erheblichen morphologischen Reaktionen, die eine zytologische Beurteilung mitunter unmöglich machen. In dieser Abbildung erkennt man Urothelien (), die bereits 1 Tag nach suprapubischer Anlage wie hochdifferenzierte Karzinomzellen mit prominenten Nukleolen, einer betonten Kernmembran (9) und einer leichten Vergrößerung der Zellkerne (verschobene Kern-Plasma-Relation) erscheinen (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

88

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

a

8

a b . Abb. 8.26 a, b.  Färbeartefakte. Farbstoffdichte Partikel, sog. »Keratohyalinkörperchen« (), müssen bei Projektion auf den Zellkern von den Nukleolen differenziert werden. Meist sind sie grenzüberschreitend gestreut (a 340×, b 850×; Papanicolaou­Färbung)

. Abb. 8.27 a, b.  Tumorimitation durch Lithiasis. Durch Steine 7 können sowohl ganze Zellhaufen als auch Einzelzellen derart verändert werden, dass ihre Abgrenzung gegen hochdifferenzierte Tumorzellen nicht möglich ist. In dieser Abbildung erkennt man vergrößerte Zellkerne von teilweise unterschiedlicher Struktur (a) und prominente Kernkörperchen (b, 9) (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

b

89

8.5 · Urotheltumoren

8.5

Urotheltumoren

Die von hochdifferenzierten Urotheltumoren (Low grade) abgeschilferten (exfoliierten) Zellen haben nur eine geringe oder mitunter morphologisch nicht erkennbare Ausprägung von Malignitätskriterien (7 Kap. 6). Dieses Phänomen, das auch als »fehlende Pathoanatomie der Einzelzelle« bezeichnet wird, ist der Grund für die mit ca. 50% geringe Treffsicherheit ihrer korrekten Identifizierung (Esposti et al. 1978; Murphy et al. 1986; Koss et al. 1985; Koss 2006; Droller 2004). Andererseits wachsen die hochdifferenzierten Urothelkarzinome nur selten invasiv und sind endoskopisch gut zu diagnostizieren, so dass der relativ geringen Sensitivität der konventionellen Urinzytologie keine große klinische Bedeutung zukommt. Wesentlich ist dagegen, dass mittelgradig (GII) differenzierte Karzinome mit einer Sensitivität von 65–80% und entdifferenzierte (GIII) Karzinome, d. h. nach aktueller Nomenklatur die High grade Tumoren, mit einer 85–90%igen Sensitivität entdeckt werden können. Wird demzufolge ein urinzytologisches Präparat als unauffällig befundet, beinhaltet dies zwar die ca. 50%ige Möglichkeit des Übersehens eines hochdifferenzierten Karzinoms. Klinisch entscheidend ist hingegen, dass zu ca. 80% ein mittelgradig differenziertes und zu über 90% ein entdifferenziertes Karzinom (GIII, Ca in situ, High grade) ausgeschlossen werden kann (7 Kap. 2, 5 und 6).

Wichtig ist außerdem, dass Veränderungen im Sinne eines hochdifferenzierten Karzinoms durch Dysplasien ohne Krankheitsbedeutung imitiert werden können (Jakse et al. 1986). Ebenfalls ist eine reaktive Genese durch Infekte – oft durch das begleitende entzündliche Gesamtbild erkennbar – oder beispielsweise durch Steine möglich. Der Krankheitswert mittelgradig und entdifferenzierter Dysplasien, deren zytologisches Erscheinungsbild nicht von demjenigen entsprechender Karzinome zu unterscheiden ist, wird in einem gesonderten Kapitel besprochen (7 Kap. 5). Da bei einem entsprechendem zytologischen Bild in jedem Fall die weiterführende, letztlich die Therapie entscheidende endoskopische und bioptische Diagnostik erfolgt, hat der Mangel an Unterscheidungsmerkmalen zwischen Dysplasien und Karzinomen nur sekundäre Bedeutung. 8.5.1



Hochdifferenzierte Urotheltumoren (GI/Low grade)

Die nachfolgenden Bildbeispiele machen den lediglich graduellen Unterschied zwischen Normalbefunden, hochdifferenzierten Karzinomen, Dysplasien und reaktiven Veränderungen deutlich. Sie veranschaulichen andererseits durch bildliche Gegenüberstellung auch die offensichtlichen, ins »Auge springenden« Unterschiede zu niedriger differenzierten Karzinomen.

8

90

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

a

b . Abb. 8.28 a, b.  Hochdifferenziertes Urothelkarzinom. Die Zellen besitzen eine zarte Chromatinstruktur, die Kernmembranverdickungen () sind minimal. Auffälligstes Kriterium dieses GI-Karzinoms ist die zugunsten der Kerne verschobene Kern-Plasma-Relation. Wichtig ist, dass keine Hyperchromasie besteht, sondern diese entweder durch übereinandergelagerte Kerne (9) oder unzureichende Schärfeneinstellung vorgetäuscht wird (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

8

a

b . Abb. 8.29 a, b.  Hochdifferenziertes Urothelkarzinom mit leichter Vergrößerung der Zellkerne und leichter Verklumpung des Kernchromatins () (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

8.5 · Urotheltumoren

8

91

a

a

b

b . Abb. 8.30 a, b.  Hochdifferenziertes Urothelkarzinom (GI/Low grade) mit minimaler Vergrößerung der Zellkerne und leichter Prominenz der Kernmembran (9). Die lediglich minimalen morphologischen Veränderungen verdeutlichen die Unsicherheit der zytologischen Diagnostik von GI-Tumoren (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

. Abb. 8.31 a, b.  Hochdifferenziertes Urothelkarzinom (GI/Low grade) mit angedeuteter Grobkörnigkeit des Chromatins und leicht prominenter Kernmembran (). Die leukozytäre Infiltration (9) ohne Bakteriurie (»sterile Leukozyturie«) kann man sowohl bei Urotheltumoren wie auch bei Konkrementen oder nach einer TUR finden, so dass auch eine reaktive Genese der Zellveränderungen in Betracht käme (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

92

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

8.32

. Abb. 8.32 und 8.33.  Urothelkarzinome mit Schnellfärbungen dargestellt (8.32 Methylenblau, 8.33 Testsimplets). In beiden Befunden zeigt sich eine deutliche Prominenz der Kernmembran. Im Vergleich zu den Papanicolaou-Präparaten (z. B. . Abb. 9.28–9.31) sind die Zellkerne wesentlich größer, da keine alkoholisch be­ dingte Dehydratation mit konsekutiver Zellschrumpfung vorliegt (850×)

8

. Abb. 8.33

Gegenüberstellung zu abweichenden Befunden

a

. Abb. 8.34 a, b.  Normale Urothelzellen (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

b

8

93

8.5 · Urotheltumoren

a

a

b . Abb. 8.35 a, b.  Mittelgradig differenziertes Urothelkarzinom (GII/High grade) mit deutlicher Verschiebung der Kern-Plasma- Relation, leicht grobkörnigem und verklumptem Chromatin () und prominenter Kernmembran (a 340×, b 850×; PapanicolaouFärbung)

. Abb. 8.36 a, b.  Entdifferenziertes Urothelkarzinom (Carci­ noma in situ GIII/High grade) mit massiver leukozytärer Infiltra­ tion (9) und pathologischen Urothelzellen () (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

7 b

94

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

a

a

8

b

b . Abb. 8.37 a, b und Abb. 8.38 a, b.  Tumorimitierende Dysplasie bei Lithiasis. Primär war zytologisch der Verdacht auf ein Lowgrade/GI-Karzinom gestellt worden, de facto lag endoskopisch und uroradiologisch bestätigt kein Tumor, sondern eine Urolithiasis vor (8.37 a und 8.38 a 340×, 8.37 b und 8.38 b 850×; Papanicolaou-Färbung)

. Abb. 8.38 a, b

8.5 · Urotheltumoren

8.5.2

8

95

Mittelgradig differenzierte Urotheltumoren (GII/High grade)

a

. Abb. 8.39 a, b.  Mittelgradig differenziertes Urothelkarzinom (GII). Von Leukozyten und Erythrozyten umgebene Tumorzellen mit leichter Vermehrung des Chromatins, deutlich pathologischen Kernkörperchen (Nukleoli, ) und prominenter Kernmembran (9) (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

b

. Abb. 8.40 a, b.  Mittelgradig differenziertes Urothelkarzinom (GII). Außer einer Vermehrung des Chromatins (Hyperchromasie mit herabgesetzter Kerntransparenz) und prominenten Kernkörperchen (9) erkennt man besonders deutlich die Verschieden­ artigkeit (Polymorphie) der Zellkerne als Malignitätskriterium (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

b

a

96

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

a

8

. Abb. 8.41 a, b.  Mittelgradig differenziertes Urothelkarzinom (GII/High grade). Zellreiches, spülzytologisch gewonnenes Prä­ parat. Besonders ausgeprägt ist in diesem Fall die pathologische Verschiebung der Kern-Plasma-Relation (große Kerne). Zudem erkennt man eine prominente Kernmembran () und große Nukleoli (Kernkörperchen; 9) (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

b

. Abb. 8.42 a, b.  Mittelgradig differenziertes Urothelkarzinom (GII/High grade) mit vergrößerten, leicht polymorphen Zellkernen und einzelnen prominenten Nukleoli () (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

b

a

8.5 · Urotheltumoren

a

c

8

97

b

. Abb. 8.43 a–c.  Mittelgradig differenziertes Urothelkarzinom (GII/High grade) mit Sofort-Färbung. In a und b Färbung mit Testsimplets (unterschiedliche Farbdarstellung durch verschiedene Photofilter) und in c mit Methylenblau. Da es sich um keine dehydrierenden alkoholischen Färbungen handelt, erscheinen die für die Malignitätsbeurteilung wesentlichen Zellkerne nicht geschrumpft. Besonders in b zeigen sich eine hervorragende Kerntransparenz mit prominenter Kernmembran, teilweise verscho­ bener Kern-Plasma-Relation und Polymorphie der Zellkerne als Malignitätskriterien (850×)

98

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

Gegenüberstellung zu abweichenden Befunden

8

a

b . Abb. 8.44 a, b.  Normale Urothelzellen (a 340×, b × 850×; Papanicolaou-Färbung)

a

b . Abb. 8.45 a, b.  Entdifferenziertes Urothelkarzinom (GIII/High grade) mit grobkörnigem und vermehrtem Chromatin (Hyperchromasie), prominenter Kernmembran und vergrößerten Nukleoli (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

8.5 · Urotheltumoren

8

99

a

a

b

b . Abb. 8.46 a, b.  Hochdifferenziertes Urothelkarzinom (GI, Low grade) mit verminderter Kerntransparenz durch geringe Hyperchromasie und leicht polymorphen Zellkernen (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

. Abb. 8.47 a, b.  Tumorimitierende reaktive Veränderungen bei Infekt. Man erkennt sowohl eine Chromatinvermehrung () als auch prominente Kernmembranen (9). Trotz der massiven leukozytären und bakteriellen Besiedlung mit Wahrscheinlichkeit eines Infektes könnte es sich ebenso um einen nekrotisch zerfallenden Tumor handeln. In diesen Fällen sollte zumindest eine Kontrolle der Urinzytologie nach Infektsanierung erfolgen (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

100

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

8.5.3

Entdifferenzierte Urotheltumoren (GIII/High grade/Ca in situ)

a

8 . Abb. 8.48 a, b.  Entdifferenziertes Urothelkarzinom (GIII/High grade) mit hochpathologischem, riesigem Kern. Entsprechend der Größe des Kernes kommt durch die »Verdünnung« die Hyperchromasie kaum als Transparenzverlust zum Tragen (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

b

. Abb. 8.49 a, b.  Entdifferenziertes Urothelkarzinom (GIII/High grade) als Carcinoma in situ gewachsen. Endoskopisch war typischerweise lediglich eine leichte Rötung des Urothels erkennbar. Massenhaft segmentierte Granulozyten (9) und Tumorzellen (). Diese zeigen u. a. eine verschobene Kern-Plasma-Relation und eine deutliche Hyperchromasie mit Verklumpung (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

b

a

8.5 · Urotheltumoren

8

101

a

b . Abb. 8.50 a, b.  Entdifferenziertes Urothelkarzinom (GIII/High grade), wobei neben der Hyperchromasie und den vergrößerten Zellkernen auch deren Polymorphie als Malignitätskriterium von Bedeutung ist (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

a

. Abb. 8.51 a, b.  Entdifferenziertes Urothelkarzinom (GIII/High grade). Neben den klassischen Tumorzellen () erkennt man Zellen mit einem homogen schwarzem Kern (9). Solche Zellen dürfen nicht als hyperchromatisch interpretiert werden, da der komplette Transparenzverlust durch eine Zelldegeneration mit Proteindenaturierung und überstarker Farbstoffaufnahme bedingt sein kann. Die beginnende Zelldegeneration ist u. a. an der Vakuolisierung des Zytoplasmas erkennbar (⇐) (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

b

102

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

a

8

a

b . Abb. 8.52 a, b.  Entdifferenziertes Urothelkarzinom (G III/High grade) mit Testsimplets angefärbt (850×)

. Abb. 8.53 a, b.  Entdifferenziertes Urothelkarzinom (GIII/High 7 grade) mit vergrößerten und polymorphen Zellkernen, die ebenfalls vorhandene Hyperchromasie imponiert durch die Kerngröße kaum als Transparenzverlust (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

b

8.5 · Urotheltumoren

8

103

Gegenüberstellung zu abweichenden Befunden

a

a

b

b . Abb. 8.54 a, b.  Normale Urothelzellen (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

. Abb. 8.55 a, b.  Mittelgradige Urotheldysplasie, endoskopisch und bioptisch ohne Anhalt für ein Karzinom. Obwohl die Zellkerne keine klassische Hyperchromasie mit Grobkörnigkeit bzw. Verklumpung zeigen, wirken sie verdichtet. Eine sichere Differenzierung gegen ein Karzinom ist nicht möglich (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

104

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

a

. Abb. 8.56 a, b.  Gutdifferenziertes Urothelkarzinom (GI/Low grade) mit leicht vergrößerten, jedoch gleichförmigen Zellkernen und Chromatinvermehrung (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

b

. Abb. 8.57 a, b.  Reaktive Urothelveränderungen per Lithiasis (leichte Dysplasie). Die Zellen zeigen eine Vergrößerung des Zellkernes () mit geringer Kernmembranprominenz (9). Ein solcher Befund ist zytologisch nicht von einem hochdifferenzierten Karzinom zu unterscheiden (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

b

8

a

8.6 · Spülzytologie des oberen Harntraktes

8.6



Spülzytologie des oberen Harntraktes

Die Beurteilung der meist spülzytologisch gewonnenen Urothelien des oberen Harntraktes ist auf Grund der manipulativ-reaktiven Zellveränderungen schwierig. ! Häufig imponieren die Zellen mit den Charakte­ ristika hochdifferenzierter Urotheltumorzellen, so dass man sich vor einem Overgrading bzw. einem falsch-positiven Befund hüten muss. Hinweis

8

105

Zur Erzielung einer größeren diagnostischen Sicherheit ist ein Mehrschrittverfahren sinnvoll. Hierbei werden außer der eigentlichen Spülfraktion (mit isotoner Lösung zur Vermeidung zusätzlicher hypo- oder hyperosmolarer Zellveränderung) zuvor eine Probe des Blasenurins und eine Probe des retrograd sondierten, jedoch noch nicht spülzyologisch irritierten Urothelabschnittes entnommen. Insbesondere bei fraglichen gut bis mittelgradig differenzierten Tumorveränderungen kann der Vergleich der eigentlichen Spülzytologie mit den beiden weiteren Urinfraktionen als zusätzlicher Anhaltspunkt einer eventuell reaktiv-manipulativ bedingten Genese der Zellveränderungen hilfreich sein.

Ist die Diagnose hochdifferenzierter Tumoren der Blase urinzytologisch bereits unsicher, so ist sie aufgrund des Mangels zuverlässiger Unterscheidungskriterien von reaktiven Veränderungen bei der retrograden Spülzytologie nahezu unmöglich (Koss 1981).

Urinzytologische Normalbefunde

a

. Abb. 8.58 a, b.  Normale Urothelzellen des oberen Harntraktes nach Spülung. Die leichte Betonung der Kernmembran und insbesondere die Prominenz der Nukleolen () sind als Reaktion auf die Spülmanipulation normal. Typisch ist ebenfalls die leichte Vakuolisierung des Zytoplasmas (9) (a 340×, b 850×; PapanicolaouFärbung)

b

106

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

a

b . Abb. 8.59 a, b.  Mehrkernige Riesenzelle bei retrograder Katheterisierung. Diese Riesenformen der Oberflächenzellen, die mitunter mehrere Dutzend gutartiger Kerne enthalten können, findet man relativ häufig. Sie haben keine pathologische Bedeutung (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

8

Urinzytologisch verdächtige Befunde

a

b . Abb. 8.60 a, b.  Hochdifferenzierte Tumorimitation durch retrograde Spülung. Außer einer leichten Grobkörnigkeit des Chromatins (9) fallen besonders die verdickten Kernmembranen auf (). Der Tumorverdacht bestätigte sich in der weiteren Diagnostik nicht (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

8.6 · Spülzytologie des oberen Harntraktes

8

107

a

b . Abb. 8.61 a, b.  Tumorimitation durch retrograde Spülzytologie. Aufgrund der deutlichen Vergrößerung der Zellkerne (ungünstige Kern-Plasma-Relation 9) mit leichter Hyperchromasie wurde der Verdacht auf ein gut bis mittelgradig differenziertes Karzinom geäußert, der sich jedoch in der weiteren Diagnostik nicht bestätigte. Die »scheinbare Hyperchromasie« im Zentrum der Zellformation () ist durch Übereinanderlagerung bedingt (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

Urinzytologisch positive Befunde

a

b . Abb. 8.62 a, b.  Entdifferenziertes Nierenbeckenkarzinom (GIII/High grade). Neben extrem vergrößerten Zellkernen () mit prominenten Nukleoli erkennt man Kerne mit deutlich pathologischer Hyperchromasie (9). Ein Befund dieser Ausprägung ist weder durch die Spülirritation noch durch andere externe Noxen wie z. B. ein Konkrement reaktiv bedingt, sondern karzinomatöser Genese (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

108

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

8.7

Urinzytologische Therapie­- kontrolle urothelialer Tumoren

8.7.1

Urinzytologie nach TUR-B und Laservaporisation





Die Urinzytologie ist als essentieller Bestandteil der postoperativen Nachsorge urothelialer Karzinome unumstritten und in Leitlinien aufgenommen worden. Bezüglich der Sensitivität der Diagnostik eines Carcinoma in situ bei gleichzeitig bestehendem exophytischen Blasentumor ist sie auch postoperativ aussagekräfigter als intraoperativ durchgeführte multiple Biopsien (Harving et al. 1988). Hinweis

Obwohl sich bereits 3 Tage postoperativ trotz der reaktiv-degenerativen Zellveränderungen in Folge der Operation aussagekräftige Resultate erzielen lassen (Müller et al. 1985), ist ein zeitliches Intervall von mindestens 7 Tagen zwischen Operation und Urinzytologie zur Minimierung falsch-positiver Befunde sinnvoll.

8

. Abb. 8.63.  Entdifferenziertes Ureterstumpfkarzinom (GIII/High grade) (340×; Papanicolaou-Färbung)

8.7 · Urinzytologische Therapie­kontrolle urothelialer Tumoren

8

109

Postoperative Normalbefunde

a

b . Abb. 8.64 a, b.  Reaktive Zellveränderungen 8 Tage nach TUR. Neben segmentierten Leukozyten und intakten Erythrozyten sind Urothelien mit leicht vergrößertem und verdichtetem Kern () zu erkennen. Diese zeigen jedoch keine typisch grobkörnige Hyperchromasie, sondern erscheinen homogen. Das vakuolisierte Zytoplasma (9) ist als Residualdegeneration zu deuten (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

a

b . Abb. 8.65 a, b.  Reaktive Zellveränderungen 8 Tage nach Laser-Vaporisation. Die intakten Erythrozyten () zeigen, dass es sich trotz des lytischen Gesamtaspektes um ein ausreichend erhaltenes Präparat handelt. Die Polymorphie und Vergrößerung der Zellkerne (9) ist reaktiv bedingt (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

110

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

Postoperativ verdächtige Befunde

a

8

b . Abb. 8.66 a, b.  Suspekte Urothelzellen 8 Tage nach Blasentumorresektion. Bei den dargestellten Urothelveränderungen mit deut­ licher Verschiebung der Kern-Plasma-Relation und Kernpolymorphie kann zytologisch nicht entschieden werden, ob es sich um re­ sektionsbedingte Degenerationen oder eine Tumorpersistenz handelt. In diesen Fällen sollte zumindest eine kurzfristige Kontrolle erfolgen (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

a

b . Abb. 8.67 a, b.  Suspekte Urothelzellen 14 Tage nach Blasentumorresektion. Außer der prominenten Kernmembran und dem vermehrten und grobkörnigen Chromatin () müssen die Zellen auch in Anbetracht des Fehlens anderer Degenerationsresiduen (z. B. zytoplasmatische Vakuolen) als suspekt eingestuft werden (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

8.7 · Urinzytologische Therapie­kontrolle urothelialer Tumoren

8

111

Postoperativ positive Befunde

a

b . Abb. 8.68 a, b.  Inkomplett reseziertes Urothelkarzinom. 8 Tage nach der TUR sind außer der typischen leukozytären Reaktion pathologische Urothelien mit extremer Kernvergrößerung und großen Nukleolen () erkennbar. Da eine Bakteriurie fehlt, ist zudem eine eventuell infektbedingte reaktive Genese der Zellveränderungen ausgeschlossen (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

a

b . Abb. 8.69 a, b.  Inkomplett reseziertes Urothelkarzinom. Deutlich vergrößerte Zellkerne mit grobkörnigem Chromatin () (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

112

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

8.7.2

Urethralavage nach Zystektomie

Aufgrund der 4–18%igen Inzidenz eines Karzinoms des Urethrastumpfes nach erfolgter radikaler Zystektomie und der ungenügenden Sensitivität der endoskopischen Diagnostik (7 Kap. 2) stellt die Urethralavage einen essentiellen Bestandteil der postoperativen Nachsorge dar. Wichtig ist, dass diese Kontrollmaßnahme lebenslang durchgeführt wird, da Urethrastumpfrezidive auch nach mehr als 10 Jahren auftreten können (Stöckle et al. 1990). Technisch ist die Sondierung der Urethra mit einem dünnlumigen Katheter und anschließender Spülung mit

einer isotonen Lösung gegenüber einer Lavage mittels einer im Meatus urethrae applizierten Olive vorzuziehen (7 Kap. 7). Hinweis

Auch die Befundung urinzytologischer Lavage­ präparate bedarf einiger Erfahrung. Der Grund ist einerseits die durch die Spülung bedingten reaktiven Veränderungen und andererseits die Tatasche, dass es anscheinend infolge der aufgehobenen Urinpassage zur Zellatrophie bzw. Zelldegeneration kommt.

Normalbefund der Urethralavage

8

a

b . Abb. 8.70 a, b. und 8.71 a, b.  Unauffällige Urethralavage. Typisch ist außer dem Zellreichtum der chromatindichte Aspekt der Zellkerne, ohne dass jedoch eine Grobkörnigkeit besteht (8.70 a und 8.71 a 340×, 8.70 b und 8.71 b 850×; Papanicolaou-Färbung)

8.7 · Urinzytologische Therapie­kontrolle urothelialer Tumoren

8

113

a

b . Abb. 8.71 a, b

Suspekter Befund der Urethralavage

a

b . Abb. 8.72 a, b.  Zytologisch verdächtige Urethralavage. Zellreiches Präparat mit vergrößerten Kernen und gering prominentem Chromatin (). Endoskopisch fanden sich papilläre Polypen/Tumoren, der Patient lehnte die Operation jedoch ab (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

114

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

Positiver Befund der Urethralavage

a

8

b . Abb. 8.73 a, b.  Entdifferenziertes Urethrastumpfrezidiv. Außer einer massiven bakteriellen Infektion erkennt man extrem kernvergrößerte () und hyperchromatische Tumorzellen (9) (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

a

b . Abb. 8.74 a, b.  Mittelgradig differenziertes Urethrastumpfrezidiv (High grade/GII–III). Neben deutlich vergrößerten Zellkernen imponieren besonders die prominenten Kernkörperchen (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

8.7 · Urinzytologische Therapie­kontrolle urothelialer Tumoren

8.7.3



Urinzytologie bei intravesikaler Chemo-/Immuntherapie

Im Rahmen einer Instillationstherapie von Urothelkarzinomen mit Zytostatika und/oder Immuntherapeutika (BCG) kommt es zu deutlichen zytomorphologischen Begleitreaktionen, sog. »zytotoxischen Reaktionen«, die eine zytologische Diagnostik erheblich erschweren. Die provozierten reaktiven Veränderungen betreffen nicht nur das Zytoplasma, sondern auch den für die Malignitätsbeurteilung relevanten Zellkern (Roth u. Rathert 1989). Hinweis

Die klassischen Malignitätskriterien der Urinzytologie wie beispielsweise die Verschiebung der Kern-Plasma-Relation und die Kernpolymorphie müssen deshalb in ihrer Bedeutung korrigiert werden. Zur Vermeidung einer erhöhten Rate falsch-positiver Befunde ist es daher wichtig, entsprechende anamnestische Daten zu kennen und bei der Beurteilung zu berücksichtigen.

Die reaktiven Zellveränderungen sind grundsätzlich reversibel, wobei jedoch der Zeitfaktor nicht genau festzulegen ist. Für die Praxis ist es sinnvoll, die zytologische Untersuchung in ca. 4-wöchigem Abstand nach der Instillation vorzunehmen. Entsprechend den Instillations­

115

zyklen würde dann die Materialentnahme der neuerlichen Instillation unmittelbar vorgeschaltet. Als Konsequenzen verdächtiger oder positiver urinzytologischer Befunde ergeben sich:

4 kurzfristige endoskopisch-bioptische Kontrollen, 4 Uroradiologie des oberen Harntraktes, 4 Wechsel des chemo- bzw. immuntherapeutischen Agens.

Die Effektivität der zytologischen Verlaufskontrolle ist trotz der erschwerten Beurteilungsbedingungen erwiesen. So zeigten Bretton et al. 1989 in einer Verlaufsstudie bei 65 mit BCG instillierten Patienten, dass eine Tumorfreiheit bei 35 Patienten 3 Monate nach Therapie von der konventionellen Urinzytologie mit einer Spezifität (richtig-negative Befunde) von 81% (29/36) korrekt diagnostiziert wurde. Die parallel durchgeführte Durchflusszytometrie als automatisiertes Testverfahren erzielte dagegen nur eine Spezifität von nur 56% (20/36). Auch ein Tumorrezidiv wurde von der Konventionellen Urinzytologie immerhin mit einer Sensivität (richtig-positive Befunde) von 55% (19/29) erkannt. Hier war zwar die Flowzytometrie der konventionellen Zytologie mit 69% (20/29) überlegen, jedoch handelt es sich bei dieser Methode um hochspezialisiertes, nicht primärdiagnostisches Verfahren. Zudem ist die korrekte Identifikation einer Tumorfreiheit (Spezifität) zur Vermeidung einer unnötig invasiven Diagnostik ebenso wichtig wie die Rezidiverkennung.

8

116

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

Normal-reaktive Urothelveränderungen

8

a

b . Abb. 8.75 a, b.  Reaktive Vakuolisierung des Zytoplasmas und der Zellkerne unter Mitomycin-Instillation (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

a

b . Abb. 8.76 a, b.  Reaktive zytotoxische Zelldegeneration unter Adriablastin-Instillation. Außer der Vakuolisierung erkennt man eine Kernpolymorphie, die hierbei nicht als Malignitätskriterium gewertet werden darf (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

8.7 · Urinzytologische Therapie­kontrolle urothelialer Tumoren

8

117

a

b . Abb. 8.77 a, b.  Zytotoxisch degenerierter Zellkern unter BCG-Instillation (»effektive Zytostase«). Der Zellkern ist nicht hyperchromatisch, sondern infolge der Instillation lytisch »gesprengt«. Es ist keine intakte Kernmembran mehr vorhanden. Zudem erkennt man das typisch chemozystitische Begleitbild mit »steriler Leukozyturie« und Hämaturie (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

a

b . Abb. 8.78 a, b.  Zytotoxisch degenerierte Tumorzellen bei BCG-Behandlung eines Carcinoma in situ (»effektive Zytostase«) (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

118

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

Suspekte Urothelveränderungen

a

8

b . Abb. 8.79 a, b.  Zytologisch verdächtiger Befund unter Mitomycin-Therapie. In dem zellreichen Spülzytologiepräparat sind neben degenerativen Urothelien () Zellen mit einer suspekten Hyperchromasie (9) ohne zytotoxische Veränderungen erkennbar (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

8.80

8.81 . Abb. 8.80 und 8.81.  Zytologisch verdächtige Befunde unter Instillationstherapie. Neben deutlich zerstörten Urothelzellen im Sinne einer morphologisch effektiven Zytostase () sind weitgehend intakte und tumorverdächtige Zellen (9) erkennbar (850×; Papanicolaou-Färbung)

8.7 · Urinzytologische Therapie­kontrolle urothelialer Tumoren

8

119

Rezidiv eines Urothelkarzinoms

a

b . Abb. 8.82 a, b.  Persistierendes Carcinoma in situ unter BCG-Therapie. Trotz der geringen zytotoxischen Vakuolisierung (9) ist die Mehrzahl der Zellkerne intakt und besitzt ein verdichtetes und deutlich verklumptes Chromatin () (a 340×, b 850×; Papanicolaou- Färbung)

a

b . Abb. 8.83 a, b.  Entdifferenziertes Karzinom(rezidiv) 8 Wochen nach Mitomycin-Therapie. Bei fehlender chemozystitischer Begleit­ reaktion zeigen die weitgehend erhaltenen Urothelien eine deutliche Kernvergrößerung mit grobkörniger Hyperchromasie (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

120

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

8.7.4

Urinzytologie nach Radiatio und systemischer Chemotherapie

Reaktive Normalbefunde

8

a

b . Abb. 8.84 a, b.  Degenerative Urothelien nach Radiatio ohne Anhalt für Malignität. Die Veränderungen nach Radiatio manifestieren sich hauptsächlich als zytoplasmatische und nukleäre Vakuolisierung. Diese Veränderungen können über Jahre persistieren (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

a

b . Abb. 8.85 a, b.  Radiogen degenerierte Urothelzellen mit zytoplasmatischer und nukleärer () Vakuolisierung (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

8.7 · Urinzytologische Therapie­kontrolle urothelialer Tumoren

8

121

Verdächtiger Befund

a

b . Abb. 8.86 a, b.  Tumorverdächtige Urothelveränderungen nach durchgeführter Radiochemotherapie eines resezierten muskel­ invasiven Karzinoms. Trotz der Vakuolisierung des Zytoplasmas erscheinen die Zellkerne nicht homogen schwarz, wie dies bei avitalen Kernen mit vermehrter Farbstoffanlagerung durch eine Proteindenaturierung vorkommt. Vielmehr besitzen die Kerne eine Resttrans­ parenz (), so dass eine pathologische Hyperchromasie angenommen werden muss (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

Rezidiv eines Urothelkarzinoms

a

b . Abb. 8.87 a, b.  Persistierendes entdifferenziertes Urothelkarzinom während systemischer M-VAC-Chemotherapie. Die Zellen zeigen keinerlei zytotoxische Degeneration. Vielmehr sind die Kerne deutlich vergrößert, polymorph und hyperchromatisch (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

122

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

8.7.5



Urinzytologie bei Ileum-Conduit und Darmersatzblase

Da das urotheliale Karzinom als panurothelialer Tumor charakterisiert ist, muss sowohl nach radikaler Cystektomie mit supravesikaler Ableitung als auch nach Anlage einer Darmersatzblase der obere Harntrakt hinsichtlich eines Rezidivtumors kontrolliert werden. Obwohl die Anwesenheit degenerativ veränderter Intestinalzellen die Beurteilung erheblich erschweren kann, ist auch unter dem Aspekt der kaum mehr möglichen retrograden Kontrastmitteldarstellung und Endoskopie die Urin­ zytologie ein wesentliches Moment der Nachsorge. Hinweis

Eine differenzierte Darstellung der Darmepithelien ist mit der PAS-Färbung möglich.

8

. Abb. 8.88.  Rezidiv eines invasiven Blasenkarzinoms nach erfolgter systemischer Chemotherapie (CISCA). Man erkennt eine zytotoxisch degenerierte Zelle () neben einer weitgehend intakten Tumorzelle mit pathologischem Kern (9) (850×; Papanicolaou-Färbung)

8.7 · Urinzytologische Therapie­kontrolle urothelialer Tumoren

8

123

Reaktive Normalbefunde

a

b . Abb. 8.89 a, b.  Typischer degenerativer Normalbefund eines Ileum-Conduit-Urins. Neben transparenten Schleimbestandteilen erkennt man degenerativ veränderte Intestinalzellen (), deren abgerundete Zellform charakteristisch ist (Koss 1981). Als unspezifischen Nebenbefund zeigen die degenerierten Zellen eosinophile Einschlusskörperchen (9) (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

a

b . Abb. 8.90 a, b.  Normalbefund nach Ileum-Neoblase. Degenerativ veränderte Urothelzellen () mit zytoplasmatischer Vakuolisierung und verdichteten Zellkernen, jedoch nicht im Sinne einer Hyperchromasie (a 340×, b 850×; Papanicolaou-Färbung)

124

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

Rezidiv eines Urothelkarzinoms

8

a

b

c

d . Abb. 8.91 a–d.  Entdifferenziertes Karzinomrezidiv des oberen Harntraktes nach Ileum-Conduit. Die riesigen Zellkerne mit grobkörnigem Chromatin lassen eine eindeutige urinzytologische Diagnose zu (a und c 340×, b und d 850×; Papanicolaou-Färbung)

8.8 · Seltene urinzytologische Befunde

8.8

Seltene urinzytologische Befunde

8.8.1

Vesikoenterale Fisteln

8

125

Der diagnostische Nachweis vesikoenteraler Fisteln als Voraussetzung zur operativen Therapie ist selbst unter Anwendung einer urologischen Maximaldiagnostik oftmals schwierig. Ursache hierfür ist die häufig frustrane diagnostische Aussagekraft der endoskopischen und uroradiologischen Untersuchungen. Trotz der Erfolge der Computertomographie und des sog. »Bourne-Tests«, einer oralen Bariumgabe mit späterem radiologischen Nachweis des Bariums im Sediment eines 24- bis 48-hSammelurins (Roth u. Rathert 1988), sollte auch die Urinzytologie als Diagnostikum berücksichtigt werden. Dies insbesondere, da die vesikoenteralen Fisteln typischerweise intermittierende Krankheitsverläufe aufgrund wechselnd geschlossener Fistelverbindungen zeigen und oftmals Mehrfachuntersuchungen erfordern. Hierbei ist die Urinzytologie als nichtinvasive, einfach durchzuführende und nicht belastende diagnostische Methode ideal.

a

. Abb. 8.92 a, b.  Typisch für vesikoenterale Fisteln ist der Nach- 7 weis von unverdauten Faserresten () und Coli-Bakterien (9). Einzelne »großflächige« Faserreste im Präparat lassen eher auf eine Verunreinigung im Arbeitsablauf schließen, die Faserreste von vesikoenteralen Fisteln sind meist »kleinsplittrig-verdaut« (850×; Papanicolaou-Färbung)

b

126

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

8.8.2

Parasiten

Bilharziose des Urogenitalsystems Von allen parasitären Tropenkrankheiten führt die Bilharziose (Schistosomiasis) am häufigsten zu Affektionen des Urogenitalsystems. Hauptsächliche Endemiegebiete sind die suptropischen und tropischen Regionen Afrikas, Asiens und Südamerikas, jedoch sollte in Anbetracht des internationalen Tourismus die Bilharziose generell als Ursache chronischer und therapetieresis­ tenter Blasenentzündungen mit bedacht werden. Die verursachenden Parasiten der Bilharziose sind Trematoden (Saugwürmer). Häufigster Erreger der Blasenbilharziose ist das Schistosoma haematobium, das synonym mitunter auch als »Blasenpärchenegel des Menschen« bezeichnet wird. Diagnostisch finden sich endoskopisch in der Submukosa der Blase sog. »Bilharziome«, die auch als »sandkornartige Auflagerungen« beschrieben werden.

8

a

Hinweis

Diagnosesichernd ist zwar letztlich erst die Biopsie, jedoch ist auch der urinzytologische Direktnachweis möglich. Arbeitstechnisch sollte bei einer entsprechenden Verdachtsdiagnose beachtet werden, dass die terminale Urinfraktion untersucht wird, da sich in dieser die meisten der durch den Kontraktionsvorgang der Blase freigesetzten Schistosomaeier finden lassen.

b

. Abb. 8.93 a–c.  Blasenbilharziose. Die Schistosomaeier () sind deutlich kleiner als Urothelzellen und leicht mit segmentierten Granulozyten zu verwechseln. Differentialdiagnostisch entscheidend ist der sog. Endstachel als zytoplasmatische Aus­ ziehung (9). Dieser ist jedoch nicht konstant bei allen Schisto­ somaeiern nachweisbar (a 340×, b und c 850×; Papanicolaou­Färbung)

7

c

127

8.8 · Seltene urinzytologische Befunde

Toxoplasmose Die Toxoplasmose ist eine weltweit verbreitete, überwiegend klinisch inapparent verlaufende Protozoeninfek­ tion. Der Erreger der Toxoplasmose, Toxoplasmose gondii, befällt hauptsächlich das Gehirn und die Herz- und Skelettmuskulatur, es kann jedoch selten auch im Urogenitaltrakt manifest werden.

8.8.3

Virusinfektionen des Harntraktes

Im Gegensatz zu den viralen Infektionen des äußeren Genitale ist die Bedeutung der Virusinfektionen der ableitenden Harnwege nur wenig erforscht. Eine der Ursachen ist der schwierige, diagnostisch eindeutige Nachweis viral bedingter Erkrankungen des Harntraktes. Bekannt ist, dass eine Virurie bei einer Vielzahl von Viruserkrankungen auftritt (Nafe 1989). Urologische Symtpome bei gerneralisierten Infektionen wurden bisher überwiegend als Folge von immunbiologischen Vorgängen und nicht als direkte Folge einer Infektion mit Viren interpretiert. Dennoch häufen sich in den letzten Jahren die Vermutungen über eine Virusätiologie bei verschiedenen urologisch-nephrologischen Krankheitsbildern. Eine zunehmende Aktualisierung des Problems von Virusinfektionen muss durch die mögliche Aktivierung latenter Formen im Zustand der Immunsuppres­ sion bei AIDS (7 Kap. 8.8.5) und bei Organtransplantationen angenommen werden. Hinweis

Der Versuch eines urinzytologischen Nachweises ist insbesondere bei fraglichem urothelialen Befall mit Papillomaviren und einer eventuellen ZytomegalieVirusinfektion als Differentialdiagnose zu einer akuten Abstoßungsreaktion nach Nierentransplantation sinnvoll.

. Abb. 8.94.  Toxoplasmose eines 2 Tage alten Säuglings. Innerhalb der pseudozystisch veränderten Zelle erkennt man rötliche Strukturen (Parasiten), die von einem hellen Areal umgeben sind (850×; May-Grünwald/Giemsa-Färbung). (Aus de Voogt et al. 1979)

Zytomegalie-Virusinfektion und Nierentransplantat-Abstoßungsreaktion Durch Untersuchung papanicolaougefärbter Präparate konnte bei 33 Patienten nach erfolgter Nierentransplantation zwischen einer akuten Abstoßungsreaktion und einer durch die Gabe von Immunsuppresiva provozierten Zytomegalie-Virusinfektion unterschieden werden (Winkelmann et al. 1985). Die typischen zytomorphologischen Kriterien im Falle einer Abstoßungsreaktion waren das vermehrte Auftreten von Tubulusepithelzellen, Lymphozyten, Mitosen und eine zunehmende Erythrozyturie. Dagegen fanden sich bei 6 von 7 Patienten mit serologisch diagnostizierter ZMV-Infektion im Urin typische »Eulen­ augenzellen« mit milchglasartigem Kern (. Abb. 8.95). Da keine zytologischen Kriterien einer Abstoßungsreaktion vorhanden waren, wurden die Befunde nicht fehl­ interpretiert. Somit erwies sich die Urinzytologie in der Nachsorge nierentransplantierer Patienten als wertvolle diagnosiche Hilfe. Es sollte allerdings beachtet werden, dass bei V.a. eine ZMV-Infektion oft zytologische Mehrfachuntersuchungen erforderlich sind (Koss 1981).

8

128

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

a

b . Abb. 8.95 a, b.  Bei einer Zytomegalie-Virusinfektion zeigen die Zellkerne durch die Kerneinschlusskörperchen ein typisch »eulenartiges« Bild (a 400×, May-Grünwald/Giemsa-Färbung; b 400×, Phasenkontrastmikroskopie). (Aus de Voogt et al. 1979)

8

Urinzytologie und urothelialer Befall mit humanen Papillomviren Die durch humane Papillomvieren (HPV) induzierten Condylomatainfektionen sind eine der häufigsten sexuell übertragbaren Erkrankungen. Neben der bekannten exophytischen Wuchsform als Condylomata acuminata und flacher subklinischer Läsion (flat condylomata) im Bereich des äußeren Genitale muss auch der Meatus urethrae als potentielles Reservoir einer Autoinfektion in die Diagnostik integriert werden (Roth et al. 1990). Da die Urethroskopie wegen der Gefahr einer iatrogenen Virusverschleppung in obere Abschnitte problematisch ist, wurde als Hilfsmittel der Inspektion auch ein HNO-Spekulum propagiert. Obwohl kaum Untersuchungen hinsichtlich der Effektivität der Urinzytologie zur Diagnostik vesikaler und urethraler HPV-Infek­ tionen existieren, sollte ggf. eine urinzytologische Untersuchung erfolgen. Inzwischen stehen jedoch auch sen­ sitive molekularbiologische Testverfahren zur Verfügung. Die HPV-geschädigte Zelle ist in erster Linie durch eine auffallende Zytoplasmaveränderung ausgereifter Plattenepithelzellen gekennzeichnet. Hierbei zeigt sich eine perinukleäre optisch »leere« Hofbildung mit mehr oder weniger ausgeprägter Atypie des Kernes, häufig verbunden mit Kerndegenerationszeichen. Zellen mit diesen HPV-spezifischen Veränderungen werden heute allgemein mit dem von Koss geprägten Begriff der »Koilozyten« bezeichnet (Koss u. Durfee 1956).

a

b . Abb. 8.96 a, b.  Urethrale Condylomata acuminata eines Mannes. Außer Kernatypien mit einer leichten Hyperchromasie und einer Verdichtung des Chromatins ist die Mehrkernigkeit der Plattenepithelzellen auffällig. Eine typisch perinukleäre optisch »leere« Hofbildung findet sich lediglich angedeutet in b (475×; Papanicolaou-Färbung). (Aus de Voogt et al. 1979)

8.8 · Seltene urinzytologische Befunde

8

129

Urinzytologie und Herpes-Infektion Bei persistierenden dysurischen Beschwerden ohne signifikanten Bakteriennachweis und nach Ausschluss eines Karzinoms und sonstiger organpathologischer Befunde sollte auch die Möglichkeit einer Herpes-Zystitis differentialdiagnostisch bedacht werden. Da das Krankheitsbild selten ist (Masukawa et al. 1972; Person et al. 1973), kann der Zusammenhang mit einer immunsuppressiven Therapie als Hinweis genutzt werden.

. Abb. 8.97.  Herpes-Virus-Infektion mit sog. Virozyten. Neben der Vielkernigkeit ist das milchglasartige Bild der Kerne auffällig. Koss beschreibt die für dieses Zellbild typischen Zellen als »mehrkernig mit Kerndrängeln und gegenseitiger Kerneindellung« (Koss 1981); (475×; Papanicolaou-Färbung). (Aus de Voogt et al. 1979)

a

b . Abb. 8.98 a, b.  Virozyten unbekannter Genese mit zytologischer Tumorimitation. Bei dem Patienten lag eine Makrohämaturie mit beidseitigen Nierenschmerzen und 3 Tage anhaltendem Fieber vor. Der urinzytologisch geäußerte Verdacht eines Urotheltumors (b) konnte uroradiologisch, endoskopisch und durch eine engmaschige Nachsorge ausgeschlossen werden. Während einige Zellen atypisch Plasmavakuolen aufwiesen (a), konnten andere morphologisch nicht von Tumorzellen differenziert werden (b); (850×; Papanicolaou-Färbung)

130

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

8.8.4

Nierenzystenpunktion

Die Zytologie von Nierenzystenpunktaten zeigt neben den typischen Schaumzellen (. Abb. 8.23) beim Vorlie-

gen eines Zystenwandkarzinoms in seltenen Fällen auch Zellkomplexe, die bereits den Verdacht auf das Vorliegen eines Karzinoms beschreiben lassen.

8

a

b . Abb. 8.99 a, b.  Nierenzystenpunktion: Zellverbände eines malignen histologisch gesicherten Zystenwandkarzinoms in der Punk­ tionsflüssigkeit (HE-Färbung 600×)

8.8 · Seltene urinzytologische Befunde

8.8.5

Antivirale Therapie bei HIV-Infektion

Die Therapie einer HIV-Infektion mit dem Proteaseinhibitor Indinavir (Crixivan) führt in 20% der Fällen zur

8

131

Steinbildung im Harntrakt (Hamm et al. 2000). Hierdurch kann es zu tumorimmitierenden zytologischen Urothelzellveränderungen kommen.

a

b . Abb. 8.100 a, b.  Antivirale Therapie mit Indinavir: Polymorphe, hyperchomatische und z. T. nekrotische Urothelzellen im Urin eines 40-jährigen Patienten unter Indinavir-Einnahme. Nach Absetzen der Medikation und Entferung eines Nierenbeckenkonkrementes Normalisierung der Urinzytologie

132

Kapitel 8 · Urinzytologischer Atlas

8.8.6

Extravesikale Infiltrationen

8.8.7

Neuroendokrines Karzinom

Tumoren der weiblichen Genitalorgane, des Darms und des Retroperitoneums können die Blase infiltrieren. Wenn auch eine exakte Diagnose im Allgemeinen aus dem urinzytologischen Bild nicht gestellt werden kann, so kann eine »Ortsfremdheit« der Zellen oder pathologische Struktur Hinweise geben.

a

8 . Abb. 8.101.  Extravesikale Infiltration: Harnblaseninfiltration eines Kolonkarzinoms. Zellen mit Strukturen einer High grade Läsion, die aber nicht einem Urothelkarzinom zugeordnet werden können

b . Abb. 8.102 a, b.  Neuroendokrines Karzinom: Kleine z. T. nekrotische Zellen imponieren bei einem Infekt mit pathologischer Kern-Plasma-Relation. Einzelnen gigantisch großen Zellen fehlt das Zytoplasma fast vollständig. Der Tumor nahm fast die gesamte Harnblase ein. Die Diagnose kann nur durch die Histologie gestellt werden. Die Zytologie erbringt den Verdacht auf ein malignes Geschehen. (Pap. Färbung 600×)

133

Literatur

8.8.8

Plattenepithelkarzinom

Plattenepithelkarzinome der Harnorgane sind selten. Zytologisch imponieren Sie häufig durch zwiebelschalenartige, orange-bräunliche Strukturen und Spindel­ zellen.

. Abb. 8.103.  Spindelzellen eines Plattenepithelkarzinoms der Harnblase. (Pap. Färbung 450×)

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8

9 9 Urinmarker und zellbasierte Nachweisverfahren beim Urothelkarzinom



O. W. Hakenberg

9.1

Einleitung  – 136

9.2

Wozu Urinmarker?  – 136

9.3

Urinmarkersysteme  – 137

9.3.1 Lösliche Urinmarker  – 138 9.3.2 Zellbasierte Verfahren  – 143 9.3.3 Zytometrische Verfahren  – 144

9.4

Bewertung von Urinmarkerverfahren  – 146

9.5

Wertigkeit der verschiedenen Markersysteme  – 148

9.6

Fazit  – 151

136

Kapitel 9 · Urinmarker, Immunzytologie und weitere zellbasierte Nachweisverfahren beim Urothelkarzinom

9.1

9

Einleitung

Im British Medical Journal erschien 2004 eine bemer­ kenswerte Arbeit mit dem Titel »Olfactory detection of human bladder cancer by dogs: proof of principle study« (Willis et al. 2004). Ausgehend von der anekdotisch be­ kannten Tatsache, dass Hunde in der Lage sein können, die maligne Entartung von »Leberflecken« bei Ihrem Halter durch hartnäckiges Schnüffeln anzuzeigen, prüf­ ten die Autoren dieser Arbeit die Hypothese, ob Hunde lernen können, den Urin von Patienten mit Blasenkarzi­ nom von Urinproben Gesunder zu unterscheiden. In einem methodisch einwandfreien Versuchsansatz wurde diese Idee untersucht. Sechs Hunde verschiedener Ras­ sen wurden anhand von Urinproben trainiert und durch Belohnung bei Entdeckung einer Blasenkarzinomprobe auf dieses Ziel hin abgerichtet. Nach einer mehrmona­ tigen Trainingsphase wurde dann folgender Versuchs­ ansatz durchgeführt: alle Hunde mussten neun gleiche Testserien mit je 10 Urinproben untersuchen, von denen jeweils eine Urinprobe von einem Blasenkrebspatienten stammte. Die reine Zufallswahrscheinlichkeit richtiger Erkennung lag in diesem Testansatz bei 14%. Die tat­ sächlich von den Hunden erreichte richtige Trefferquote lag bei 41% und war damit signifikant dem Zufall über­ legen. In der Tat beweist diese Arbeit in einfacher Klarheit folgendes Prinzip: Es gibt Substanzen im Urin von Bla­ senkarzinompatienten, die diesen von gesunden Men­ schen unterscheiden. Im Falle der Hunde muss postu­ liert werden, dass volatile organische Substanzen freige­ setzt werden, welche von Lebewesen mit besserer Nase als der menschlichen olfaktorisch wahrgenommen wer­ den können. Der Hundeversuch zeigte aber auch bemer­ kenswerte Unterschiede. Nicht nur waren einige Hunde besser in der Identifizierung von Urin von Karzinompa­ tienten als andere, sondern es gab Karzinomurine, die von allen Hunden richtig erkannt wurden, und es gab solche, die von keinem der Hunde erkannt wurden. Es muss also qualitative und quantitative Unterschiede in der Freisetzung solcher Substanzen geben, die für trai­ nierte Hunde den Geruch des Blasenkarzinoms erge­ ben. Schließlich berichten die Autoren in einem Nachsatz über eine merkwürdige Begebenheit, die sich in der Vor­ bereitung ihrer Studie ereignete. Alle gesunden Kontroll­ personen, die in der Trainings- wie auch der Versuchs­ phase Urin zur Probengewinnung abgaben, wurden vorher zystoskopiert und mittels Ultraschall der Nieren untersucht, um Probanden mit unerkanntem Urothel­ karzinom auszuschließen. Der Urin einer solcherart mit negativem Ergebnis voruntersuchten Kontrollperson wurde in der Trainingsphase jedoch von allen Hunden

als Karzinomurin identifiziert. Daraufhin wurde diese Kontrollperson eingehender untersucht und es fand sich ein bislang unerkanntes und asymptomatisches Urothel­ karzinom der Niere. 9.2

Wozu Urinmarker?

Urinzytologie ist das nichtinvasive Standardverfahren zur Diagnostik eines Urothelkarzinoms. Die Stärken der Urinzytologie liegen in der Erkennung wenig differen­ zierter Urothelkarzinome und des Carcinoma in situ, während gut differenzierte Tumoren nur mit geringer Zuverlässigkeit erkannt werden (7 Kap. 5 und 6). Dieser Umstand macht es wünschenswert, die konventionelle Urinzytologie durch zusätzliche Methoden zu verbes­ sern oder andere Untersuchungen an ihre Seite zu stel­ len. Verfahren, mit denen versucht wird, die urinzytolo­ gische Diagnostik zu verbessern, sind die der Immun­ zytologie und der fluoreszenzgekoppelten Markierung chromosomaler Veränderungen im weiteren Sinne, bei denen durch Spezialfärbungen die mikroskopische Iden­ tifizierung maligner Urothelzellen verbessert werden kann. Urinzytologie ist in ihrer Qualität insbesondere von der Erfahrung des Untersuchers abhängig und da­ rüber hinaus in vielen Ländern nicht ein Instrument der Urologen, sondern der Pathologen. Deshalb ist das Inte­ resse an nichtinvasiven Urintestverfahren groß, welche ohne besondere Erfahrung und mit einfachen Mitteln durchgeführt ein scheinbar objektives Ergebnis liefern können. Unter dem Begriff Urinmarker versteht man Sub­ stanzen oder zelluläre Bestandteile, die bei Vorliegen eines Urothelkarzinoms der Harnblase im Urin in hö­ herer Konzentration vorhanden sind und deren posi­ tiver Nachweis mit hinreichender Sicherheit das Vorlie­ gen eines Blasenkarzinoms anzeigen kann und deren fehlender Nachweis mit ebenfalls hinreichender Sicher­ heit das Vorhandensein eines Blasenkarzinom ausschlie­ ßen kann. Im Idealfall soll ein solcher Test vorhandene Blasen­ karzinome anhand des Urintestes mit hoher Wahr­ scheinlichkeit detektieren (Sensitivität) und gleichzeitig im Urin gesunder Personen ausschließen (Spezifität), eine hohe Reproduzierbarkeit aufweisen, leicht durch­ zuführen sein und geringe Kosten verursachen. Nur wenn diese Bedingungen erfüllt werden, kann ein Urin­ test sich dauerhaft in der praktischen Anwendung durchsetzen. Es ist zwar unrealistisch, für einen Urin­ marker eine Sensitivität von 100% bei einer Spezifität von ebenfalls 100% zu fordern, denn dies ist in biolo­ gischen Systemen unmöglich. Trotzdem müssen an ein Markersystem, dessen breite Anwendung auch erheb­

9.3 · Urinmarkersysteme

liche Kosten verursachen würde, hohe Anforderungen gestellt werden. Urinmarker für ein Screening der allgemeinen Bevöl­ kerung zu verwenden, wäre aufgrund der relativ nied­ rigen Prävalenz des Blasenkarzinoms nicht kosteneffek­ tiv und daher wenig sinnvoll (Botteman et al. 2003). Ein Screening von exponierten Risikogruppen könnte dage­ gen ein sinnvolles Anwendungsgebiet für einen Urin­ marker sein, der eine zuverlässig niedrige falsch-positive Rate haben müsste. Ein zuverlässiges urinbasiertes Testverfahren würde auch großen Nutzen in der Früherkennung und beson­ ders der Nachsorge des oberflächlichen Urothelkarzi­ noms der Harnblase bringen. Die Nachsorge des ober­ flächlichen Blasenkarzinoms basiert heute auf der zys­ toskopischen Untersuchung. Für alle anderen als die solitären, kleinen und gut differenzierten Blasentumo­ ren resultiert aus den gegenwärtigen Empfehlungen der Leitlinien der European Association of Urology (EAU) in der Nachsorge eine Zahl von 16 zystoskopischen Un­ tersuchungen in den ersten 5 Jahren (Oosterlinck et al. 2002). Der potentielle Nutzen für den Patienten und eine mögliche erhebliche Kosten- und Zeitersparnis bei An­ wendung eines guten Urinmarkertestsystems mit Re­ duktion der Zahl an erforderlichen Zystoskopien liegen auf der Hand. 9.3

Urinmarkersysteme

Eine Vielzahl von Substanzen kann im Urin von Pa­ tienten mit Blasenkarzinom nachgewiesen werden, wel­ che beim Gesunden nicht oder nur in geringer Konzen­ tration vorhanden sind. Die Suche nach einem zuverläs­ sigen urinbasierten Marker für das Urothelkarzinom hat potentiell große klinische und wirtschaftliche Bedeu­

137

tung; daher ist das Interesse der forschenden Wissen­ schaft und Industrie auf diesem Gebiet seit vielen Jahren groß. Eine große Anzahl von Nachweisverfahren solcher Urinmarker wurde bereits entwickelt, die meisten haben rein wissenschaftliche Bedeutung, viele sind so aufwän­ dig, dass sie ebenfalls nur für klinisch-wissenschaftliche Zwecke zur Anwendung kommen. Nur einige wenige haben eine Entwicklung bis zur praktischen Anwendung und Vermarktung durchlaufen (Droller und Canfield, 2002). Die meisten Urinmarkertestverfahren sind darauf ausgerichtet, zelluläre Produkte nachzuweisen, die bei neoplastischem Urothelwachstum mit dem damit ein­ hergehenden schnelleren Zellumsatz aufgrund der Ab­ schilferung von Zellen in erhöhter Konzentration im Urin anfallen (. Abb. 9.1). Keine dieser Substanzen ist jedoch tumorspezifisch (z. B. Zytokeratine, nukleäre Matrixproteine), sondern alle lassen sich auch im Urin Gesunder meist in vergleichsweise geringerer Menge nachweisen. Solche Urinmarkerverfahren, welche auf dem erhöhten Nachweis unspezifischer Zellprodukte basieren, müssen zunächst als quantitative Verfahren durchgeführt werden, bevor es im günstigen Fall mög­ lich ist, mittels großer Studien klinisch sinnvolle Grenz­ werte zu ermitteln, welche mit hinreichender Wahr­ scheinlichkeit die Diagnose eines Urothelkarzinoms anzeigen. Die Definition dieser sog. »Cut-off«-Werte ist immer wieder Gegenstand der Diskussion und beein­ flusst die Aussagekraft eines Testes erheblich (Shariat et al. 2006). Tatsächlich, tumorspezifische Urinmarker erschei­ nen theoretisch attraktiver, bislang gibt es jedoch nur wenige, welche untersucht wurden und keine, deren Nachweisverfahren bis zur breiten klinischen Anwen­ dung entwickelt wurden. Unter tumorspezifischen Sub­ stanzen sind hier Produkte der malignen Urothelzelle zu

. Abb. 9.1.  Schematische Darstellung einer normalen (links) und einer malignen Urothelzelle mit der Lokalisation des zellulären Ursprungsortes verschiedener Marker

9

138

Kapitel 9 · Urinmarker, Immunzytologie und weitere zellbasierte Nachweisverfahren beim Urothelkarzinom

verstehen, welche von normalen Urothelzellen kaum bzw. in nicht nachweisbaren Mengen produziert werden (z. B. Survivin, hTERT). Die gegenwärtig verfügbaren Markersysteme können in lösliche Urinmarker (Bestimmung aus Urinproben) und zellgebundene Markersysteme (exfoliierte Zellen im Urin werden zur Analyse benötigt) eingeteilt werden. Nach den angewandten Testverfahren kann man Schnell­ tests (Streifen- oder »Dipstick« Tests) von anderen auf­ wändigeren Laborverfahren trennen. Lediglich vier Ver­ fahren sind bisher als Schnelltests verfügbar: 4 der einfache Hämoglobinstreifentest, 4 der BTA stat Test, 4 der NMP22-Schnelltest und 4 der UBC Rapid Test. 9.3.1

9

Lösliche Urinmarker

Hämoglobinnachweis Da Blasentumore häufig bluten und mit einer Mikro­ hämaturie einhergehen, kann der Nachweis einer Mi­ krohämaturie mittels Schnelltest als – allerdings völlig unspezifischer – Marker für ein Blasenkarzinom angese­ hen werden. Die meisten symptomatischen Patienten mit einem Blasenkarzinom werden aufgrund einer Ma­ kro- oder Mikrohämaturie diagnostiziert und bis zu 85% aller Patienten mit Blasenkarzinom weisen eine Form der Hämaturie auf. Jedoch findet sich nur bei 1–2% aller Patienten mit asymptomatischer Mikrohämaturie ein Blasenkarzinom (Mohr et al. 1986). Mikrohämaturie wird nach dem »Best Practice Policy Panel« der Ameri­ can Urological Association (AUA) als der Nachweis von ≥3 roten Blutkörperchen pro Gesichtsfeld im Urinsedi­ ment in 2 von 3 Urinproben definiert. Alternativ kann der Hämoglobinnachweis mit einem Teststreifen (HbDipsticks, Bayer, Deutschland) als sehr einfachem Ver­ fahren erfolgen, wobei jeder Hb-Nachweis unabhängig von der Intensität als positiv anzusehen ist. Mikrohämaturie beim Blasenkarzinom ist intermit­ tierend (Messing et al. 1987, 7 Kap. 10), woraus sich er­ gibt, dass multiple Testungen zum Ausschluss erfor­ derlich sind. In einer Multicenterstudie zum »Home Screening« mit Mehrfachtestungen über 2 Wochen bei 283 Männern wurden in 8,3% der Probanden urolo­ gische Tumoren entdeckt, von denen die Hälfte Blasen­ karzinome waren (Messing et al. 1992). Schlecht diffe­ renzierte Tumoren werden durch Teststreifenunter­ suchungen früher entdeckt und dies führt zu einer Prognoseverbesserung (Messing et al. 1995). Der Hämaturieteststreifen ist von allen in Betracht kommenden Urinmarkern für das Blasenkarzinom der billigste.

Bladder tumor antigen (BTA) Mit dem Begriff BTA sind mindestens drei unterschied­ liche Testverfahren verbunden. Der ursprüngliche BTATest wurde entwickelt, um ein Basalmembranantigen von Proteincharakter nachzuweisen, welches bei Inva­ sion des Stromas durch einen Blasentumor im Urin er­ scheint. Tumorzellen produzieren verschiedene Protea­ sen, um den Abbau der Basalmembran und damit ihr infiltratives Wachstum zu ermöglichen. Die freigesetz­ ten Basalmembranfragmente bilden Polypeptidkom­ plexe mit einem Molekulargewicht von 16–165 kDa. ­ Der ursprüngliche BTA-Assay war ein kolorimetrisches Mehrschrittverfahren zum Nachweis solcher Basalmem­ branfragmente. Diese mit der malignen Urothelzelle as­ soziierten Fragmente, fälschlicherweise als »Antigene« bezeichnet, wurden zunächst als tumorspezifisch ange­ sehen, sind es jedoch nicht. Bei dem BTA-Test (Bard Diagnostic Sciences, USA) handelt es sich um einen Latex-Agglutinationstest, der in mehreren Schritten den qualitativen Nachweis des Basalmembranfragmentkomplexes im Urin erlaubt. Da das Ausmaß der Zerstörung der Basalmembran am Ort des Tumors die Freisetzung der Fragmente bestimmt, scheint die Sensitivität dieses Markers mit der Invasivität zuzunehmen (Schamhart et al. 1998). Der BTA-Trak-Test und der BTA-Stat-Test (Poly­ medco Inc./Mentor Urology, USA) beruhen dagegen auf einem anderen Prinzip. Beide weisen ein Protein nach, welches dem humanen Komplementfaktor H sehr ähn­ lich ist. Dieses Protein besitzt eine nahezu identische Aminosäurensequenz wie der eigentliche Komple­ ment H-Faktor und auch eine sehr ähnliche Funktion (Kinders et al. 1998). Es wird von mehreren humanen Blasenkarzinomzelllinien exprimiert, jedoch nicht von anderen epithelialen Zellen. Man nimmt an, dass dieser Komplementfaktor die Lyse von Tumorzellen durch Immunzellen verhindert, die Dissoziation von C3-akti­ vierenden Enzymen fördert und den Abbau von C3b verstärkt. Der BTA-Trak-Test ist ein quantitatives Verfahren, bei dem das Komplement H-Faktor-verwandte Protein mittels zweier verschiedener monoklonaler Antikörper gemessen wird. Die Konzentration des nachzuweisenden Antigens wird durch Messung der Lichtabsorption bei 405 nm bestimmt und ist dieser proportional, wobei gleichzeitig Kontrollproben gemessen werden müssen. Für diesen quantitativen Test wurde ein Normalbereich von 0–14 U/ml ermittelt (Schamhart et al. 1998). Die Sensitivität des BTA-Tra-Tests scheint in Abhängigkeit von Tumorgrad und -stadium sowie dem benutzten Cut­ off-Wert zu variieren. Der BTA-Stat-Test ist ein qualita­ tiver Schnelltest. Es handelt sich um einen immunchro­ matographischen Assay, der mit wenigen Tropfen Urin

9.3 · Urinmarkersysteme

in einem Schritt innerhalb von 5 Minuten durchgeführt werden kann. Beide Tests sind durch falsch-positive Reaktionen in ihrer Wertigkeit limitiert. Während die Spezifität beider Tests in verschiedenen Untersuchungen an gesunden Kontrollpersonen über 90% lag, sinkt sie auf ca. 50% in der Altersgruppe von Patienten, die als Zielgruppe für einen Blasentumormarker relevant ist (Giannopoulos et al. 2001). Diese Einschränkungen gelten für Patienten mit kürzlich stattgefundenen urogenitalen Verletzungen (auch Instrumentationen, z. B. Zystoskopien), Stein­ erkrankungen, Harnwegsinfektionen, ausgeprägter BPH, anderen urogenitalen Malignomen sowie Hämaturie und Proteinurie. Da der BTA-Stat-Test auch auf das hu­ mane Komplement H reagiert, welches in hohen Kon­ zentrationen im Serum vorkommt, kann dieser Test bei allen Ursachen einer Hämaturie positiv ausfallen (Oge et al. 2002). Die Anwendung von BCG Instillationen kann die Spezifität dieser Testverfahren deutlich vermindern (Malkowicz, 2000). Der BTA-Stat- und BTA-Trak-Test sind von der »Food and Drug Administration« (FDA) der USA als »Hilfsmittel zum Management des Blasen­ krebses in Zusammenhang mit der Zystoskopie« zuge­ lassen. Nukleäres Matrixprotein (NMP) Morphologische Veränderungen des Zellkerns sind ein typisches Merkmal von Tumorzellen (7 Kap. 6). Struktu­ relle Veränderungen der Kernmatrix und deren Be­ standteile lassen sich daher bei Tumorzellen nachweisen. Diese nukleäre Matrix wurde 1974 erstmals beschrieben (Berezney u. Coffey 1974). Es handelt sich dabei um eine vom Chromatin unabhängige Struktur, welche die Kern­ form stabilisiert, die räumliche DNA-Anordnung der DNS garantiert und an der Replikation und Transkrip­ tion beteiligt ist. NMP22 ist ein Protein des nukleären Spindelapparates, welcher für die geordnete Verteilung von Chromatin auf die Tochterzellen wichtig ist. Es fin­ det sich in der nukleären Matrix aller Körperzellen und im Spindelapparat während der Mitose. Im Interphase­ kern sind die Bestandteile des nukleären Spindelappa­ rates nur in sehr geringer Menge vorhanden. NMP22 wird wahrscheinlich von Tumorzellen während der Apoptose freigesetzt und findet sich anschließend als nachweisbares Protein im Urin. Dieser zunächst als quantitativer Test verfügbare ­Assay (NMP22, Matritech Inc., USA) bestimmt daher komplexierte und fragmentierte Anteile des mitotischen Spindelapparates. Der NMP22-Test ist nicht spezifisch für maligne Urothelzellen, da die Konzentration eines Proteins bestimmt wird, das ubiquitär vorhanden ist. Die intrazelluläre Konzentration von NMP22 ist in Urothel­ karzinomzellen ca. 25-mal höher als in normalen Uro­

139

thelzellen (Keesee et al. 1996). Dennoch ist die Urinkon­ zentration von NMP22 auch bei entzündlichen Ver­ änderungen der Harnblase und anderen Tumoren, z. B. beim Nierenzellkarzinom, erhöht. Da NMP ein Protein ist, das ubiquitär in jeder Körperzelle vorkommt, fällt es generell vermehrt an, wenn der Zellumsatz erhöht ist. Der quantitative Test misst die Konzentration dieses Proteins mittels zweier monoklonaler Antikörper (mAb 302-18, mAb 302-22) als Sandwich-ELISA. Die beiden Antikörper binden an verschiedene Epitope des nuk­ leären Mitoseapparates. Vom Hersteller wird ein Cutoff-Wert von 10 U/ml empfohlen; über diesen Grenz­ wert herrscht jedoch bislang kein klarer Konsens und verschiedene Untersucher benutzen unterschiedliche Grenzwerte. Bei niedrigeren Cut-off-Werten erhöht sich die Sensitivität bei sinkender Spezifität. Faktoren, die den NMP22-Wert bei Blasenkarzinompatienten beein­ flussen, scheinen die primäre Tumorgröße, dessen Grad und das lokale Stadium zu sein (Gutierrez Banos et al. 2001; Lahme et al. 2001). Möglicherweise ist der NMP22Test aussagekräftiger in der Nachsorge als in der Primär­ diagnostik des Blasenkarzinoms. Die unspezifische Na­ tur dieses Markers bedingt bei breiter Anwendung eine hohe Zahl an falsch-positiven Befunden. Dies hat den Hersteller dazu veranlasst, eine relativ große Anzahl an Ausschlusskriterien für die Anwendung anzugeben (Urolithiasis, Harnwegsinfekte, ausgeprägte benigne Prostatahyperplasie, Hämaturie und Leukozyturie), was den klinischen Nutzen dieses Tests deutlich ein­ schränkt. Mittlerweile gibt es einen Schnelltest für das NMP, der als Streifentest einen raschen qualitativen Nachweis von NMP22 ermöglicht. Er kann mit wenigen Tropfen Urin durchgeführt werden; abgelesen wird nach 30– 50 Minuten. In den USA ist dieser Schnelltest von der FDA als sog. »Point-of-Care«-Test (Praxistest) als Hilfs­ mittel zur Diagnostik bei Risikopatienten oder solchen mit Symptomen eines Blasentumors zugelassen (Stamp­ fer et al. 1996). Dieser Test ist in der breiten Anwendung durch eine enorm hohe Rate an falsch-positiven Befun­ den eingeschränkt (Grossman et al. 2005). Der »Consen­ sus Panel der Societe Internationale d’Urologie« emp­ fiehlt aufgrund der niedrigen Sensitivität die routinemä­ ßige Anwendung des NMP22-Tests in der Diagnostik des Blasenkarzinoms nicht (Lokeshwar et al. 2005). Sha­ riat et al. belegten in einer internationalen Studie die inakzeptabel hohe Variabilität bei Anwendung des Tes­ tes in verschiedenen Institutionen (Shariat et al. 2006). BLCA-4 Dieses Verfahren befasst sich ebenfalls mit nukleären Matrixproteinen. Sechs nukleäre Matrixproteine lassen sich regelmäßig und ausschließlich in Blasentumorge­

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Kapitel 9 · Urinmarker, Immunzytologie und weitere zellbasierte Nachweisverfahren beim Urothelkarzinom

webe nachweisen (BLCA 1-6), wogegen sich drei Ma­ trixproteine (BLNL1-3) nur in normalem Blasengewebe finden (Getzenberg et al. 1996). BCLA-4 lässt sich in Blasentumorgewebe und in normalen Blasengewebe von Tumorpatienten nachweisen, jedoch nicht in Blasenge­ webe gesunder Kontrollpersonen (Van Le et al. 2004). Mittels eines ELISA (Sandwich-ELISA mit zwei mono­ klonalen Antikörpern) kann BCLA-4 im Urin quantita­ tiv nachgewiesen werden. Im Urin von Tumorpatienten wurden 10-fach höhere BCLA-4 Werte nachgewiesen als im Urin von Kontrollpersonen. Ein Cutoff-Wert der gemessenen Absorption von 13 OD wurde definiert. Dieser Marker ist ein theoretisch tumorspezifisches Verfahren und scheint nicht durch Infektionen oder ­Instrumentierungen beeinflusst zu werden (Konety et al. 2000), wobei die Zahl der vorliegenden Studien bis­ lang gering ist. Ein weiteres nukleäres Matrixprotein, BLCA-1, wird als potentiell nützlicher tumorspezifischer Marker ange­ sehen (Myers-Irvin et al. 2005). Dieses findet sich aus­ schließlich in Blasentumorgewebe und im Gegensatz zu BLCA-4 auch nicht in normalem Blasengewebe von Tu­ morpatienten. Dieser Marker kann im Urin mittels Im­ munoassay nachgewiesen werden. Ausreichende Unter­ suchungen liegen bisher nicht vor. Hyaluronsäure und Hyaluronidase Hyaluronsäure (HA) ist ein nichtsulfoniertes Glykosa­ minoglykan mit einem Molekulargewicht von 103 kDa und Bestandteil von Matrixgewebe und Gewebeflüssig­ keit. Als solcher stabilisiert HA die Integrität von Knor­ pelgewebe und ist an der osmotischen Stabilität von Ex­ trazellulärflüssigkeit beteiligt. Hyaluronsäure reagiert mit Zelloberflächenrezeptoren (CD44) und ist an der Regulation von Zelladhäsion, -migration und -prolifera­ tion beteiligt. Hyaluronsäure ist damit ein ubiquitärer Bestandteil vieler Körpergewebe. Hyaluronsäure fördert auch die Tumorzelladhäsion, und HA-Fragmente, wel­ che durch den Abbau mittels Hyaluronidase enstehen, stimulieren die Angiogenese. Erhöhte Konzentrationen von HA finden sich in Gewebe aus Kolon-, Brust- und Bronchialkarzinomen. Blasentumorzellen induzieren die HA-Produktion von Fibroblasten in Cokultur. Der HA-Test ist ein ELISA-ähnliches Verfahren basierend auf dem Prinzip der kompetitiven Bindung. Die HAKonzentration im Urin wird auf den Gesamtprotein­ gehalt des Urins normiert. In Blasenkarzinomgewebe wurde eine 3- bis 5-fach erhöhte Konzentration von ­Hyaluronäure nachgewiesen (Lokeshwar et al. 1997). HA-Urinkonzentrationen von ≥500 ng/ml gelten als ­positiv. Das Molekulargewicht der nachgewiesenen ­ HA-Fragmente scheint abhängig zu sein vom Tumor­ grad, wobei die kleineren, angiogenetisch wirksamen

Fragmente bei höhergradigen Tumoren häufiger vor­ kommen. Für den Nachweis der HA als Indikator für das Vorhandensein von Residualtumor nach transurethraler Resektion wurden gute Testparameter berichtet (Passe­ rotti et al. 2006). Hyaluronidasen (HAase) sind Endoglykosidasen, die am Abbau der Hyaluronsäure beteiligt sind. Im ­Menschen stammt die Hyaluronidase, welche zirkulie­ rende Hyaluronsäure abbaut, größtenteils aus der Leber. HAasen finden sich in Tumorgewebe in höherer Kon­ zentration, was mit dem Tumorgrad korreliert. Die ­Hyaluronidase vom Typ HYAL1 ist die häufigste tumo­ rassoiziierte Hyaluronidase. Der HAase-Test ist eben­ falls ein ELISA-Verfahren und misst die Hyaluronidase­ aktivität im Urin (positives Ergebnis bei ≥10 mU/m (Lokeshwar et al. 2000); die Ergebnisse werden ebenfalls auf den Gesamtproteingehalt des Urins normiert. Er­ höhte Konzentrationen von HA und HAase wurden auch in Blasentumorgewebe nachgewiesen (Hautmann et al. 2001). Im Urin von Patienten mit Blasenkarzinom wurde bei mittelgradig und schlecht differenzierten Tu­ moren (G2 und G3) eine 5- bis 8-fach höhere Konzen­ tration als bei gut differenzierten Tumoren (G1) beo­ bachtet (Pham et al. 1997). Im Urin von Patienten mit gut differenzierten Tumoren unterscheidet sich die ­­ Hyaluronidasekonzentration nicht deutlich von der von Kontrollpersonen. Der kombinierte HA-Haase-Test besteht aus dem Nachweis von Hyaluronsäure und dem von Hyaluroni­ dase in zwei ELISA-ähnlichen Testassays und ist bislang kommerziell nicht erhältlich. Der Test gilt als positiv, wenn einer der beiden Testbestandteile positiv ausfällt. Ein positiver Nachweis beider Marker spricht dabei für ein wenig differenziertes Blasenkarzinom, während ein positiver HA-Test bei negativem HAase-Nachweis einen gut differenzierten Tumor anzeigt. Die Genauigkeit dieses Markersystems zum Nachweis gut differenzierter Tumoren ist daher limitiert (Hautmann et al. 2004). Ein weiteres theoretisches Problem besteht in falsch-nega­ tiven HA-Werten bei Proben mit hoher Hyaluronidase­ konzentration, in denen die Hyaluronsäure sehr kleine Fragmente gespalten wird, welche dann im ELISA nicht mehr detektiert werden können. Survivin Bei Survivin handelt es sich um ein antiapoptotisches Protein, welches von Tumorzellen gebildet wird. Es ge­ hört neben CIAP1 und 2 sowie XIAP zu der sog. »Inhi­ bitor of Apoptosis Gene Family« (IAP). Der Genlokus für Survin befindet sich auf Chromosom 17q25. Survin inhibiert die Caspase-induzierte Apoptose und damit das Absterben von Tumorzellen. Das Survivintranskript ist eines der am häufigsten hochregulierten in mensch­

9.3 · Urinmarkersysteme

lichen Tumorzellen. In Blasentumorzellen können Sur­ vivintranskripte mittels Real-time-PCR sowie das Prote­ inprodukt mittels Immunhistologie nachgewiesen wer­ den (Weikert et al. 2005). Letzteres kann im Urin mittels eines BioDot Mikrofiltrationsverfahren (BioRad, USA) bestimmt werden. Urinproben werden dabei auf Nitro­ zellulosemembranen verbracht und Survin mittels poly­ klonaler Kaninchenantiseren nachgewiesen. Nachweis­ verfahren mit verschiedenen Antikörpern wurden be­ schrieben. Es handelt sich somit um ein relativ tumorspezi­ fisches Nachweisverfahren, für das insgesamt jedoch erst wenige Studien vorliegen. In sehr geringen Mengen wird Survivin jedoch auch von normalen proliferierenden Zellen gebildet und hat Funktionen bei der Zellteilung. Vier Splice-Varianten sind bekannt. In einigen Untersu­ chungen, jedoch nicht durchgängig, wurde eine hohe Genauigkeit im Nachweis des Blasenkarzinoms (Sensiti­ vität und Spezifität) beschrieben (Smith et al. 2001; Sha­ riat et al. 2004). Erhöhte Survivinwerte im Urin können möglicherweise ein Blasentumorrezidiv anzeigen (Haus­ laden et al. 2003). Survivin wird jedoch auch von proli­ ferierendem prostatischem Gewebe (BPH und Prostata­ karzinom) (Davies et al. 2005; Shariat et al. 2005) gebil­ det, so dass seine Nützlichkeit als Blasentumormarker hierdurch eingeschränkt sein wird. Telomerase Telomere sind DNS-Protein-Komplexe und bilden die Enden eukaryotischer Chromosomen. Die Telomere schützen die chromosomalen Enden und tragen damit zur Stabilität des Genoms bei. Aufgrund des End-Repli­ kationsproblems gehen nach jedem Replikationszyklus 50–200 Nukleotiden dieser Sequenz verloren. Soma­ tische Zellen verlieren also bei jeder Replikation einen Teil dieser terminalen Endstücke an den Chromosomen. Dies führt zur chromosomalen Instabilität und ist ein Teil der normalen Zellalterung. Irgendwann werden weitere Zellteilungen verhindert und somit wird die Le­ bensdauer der Zelle limitiert. Die Telomerase ist ein Enzymkomplex, welcher dazu dient, die Telomerlänge zu erhalten. Um den Verlust we­ sentlicher chromosomaler Teile zu vermeiden, werden die Endstücke der 3-terminalen Enden durch hexame­ rische Repeats (TTAGGG) ergänzt, welche von dem Ri­ bonukleoprotein Telomerase synthetisiert werden. Telo­ merase findet sich nur in Keimzellen und Tumorzellen. Die Telomeraseaktivität in Tumorgewebe wird als Zei­ chen dafür angesehen, dass die malignen Zellen die Le­ bensdauerbeschränkung normaler somatischer Zellen inaktiviert haben. Die Messung von Telomeraseaktivität erfolgt mittels PCR-Technik (»telomeric repeat amplification proto­

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col«, TRAP). Es gibt kommerziell erhältliche Assays (Appligene Qbiogene, USA) mit optimierten Primern und Reagenzien für die Telomerasebestimmung. Mittels RT-PCR ist auch die Bestimmung von der »humanen Telomerase reversen Transkriptase« (hTERT) möglich. hTERT ist die katalytische Untereinheit der Telomerase, deren mRNA-Expression eng mit der Telomeraseaktivi­ tät korreliert. Der hTERT-Nachweis hat eine höhere Sen­ sitivität für die Detektion des Blasenkarzinoms als das TRAP-Verfahren (De Kok et al. 2000; Melissourgoos et al. 2003). Diese Verfahren mit ihrem hohen Aufwand bedin­ gen, dass es sich bei der Telomerasemessung bislang um eine Untersuchung von ausschließlich wissenschaft­ lichem Interesse handelt. Telomerase kann in Blasen­ tumorgewebe und im Urin von Blasenkrebspatienten nachgewiesen werden. Trotz der Tumorspezifität dieses Urinmarkers kommen falsch-positive Resultate bei Kon­ trollpersonen vor und besonders bei chronischen oder ausgeprägten akuten Harnwegsinfektionen. Der Telo­ merasenachweis im Urin scheint nicht vom Tumorgrad abzuhängen. Nachteile des Verfahrens sind, dass frischer Urin innerhalb von 24 Stunden verarbeitet werden muss und dass mindestens 50 Telomerase-exprimierende Zel­ len erforderlich sind, um positive Resultate mit der PCR zu erzielen. Die Bestimmung aus eingefrorenen Urin­ proben ist nicht möglich (Linn et al. 1997). Kontaminie­ rungen der Proben, z. B. mit Polymeraseinhibitoren oder Ribonuklease, können zu falsch-negativen Ergebnissen führen, Kontamination mit anderen Zellen, die ebenfalls Telomeraseaktivität haben können (Lymphozyten) zu falsch-positiven Resultaten. Fibrin und Fibrinspaltprodukte Wie andere maligne Zellen auch, produzieren Urothel­ karzinomzellen Wachstumsfaktoren (z. B. »vascular en­ dothelial growth factor«, VEGF), um sich ihre Ausbrei­ tung in der Umgebung zu ermöglichen. Die Folge ist unter anderem eine Erhöhung der Permeabilität der Ge­ fäße in der Umgebung des Tumors mit dem Austritt von Plasmaproteinen. Plasminogen, Fibrinogen und andere Gerinnungsfaktoren werden freigesetzt, wobei Plasmi­ nogen und Fibrinogen dann lokal rasch in Plasmin und Fibrin umgewandelt werden. Fibrin wird abgebaut und es entstehen sog. Fibrinspaltprodukte (»fibrin degrada­ tion products«, FDP). Der Nachweis von erhöhten Kon­ zentrationen von Fibrin und seinen Abbauprodukten im Urin ist bei Patienten mit Blasenkarzinom möglich und bildet die Grundlage dieses Urinmarkerverfahrens. Es handelt sich um ein nicht-tumorspezifisches Nachweis­ verfahren. Der ursprüngliche AuraTek-FDP-Test zum Nachweis von Fibrinspaltprodukten im Urin wurde durch den

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Kapitel 9 · Urinmarker, Immunzytologie und weitere zellbasierte Nachweisverfahren beim Urothelkarzinom

­AccuDx-Test (Intracell Corp., USA) ersetzt. Dieser ein­ fach durchzuführende qualitative Schnelltest (»point-ofcare test«), der auf einem Immunoassay basiert, liefert innerhalb von 10 Minuten ein Ergebnis. Es handelt sich um einen Hämagglutination-Immunoinhibitions Assay. Alternativ steht ein Latexagglutinationstest zur Verfü­ gung. Dieser Test kann aufgrund seiner unspezifischen Konzeption auch bei anderen Ursachen, die zu einer Fi­ brinfreisetzung in der Blasenwand führen, positiv rea­ gieren, hat jedoch in mehreren Untersuchungen hohe Spezi­fitäten gezeigt. Falsch-positive Ergebnisse treten beim Prostatakarzinom und auch bei Infektionen beson­ ders des oberen Harntraktes auf (Jayachandran et al. 1984; Johnston et al. 1997; Schmetter et al. 1997).

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Zytokeratine Zytokeratine (CK) sind intermediäre Filamente des ­Zytoskeletts epithelialer Zellen. Beim Menschen sind 20 verschiedene Zytokeratine nachgewiesen. Bestimmte Epithelarten können durch seitenkettenspezifische CKExpressionsmuster charakterisiert werden und expri­ mieren 2–10 verschiedene Zytokeratine. CK4 wird von Basalzellen exprimiert, CK7, 8, 13 und 19 von allen ­Urothelzellen. Oft wird beim Urothelkarzinom ein be­ stimmtes Seitenketten-spezifisches Zytokeratin überex­ primiert. Typischerweise bleibt die Expression von CK8, 18 und 19 beim Urothelkarzinom erhalten. Der Verlust der Expression von CK13 findet sich bei invasiven Tu­ moren, eine CK14-Expression ist ein Marker für plat­ tenepitheliale Differenzierung des Tumors und indiziert eine schlechtere Prognose. CK20 wird im normalen Urothel nur von Deckzellen gebildet, während es im Urothelkarzinom von allen Zellen gebildet werden kann (Southgate et al. 1999). Diese Beobachtungen bildet die Grundlage für die Anwendung von Zytokeratinnach­ weisverfahren als Urinmarker beim Blasenkarzinom. Verschiedene Testverfahren wurden zum Nachweis von CK8, 18, 19 und 20 als Urinmarker auf Basis des Proteins oder der messenger-RNA entwickelt und zum Teil vermarktet. Der UBC Test (»urinary bladder can­ cer«, IDL Biotech, Schweden) weist Fragmente von CK8 und 18 nach (Mungan et al. 2000). Dieser Test kann quantitativ als ELISA innerhalb von 2 Stunden durchge­ führt werden (Cutoff-Wert 12 ng/ml) oder qualitativ als Schnelltest. Der ELISA wie auch der Schnelltest (UBC Rapid) beruhen auf einem Nachweis mittels monoklo­ naler Antikörper. Beide Tests zeigten in mehreren Un­ tersuchungen eine Abhängigkeit der Sensitivität vom Tumorgrad mit niedriger Erkennunsgrate bei kleinen und gut differenzierten Tumoren (Babjuk et al. 2002; ­Boman et al. 2002b; Hakenberg et al. 2004). Der TPA-Test (»tissue polypeptide antigen«) weist CK 8, 18 und 19 nach, der TPS-Test (IDL Biotech, Schwe­

den) M3-Fragmente von CK18 (beide mittels Radioim­ munoassay). Beide Verfahren können bei Blasentumo­ ren eine schlechtere Prognose anzeigen (Yao et al. 1995; Stieber et al. 1996b). Bei CYFRA 21-1 handelt es sich um lösliche CK19Fragmente, die im Urin mittels zweier Antikörper (BM 19.21, KS 19.1) nachgewiesen werden können; der Cutoff-Wert wurde mit 4 ng/ml definiert. Bestimmungs­ verfahren sind als Sandwich-Immunoradiometrie Assay (Cis Bio International, Frankreich) oder Elektrochemi­ lumineszenz-Immunoassay (Roche Diagnostics, USA) verfügbar. Im Urin bestimmte CYFRA 21-1-Werte müssen in Abhängigkeit von der Urinkreatininkon­ zentra­tion normalisiert werden (Stieber et al. 1996a; Sanchez-Carbayo et al. 1999). Falsch-positive Ergeb­ nisse ergeben sich bei Urolithiasis, Harnwegsinfek­ tionen und BPH. CK20, welches spezifisch in gastrointestinalen und urothelialen Epithelien exprimiert wird, wird immun­ zytologisch oder mittels RT-PCR nachgewiesen, jedoch nicht als lösliches Protein im Urin. Die beobachtete Spe­ zifität dieses aufwändig nachzuweisenden Markers ist gering (Cassel et al. 2001; Retz et al. 2003). Die Zytokeratin-basierten Tests sind nicht als blasen­ tumorspezifisch anzusehen und können auch bei ande­ ren epithelialen Neoplasien positiv sein. Sie sind auch anfällig gegenüber reaktiven oder entzündlichen Verän­ derungen des Urothels. Proteomics Fortschritte in der Proteinchemie erlauben heute die gleichzeitige Analyse einer großen Anzahl von Protei­ nen im Urin. Die klassische Methode für diesen Zweck ist die zweidimensionale Polyacrylamid-Gelelektropho­ rese (2D-PAGE). Eine fortschrittlichere Technik ist die der Matrix-assistierten Laserdesorptions/Ionisations»Time-of-flight«-Massenspektrometrie (MALDI-TOFMS). Diese erfährt technische Einschränkungen durch die Gegenwart von Lipiden, Karbohydraten und Puffer­ bestandteilen im Urin. Eine Verbesserung in dieser Hin­ sicht stellt die SELDI-TOF-MS (»Surface-enhanced laser desorption/ionization-time-of-flight mass spectrome­ try«) dar. Eine komplexe Lösung zahlreicher Proteine, wie Urin sie darstellt, kann mittels dieser Technik auf ihren Gehalt an Gruppen ähnlicher Proteine untersucht werden. Nach dem Auswaschen schwach gebundener Proteine wird dem Array eine Lösung mit energieabsor­ bierenden Molekülen beigegeben. Diese kristallieren zusammen mit den gebundenen Proteinen aus. An­ schließend werden die Spektralmuster mit einem Prote­ in-Chip analysiert (Liu et al. 2005). Im Ergebnis werden Massenspektren mit Spitzen (»protein peaks«) ermittelt, welche für Proteingruppen mit ähnlichem Molekularge­

9.3 · Urinmarkersysteme

wicht charakteristisch sind. Diese können weiter ange­ reichert, gereinigt und analysiert werden. Es handelt sich hierbei um relativ neue Technolo­ gien, welche einerseits aufwändig sind, jedoch in einem Arbeitsgang die Analyse Hunderter von Proteinen und deren quantitativer Verteilung im Urin erlauben. Prinzi­ piell lassen sich anhand solcher Analysen Proteinmuster erkennen, welche Blasenkarzinomurin von Urin gesun­ der Kontrollpersonen unterscheiden (Vlahou et al. 2001; Zhang et al. 2004; Liu et al. 2005; Mueller et al. 2005). Das Potential dieser Techniken besteht wahrscheinlich nicht so sehr darin, sie als praktikable Urinanalyseverfahren im Einzelfall anzuwenden. Dies wäre prinzipiell zwar möglich, jedoch zu aufwändig und teuer und bislang konnten einheitliche und standardisierbare Blasentu­ mormuster für die im Urin gelöste Proteinmischung auch nicht definiert werden. Vielmehr sind diese Metho­ den geeignet, neue und möglicherweise erfolgverspre­ chende tumorspezifische Urinmarker zu finden, die dann mit noch zu entwickelnden Einzelnachweisverfah­ ren in der praktischen Anwendung nachgewiesen wer­ den könnten. In dieser Hinsicht werden diese »Proteo­ mics«-Verfahren in der Zukunft sehr interessant werden können. 9.3.2

Zellbasierte Verfahren

Hierbei handelt es sich um verschiedene Verfahren, die entwickelt wurden, um die Aussagekraft der konventio­ nellen Urinzytologie zu verbessern. Hierbei soll die niedrige Sensitivität der Urinzytologie im Bereich hoch­ differenzierter Urothelkarzinome erhöht werden und insbesondere die Untersucher- und Erfahrungsabhän­ gigkeit der Urinzytologie verbessert werden. Immunzytologie Immunzytologische Verfahren versuchen die urinzytolo­ gische Diagnose maligner Urothelzellen durch Markie­ rung der Karzinomzellen mittels monoklonaler Antikör­ per, die gegen mehr oder weniger tumorspezifische Zell­ antigene gerichtet sind, zu verbessern. Das Ziel ist dabei die mikroskopische Erkennbarkeit solcherart markierter Urothelkarzinomzellen gegenüber der konventionellen Urinzytologie zu erhöhen, um den Nachteilen der kon­ ventionellen Urtinzytologie – niedrige Sensitivität bei hochdifferenzierten Tumoren und Abhängigkeit von der Erfahrung des Untersuchers – entgegenzu­wirken. Die Verwendung monoklonaler Antikörper (486P3/12, DueABC3, BLCA-8, A2, u. a.) gegen verschiedene von Blasentumorzellen exprimierte Antigene wurde in meh­ reren Ansätzen untersucht (Huland et al. 1987; Longin et al. 1989; Huland et al. 1991; Schmitz-Dräger et al. 1991).

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Urinzellen werden mit monoklonalen Antikörpern und einem Antiserum inkubiert. Ausstrichpräparate werden mikroskopisch untersucht und der Anteil positiver Zel­ len ausgezählt. Je nach Antikörper wurden Anteile von 20–30% positiver Zellen als normal gewertet, höhere An­ teile als pathologisch. Der Nachteil dieses methodischen Ansatzes war da­ bei immer, dass kaum ausreichend blasentumorspezi­ fische Antigene gefunden wurden, sondern die Expres­ sion dieser Antigene zum Teil auch auf normalen Uro­ thelien vorkommt und Kreuzreaktionen der Antikörper mit anderen Zellen im Urin (Epithelien, Granulozyten, Tubuluszellen) falsch-positive Reaktionen erzeugten. Die Sensitivität der immunzytologischen Verfahren war oft vergleichbar oder höher als die der konventionellen Urinzytologie im Bereich der gut differenzierten Blasen­ tumoren. Schlecht differenzierte Tumoren wurden in mehreren Arbeiten aber mit geringerer Zuverlässigkeit immunzytologisch detektiert als gut differenzierte Tu­ moren, was mit einem Verlust der Expression differen­ zierter Antigene bei zunehmender Tumorentdifferenzie­ rung erklärt werden kann. Nachteile der immunzytologischen Verfahren sind die aufwändige technische Durchführbarkeit und deren Kosten, die Testdauer sowie der Umstand, dass Leuko­ zyturie, Hämaturie und eine zu geringe Anzahl an Uro­ thelzellen im Präparat die Beurteilung unmöglich ma­ chen können. Besonderes Interesse fanden die Blutgruppenanti­ gene als Marker für das Urothelkarzinom. Es handelt sich um Zelloberflächenstrukturen bestehend aus Gly­ kolipiden und -proteinen, welche Bestandteil der Zell­ membranen von Erythrozyten und Epithelzellen sind, so auch des Urothels. Lewis Antigene (a, b, c, x, y) sind mit dem ABO Antigenen (A, B, Vorläufer H, M, N) ver­ wandt, von denen sie sich nur in ihren Zuckermolekülen unterscheiden. Das T-Antigen (Thompson-Frieden­ reich) ist ein Vorläufer der Blutgruppenantigene M und N. Die Expression verschiedener Blutgruppenantigene auf Urothelkarzinomzellen konnte nachgewiesen wer­ den, wobei diese Expression mit zunehmender Tumor­ dedifferenzierung abnimmt oder verloren geht. Letzteres korreliert mit der Tumorprogression (Newman et al. 1980). Spätere Untersuchungen zeigten jedoch, dass bis zu 22% der Bevölkerung sog. »Non secreters« sind, d. h. überhaupt keine AB0-Antigene auf Epithelien ex­ primieren. Eine Ausnahme stellt das Lewis-X-Antigen dar, auch als CD15-Antigen bezeichnet. Dieses wird auf norma­ len Urothelzellen nur gelegentlich bei Deckzellen gefun­ den, ansonsten nur bei urothelialen Tumorzellen und dabei unabhängig vom Sekretorstatus im AB0-System. Immunzytologische Untersuchungen mit dem gegen Le­

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Kapitel 9 · Urinmarker, Immunzytologie und weitere zellbasierte Nachweisverfahren beim Urothelkarzinom

wis-X gerichteten Antikörper mAk P-12 zeigten die Praktikabilität dieser Methode mit guter Sensitivität. Falsch-positive Befunde wurden bei Patienten mit Pro­ statakarzinom beobachtet (Sheinfeld et al. 1990). DD23 ist ein monoklonaler Antikörper, der aus der Immunisierung eines Mäusestammes mit humanem Blasenkarzinomgewebe entwickelt wurde. Er reagiert mit einem nur partiell charakterisierten 185 kDA-tu­ morassoziierten Antigen, das von Blasenkarzinomzel­ len aber nicht von normalem Urothel exprimiert wird (Bonner et al. 1996; Gilbert et al. 2003). DD23 wird in einem Phosphatasekonjugierten Immunhistochemie Assay (Urocor, USA) benutzt, um Karzinomzellen im Urin besser sichtbar zu machen. Eine mikroskopische Auswertung ist erforderlich; diese kann automatisiert durch quantitative Fluoreszenz-Bildanalyse erfolgen. Mit diesem Verfahren, das zur Anwendung als Ergän­ zung zur Urinzytologie empfohlen wird, scheint eine vom Grad unabhängige Sensitivität erreicht werden zu können. Die berichtete Spezifität ist gering (Sawczuk et al. 2002). Der ImmunoCyt (uCyt+) Test ist die einzige kom­ merziell frei erhältliche Form der Immunzytologie und der heute am meisten verwendete immunzytologische Test (DiagnoCure, Kanada). Hierbei werden drei mono­ klonale Antikörper (MO344, LDQ10, 10A21) zur Mar­ kierung von malignen Urothelzellen benutzt, welche dann fluoreszenzmikroskopisch nachgewiesen werden können. Die Antikörper richten sich gegen zwei ober­ flächliche Mucinantigene, welche von vielen malignen Urothelzellen exprimiert werden, sowie gegen eine Form des Carcinoembryonalen Antigens (CEA) mit hohem Molekulargewicht (Lodde et al. 2003b). Die Auswertung erfolgt mittels eines Fluoreszenzmikroskopes und erfor­ dert wie die Urinzytologie Erfahrung des Untersuchers. Dieses Verfahren zeigte in mehreren Untersuchungen eine Sensitivität, die der der konventionellen Urin­ zytologie überlegen war, jedoch ist die Sensitivität auch hierbei vom Differenzierungsgrad abhängig (Mian et al. 1999; Lodde et al. 2003a; Pfister et al. 2003). Andere Un­ tersucher fanden keinen Verbesserung der Sensitivität gegenüber der konventionellen Urinzytologie (Toma et al. 2004). 9.3.3

Zytometrische Verfahren

Bei diesen handelt es sich um automatisierte Untersu­ chungen von vielen Zellen, um anhand eines großen Untersuchungsmaterials Befunde zu erheben, ohne auf die Erfahrung eines Untersuchers zurückgreifen zu müssen. Zur Verfügung stehen die automatisierte Bild­ ana­lyse und die Durchflusszytometrie.

Quanticyt Bei dieser automatisierten Bildanalyse werden einzelne Zellen auf Kernmerkmale (Größe, Form, Hyperchroma­ sie) computergestützt lichtmikroskopisch analysiert und ausgezählt. Zellanreicherung, Färbung und Fixierung der Urinproben ist erforderlich. Die Bildanalyse ermit­ telt die mittlere Kerngröße und den DNA-Gehalt sowie die Zahl der Zellen, die erheblich vom Durchschnitt ab­ weichen. Lymphozyten dienen als interner Standard. Die Analyseergebnisse geben ein niedriges, mittleres oder hohes Risiko an, dass die Probe von einer Person mit einem Blasenkarzinom stammt. Dieses automatisierte quantitative karyometrische Urinzytologieverfahren (Gentian, Holland) erhebt untersucherunabhängige und objektive Befunde. Die Genauigkeit (Sensitivität und Spezifität) dieses Verfahrens ist nicht besser als die der konventionellen Urinzytologie (van der Poel et al. 1998; van Rhijn et al. 2000), die Spezifität deutlich geringer. Durchflusszytometrie Mit diesem automatisierten Verfahren wird der DNSGehalt von Zellen bestimmt. Eine große Anzahl von Zellen, mindestens 1×104 aus einer Urinprobe, können innerhalb kurzer Zeit untersucht werden. Die Zellen werden während des Untersuchungsvorganges mit einem sich in die DNA-Helix integrierenden Fluores­ zenzmarker gefärbt und passieren dann einen Laser­ lichtstrahl, der den Fluoreszenzmarker anregt. Die Fluo­ reszenzaktivität wird quantitativ bestimmt und gra­ phisch als Histogramm ausgedruckt. Das Ergebnis stellt eine Analyse des DNA-Gehaltes einer repräsentativen Zellpopulation dar. Dabei wird der relative Anteil der diploiden, tetraploiden und der aneuploiden Zellen quantifiziert. Der Nachweis einer aneuploiden Popula­ tion oder einer mit einem hohen S-Phase-Anteil gilt als Nachweis von Malignität, wobei Aneuploidie jedoch auch als Folge reaktiver benigner Veränderungen auftre­ ten kann (Murphy et al. 1986). Eine Population patien­ teneigener Lymphozyten wird vielfach als Referenzstan­ dard gemessen. Bei der Durchflusszytometrie handelt es sich um ein relativ kostenintensives und aufwändiges Verfahren, welches nur in spezialisierten Labors durchgeführt wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass eine genügend große Anzahl an Zellen gewonnen werden muss, was in der Regel Blasenspülungen mittels Katheter oder Zysto­ skop erfordert. Falsch positive Ergebnisse können bei Infektionen auftreten. Falsch-negative Befunde treten auch bei genetisch stabilen Low grade Tumoren auf, die nicht aneuploid sind.

9.3 · Urinmarkersysteme

Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) Bei dieser Technik handelt es sich um die fluoreszenz­ mikroskopische Untersuchung zur Detektion von chromosomalen Veränderungen in Urothelkarzinom­ zellen, die wie bei der normalen Urinzytologie gewon­ nen werden. Mit fluoreszenzmarkierten DNS-Sonden, welche häufig beim Urothelkarzinom vorkommende chromosomale Veränderungen markieren, werden alle Urothelzellen markiert. Im UroVysion-Test (Vysis/­ Abbott, USA) werden vier DNS-Sonden zur Markie­ rung der perizentromerischen Regionen der Chromo­ somen 3, 7 und 17 sowie des Lokus 9p21 angewandt (Multitarget Multi­color FISH Assay). Die Zellen wer­ den mit den Reagenzien für die fluoreszenzmarkierten Sonden gefärbt (Chromosom 3 Rotspektrum, Chro­ mosom 7 Grünspektrum, Chromosom 17 Aquaspek­ trum, Chromosom 9p21 Goldspektrum). Die Sensitivi­ tät dieses Verfahrens ist bei Verwendung von vier Son­ den deutlich höher als bei nur einer. Die Präparate müssen dann im abgedunkelten Raum mit mehreren verschiedenen Lichtfiltern fluoreszenzmikroskopisch untersucht werden, um die Zahl ­ positiv markierter (maligner) Zellen auszuzählen (. Abb. 9.2). Mehr als vier für ≥2 Veränderungen positive Urothelzellen oder ≥10 Zellen mit einer Veränderung werden als positiver, karzinomverdächtiger Befund im FISH-Verfahren an­ gesehen (Sarosdy et al. 2002). Über diese Bewertung des FISH-positiven Befundes herrscht jedoch keine völlige Einigkeit. Das Verfahren erzielt eine hohe Sensitivität für schlecht differenzierte Tumoren und CIS, während diese für kleine und gut differenzierte Tumoren niedrig ist. Die Spezifität des FISH-Verfahrens ist generell hoch, da charakteristische und tumorrelevante DNA-Verände­ rungen nachgewiesen werden. Positive Befunde ohne zystoskopischen Tumornachweis können der makrosko­ pischen Tumorentdeckung vorausgehen (Bubendorf et al. 2001; Sarosdy et al. 2002, 7 Kap. 5). Mikrosatellitenanalyse Mikrosatelliten sind polymorphe kurze repetitive DNSSequenzen, die zumeist je aus 2–4 Nukleotid-langen Se­ quenzmotiven bestehen und sich im gesamten mensch­ lichen Genmaterial nachweisen lassen. Veränderungen solcher Mikrosatelliten treten bei Tumoren häufig auf. Die wahrscheinlich häufigste genetische Veränderung in Tumorzellen, inklusive der des Blasenkarzinoms, ist der Heterozygotieverlust (»loss of heterozygosity«, LOH), eine Alleldeletion. LOH kommt in Blasentumorzellen besonders häufig auf Chromosom 9 vor, (in 54.9% 9p, 49,3% 9q), daneben betroffen sind 4p, 8p, 11p und 17p (Dalbagni et al. 1993). Darüber hinaus können Verände­ rungen der Mikrosatellitenwiederholungslänge auftre­

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. Abb. 9.2.  Fluoreszenz-in-situ-Hybridisation (FISH): Fluoreszenz­ mikroskopisches Bild einer mit der FISH-Technik markierten ma­ lignen Urothelzelle. (Labor der Klinik für Urologie, Univ.-Klinikum Dresden)

ten, welche sich als neues Allel oder Mikrosatellitenin­ stabilität nachweisen lassen. Zur Bestimmung wird DNA aus exfoliierten Uro­ thelzellen im Urin extrahiert und mittels PCR und DNSPrimern untersucht. Durch die Kombination mehrerer Mikrosatelliten können typischerweise vorkommende LOH-Loci untersucht und das Vorkommen mehrerer tumortypischer genetischer Defekte festgestellt werden (Linn et al. 1997; Steiner et al. 1997). Die Untersuchung beinhaltet neben der PCR auch Gelelektrophoresever­ fahren und ist darum technisch aufwändig und teuer. Ein Problem stellt die Kontamination des Untersu­ chungsmaterials mit normaler DNS gesunder Urothelund anderer Zellen dar. Für die LOH-Analyse muss der Anteil der Tumor-DNS im extrahierten Material minde­ stens 20% betragen. Damit diese Methode aussagefähig ist, müssen zahlreiche Mikrosatellitenmarker gleichzei­ tig untersucht werden. Eine weitere Entwicklung stellt die Anwendung von »single-nucleotide polymorphism« (SNP)-Chips dar. Hiermit können verschiedene Allele durch Nukleotid­ polymorphismus untersucht werden. Diese Technologie erlaubt die Untersuchung von 1 500 LOH-Loci gleich­ zeitig in einem Verfahrensgang (Hoque et al. 2003a; Ho­ que et al. 2003b). Beide Verfahren sind sehr aufwändig und an spezialisierte Labors gebunden.

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146

Kapitel 9 · Urinmarker, Immunzytologie und weitere zellbasierte Nachweisverfahren beim Urothelkarzinom

9.4



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Bewertung von Urinmarker­- verfahren



Die Erprobung und Untersuchung neuer Nachweisver­ fahren erfolgt zunächst an Probanden mit nachgewie­ senem oder wahrscheinlichem Harnblasenkarzinom. Da die klinische Anwendung von Urinmarker in der Di­ agnostik von symptomatischen Patienten, in der Über­ wachung von exponierten Risikogruppen und vor allem auch in der nichtinvasiven Nachsorge des oberfläch­ lichen Urothelkarzinoms zu sehen ist, können die Ergeb­ nisse solcher klinischen Untersuchungen anhand von Kollektiven, die mehrheitlich aus Karzinompatienten bestehen, nicht ohne Weiteres auf den Wert der Anwen­ dung eines Urinmarkers in der klinischen Praxis schlie­ ßen lassen. Deshalb ist es wichtig, bei der Analyse von Untersu­ chungen zu beachten, an welchem Kollektiv die Studie durchgeführt wurde (Blasenkarzinompatienten, sym­ ptomatische Patienten, Nachsorgepatienten). Dabei ist bei der Bewertung von Untersuchungen zu genetischen Veränderungen und Polymorphie auch die geogra­ phische und ethnische Zuordnung der Patientenkollek­ tive notwendig. Bedeutsam ist, in welcher Weise die Ve­ rifizierung des Blasenkarzinoms erfolgte (zystoskopische Diagnose, histologische Sicherung) und ob eine Stratifi­ zierung nach Tumorstadium und -grad vorgenommen wurde. In vielen Studien wird der neue Marker mit dem Standardverfahren der Urinzytologie verglichen. Dabei sollte diese hinsichtlich der diagnostischen Aussagekraft den international üblichen Standards entsprechen.

Da es sich bei den Urinmarkern um diagnosti­ sche Tests handelt, müssen Studien zu diesen Markern Aussagen zur diagnostischen Wertigkeit des Testver­ fahrens erlauben. Die wesentlichen und geläufigen Testparameter sind dabei die der Sensitivität und der Spezifität. Wenn ein diagnostisches Testverfahren an einer Gruppe von Probanden mit und ohne die in Frage ste­ hende Erkrankung untersucht wird, dann wird dieser Test bei einem Teil der Erkrankten positiv (richtig-posi­ tiv) sein und bei einem anderen Teil negativ (falsch-ne­ gativ). Ebenso wird der Test bei einem Teil der gesunden Testpersonen positiv ausfallen (falsch-positiv) und bei einem anderen Teil negativ (richtig-negativ). Eine guter Test muss die Mehrzahl der Erkrankten als solche erken­ nen lassen (hohe Rate an richtig-positiven Befunden) und die überwiegende Mehrzahl der Gesunden als ge­ sund diagnostizieren (hohe Rate an richtig-negativen Befunden, . Abb. 9.3). Unter Sensitivität versteht man den Anteil der rich­ tig-positiven Ergebnisse. Bei Urinmarkern für das Bla­ senkarzinom gibt der prozentuale Anteil der Blasenkar­ zinompatienten, der ein positives Testergebnis hat, die Sensitivität an. Die Spezifität dagegen beschreibt den Prozentsatz an Gesunden, der mit dem Testverfahren auch als gesund erkannt wird. Sie gibt den prozentualen Anteil der richtig-negativen Testergebnisse wieder. Die Spezifität ergibt sich also nicht aus der Sensitivität, son­ dern ist ein unabhängiger Parameter, der anhand der Testergebnisse bei Kontrollpersonen ohne Blasenkarzi­ nom ermittelt wird. Je höher die Rate an falsch-posi­

. Abb. 9.3.  Schematische Darstellung der Verteilung der Testergebnisse bei einem diagnostischen Testverfahren: das Rechteck stellt die Summe aller Probanden dar, mit einer gleichen ­Anzahl Kranker (linke Hälfte, blau) und Gesunder (rechte Hälfte, grün). Das Oval stellt die Gesamtzahl aller positiven Testergebnisse dar, außerhalb liegen die negativen Testergebnisse. Die richtig-positiven Ergebnisse sind die deckungsgleiche Fläche des Ovals mit den Kranken (blaue Fläche) und entsprechen der Sensitivität. Die außerhalb des Ovals liegenden Anteile der Gesunden (grüne Fläche) entsprechen der richtig-negativen Rate und diese der Spezifität

9.4 · Bewertung von Urinmarker­verfahren

147

. Abb. 9.4.  Beispiele für zwei Tests mit unterschiedlicher Testqualität (gleiches Schema wie . Abb. 9.3). Test A erkennt den größeren Teil der Kranken richtig-positiv und hat eine geringe Rate an falsch-positiven Befunden (Überlappung in die rechte Hälfte): Sensitivität und Spezifität sind hoch. Test B hat schlechte Testqualitäten: nur ein geringer Anteil der Kranken wird erkannt (richtig-positive Rate von 31%) wogegen eine erhebliche Rate an falsch-positiven Befunden auftritt

tiven Befunden ist, desto niedriger ist die Spezifität (. Abb. 9.4). Patienten mit falsch-negativem Ergebnis eines Urin­ markers mit niedriger Sensitivität haben von der Test­ anwendung nicht profitiert, sondern man hat ihnen durch Verzögerung der Diagnose Blasenkrebs mögli­ cherweise geschadet. Umgekehrt müssen Personen mit falsch-positivem Testergebnis eines Markers mit nied­ riger Spezifität sich weiteren Untersuchungen unterzie­ hen, um das falsch-positive Testergebnis auszuräumen. Hierdurch werden die Patienten unnötig geängstigt, eine Zystoskopie ist erforderlich, und es entstehen Kos­ ten. Auch hier hat der qualitativ schlechte Test dem Pa­ tienten geschadet. Um ein Testverfahren in der klinischen Anwendung sinnvoll zu machen, ist eine hohe Sensitivität (hohe Rate an richtig-positiven Befunden) unerlässlich. Eine Sen­ sitivität von lediglich 50% entspricht der Ratewahr­ scheinlichkeit und bedeutet geringen Nutzen. Um nütz­ lich zu sein, sollte ein Testverfahren eine Sensitivität von deutlich über 80% zuverlässig erreichen. Eine hohe Spe­ zifität ist für ein gutes Testverfahren jedoch ebenso un­ erlässlich wie eine hohe Sensitivität. Eine Spezifität von lediglich 60% bedeutet, dass 40% der Patienten ohne Erkrankung weiteren zeit- und kostenintensiven Unter­ suchungen unterzogen werden müssen. In Studien ermittelte Werte für Sensitivität und Spe­ zifität hängen stark von der Zusammensetzung der Stu­ dienpopulation ab. Werden als Kontrollpersonen völlig gesunde Probanden verwendet, dann zeigen viele Mar­ kersysteme eine niedrige falsch-positive Rate und damit eine hohe Spezifität. Der diskriminative Wert des Testes erscheint damit hoch, weil Urine von Tumorpatienten und Kontrollpersonen sich in der Studienpopulation deutlich unterscheiden. Werden in einer Untersuchung

jedoch als Kontrollpersonen (Patienten ohne Blasentu­ mor) solche mit anderen Erkrankungen (BPH, Steine, Infektionen, Hämaturie, Katheter) eingeschlossen, dann steigt die falsch-positive Ergebnisrate bei den meisten Markersystemen erheblich an und die Spezifität sinkt. Der diskriminative Wert des Markers für das Merkmal Blasenkarzinom ist dann deutlich niedriger, weil die Urine von Tumorerkrankten und den Kontrollpersonen sich aufgrund entzündlich bedingten Zellzerfall nicht mehr so deutlich voneinander unterscheiden. Zur Beurteilung der Wertigkeit eines Testverfahrens sind neben Sensitivität und Spezifität weitere Kennda­ ten notwendig, um eine genaue Beurteilung der Aussa­ gekraft des Testverfahrens zu erlauben. Dies sind der positive und negative prädiktive Wert und die diagnos­ tische Genauigkeit. Der positive prädiktive Wert (PPW) bemisst den Anteil der richtig-positiven Testergebnisse an allen positiven Testergebnissen. Dieser Parameter wird also vom Verhältnis der richtig-positiven und der falsch-positiven Testergebnisse bestimmt. Ein Test kann eine hohe Sensitivität haben und trotzdem einen relativ niedrigen positiven prädiktiven Wert, wenn die Anzahl der falsch-positiven Ergebnisse bei gesunden Kontroll­ personen hoch ist. So wurden z.B. in einer publizierten Arbeit zu einem NMP 22-Schnelltest 1.331 Patienten untersucht und ein Blasenkarzinom bei 79 davon fest­ gestellt (Grossman et al. 2005). Der Urinmarker hatte bei diesen 79 Patienten mit Blasenkarzinom eine Sensi­ tivität von 55,7% (richtig-positive Befunde bei den 79 Blasenkarzinompatienten). Die Spezifität (richtignegative Befunde bei 1 252 Patienten ohne Blasenkarzi­ nom) wurde mit 85,7% ermittelt. Der positive prädikti­ ve Wert des Urinmarkers wurde mit 19,7% angegeben. Dies bedeutet, dass bei 179/1 252 Patienten ohne Bla­ senkarzinom falsch-positive Befunde ermittelt wurden

9

148

9

Kapitel 9 · Urinmarker, Immunzytologie und weitere zellbasierte Nachweisverfahren beim Urothelkarzinom

und insgesamt >80% aller positiven Tests in dieser Stu­ die falsch gewesen waren. Der negative prädiktive Wert (NPW) gibt die Rate aller richtig-negativen Ergebnisse an allen negativen ­Testergebnissen an. Je niedriger der negative prädiktive Wert ist, desto mehr Karzinomerkrankte werden durch den Test nicht erkannt. Positiver und negativer prädik­ tiver Wert hängen von der Prävalenz der Erkrankung in der Studienpopulation ab (Lokeshwar u. Soloway 2001). Beide Werte können in zwei verschiedenen Studienkol­ lektiven sehr unterschiedlich sein, obwohl Sensitivität und Spezifität des Markers in beiden Untersuchungen gleich sind. Studiengruppen mit einem hohen Anteil an Kontrollpersonen werden einen niedrigeren PPW haben als solche mit überwiegend Tumorpatienten; das Gegenteil gilt für den NPW. Aus Studienpopulationen ermittelte PPW und NPW Werte können deshalb nicht auf das allgemeine urologische Krankengut übertragen werden. Schließlich ist es sinnvoll, als fünften Parameter die diagnostische Genauigkeit (»accuracy«) zu berechnen. Diese ergibt sich als Anteil der richtig-positiven und der richtig-negativen Testergebnisse an der Gesamtzahl al­ ler durchgeführten Tests. Verfahren mit einer hohen Rate falsch-positiver Ergebnisse weisen trotz einer mög­ licherweise guten Sensitivität eine niedrige diagnos­ tische Genauigkeit auf. Zur Bewertung des Nutzens von Urinmarkern sind immer zahlreiche Studien, welche in verschiedenen Kollektiven diese Markersysteme erproben, erforder­ lich. Erst eine größere Anzahl von Studien an verschie­ denen Institutionen erlaubt die Beurteilung, ob ein Testverfahren auch außerhalb spezialisierter Labors und bei nicht vorselektionierten Untersuchungskollek­ tiven zuverlässige Ergebnisse liefern kann. Für qualita­ tiv aussagekräftige Studien ist neben der klaren Charak­ terisierung des Untersuchungskollektivs und der histo­ logischen Sicherung der Patientenzuordnung die Angabe dieser fünf verschiedenen statistischen Parame­ ter erforderlich, um die Wertigkeit des Testverfahrens zu beurteilen. Besonders aussagekräftig sind Untersu­ chungen, die an ausreichend großen Kollektiven zahl­ reiche Markersysteme gleichzeitig untersuchen und vergleichen (Landmann et al. 1998; Ramakumar et al. 1999; Sanchez-Carbayo et al. 1999; Boman et al. 2002b; Eissa et al. 2002; Friedrich et al. 2002; Halling et al. 2002; Bhuiyan et al. 2003; Friedrich et al. 2003b; Schroeder et al. 2004; Toma et al. 2004).

9.5



Wertigkeit der verschiedenen Markersysteme

Die Entwicklung neuer Markersysteme ist ein an­ dauernder Prozess. Einige der Markersysteme sind be­ reits etabliert und kommerziell verfügbar. Viele Marker sind mittels zahlreicher Studien untersucht, einige auf­ grund einer noch nicht ausreichenden Datenlage noch nicht beurteilbar. Vergleichende Untersuchungen mit anderen Markern sowie Multicenterstudien sind erfor­ derlich, um die Wertigkeit der verschiedenen Systeme bei breiter Anwendung abschätzen zu können. Da die meisten Studien jedoch an kleinen Fallgruppen einer Institution durchgeführt werden, sind die Ergebnisse nicht immer direkt übertragbar. Um dennoch aus einer größeren Anzahl von Einzeluntersuchungen ein zuver­ lässiges Gesamtbild zu gewinnen, werden Metaanaly­ sen durchgeführt, bei denen die Originaldaten vieler Studien mit statistischen Methoden gemeinsam analy­ siert werden. Zu den Urinmarkern gibt es zwei 2003 publizierte Metaanalysen, die die zwischen 1990 und 2001 (Glas et al. 2003) bzw. die zwischen 1966 und 2001 (Lotan u. ­ Roehrborn 2003) publizierten Studien um­ fassen. Zur Frage der Wertigkeit der Urinmarker in der Nachsorge gibt es einen systematischen Review (van Rhijn et al. 2005) und eine Expertengruppe der Societe Internationale d’Urologie hat 2005 aufgrund einer Literaturanalyse ohne formale Metaanalyse Emp­ fehlungen zu den verfügbaren Urinmarkern erarbeitet (Lokeshwar et al. 2005). Die in diesen vier Literaturana­ lysen erarbeiteten Qualitätsparameter der verschie­ denen Markersysteme sind in . Tab. 9.1 und . Tab. 9.2 wiedergegeben. Auffallend ist die große Streubreite von Sensitivität und Spezifität der einzelnen Marker in verschiedenen Untersuchungen. Diese hängen zusammen mit Proble­ men der Probenstabilität, der Störanfälligkeit der zum Teil komplexen Bestimmunsgmethoden und der Hete­ rogenität der untersuchten Patientenkollektive. Bei zahlreichen Markern steigt die Rate an falsch-positiven Befunden deutlich, wenn unselektionierte Patienten­ gruppen mit Einschluss von anderen benignen Erkran­ kungen wie BPH, Harnwegsinfektionen, Steinen, etc. untersucht werden, während sie bei Testung an gesun­ den Kontrollpersonen niedrig ist. Glas et al. konnten auch zeigen, dass die Variabilität der Studienergebnisse in der metaanalytischen Untersuchung einen signifi­ kanten Zusammenhang mit dem Studiendesign und der Art der Markertestbeurteilung zeigte (Glas et al. 2003). Generell war die Sensitivität der Methode in Fallkon­ trollstudien niedriger als in Kohortenstudien. Sie war ebenfalls niedriger, wenn der Markertest geblindet be­ fundet wurde, d. h. wenn die Befundung des Markertests

149

9.5 · Wertigkeit der verschiedenen Markersysteme

. Tab. 9.1.  Sensitivität der verschiedenen Markersysteme und Diagnoseverfahren im Vergleich (Angaben in %). Bei den Arbeiten von Glas et al. und Lotan u. Roehrborn (Glas et al. 2003; Lotan u. Roehrborn 2003) handelt es sich um Metaanalysen (angegeben sind jeweils die Medianwerte mit 95% Vertrauensbereich), bei der Arbeit von van Rhijn et al. (van Rhijn et al. 2005) um ein systematisches Review zur Markerwertigkeit nur in der Nachsorge des oberflächlichen Blasenkarzinoms (angegeben sind jeweils die Medianwerte mit Spannweite), bei der Arbeit von Lokeshwar et al. (Lokeshwar et al. 2005) um eine Literaturauswertung (angegeben sind nur Spannweiten)

Nachweis

Lotan u. Roehrborn 2003

Glas et al. 2003

Van Rhijn et al. 2005

Lokeshwar et al. 2005

Zytologie

Zellmorphologie

34 (20–53)

55 (48–62)

35 (13–75)

11–76

Hämaturie-St ix

Hb-Nachweis

52 (27–76)

40 (37–41)

50–90

BTA Test

Basalmembranfragmente

49 (24–74)

50 (30–65)

48 (32–58)

BTA Stat

Komplement-H-Faktor

71 (57–82)

70 (66–74)

58 (29–74)

36–89

BTA Trak

Komplement-H-Faktor

69 (55–80)

66 (62–71)

71 (6083)

57–83

NMP22

Mitosespindelprotein

73 (47–87)

67 (60–73)

71 (47–100)

47–100

BLCA-4

Nukleäres Matrixprotein

96

Survivin

Apoptoseinhibitor

Cytokeratin 20

Zytokeratin 20

91 (83–96)

85 (79–87)

82–87

CYFRA 21-1

Zytokeratin 19

94 (74–99)

85 (75–88)

75–87

UBC

Zytokeratin 8, 18

66 (50–79)

60 (21–80)

36–79

TPA

Zytokeratin 8, 18, 19

88 (TPS 64)

TPS: 65 (50–80)

HA-HAase

Hyaluronsäure/-Enzym

92

LewisX

Membran-Ag

FDPs

Fibrinfragmente

Mikrosatelliten

Chromosomen (LOH)

Telomerase

Enzymaktivität

77 (53–91)

ImmunoCyt

CEA, Mucine

86

DD23

Tumorassoziiertes Ag

Quanticyt

Kernform, DNS-Gehalt

58 (45–65)

60–70

FISH

Chromosomen 3, 7, 17, 9p21-Verlust

79 (70–86)

68–87

96 100

88–94 75 (68–79)

77 (41–93)

78–91

75 (71–79)

54 (47–68) 82 (75–92)

72–97

39 (29–66)

TRAP 70–90 hTERT 24–95

67 (52–100)

38–90 73–100

BTA = bladder tumour antigen, NMP = nuclear matrix proteinn, UBC = urinary bladder cancer, TPA = tissue polypeptide antigen, TPS = tissue polypeptide specific antigen, FDPs = fibrin degradation products, FISH = fluorescence-in-situ hybridization

ohne Kenntnis der der Urinprobe zugeordneten Diag­ nose vorgenommen wurde. Für die Urinzytologie fan­ den Glas et al. eine signifikante Abnahme der Sensitivi­ tät und der Spezifität mit dem Jahr der Publikation zwischen 1990 und 2000 (Glas et al. 2003). Die meisten Urinmarker erzielen eine bessere globa­ le Sensitivität in der Detektion des Blasenkarzinoms als die konventionelle Urinzytologie. Die Spezifität der Urinzytologie wird jedoch von keiner der anderen Me­

thoden erreicht, was bedeutet, dass bei fast allen Urin­ markersystemen die hohe Sensitivität mit einer zum Teil hohen falsch-positiven Rate einhergeht. Ein ähnliches Bild ergibt sich, wenn die Marker­ systeme in der Nachsorge des oberflächlichen Blasen­ karzinoms, also in der Erkennung des Rezidivs bewertet werden (Cassel et al. 2001; Boman et al. 2002a; van Rhijn et al. 2005). Mehrere Marker zeigen hier eine deutlich geringere Sensitivität als in der Primärdiagno­

9

150

Kapitel 9 · Urinmarker, Immunzytologie und weitere zellbasierte Nachweisverfahren beim Urothelkarzinom

. Tab. 9.2.  Spezifität der verschiedenen Markersysteme und Diagnoseverfahren im Vergleich (Angaben in %). Bei den Arbeiten von Glas et al. und Lotan u. Roehrborn (Glas et al. 2003; Lotan u. Roehrborn, 2003) handelt es sich um Metaanalysen (angegeben sind jeweils die Medianwerte mit 95% Vertrauensbereich), bei der Arbeit von van Rhijn et al. (van Rhijn et al. 2005) um ein systematisches Review nur der Arbeiten zur Nachsorge des oberflächlichen Blasenkarzinoms (angegeben sind jeweils die Medianwerte mit Spannweite), bei der Arbeit von Lokeshwar et al. (Lokeshwar et al. 2005) um eine Literaturauswertung (angegeben sind nur Spannweiten)

9

Prinzip

Lotan u. Roehrborn 2003

Glas et al. 2003

Van Rhijn et al. 2005

Lokeshwar et al. 2005

Zytologie

Morphologie

99 (83–99,7)

94 (90–96)

94 (85–100)

> 90

Hämaturie-Stix

Teststreifen

82 (62–93)

87

niedrig

BTA Test

Kolorimetrie

86 (66–95)

79 (70–86)

92 (91–92)

BTA Stat

Teststreifen

73 861–82)

75 (64–84)

73 (56–86)

50–70 (§)

BTA Trak

ELISA

90 (38–98)

65 (45–81)

66 (60–79)

um 50

NMP22

ELISA/Test-streifen

80 (58–91)

78 (72–83)

73 (55–98)

55–80 (§)

BLCA-4

ELISA

85

Survivin

Bio-dot Test

Cytokeratin 20

RT-PCR

84 (66–93)

76

55–70

CYFRA 21-1

Immunoassay

69 (57–78)

82 (73–95)

67–71 (§)

UBC

ELISA/Schnell-test

91 (84–96)

87 (72–95)

88–92 (§)

TPA

RIA

55 (TPS 64)

TPS 83 (63–95)

HA-HAase

ELISA

84

81–100 87–100

84

LewisX

85 (67–86)

FDPs

Teststreifen

87 (77–94)

Mikrosatelliten

PCR

Telomerase

Enzymassay/RT-PCR

99 (46–99)

ImmunoCyt

Immunzytologie

79

DD23

Immunzytologie

Quanticyt

Bildanalyse

76 (68–87)

70

FISH

Fluoreszenzmikroskopie

70 (66–93)

> 90

61 (25–80) 89 (79–100) 86 (71–94)

95% (§) 60–70 (§)

75 (62–82)

73–80 (§) 33–67

Die Spezifität kann deutlich niedriger liegen, wenn Patienten mit benignen urologischen Erkrankungen untersucht werden. BTA = bladder tumour antigen, FDPs = fibrin degradation products,FISH = fluorescence-in-situ hybridization, NMP = nuclear matrix protein, RIA = Radioimmunoassay, TPA = tissue polypeptide antigen, TPS = tissue polypeptide specific antigen, UBC = urinary bladder cancer

se, was mit der geringeren Tumorgröße des Rezidivs erklärt sein kann. Daher erscheint der Ersatz der Zysto­ skopie in der Nachsorge durch Marker ohne weitere Studien nicht möglich. Ob eine Verlängerung des zysto­ skopischen Nachsorgeintervalls durch Markerdiagnos­ tik möglich ist, lässt sich nur durch entsprechende kli­ nische Studien klären. Alle Markersysteme zeigen eine Abhängigkeit der Sensitivität vom Tumorgrad, sowohl in der Primärde­ tektion wie in der des Rezidivs (. Tab. 9.3). Diese ist

größtenteils sehr ausgeprägt und nur in wenigen Fällen scheint ein sehr geringer Unterschied in der Erkennung von hoch und niedrig differenzierten Tumoren zu be­ stehen (z. B. ImmunoCyt). Die Problematik falsch-positiver Befunde Wie auch bei der Urinzytologie können bei sehr sensi­ tiven Urinmarkern positive Befunde auftreten, bevor ein makroskopisch sichtbarer Tumor besteht. Dies wurde insbesondere für das FISH-Verfahren berichtet (Buben­

9

151

9.6 · Fazit

. Tab. 9.3.  Abhängigkeit der Sensitivität der Markersysteme vom Tumordifferenzierungsgrad bei der primären Blasentumordiagnose (Lotan u. Roehrborn 2003) und in der Nachsorge (van Rhijn et al. 2005). Angegeben sind die Medianwerte in % (95% Vertrauensbereich).

Lotan u. Roehrborn 2003

Van Rhijn et al. 2005

G1

G2

G3

G1

G2

G3

Zytologie

12 (4–31)

26 (17–37)

64 (38–84)

17

34

  58

Hämaturie-Stix

8 (2–43)

42 (23–63)

76 (48–91)

15

39

  73

BTA Test

32 (14–58)

50 (27–73)

79 (27–96)

16

47

  52

BTA Stat

47 (38–56)

73 (59–83)

94 (55–99)

45

60

  75

BTA Trak

63 (27–89)

70 (51–84)

92 (58–98)

55

59

  74

NMP22

61 (35–81)

71 (41–90)

79 (63–89)

41

53

  80

71

80

100

38

41

  69

TPS

32

54

  74

FDPs

62

64

  86

Mikrosatelliten

67

86

  93

78

90

100

64

  80

78

  95

CK 20 CYFRA 21-1

86 (40–97)

97 (81–99)

99 (60–99)

UBC

57 (21–86)

73 (34–93)

74 (44–91)

TPA

76

88

80

Telomerase

61 (30–85)

82 (49–95)

93 (59–99)

ImmunoCyt

84

84

90

Quanticyt FISH

56

BTA = bladder tumour antigen, NMP = nuclear matrix proteinn, UBC = urinary bladder cancer, TPA = tissue polypeptide antigen, TPS = tissue polypeptide specific antigen, FDPs = fibrin degradation products, FISH = fluorescence-in-situ hybridization

dorf et al. 2001; Sarosdy et al. 2002; Skacel et al. 2003). Die falsch-negative Rate der konventionellen Weißlicht­ zystoskopie spielt hierbei ebenfalls eine Rolle (Kriegmair et al. 2002; Zaak et al. 2005). Das Problem, welches ge­ genwärtig nicht zu lösen ist, besteht darin, tatsächlich falsche von scheinbar falschen Befunden zu unterschei­ den. Möglicherweise könnte die kombinierte Anwen­ dung verschiedener Markersysteme hier eine Lösungs­ möglichkeit bieten. Auch gilt ein erhöhtes Risiko, ein Rezidiv bei positivem Markerbefund und negativer Zys­ toskopie zu entwickeln, nicht für alle Marker, insbeson­ dere nicht für jene mit eingeschränkter Spezifität (Fried­ rich et al. 2003a). Ein positiver Markerbefund sollte also nicht unkritisch zu engmaschigen invasiven Untersu­ chungen Anlass geben. Kombination verschiedener Marker Eine Möglichkeit, die ungenügende Genauigkeit einzel­ ner Markersysteme zu verbessern, besteht in der kombi­

nierten Anwendung mehrerer Markersysteme, um man­ gelnde Sensitivität bzw Spezifität der jeweiligen Einzel­ verfahren auszugleichen (Siracusano et al. 2005). Hierfür würde sich die Kombination prinzipiell unterschied­ licher Verfahren (löslich vs. zellbasiert, unspezifisch vs. tumorspezifisch) auch nach methodischen Gesichts­ punkten anbieten. Ob dies für die klinische Anwendung praktikabel sein kann, wird unter anderem eine Kosten­ frage sein. 9.6

Fazit

Wenn gegenwärtig kein einzelner Marker uneinge­ schränkt für die breite Anwendung in der Praxis emp­ fohlen werden kann, dann beruht dies insbesondere auf der niedrigen Spezifität der einfach durchzuführenden Markertests, während spezifischere Verfahren zum Teil einen technischen Aufwand, Expertise und finanzielle

152

Kapitel 9 · Urinmarker, Immunzytologie und weitere zellbasierte Nachweisverfahren beim Urothelkarzinom

Mittel erfordern, welche eine breite Anwendung von vorneherein unmöglich machen. Das spannende Gebiet der alternativen Urinmarker ist jedoch in der Entwicklung begriffen. Verbesserungen der vorhandenen Systeme und die Entwicklung neuer Verfahren sind zu erwarten, aber auch das Verschwin­ den einiger bereits als etabliert geltenden Systeme ist absehbar, wie dies in der Vergangenheit bereits erfolgte. Gegenwärtig kann keines der Testsysteme die Anforde­ rungen an einen idealen Marker erfüllen. Die Empfeh­ lungen des Consensus Panels der SIU sind dementspre­ chend zurückhaltend. Keines der Markersysteme wird zur generellen Anwendung uneingeschränkt empfohlen oder wurde in Leitlinien aufgenommen, es wird jedoch Potential für weitere Entwicklungen gesehen (Lokesh­ war et al. 2005). Dass die weitere Suche nach guten Urin­ markern aber sinnvoll ist, illustriert die eingangs zitierte Arbeit zum Hundeversuch (Willis et al. 2004). Literatur

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Kapitel 9 · Urinmarker, Immunzytologie und weitere zellbasierte Nachweisverfahren beim Urothelkarzinom

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9

10 10 Hämaturiediagnostik und Erythrozytenmorphologie





S. Roth, F. Wawroschek

10.1

Einleitung  – 158

10.2

Mikro- und Makrohämaturie  – 158

10.2.1

Definitionen  – 158

10.2.2

Allgemeine Diagnostik bei einer Hämaturie  – 159

10.2.3

Nachweisverfahren der Mikrohämaturie  – 161

10.2.4

Klinisch bedeutsame Fragen zur Mikrohämaturie  – 164

10.2.5

Empfehlungen der Amerikanischen Urologischen Fachgesellschaft



zur Abklärung der asymptomatischen Mikrohämaturie  – 167





10.3

Glomerulär-dysmorphe Erythrozyten  – 168

10.3.1

Morphologie  – 168

10.3.2

Sensitivität und Spezifität  – 174

10.3.3

Quantitative Grenzwerte  – 174

10.3.4

Ursachen der Erythrozytendysmorphie  – 176

10.4

Mikroskopische Darstellung glomerulärer Erythrozyten  – 177

10.4.1

Untersuchungszeitpunkt  – 177

10.4.2

Phasenkontrast- und Interferenzmikroskopie  – 177

10.4.3

Schnellfärbeverfahren  – 177

10.4.4

Alkoholische Färbungen (Papanicolaou)  – 177

10.4.5

Automatisierte Erythrozytenmessung (Autoanalyzer-Technik)  – 178

10.4.6

Zusammenfassung  – 179

10.5 Glomeruläre Erythrozyturie: Praktische Konsequenzen  – 180 10.6

Schlussfolgerung  – 181

158

Kapitel 10 · Hämaturiediagnostik und Erythrozytenmorphologie

10.1

10

Einleitung

Eines der häufigsten diagnostischen Probleme in der Urologie ist die Abklärung einer Mikrohämaturie. Hier­ bei gilt die Hämaturie als ein Indikator für viele uro­ logische, nephrologische und internistische Erkran­ kungen. Beson­dere Bedeutung gewinnt die Feststellung einer Mikro­hä­maturie aufgrund der Möglichkeit, uro­ logische Malig­nome und insbesondere das Harnblasen­ karzinom früh­­zeitig zu entdecken. Interessant ist in diesem Zu­sam­menhang, dass die Mortalität an Harn­ blasenkarzinomen kontinuierlich um ca. 1,2–1,5% jähr­ lich angestiegen ist (7 Kap. 4). Inzwischen sind Harn­ blasenkarzinome mit etwa 25.950 Neuerkrankungen pro Jahr neben dem Prostatakarzinom das häufigste urologische Malignom und damit bei Männern das vierthäufigste Karzinom überhaupt. Hieraus ergeben sich praktisch-klinische Schlussfolgerungen von großer Bedeutung. So wurde in einer zusammenfassenden Entschei­ dungsanalyse zum diagnostischen Vorgehen bei einer asymptomatischen Mikrohämaturie von Corwin festge­ stellt, dass die Ausscheidungsurographie als Routinedi­ agnostik von sehr geringem Informationswert sei, wo­ hingegen die mikroskopische Diagnostik die Wahl der Abklärungsstrategie wesentlich beeinflusst (Corwin et al. 1988). Bestandteile der mikroskopischen Diagnostik sind die Beurteilung der glomerulären Erythrozytenver­ änderungen wie auch die onkologische Urinzytologie. Auch heute besteht immer noch eine große Unsi­ cherheit, ab welchem Grenzwert eine Erythrozyturie als pathologisch und damit abklärungsbedürftig gilt. Des­ halb ist ein kritischer Umgang mit den verschiedenen diagnostischen Methoden notwendig. Aufgrund der zunehmenden Inzidenz von Urothel­ karzinomen erscheinen Bemühungen der sekundären Prävention, d. h. des sog. Screenings, sinnvoll. Mit dem sog. »homescreening« als Patienteneigenuntersuchung des Urins mittels Teststreifen wurden bemerkenswerte Ergebnisse erzielt. Die Suche nach einer rationellen und rationalen Pri­ märdiagnostik wurde 1979 um ein wesentliches Element erweitert. Die australischen Nephrologen Birch und Fairley beschrieben erstmals detailliert charakteristische Formveränderungen von Erythrozyten im Urin, die im Gefolge von Glomerulonephritiden auftreten. Diese Möglichkeit der mikroskopischen Erkennung einer glomerulären Blutungsgenese ist für den Urologen von Bedeutung. So werden renoparenchymatöse Erkran­ kungen nach Neoplasien und Steinen als dritthäufigste Ursache einer Mikrohämaturie verantwortlich gemacht. Die Inzidenz wird mit 2,5–7,1% angegeben (Carson et al. 1979; Golin et al. 1980; Davides et al. 1986; Olivo et al.

1989). Da bei den Patienten mit einer renalen Paren­ chymerkrankung eine mögliche Früh- und Vorsorge­ untersuchung darstellt (Renner 1986), kommt dem Uro­ logen eine wegweisende Funktion zu. Unter Ausnutzung der Möglichkeiten der Erythrozytenmorphologie kön­ nen die Patienten einer adäquaten nephrologischen The­ rapie zugeführt werden. 10.2

Mikro- und Makrohämaturie

10.2.1

Definitionen

Als Makrohämaturie wird eine sichtbare Beimengung von Blut zum Urin bezeichnet. Differenzialdiagnostisch kommen jedoch auch artifizielle Pigmentierungen (Arz­ Übersicht 10.1. Entscheidungshilfen bei einer scheinbaren Hämaturie »Echte« Hämaturie 4 Mikroskopischer Erythrozytennachweis »Scheinbare« Hämaturie 4 Mikroskopisch keine Erythrozyten »Scheinbare« Hämaturieformen 4 Bilirubinurie – Stix negativ – Bilirubin im Serum erhöht – Ikterische Hautfarbe 4 Porphyrinurie – Stix negativ – Urin dunkelt beim Stehenlassen nach – Umgekehrte Aldehydprobe im Urin positiv 4 Medikamente und Lebensmittelfarbstoffe – Stix negativ – Anamnese 4 Myoglobinurie – Stix positiv, aber Mikroskopie negativ – Blutserum nach Zentrifugation im Gegensatz zur Hämoglobinurie nicht rötlich (da Myo­ globin aufgrund des geringen Molekulargewichts komplett renal filtriert wird) – Direkte Bestimmung: Gelfiltration, Spektrophotometrie 4 Hämoglobinurie – Stix positiv, aber Mikroskopie negativ – Blutserum nach Zentrifugation rötlich – Hämolysezeichen im Serum (LDH, freies Hämoglobin erhöht) – Direkte Bestimmung: Gelfiltration, Spektrophotometrie)

10.2 · Mikro- und Makrohämaturie

neistoffe, Farbstoffe, Nahrungsmittel), eine Myoglo­ binurie durch Rhabdomyolyse, eine Hämoglobinurie durch Hämolyse und eine Porphyrinurie in Betracht. Die Unterscheidung zwischen einer solchen »schein­ baren Hämaturie« (7 Übersicht 10.1) im Gegensatz zur »echten Hämaturie« ist sehr einfach durch eine Kombi­ nation von Teststreifen (Nachweis von intakten Erythro­ zyten und Hämoglobin), Urinmikroskopie und Serum­ untersuchungen möglich (s. unten). Bei der echten ­Hämaturie werden intakte Erythrozyten mikroskopisch nachgewiesen, die bei der Hämoglobinurie fehlen. Im Gegensatz zu einer Bilirubin- oder Porphyrinurie sind dann jedoch die auf Hämoglobin ansprechenden Test­ streifen positiv. Als Mikrohämaturie wird das mikroskopisch oder per Teststreifen nachweisbare Auftreten von Erythro­ zyten im Urin bei makroskopisch unauffälligem Be­ fund definiert. Obwohl die Nieren und die ableitenden Harnwege für Erythrozyten physiologischerweise nicht durchgängig sind, kommt es auch bei gesunden Indi­ viduen immer wieder zur Passage in den Urin, so dass sich das Problem der Grenzziehung zwischen physio­ logischer und pathologischer Mikrohämaturie ergibt (7 Kap. 10.2.3). 10.2.2





Allgemeine Diagnostik bei einer Hämaturie

Anamnese In Anbetracht der Vielzahl von Differenzialdiagnosen (7 Übersicht 10.2) kommt der Anamnese eine wesent­ liche Bedeutung zu. Erfragt werden sollten: Art der Makrohämaturie. Eine initiale Hämaturie weist

auf eine urethrale Blutungsquelle hin, eine terminale Blutung lässt auf eine vesikale Genese schließen. Dem­ gegenüber spricht eine totale Hämaturie für eine vesika­ le oder supravesikale Blutungsursache. Eine gleichzeitige Dysurie oder Pollakisurie weist auf eine zystitische Ge­ nese der Hämaturie.

Ernährung und Medikamenteneinnahme. Beide Fak­

toren müssen insbesondere bei einer anhaltenden Urin­ verfärbung und gleichzeitig negativem mikroskopischem Befund bedacht werden. Speziell erfragt werden sollten Analgetika, Antikoagulanzien, Goldpräparate, Cyclo­ phosphamid und Acetylsalicylsäure. Körperliche Belastung. Es kann sowohl infolge einer Blasenverletzung als auch durch die renale Hyperperfu­ sion und indirekte Druckeinwirkungen auf die Niere ­ zu einer »Sporthämaturie« kommen (. Abb. 10.1). Hin­

159

. Abb. 10.1.  Ursachen der Sporthämaturie (modifiziert nach Abarbanel). Zu einer physiologischen Sporthämaturie kommt es durch vesikale und renale Mikrotraumen. Vesikal entstehen sie durch scheuernde Bewegungen des Blasendaches im Trigonalbereich. Renale Blutungsquellen entstehen aufgrund direkter Druckeinwirkung, »schüttelnder« Bewegungsabläufe oder eines erhöhten glomerulären Filtrationsdrucks. (Modifiziert nach Roth et al. 1993b)

weisend sind neben der Anamnese mehrfach negative Verlaufskontrollen. Zu den körperlichen »Belastungen« zählt auch ein Geschlechtsverkehr innerhalb von 12 Stunden vor der Urinuntersuchung. Infekte oder Operationen. Insbesondere respiratorische Infekte, eine Angina tonsillaris oder vorangegangene Zahnextraktionen können auf eine PoststreptokokkenGlomerulonephritis hinweisen. Steinanamnese, fami­ liäre Nierenkrankungen, Auslandsaufenthalt in Tropen (z. B. Blasenbilharziose, Hantavirus).

Übersicht 10.2. Differenzialdiagnostik Hämaturie Urologische Genese 4 Urotheltumoren (Blase, Nierenbecken, Ureteren, Urethra) 4 Erkrankungen der Niere (z. B. Nierenzellkarzinom, Zysten) 4 Prostataerkrankungen (z. B. Adenokarzinom, benigne Hyperplasie) 4 Entzündungen (z. B. Zystitis, Pyelonephritis, Prostatitis) 4 Steinerkrankungen 4 Gefäßerkrankung (z. B. Nierenvenenthrombose) 6

10

160

Kapitel 10 · Hämaturiediagnostik und Erythrozytenmorphologie

Internistisch-nephrologische Genese 4 Nierenerkrankungen (z. B. Glomerulonephritis, Nephritis) 4 Systemische Erkrankungen (z. B. Diabetes mellitus, Amyloidose) 4 Kreislauferkrankungen (z. B. Hypertonie, Herzinsuffizienz) 4 Entzündungen (z. B. bakteriell, parasitär, viral) 4 Blutgerinnungsstörungen 4 Allergien (z. B. allergische Urothelreaktion – selten) Scheinbare Hämaturie 4 Menstruation zum Untersuchungszeitpunkt 4 Hämospermie 4 Vaginale Hämorrhagie 4 Konzentrierter Urin 4 Hämo- und Myoglobinurie 4 Lebensmittelfarbstoffe 4 Stoffwechselprodukte 4 Medikamente 4 Intoxikationen

10

Belastungshämaturie 4 Orthostase (selten) 4 Sport (größere Belastungen, z. B. Marathonlauf ) Traumatische Hämaturie 4 Selbstbeschädigung (z. B. Münchhausen-Syndrom) 4 Postinstrumentelle Hämaturie (Zystoskopie, Prostatabiopsie, Katheterismus)

Körperliche Untersuchung Neben den typisch urologischen Untersuchungen der Genitalinspektion und rektalen Palpation sollte auf weg­ weisende Symptome einer »internistisch« bedingten Hä­ maturie geachtet werden (. Tab. 10.1 und 10.2). Urindiagnostik Sedimentanalyse. Eine Kristallurie kann auf ein Stein­

leiden hinweisen, häufig findet man jedoch auch Stoff­ wechselprodukte von Medikamenten. Wichtig ist die Suche nach glomerulären Erythrozyten als Hinweis auf eine Glomerulopathie; eine Bakteriurie mit einer Leuko­ zyturie weist auf einen Harnwegsinfekt hin. Eine sterile Leukozyturie ist aber auch typisch für eine Glomerulo­ nephritis. Proteinurie. Primär reichen zur Proteinuriebestimmung

Teststreifen. Bei positivem Ausfall kann eine quantitative

. Tab. 10.1.  Wegweisende Symptome einer »internistischen« Hämaturie

Befund/Symptom

Klinische Ursache

Ödeme

Herzinsuffizienz, Nierenerkrankungen

Bluthochdruck

Hypertensive Nephrosklerose

Petechien, Hämatome

Gerinnungsstörung

Arrhythmie

Nierenembolien

Herzgeräusch

Endokarditis-Glomerulonephritis

Schwerhörigkeit

Alport-Syndrom

Fieber, Gewichtsverlust

Malignome, Tuberkulose

Purpura

Schoenlein-Hennoch-Purpura

Arthritis

Wegener-Granulomatose, Immunvaskulitis

Blutiger Auswurf

Goodpasture-Syndrom

Bestimmung im 24-h-Urin erfolgen. Die Proteinurie ist wesentliches Begleitsymptom einer Nierenerkrankung. Anhand der Gesamteiweißbestimmung über 24 h lassen sich orientierende Aussagen machen: 4 50–150 mg/Tag: physiologische Ausscheidung, 4 unter 300 mg/Tag (= Mikroalbuminurie): häufig bei Frühstadien der diabetischen und hypertensiven Ne­ phropathie, 4 bis 1,5 g/Tag: häufig bei Tubulopathien und geringen Glomerulopathien, 4 1,5–3,5 g/Tag: häufig bei chronischen Glomerulone­ phritiden, der Nephrosklerose und bei Transplantat­ nieren, 4 über 3,5 g/Tag: typisch für das nephrotische Syndrom und bei der Nierenamyloidose. Die früher üblichen Verfahren der quantitativen Prote­ inuriebestimmung (Photometer) werden heute zuneh­ mend von sensitiven Laborautomatenverfahren abge­ löst. Hiermit lassen sich alle Bereiche zwischen 30 mg bis über 7 000 mg bestimmen. Ein grundsätzlicher Vorteil der Verwendung dieser turbidimetrischen Methoden ist, dass aus der gleichen Harnprobe zusätzlich Einzel­ proteinanalysen erfolgen können. Die klinische Infor­ mation reduziert sich im Allgemeinen auf die Möglich­ keit, zwischen »nephrotischen« und »nichtnephro­ tischen« Krankheiten zu unterscheiden oder einen positiven Harnteststreifenbefund zu überprüfen (Weber 1990). Die Bestimmung von Einzelproteinen eignet sich zur Differenzierung von glomerulären und tubulären Er­

161

10.2 · Mikro- und Makrohämaturie

. Tab. 10.2.  Entscheidungsstrategie bei Vorliegen einer Hämaturie

Primärdiagnostik Symptom

H Ä M A T U R I E

Diagnostik

Ursache

Anamnese

Sporthämaturie, initiale, terminale Hämaturie, Gerinnungsstörungen, Medikamentenanamnese, »Ernährungshämaturie«

Körperliche Untersuchung

Erkrankung des äußeren Genitale, internistische Ursachen

Teststreifen

Proteinurie, Infekt

Mikroskopie

Keine Erythrozyten, glomeruläre Erythrozyten (. Abb. 10.5b), Leukozyten-Erythrozyten-Zylinder, Kristallurie (Stein?), Infektzeichen

Urinzytologie

Tumorzellen

Labordiagnostik

Gerinnungsstörung, Niereninsuffizienz, Diabetes mellitus

krankungen (»flüssige Nierenbiopsie«). Am besten wird der 2. Morgenurin analysiert und die Proteinkonzentra­ tion auf die Kreatininkonzentrationen bezogen (Prote­ in-Kreatinin-Index). Ein häufig angewandtes Verfahren ist die Polyacryla­ midgel-Elektrophorese (PAGE). Sie erlaubt eine Bestim­ mung des Spektrums der ausgeschiedenen Harnproteine und gibt damit Informationen über die renale Schädi­ gungsebene. Bei einem glomerulären Schaden kommt es zur Ausscheidung hochmolekularer Plasmaproteine, während eine tubuläre Schädigung mit einer kleinmole­ kulären Proteinausscheidung einhergeht. Urinkultur. Bei infektverdächtigen Teststreifen- bzw. Se­

dimentbefund im Rahmen der Hämaturieabklärung in­ diziert.

Onkologische Urinzytologie. 7 Kap. 6 und 8

10.2.3





Nachweisverfahren der Mikrohämaturie

Teststreifenuntersuchungen (Stix) Teststreifen sind mit einem organischen Hydro-Peroxid, einem Wasserstoffdonator und einem Puffer impräg­ niert. Die Peroxidasewirkung des Hämoglobins führt zu einem Farbumschlag auf dem Streifen. Die praktische Nachweisgrenze liegt bei »offiziellen« Teststreifen (z. B. Sangur-Test, Combur-Test) bei 5–10 Erythrozyten/μl. Die Verwendung qualitativ hochwertiger Teststreifen ist wichtig, da ansonsten mit einer hohen Rate falsch-posi­ tiver Befunde zu rechnen ist. Teststreifen reagieren auf Erythrozyten, Hämoglobin und Myoglobin. Eine sichere Unterscheidung zwischen

diesen Elementen ist mit den Teststreifen nicht möglich. Eine Unterscheidung zwischen einer Hämoglobinurie (z. B. hämolytische Anmie) und einer Myoglobinurie (Zerstörung von Skelettmuskulatur) ist nur mit Hilfe der Farbe des Serums möglich, das sich bei der Hämoglo­ binurie rötlich, bei der Myoglobinurie jedoch klar dar­ stellt (s. oben). Ursache ist das geringere Molekular­ gewicht des Myoglobins, das im Gegensatz zum Hämo­ globin renal eliminiert werden kann. Eine sichere Unterscheidung gelingt mit Hilfe immunochemischer oder spektralphotometrischer Untersuchungen. Die Teststreifen haben eine hohe Treffsicherheit mit einer Sensitivität zwischen 86% und 100% und einer Spe­ zifität zwischen 85% und 99%, wobei diese Werte natur­ gemäß jeweils von der Vergleichsmethode (Zählkammer, KOVA-System, Sediment-Gesichtsfeld-Methode) und dem verwendeten Teststreifen abhängig sind (Mariani et al. 1984; Messing et al. 1989; Sutton 1990, Wawroschek et al. 1998). In einer Untersuchung von 1 000 Patienten mit einer Mikrohämaturie verglichen Gleeson et al. (1993) einen Teststreifen mit dem KOVA-System. Die Teststrei­ fen zeigten 3% falsch-negative und 9,8% falsch-positive Ergebnisse. Ähnlich waren die Ergebnisse von Britton et al. (1989), wobei der Teststreifen mit der Sediment-Ge­ sichtsfeld-Methode verglichen wurde. Allgemein sind Teststreifen als kostengünstige, ein­ fach anzuwendende und treffsichere Methode zum Nachweis einer Mikrohämaturie anerkannt. Problema­ tisch ist jedoch, dass insbesondere im schwach positiven Bereich Ablesefehler auftreten können. Arm et al. (1986) stellten hierzu in einer Untersuchung fest, dass die interindividuellen Übereinstimmungen bei 3 verschiedenen Untersuchern nur bei ca. 70% lagen. Dementsprechend ist das automatisierte Ablesen der Teststreifen zu emp­ fehlen.

10

162

Kapitel 10 · Hämaturiediagnostik und Erythrozytenmorphologie

Semiquantitative Nachweisverfahren der Mikrohämaturie Sediment-Gesichtsfeld-Methode. Es handelt sich bei dieser Methode (. Abb. 10.2) um ein semiquantitatives Verfahren, da die Auszählung der Erythrozyten unab­ hängig von den Faktoren Urinvolumen und Zeit (Sam­ melperiode) erfolgt. Nach Zentrifugation des Urins wird eine Probe des Sediments auf einen Objektträger aufge­ tragen und mit einer 400-fachen Vergrößerung (10Okular, 40-Objektiv) untersucht. Es wird die Zahl der Erythrozyten pro mikroskopischem Gesichtsfeld be­ stimmt, wobei mehrere Gesichtsfelder ausgezählt wer­ den sollen. Das Verfahren ist zur qualitativen Urinbeurteilung (Erythrozytenmorphologie, Kristallurie, Infekt) sicher gut geeignet. Fragwürdig ist aber, ob die Methode zur Grenzwertermittlung – ob eine Mikrohämaturie vor­ liegt – geeignet ist. Trotz ihrer »Unschärfen« ist die Me­ thode wegen ihrer Praktikabilität insbesondere in den angelsächsischen Ländern unverändert die Referenz­ methode auch innerhalb von Leitlinienempfehlungen (Grossfeld et al. 2001). In einer Befragung von nieder­ gelassenen Urologen zeigte sich, dass auch in Deutsch­

10

. Abb. 10.2.  Sediment-Gesichtsfeld-Methode: Als Mikrohämaturie wird bei diesem Verfahren, das international als Referenz­ methode gilt, ein konstanter Nachweis von 1–3 Erythrozyten (Grenzwerte s. Text) in mindestens 5–20 Gesichtsfeldern bei einer 400-fachen Vergrößerung (10-Okular, 40-Objektiv) bezeichnet

land die Sediment-Gesichtsfeld-Methode von 53,8% aller befragten Urologen angewandt wurde (Roth et al. 1993a). Problem Grenzwert. In der Literatur zeigt sich insbeson­

dere im Hinblick auf die diagnostischen und therapeu­ tischen Konsequenzen eine geradezu erschreckende Uneinigkeit hinsichtlich des Grenzwertes zwischen phy­ siologischer und pathologischer Hämaturie. Diese Streu­ breite gilt sowohl für die »erlaubte« Anzahl von Erythro­ zyten pro Gesichtsfeld als auch die Anzahl auszuzäh­ lender bzw. zu untersuchender Gesichtsfelder. Eine Durchsicht der internationalen Literatur ergibt für pa­ thologische Grenzwerte eine Varianz von bis zu 800%. (. Tab. 10.3). Unabhängig von diesen verschiedenen Definitionen ist es die mangelnde Standardisierung des Verfahrens, die zu großen Streuungen der Ergebnisse führt. Sowohl . Tab. 10.3.  Pathologische Grenzwerte der Sediment-Gesichtsfeld-Methode. Die Beispiele der internationalen Literatur hinsichtlich des Grenzwertes, ab dem von einer abklärungspflichtigen Mikrohämaturie gesprochen wird, beziehen sich sowohl auf die Anzahl der Erythrozyten pro Gesichtsfeld als auch die Anzahl der auszuzählenden Gesichtsfelder (– keine Angaben)

Literatur

Grenzwert (Erythrozyten/ Gesichtsfeld)

Auszuzählende Gesichtsfelder

Gyry et al. (1980)

1

 –

Kinderachuk u. Stamey (1986)

1

 –

Mohr et al. (1986)

1

10

Froom et al. (1984)

2

10–20

Thiel et al. (1986)

2

 5

Britton et al. (1989)

2

 –

Bauer et al. (1981)

3

 –

Mariani et al. (1984)

3

10

Rüttimann et al. (1990)

3

 5

Mariani et al. (1989)

4

 –

Rasmussen et al. (1988)

7

 –

Freni u. Freni-Titulaer (1977)

8

10

Grossfeld et al. (2001)

1–3

 –

163

10.2 · Mikro- und Makrohämaturie

die Menge des zentrifugierten Urinvolumens als auch die Art der Zentrifugation beeinflussen das Resultat. Gadeholt (1964) beschrieb einen zentrifugationsbe­ dingten Verlust an Erythrozyten von fast 50%. Ein wei­ terer kritischer Punkt ist das sog. Restvolumen, das nach dem Dekantieren (Abschütten) des Überstandes nach der Zentrifugation verbleibt. Aus diesem Restvo­ lumen wird die zu untersuchende Urinprobe auf einen Objektträger gegeben – je nach Menge des Restvolu­ mens ergeben sich jedoch Ergebnisdifferenzen von mehreren 100% (Schlehbusch 1983). Vergleichende Untersuchungen der Sediment-Ge­ sichtsfeld-Methode mit einer Zählkammermethode er­ gaben Abweichungen von teilweise über 300% (Fröhlich u. Sieck 1981). Bauer et al. (1981) fanden bei einer Ana­ lyse von 287 Urinproben, dass die Abweichungen bei­ der Analysemethoden (Kammerzählung und SedimentGesichtsfeld-Methode) bei »normalem« Urin um 28,5% und bei pathologischem Urin um 365% größer waren als beim Vergleich zwischen dem KOVA-System und der Kammerzählung. In einer Untersuchung von ­Brüggemann (1983) wurden 150 Urinproben mit dem KOVA-System und der Sediment-Gesichtsfeld-Metho­ de untersucht. Während das KOVA-System in 32% einen pathologischen Urinbefund nachwies, war dies bei der Sediment-Gesichtsfeld-Methode nur in 19,3% der Fall. Viele Autoren sprechen deshalb von der SedimentGesichtsfeld-Methode als einer insbesondere im Grenz­ bereich fragwürdigen Methode, die bestenfalls eine grobe Orientierung und Abschätzung der Erythro­

zytenzahl darstelle. Gyry et al. (1980) charakterisieren die Methode sogar als praktisch wertlos, sie stelle eine enorme Verschwendung öffentlicher Gelder dar und es sei besser, kein Ergebnis zu haben als ein falsches Ergeb­ nis. Nichtsdestotrotz ist sie auch 25 Jahre später noch internationale Referenzmethode. Quantitative Nachweisverfahren der Mikrohämaturie Das Prinzip der quantifizierenden Verfahren ist die Unter­ suchung des nichtzentrifugierten Urins in speziellen Zähl­ kammern, so dass die ausgeschiedene Menge der Ery­ throzyten pro Volumeneinheit errechnet werden kann. KOVA-System. Das KOVA-System (. Abb. 10.3) stellt

eine vereinfachte Weiterentwicklung der Zählkammer­ methode dar. Nach Zentrifugation einer bestimmten Menge Urin in einem speziellen Zentrifugenröhrchen wird der Überstand mit Hilfe einer speziellen Pipette de­ kantiert. Das hierdurch verbliebene exakte Restvolumen wird anschließend in einer Kammer ausgewertet. Durch das definierte Volumen von 6,6 μl pro Kammer kann dann die exakte Quantifizierung erfolgen, und auch ge­ ringe Zellzahlen werden reproduzierbar ausgezählt (Bau­ er et al. 1981). Die Grenzwerte sind standardisiert und werden in Tabellenform vom Hersteller mitgeliefert. Unabhängig von der genaueren Erfassung der Zell­ zahl im Urin erlaubt das Verfahren auch eine qualitative Beurteilung der Sedimentbestandteile. Dies ist insbeson­ dere für die Erythrozytenmorphologie von Bedeutung.

b a

c . Abb. 10.3 a–c.  KOVA-System als standardisierte Mikrohämaturiediagnostik. Nach der Zentrifugation wird das Sediment mit einer speziellen Pipette an den Rand einer der numerierten Kammern des 10-fach-Objektträgers aufgegeben (a). Durch die Kapillarwirkung wird das Sediment in die Kammer gezogen und garantiert die Auszählung in einem definierten Volumen. Die einzelnen Kammern besitzen eingestanzte Kleinstquadrate (b), die dann mit einer 400-fachen Vergrößerung ausgezählt werden (c) und entsprechend einer standardisierten Tabelle eine Bewertung ermöglichen. (Aus Roth et al. 1993b)

10

164

Kapitel 10 · Hämaturiediagnostik und Erythrozytenmorphologie

In Deutschland wird es von annähernd 50% aller in freier Praxis arbeitenden Urologen angewandt (Roth et al.1993a). Addis-Count. Addis führte 1925 den sog. Addis-Count unter Verwendung einer speziellen Zählkammer als kli­ nische Untersuchungsmethode ein. Mit dieser Methode wird die während 12 h im Urin ausgeschiedene Anzahl von Erythrozyten bestimmt. Trotz bestehender Fehler­ möglichkeiten durch die Länge der Urinsammelperiode (Gefahr der Lyse von Erythrozyten), die Zentrifugation (Zerstörung von Erythrozyten) und den statistischen Zählfehler galt diese Methode lange Zeit als Referenz­ methode. Da die Grenzwerte zwischen physiologischer und pathologischer Erythrozytenausscheidung weit ge­ streut (60–8 500 Erythrozyten/min) sind und es ein sehr aufwändiges Verfahren ist, wird diese Methode heute kaum mehr angewendet. Gadeholt-Count. Im Unterschied zum Addis-Count

wird eine Zentrifugation aufgrund des hierdurch mög­ lichen Erythrozytenverlustes vermieden. Durch den feh­ lenden Konzentrierungsschritt wird der Zählfehler je­ doch größer (Schlehbusch 1983).

10

Mikrosedimentmethode nach von Froreich. Mit dem Verfahren wird eine Optimierung des Addis-Counts an­ gestrebt (von Froreich et al. 1974). Die Zentrifugation des Urins erfolgt direkt in einer speziellen Küvette, auf deren Boden eine Netzeinteilung nach Fuchs-Rosenthal an­gebracht ist. Da die Zelldichte dieser Zählkammer etwa 10-mal größer als diejenige der originalen FuchsRosenthal-Kammer ist, wird der Zählfehler geringer. Die Methode hat unbestreitbare Vorteile (Rathert 1974), aber man benötigt in Form eines umgekehrten Mikro­ skops eine Spezialausrüstung, so dass sich das Verfahren nicht durchsetzen konnte. Zählkammerverfahren (Fuchs-Rosenthal- und Neu­ bauer-Kammer). Ebenso brauchbar, jedoch weniger auf­

wändig ist die Zählung in der Fuchs-Rosenthal-Kam­ mer, bei der ein Tropfen des nichtzentrifugierten Na­ tivurins in eine Kammer gegeben wird, die in 16 Quadrate eingeteilt ist. Durch Auszählung der Erythrozyten (und Leukozyten) lässt sich bei bekanntem Kammervolumen von 3,2 mm3 die Hämaturieausprägung auf 1 ml hoch­ rechnen. Im Unterschied zum sog. Addis-Count erfolgt die quantitative Konzentrierung durch eine Vergröße­ rung der auszuzählenden Fläche. Eine weitere Variante ist die Neubauer-Kammer. Wie bei allen Kammerzäh­ lungen tritt ein sog. »Randeffekt« mit Abwanderung zel­ lulärer Elemente in die Randzone des Deckglases auf, was zu Fehlbestimmungen führen kann.

Der Verzicht auf eine Urinsammelperiode (Fak­ tor  Zeit) und die ausschließlich volumenbezogene ­Urin­analyse bei den heute gebräuchlichen Verfahren (Stix, KOVA, Sediment-Gesichtsfeld-Methode, Zähl­ kammern) ist eine wesentliche Vereinfachung. Es konnte gezeigt werden, dass im Verlauf des Tages keine sig­nifikanten Unterschiede bei der Ausscheidung kor­puskulärer Bestandteile auftreten (Teitel et al. 1964). 10.2.4





Klinisch bedeutsame Fragen zur Mikrohämaturie

Hämaturie und Karzinomrisiko Die Prävalenz der asymptomatischen Mikrohämaturie beträgt in Abhängigkeit vom Alter der untersuchten Be­ völkerung 1–16% (Freni u. Freni-Titulaer 1977; Sinniah et al. 1976; Vehaskari et al. 1979; Froom et al. 1984; Mohr et al. 1986). Eine wichtige und immer wieder kontrovers disku­ tierte Frage – insbesondere bei jüngeren Patienten unter 40 Jahren – ist diejenige der diagnostischen Konse­ quenzen einer Mikrohämaturie, d. h. wie intensiv und invasiv muss die Abklärung erfolgen. Das Spektrum reicht hierbei vom »diagnostischen Nihilismus« bis zum »diagnostischen Amoklauf«. Die Angaben hinsichtlich der Wahrscheinlichkeit eines Karzinoms als Ursache der Hämaturie differieren. Sie schwanken für die Makrohämaturie zwischen 5 und 23% und für die Mikrohämaturie zwischen 2 und 12,5% (Davides et al. 1986; Mariani et al. 1989; Greene et al. 1956; Carson et al. 1979; Mohr et al. 1986; Woolhandler et al. 1989). Ursache dieser enormen Schwankungsbreite sind mehrere Faktoren: 1. Wer hat die Daten erhoben? In urologischen Untersu­ chungen zeigte sich aufgrund der präselektionierten Patienten mit 8,6–12,5% (Mariani et al. 1989; Carson et al. 1979) eine deutlich höhere Karzinominzidenz als in Untersuchungen der Gesamtbevölkerung (sog. »population-based-studies«) mit Werten zwischen 2 und 4% (Greene et al. 1956; Woolhandler et al. 1989; Thompsen 1987). 2. Wie war die Geschlechterverteilung in den Gruppen? Dieser Faktor ist deshalb von Bedeutung, da die ­Inzidenz eines urothelialen Tumors bei Frauen ca. 4-mal geringer ist als bei Männern. 3. Wie war die Altersverteilung der Untersuchungsgrup­ pen? Da die Wahrscheinlichkeit eines Karzinoms ab dem 50. Lebensjahr erheblich ansteigt, haben Unter­ suchungen mit einem überproportional hohen An­ teil junger Studienteilnehmer eine niedrigere Karzi­ nominzidenz.

10.2 · Mikro- und Makrohämaturie

Für jede Mikro- oder Makrohämaturie gilt deshalb als urologisches Diktum, dass sie bis zum Beweis des Ge­ genteils als Indiz für ein Karzinom des Urogenitaltraktes gewertet werden muss. Hierbei überwiegt der Anteil urothelialer Karzinome und bei diesen wiederum die Blasenkarzinome. Hämaturieintensität und Schwere der Erkrankung Wichtig ist die Frage, ob die hauptsächlich im angelsäch­ sischen Raum noch häufig angewandte Unterscheidung verschiedener Schweregrade einer Mikrohämaturie sinnvoll ist. Grundlage hierfür ist die mikroskopische Untersuchung des zentrifugierten Urins mit einer 400fachen Vergrößerung (10-Okular, 40-Objektiv) und die Auszählung der Erythrozyten pro Gesichtsfeldeinheit (. Abb. 10.2). Von vielen Autoren wird eine Mikrohä­ maturie als grenzwertig oder Grad I beim Vorhanden­ sein von 2–8 Erythrozyten pro Gesichtsfeld und als Grad II bei mindestens 10 oder mehr Erythrozyten pro Gesichtsfeld bezeichnet (Golin u. Howard 1980; Thiel et al. 1986; Mohr et al. 1986; Conzelmann et al. 1988). Diese Einteilung ist klinisch bedeutungslos. In einer Untersuchung an 1 000 Patienten zeigten Mariani et al. (1989) deutlich das Fehlen einer »unteren Sicherheits­ grenze« der Hämaturie (»no safe lower limit of hematu­ ria«). Auch andere Autoren (Carson et al. 1979; Britton et al. 1989; Messing et al. 1989, 1992) bestreiten jede Kor­ relation von »Hämaturiestärke« und Schwere der Er­ krankung. Howard u. Golin (1991) sprachen sogar von einem Versagen der Gradeinteilung der Mikrohämaturie als Mittel zur Bestimmung einer Risikogruppe für signi­ fikante urologische Erkrankungen. Entscheidend ist somit die Festlegung eines unteren Grenzwertes und eines ausreichend praktikablen und sensitiven Nachweisverfahrens. Darüber hinausgehende, aufwändige und exakte Quantifizierungen der Mikro­ hämaturie sind ohne praktischen Belang. Die schmerz­ lose Makrohämaturie gilt auch heute noch zweifelsfrei als Alarmsignal und ist mit einer höheren Wahrschein­ lichkeit für das Vorhandensein eines Malignoms verge­ sellschaftet. Hämaturie und Alter Die Inzidenz eines urothelialen Karzinoms bei Patienten unter 40 Jahren ist sehr gering. Deshalb wird der Wert einer invasiven Diagnostik bei einer asymptomatischen Mikrohämaturie für diese Patienten infrage gestellt. Eine bei 10 050 jüngeren Männern durchgeführte Vorsorge­ untersuchung ergab bei 165 Patienten eine Mikrohäma­ turie, wobei sich bei 24 vollständig untersuchten Pa­ tienten in einem Fall ein exophytischer Blasentumor fand (Ritchie et al. 1986). Die von den Autoren aufgrund

165

dessen geforderte komplette urologische Abklärung aller Patienten mit einer Mikrohämaturie unabhängig vom Alter veranlasste Jones et al. (1988), eine prospektive Stu­ die bei 100 Patienten unter 40 Jahren mit einer Mikro­ hämaturie durchzuführen. Zwar ließ sich in 32 Fällen eine Ursache der Mikrohämaturie feststellen, jedoch war lediglich in 3 Fällen die Zystoskopie zur Diagnosefin­ dung ausschlaggebend. Ein Malignom als Ursache der Mikrohämaturie fand sich in keinem Fall. Dem scheinen auch die Untersuchungen von Froom et al. (1984) zu entsprechen, die bei 1 000 jüngeren Angehörigen der israelischen Luftwaffe in einem Beobachtungszeitraum von 15 Jahren lediglich in einem Fall ein Karzinom fan­ den. Andererseits ist trotz der geringen Tumorinzidenz bei jungen Patienten bekannt, dass in bis zu 45% der Fälle der Tumor ein aggressives biologisches Verhalten hat (z. B. Witjes u. Debruyne 1989). Demzufolge er­ scheint auch bei jungen Patienten mit einer Hämaturie trotz einer geringeren Tumorinzidenz eine Zystoskopie erwägenswert und aufgrund minimal traumatisierender flexibler Endoskope zumutbar zu sein. Allerdings sollte bei einer persistierenden, asymptomatischen Mikrohä­ maturie keine regelmäßige invasive Diagnostik erfolgen, sondern eine Urinzytologie. Persistierende Mikrohämaturie – diagnostische Zurückhaltung Bei vielen Patienten mit einer Mikrohämaturie bleibt auch nach gründlicher Diagnostik die Genese ungeklärt. Es ergibt sich das praktisch relevante Problem der wei­ teren Nachsorge. Die vorgeschlagenen Strategien weisen in die Richtung einer diagnostischen Zurückhaltung im Falle einer unauffälligen Primärdiagnostik. Hierzu lie­ gen Verlaufsuntersuchungen vor, denen zufolge die pri­ mär unklare Ätiologie einer persistierenden, asympto­ matischen Mikrohämaturie nicht als Vorläufer einer pathologischen Transformation zu bewerten ist. Der wiederholte Einsatz einer aufwändigen Diagnostik scheint somit bei diesen Patienten nicht erforderlich. Rüttimann et al. (1990) haben 39 Patienten mit einer asymptomatischen Mikrohämaturie über einen Zeit­ raum von durchschnittlich 3,7 Jahren nachkontrolliert und fanden auch später keine therapiebedürftige Ur­ sache. Deshalb ist nach einer sorgfältigen ersten Ab­ klärung der wiederholte Einsatz einer aufwändigen ­Diagnostik nicht notwendig. Dem entsprechen auch die Daten von Howard u. Golin (1991) mit einer beeindru­ ckenden Langzeituntersuchung. Sie verfolgten ein Kol­ lektiv von 246 Patienten, die im Jahre 1980 wegen einer Mikrohämaturie abgeklärt worden waren (Golin u. ­Howard 1980), über 10 und 20 Jahre. Von den 191 Pa­ tienten, die zum damaligen Zeitpunkt ein urologisches Karzinom hatten, konnten 81% evaluiert werden. 87%

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166

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Kapitel 10 · Hämaturiediagnostik und Erythrozytenmorphologie

dieser Patienten hatten unverändert eine persistierende Mikrohämaturie. Keiner der insgesamt 155 Patienten (128 nachuntersucht, 27 während des Follow-up ohne Malignom gestorben) hatte ein Malignom entwickelt. Die Autoren kommen deshalb zu dem Schluss, dass eine persistierende Mikrohämaturie bei primär unauffälliger Diagnostik nur dann nochmals untersucht werden sollte, wenn sie symptomatisch wird. Demgegenber werden von anderen Autoren mit ei­ ner persistierenden Mikrohämaturie regelmäßige sono­ graphische und zystoskopische Kontrollen vorgeschla­ gen. Diese Strategie erscheint allerdings auch ökono­ misch fragwürdig. Murakami et al. (1990) untersuchten prospektiv 1 034 Patienten. Von den 246 Patienten mit einer Minimalläsion und den 563 Patienten mit einer unerklärbaren Mikrohämaturie konnten insgesamt 421 in 6-monatigen Intervallen nachuntersucht werden. In­ nerhalb von 3 Jahren wurde dann bei 3 Patienten ein Blasenkarzinom und bei einem Patienten ein Prostata­ karzinom entdeckt. Da sich im weiteren Follow-up kein weiteres Malignom mehr fand, empfehlen die Autoren bei Patienten mit einer asymptomatischen Mikro­ hämaturie ein auf 3 Jahre beschränktes Nachsorge­ programm. Möglicherweise spielt die Art der initialen Hämatu­ rie im Sinne einer Makrohämaturie eine wichtige Rolle. Rasmussen et al. (1988) verfolgten 93 Patienten mit einem Durchschnittsalter von 46 Jahren (16–84) über durchschnittlich 6 Jahre (6–360 Monate), bei denen pri­ mär keine Ursache der Blutung feststellbar war. 77 Pa­ tienten hatten eine Makro- und 16 Patienten eine Mikro­ hämaturie. Urologische Karzinome traten bei 7 von 38 Patienten mit einer neuerlichen Hämaturie, aber nur bei 1 von 36 Patienten ohne neuerliche Hämaturie auf. Des­ halb kommen die Autoren zu dem Schluss, dass bei Pa­ tienten mit wiederholter Hämaturie eine neuerliche Ab­ klärung sinnvoll sei. Auch wenn die Frage des weiteren Vorgehens bei persistierender asymptomatischer Mikrohämaturie wohl kaum definitiv geklärt werden kann, sprechen die neueren Daten dafür, bei primär unauffälligem Aus­ gangsbefund bei der weiteren Nachsorge zurückhaltend zu sein. Regelmäßige Urographien und Zystoskopien erscheinen überflüssig und sollten nur in begründeten Einzelfällen (z. B. Symptomatik, suspekte Urinzytologie, rezidivierende Makrohämaturie) erfolgen. Intermittierender Blutungscharakter von Urotheltumoren Zum Teil wird die Auffassung vertreten, die Vorausset­ zung zur Abklärung einer Hämaturie sei deren Persis­ tenz, und bei intermittierendem Auftreten könne das Symptom vernachlässigt werden (Hallwachs 1983). Dem

entspricht die Auffassung, eine Mikrohämaturie sollte vor der weiteren Abklärung zumindest ein zweites Mal bestätigt werden (Mariani et al. 1989). Eine kritische Auseinandersetzung mit dieser Auf­ fassung ist von großer Bedeutung, da die Gefahr des Übersehens urologischer Malignome besteht. In mehre­ ren Untersuchungen wurde eindeutig gezeigt, dass uro­ genitale Neoplasien nicht konstant, sondern intermittie­ rend bluten (Giudicelli et al. 1984; Britton et al. 1992; Messing et al. 1989; Wawroschek et al. 1996). Zudem muss man fragen, warum sich das Blutungsverhalten urothelialer Karzinome von demjenigen intestinaler Karzinome grundsätzlich unterscheiden soll, bei denen eine 3-fache Untersuchung auf okkultes Blut im Stuhl erfolgt. Ist eine der 3 Proben positiv, wird eine weitere Diagnostik angeraten. Giudicelli et al. (1984) zeigten bei 178 Patienten mit einer Mikrohämaturie, dass diese bei 137 (77%) inter­ mittierend auftrat. Allerdings hatten nur 3 Patienten ein Blasenkarzinom. In der Untersuchung von Britton et al. (1989) mit 578 Probanden, die einmal pro Woche über 10 Wochen ihren Urin untersuchten, zeigte sich bei 4 Patienten mit einem Blasenkarzinom ein intermittie­ render Blutungscharakter. In der Studie von Messing et al. (1989) hatten ebenfalls nur 5 Patienten einen inter­ mittierend blutenden Blasentumor. Mariani et al. (1989) fanden bei 65 von 1 000 untersuchten Patienten ein Harnblasenkarzinom, wobei »nur« 13 Patienten (20%) intermittierend bluteten. Britton et al. (1992) unter­ suchten 17 Blasentumorpatienten. Nur 12/17 Patienten (70,6%) hatten bei der Erstuntersuchung eine Mikro­ hämaturie, bei den restlichen 5 Patienten zeigte sich die Blutung erst in Nachfolgeuntersuchungen. Eine weitere ernsthafte Diskussion dieses Problems erfolgte durch Messing u. Vaillancourt (1990), die von 31 Blasentumor­ patienten jeweils 1–5 Urinproben untersuchen ließen. Hierbei hatten 26 Patienten (83,9%) eine Mikrohäma­ turie, die in 21 Fällen (67,8%) intermittierend war. Bei 5 Patienten (16,1%) zeigte sich keine Mikrohämatu­ rie, wobei alle ein oberflächliches pTa-Karzinom auf­ wiesen. Eine eigene Untersuchung (Wawroschek et al. 1998) bei 65 Patienten mit einem gesicherten Blasentumor er­ gab, dass bei 58 der 65 Patienten (89,2%) eine Mikrohä­ maturie bestand, die bei 23 Patienten (35,4%) intermit­ tierend auftrat. Bei der Erstuntersuchung hatten 70,7% der Patienten eine Mikrohämaturie. Von den 12 Pa­ tienten mit fehlender initialer Mikrohämaturie wiesen 8 Patienten einen oberflächlichen Blasentumor (pTa) auf, jedoch auch 4 Patienten ein infiltratives Karzinom (pT1, pT2, pT3) auf. Die weitere Analyse ergab, dass bei den 58 von 65 Blasentumorpatienten mit einer Mikro­ hämaturie die Nachweisrate mit zunehmender Anzahl

167

10.2 · Mikro- und Makrohämaturie

der durchgeführten Urinuntersuchungen anstieg. In der ersten Urinprobe waren 79,3% (n = 46) positiv, nach der 2. Untersuchung 87,9% (n = 51), nach der 3. Untersu­ chung 96,5% (n = 56) und nach der 4. Untersuchung 100% (n = 58). Somit ließ sich bei 58 von 65 Blasentu­ morpatienten durch 4 Urinuntersuchungen die Mikro­ hämaturie zumindest einmalig nachweisen. Die Diffe­ renz von 7 Patienten ergibt sich aufgrund der klinisch bekannten Tatsache, dass wenige Fälle von Urotheltu­ moren eine nur sehr niedrige Blutungsneigung aufwei­ sen (z. B. aufgrund eines soliden Wachstums). Es ist zu vermuten, dass diese Patienten auch durch häufigere Urinuntersuchungen nicht erfasst worden wären. Be­ zieht man die genannten Zahlen nun auf die Anzahl aller 65 Blasentumorpatienten, so war die Mikrohämaturie mit einer 1. Urintestung bei 70,7% (n = 46) nachweisbar, mit einer 2. Testung bei 78,5% (n = 51), mit einer 3. Tes­ tung bei 86,1% (n = 56) und mit einer 4. Testung bei 89,2% (n = 58). Diese Zahlen geben einen Anhalt dafür, wie oft eine Urintestung erforderlich ist, um trotz bzw. gerade we­ gen der intermittierenden Blutung ein Blasenkarzinom zu entdecken. Akzeptiert man, dass eine kleine Anzahl von Blasentumoren beispielsweise aufgrund ihres soli­ den Wachstums nur selten blutet, erscheint eine 3- bis 4-malige Testung des Urins als eine sinnvolle Anhalts­ zahl. In einer Befragung von Urologen hatte sich gezeigt, dass nur 58,1% der Urologen bei einer Mikrohämaturie unabhängig von einem Kontrollbefund eine weiterge­ hende Diagnostik einleiten, während 41,9% der Urolo­ gen die Invasivität der Diagnostik von dem Ergebnis der Kontrolluntersuchung abhängig machen (Roth et al. 1993a). Somit muss das Phänomen der intermittierenden Blutung von Urothelkarzinomen nicht nur auf der Seite der zuweisenden Allgemeinärzte und Internisten deut­ lich gemacht werden, sondern auch den weiterbehan­ delnden Urologen. In Anbetracht des intermittierenden Blutungs­ charakters von Blasentumoren muss jedem bewusst sein, dass auch eine nur einmalig aufgetretene bzw. nachge­ wiesene Mikrohämaturie Symptom eines Urothelkarzi­ noms sein kann (Messing u. Vaillancourt 1990; Messing et al. 1989; Howard u. Golin 1991; Wawroschek et al. 1998). Wird eine Mikrohämaturie erst dann weiter diag­ nostisch abgeklärt, wenn neben der initialen Befundung auch eine Kontrolluntersuchung positiv ist, kann dem­ entsprechend ein vorhandenes Karzinom verkannt wer­ den. Andererseits werden bei nur einmalig positivem Befund möglicherweise mehr überflüssige Untersu­ chungen durchgeführt, als wenn die Indikation zur Ab­ klärung von der Wiederholung eines positiven Befundes abhängig gemacht wird.

Entschließt man sich umgekehrt zur Urindiagnostik als Früherkennungsmaßnahme eines Urothelkarzinoms, sollte wegen des intermittierenden Blutungscharakter urothelialer Karzinome nicht nur eine ein-, sondern die mehrmalige Urintestung erfolgen. Wird aber beispiels­ weise ein junger (40 Jahre und jünger), gesunder Patient mit einem fraglich-positiven Befund oder einer Anam­ nese, die beispielsweise auf eine typische Sporthämaturie deutet, zur Abklärung geschickt, so scheint es im Um­ kehrschluss gerechtfertigt, im Falle einer mehrmalig ne­ gativen Urintestung von einer invasiven Diagnostik ab­ zusehen. 10.2.5





Empfehlungen der Amerikanischen Urologischen Fachgesellschaft zur Abklärung der asymptomatischen Mikrohämaturie

Die einzig derzeit verfügbare Leitlinie stellt einen prak­ tikablen Kompromiss zwischen diagnostischen Nihilis­ mus und Eskalation dar. Kontroversen bezüglich der Notwendigkeit einer auch invasiven Abklärung bestehen derzeit lediglich für den Fall der asymptomatischen Mi­ krohämaturie des jungen Patienten. Die symptomatische Mikrohämaturie ist schon alleine wegen der Notwendig­ keit, Symptome zu beseitigen, abklärungsbedürftig. Als Alarmsignal für das Vorliegen eines Malignoms gilt das gleiche für die schmerzlose Makrohämaturie. In der im Jahre 2001 erschienenen Publikation der Amerika­ nischen Urologischen Fachgesellschaft (Grossfeld et al. 2001) wird für das Vorliegen einer Mikrohämaturie der Nachweis von 3 oder mehr Erythrozyten je Gesichtsfeld in mindestens 2 von 3 Proben gefordert. Dies gilt aber nur für Patienten ohne Risikofaktoren für eine signifi­ kante Erkrankung. Bei Risikofaktoren (7 Übersicht 10.3) soll bereits ab einem Grenzwert von 1 Ery./GF die Abklärung erwogen und als indiziert betrachtet werden, bei einer einmaligen Hämaturie ab 3 Ery./GF. Außer­ gewöhnlich gewürdigt wird der Stellenwert der exfolia­ tiven Urinzytologie: Sie wird für notwendig erachtet bei allen Patienten mit Risikofaktoren für das Vorlie­ gen eines Urothelkarzinoms. Darüberhinaus kann sie an Stelle der Zystoskopie bei Patienten ohne Risiko­ faktoren  für das Vorliegen eines Urothelkarzinoms (7 Kap. 2) eingesetzt werden. Bei suspektem Befund wäre die invasive Abklärung dann aber obligat. Bezüg­ lich der Bildgebung der oberen Harnwege wird festge­ stellt, dass die gegenwärtige Datenlage es nicht erlaubt, evidenzbasierte Empfehlungen (Sonographie vs. IVU vs. CT vs. MRT) auszusprechen. Dementsprechend ist auch die alleinige Sonographie zur Abklärung des oberen Harntrakts akzeptiert.

10

168

Kapitel 10 · Hämaturiediagnostik und Erythrozytenmorphologie

Glomerulär-dysmorphe Erythrozyten

10.3

Übersicht 10.3. Risikofaktoren für eine klinisch bedeutsame Erkrankung bei asymptomatischer Mikrohämaturie. (Nach AUA Leitlinie) 4 Rauchen (auch in der Anamnese) 4 Berufliche Exposition mit Kanzerogenen (z. B. aromatische Amine) 4 Makrohämaturie (auch in der Anamnese) 4 Alter > 40 Jahre 4 Frühere urologische Erkrankung 4 Irritative Blasenentleerungsstörung (auch in der Anamnese) 4 Anamnestisch Harnwegsinfektionen 4 Analgetikaabusus 4 Vorherige Bestrahlung des Beckens 4 Cyclophosphamid



10.3.1

Morphologie

Nichtglomeruläre Erythrozyten Trotz des charakteristischen Aussehens der glomeru­ lären Erythrozyten ist auch eine Beschreibung nichtglo­ merulärer Formen erforderlich. Solche krankheitsunab­ hängigen Formveränderungen von Erythrozyten im Urin werden durch verschiedene Faktoren ausgelöst: Os­ molarität des Urins, unterschiedlich lange Verweildauer im Urin, mechanische Alteration beispielsweise infolge der Zentrifugation (. Abb. 10.4 a, b). Aus diesem Grund ist der Begriff der »Isomorphe« (Gleichförmigkeit) für nichtglomeruläre Erythrozyten ungeeignet und die neu­ trale Umschreibung »nichtglomerulär« vorzuziehen (Thiel et al. 1986).

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a

b

. Abb. 10.4 a, b.  Bereits 1872 zeigten Ultzmann und Hofmann in ihrem Atlas der Harnsedimente (a), dass sich nichtglomeruläre (normale) Erythrozyten aufgrund verschiedener Milieubedingungen und Positionen in der optischen Achse (vgl. Text) unterschiedlich geformt, d. h. dysmorph, darstellen können. Man erkennt deutlich Stechapfelformen, bikonkave und flach konfigurierte und quer ge­ lagerte, hantelförmige Erythrozyten. Auch in (b) (Papanicolaou-Färbung, 1 000-fache Vergrößerung) ist die Dysmorphie der nicht­ glomerulären (normalen) Erythrozyten deutlich erkennbar. Deshalb sollte der Begriff der dysmorphen Erythrozyten nicht mit dem der glomerulären Erythrozyten gleichgesetzt werden (. Kap. 10.3.1)

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10.3 · Glomerulär-dysmorphe Erythrozyten

a

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. Abb. 10.5a–d.  a Nichtglomeruläre (normale) Erythrozyten (Papanicolaou-Färbung, 1 000fache Vergrößerung) mit osmotisch bedingter Doppelrandstruktur (→). b Glomeruläre Erythrozyten mit typischer Ringstruktur (Papanicolaou-Färbung, 1 000-fache Vergrößerung). c Glomerulärer Erythrozyt (Ringform), mit Methylenblau gefärbt (1 000-fache Vergrößerung). d Schematische Darstellung nichtglomerulärer (normaler) Erythrozyten mit zartem Doppelrand im Vergleich zu »schwimmreifenförmigen« glomerulären Erythrozyten

Als potentielle Formvarianten der nichtglomeru­ lären Erythrozyten findet man: Doppelrandkonturen (. Abb. 10.5 a–d). Die Ausbildung

von Doppelrandstrukturen kommt häufig nach einer mehrstündigen Verweildauer der Erythrozyten im Urin vor. Im Unterschied zu den glomerulären Ringformen (. Abb. 10.5 b und c) ist dieser Doppelrand jedoch meist sehr zart (. Abb. 10.5 a); und insbesondere ist der Innen­ raum weiterhin mit Erythrozytenplasma ausgefüllt, es besteht also kein typischer Lochdefekt wie bei den glomerulären Ringformen.

Stechapfelformen (. Abb. 10.6 a–e). In hypertonem

Urin kommt es diffusionsbedingt zur Schrumpfung der Erythrozyten mit Ausbildung von »spikes« an der Ober­ fläche, den sog. Stechapfelformen (. Abb. 10.6 a). Diese Oberflächenveränderungen unterscheiden sich eben­ falls charakteristisch von glomerulären Veränderungen. Diese zeigen häufig zapfenförmige Ausstülpungen nach innen (. Abb. 10.6 b) und nach außen (. Abb. 10.6 c und d) mit schmaler Basis, die im Extremfall wie außen oder innen anhaftende Kugeln imponieren.

d

Scheibenformen (. Abb. 10.7). Im hypotonen Urin kommt es dagegen im Gefolge der osmotisch bedingten intrazellulären Flüssigkeitszunahme zur Zellvergröße­ rung. Die Erythrozyten erscheinen dann als homogenblasse Scheiben. Fältelungen (. Abb. 10.8). Mitunter finden sich bizarre Faltenformen, bei denen sich zentral eine hypodense Zone mit mercedessternförmig ausstrahlender Falten­ struktur zeigt. Insbesondere letztgenannte Erythro­ zyten dürfen wegen ihrer zentral-hypodensen Zone nicht mit glomerulären Ringstrukturen verwechselt werden. Seitlicher und schräger Strahlengang (. Abb. 10.9 a, b).

Zwar kommen die meisten Erythrozyten auf dem ­Objekttrger plan zu liegen und können »planimet­ risch« beurteilt werden, jedoch werden einzelne Ery­ throzyten seitlich oder schräg positioniert. Bei der ­seitlichen Lage stellen sich die Erythrozyten dann keu­ len- bzw. hantelförmig dar (. Abb. 10.9 a), während sie im schrägen Strahlengang haubenförmig erscheinen (. Abb. 10.9 a, b).

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170

Kapitel 10 · Hämaturiediagnostik und Erythrozytenmorphologie

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. Abb. 10.6 a–e.  a Nichtglomeruläre (normale) Erythrozyten mit typischer Stechapfelform und bikonkaver, dreidimensionaler Darstellung in der Interferenzkontrastmikroskopie, 900-fache Vergrößerung (die Aufnahme wurde freundlicherweise von Prof. Dr. H. Leyh, Garmisch-Partenkirchen zur Verfügung gestellt). b Glomerulärer Erythrozyt mit Endozapfen (→) neben unauffälligen, nichtglomerulären (normalen) Erythrozyten (Papanicolaou-Färbung, 1 000-fache Vergrößerung). c Glomeruläre Erythrozyten mit vesikelförmigen Exo­ zapfen (→); Papanicolaou-Färbung, 1 000-fache Vergrößerung. d Mit Methylenblau gefärbter glomerulärer Erythrozyt mit Exozapfen (1 000-fache Vergrößerung). e Schematischer Unterschied zwischen nichtglomerulären (normalen) Stechapfelformen (oben) und glomerulären Erythrozytenformen mit vesikelähnlichen Ausstülpungen (unten)

10.3 · Glomerulär-dysmorphe Erythrozyten

. Abb. 10.7.  Unterschied zwischen hypoosmolar verändertem, scheibenförmigem Erythrozyten (→) und Erythrozyten normaler Größe (7). Papanicolaou-Färbung, 1 000-fache Vergrößerung

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. Abb. 10.8.  Bizarr gefaltete nichtglomeruläre (normale) Erythrozyten mit scheinbarem zentralem Lochdefekt (→ , auch . Abb. 10.9 b). Papanicolaou-Färbung, 1 000-fache Vergrößerung

a

. Abb. 10.9a, b.  a Nichtglomeruläre (normale) Erythrozyten von der Schmalseite gesehen (hantelförmig) und schräg gelagert (haubenförmig). b Mehrere haubenförmige, nichtglomeruläre (normale) Erythrozyten (→). Papanicolaou-Färbung, 1 000-fache Vergrößerung

b

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Kapitel 10 · Hämaturiediagnostik und Erythrozytenmorphologie

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d . Abb. 10.10 a–f.  Glomerulär deformierte Erythrozyten (a) mit Ringformen (→) im Vergleich zu nichtglomerulären (normalen) Erythrozyten (b) in der Interferenzkontrastmikroskopie, 900-fache Vergrößerung (die Aufnahmen wurden freundlicherweise von Prof. Dr. H. Leyh, Garmisch-Partenkirchen zur Verfügung gestellt). (c) Typisch ringförmig (»Schwimmreifen«) deformierte glomeruläre Erythrozyten (→); Papanicolaou-Färbung, 1 000-fache Vergrößerung. (d, e) Seitlich gelagerte und im Querschnitt dargestellte glomeruläre Ringformen (→) mit peripher ringförmig gelagertem Zellvolumen und schmaler (»leerer«) Doppelmembran, die in der Aufsicht als Lochdefekt imponiert; Papanicolaou-Färbung, 1 000fache Vergrößerung. (f) Schematische Darstellung des Identifika­ tionskriteriums der scharfen inneren Kontur glomeruläärer Ringformen (rechts) im Vergleich zu regulär-bikonkaven Erythrozyten. Die gestrichelte ­Linie markiert die gewählte mikroskopische Schärfen­ebene

e

f

173

10.3 · Glomerulär-dysmorphe Erythrozyten

Glomeruläre Erythrozyten Seit der Erstbeschreibung der glomerulären Erythro­ zyten (Birch u. Fairley 1979) wurden unterschiedliche morphologische Klassifikationen versucht. Dem Ver­ such, die einzelnen Formen mit differenzierenden Eigen­ namen zu bezeichnen (Hildebrandt et al. 1988), wird jedoch berechtigterweise entgegengehalten, dass da­ durch das im Grunde einfache morphologische Phä­ nomen nur unnötigerweise kompliziert wird (Thiel et al. 1986). Als Hauptformen glomerulärer Erythrozyten finden sich: Ringformen (. Abb. 10.10 a–f ). Bei diesen am häufigsten

zu findenden, charakteristischen und für eine glome­ ruläre Hämaturie pathognomonischen Ringformen ist

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das Zellvolumen fast ausschließlich in der Peripherie der Zelle angeordnet, so dass die Erythrozyten ein »Schwimmreifenaussehen« erhalten (. Abb. 10.10 a und c). Obgleich die zentrale Öffnung mit dem Lochdefekt mikroskopisch wie ausgestanzt imponiert, spannt sich dort die Erythrozytenmembran als »leere« Doppelmem­ bran aus. Dies wird deutlich, wenn man die Ringformen mitunter in der Seitansicht auffindet und sie dann als Hantelstruktur erscheinen (. Abb. 10.10 d–f). Diese glomerulären Ringformen werden synonym auch als Anulozyten, »Willisauer Ringli« (Thiel et al. 1986) oder Peppermint-Erythrozyten bezeichnet. Die Unterscheidung dieser Ringformen von nicht­ glomerulären Erythrozyten beispielsweise mit einer ­zentral hypodensen Zone gelingt sicher mittels des Iden­

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c . Abb. 10.11 a–d.  Rasterelektronenmikroskop (a) und bei 1 000-facher Vergrößerung in der Phasenkontrastmikroskopie (b) (die Aufnahmen wurden freundlicherweise von Prof. Dr. H. Köhler von der Medizinischen Klinik der Universität Homburg/Saar zur Verfügung gestellt). (c) Glomeruläre Erythrozyten mit Ausstülpungen (Akanthozyten, →); Papanicolaou-Färbung, 1 000-fache Vergrößerung. (d) Die Vesikel können sowohl an Ringformen wie auch an Erythrozyten ohne »Lochdefekt« auftreten. In jedem Fall sind sie als Zeichen einer glomerulären Blutungsgenese zu werten. Ob eine glomeruläre Erkrankung vorliegt, hängt von dem quantitativen Verteilungsmuster ab (7 Kap. 10.3.3)

d

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Kapitel 10 · Hämaturiediagnostik und Erythrozytenmorphologie

tifikationskriteriums der scharfen inneren Kontur (. Abb. 10.10 f). Hierbei kann mit Hilfe der Mikrometerschraube (Einstellung der Schärfenebene) die innere Kontur eben­ so scharf eingestellt werden wie die gegenüberliegende Außenkontur. Dies ist bei normalen bikonkaven Ery­ throzyten nicht möglich (. Abb. 10.10 b, f). Vesikelformen (. Abb. 10.6 b–d und . Abb. 10.11 a–d).

Hierbei imponieren Membranausstülpungen unter­ schiedlichster Ausprägung, die isoliert wie auch in Kom­ bination mit glomerulären Ringformen auftreten kön­ nen. Diese Vesikel können verschiedene Größen und Formen besitzen und an der Außenkontur als Exozapfen oder Exokugeln und bei Ringformen zusätzlich als zen­ tral gerichtete Endozapfen oder Endokugeln auftreten.

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a

Destruierte Formen (. Abb. 10.12 a, b). Diese Erythro­ zyten sind vollkommen entrundet und können mit­ unter groteske Formen annehmen. Sie wirken oft wie zerdrückt oder zerschnitten. Das Ausmaß der Destruk­ tion geht dabei fließend von jenen Formen, die auch durch lange Lagerung nichtglomerulärer Erythrozyten erreicht werden kann, bis zu solchen Formen, die selbst durch extrem lange Lagerung nicht provoziert werden können.

10.3.2

An der Richtigkeit der hohen diagnostischen Treffsi­ cherheit mit Hilfe der glomerulär-dysmorphen Erythro­ zyten zur Feststellung einer glomerulären Erkrankung besteht heute kein Zweifel mehr. Fasset et al. konnten 1982 in einer blinden, kontrol­ lierten Studie mit 253 Patienten in 85% aufgrund der Erythrozytenstruktur eine korrekte Lokalisationsdia­ gnostik der Blutungsquelle treffen. Bei 115 Patienten mit dysmorphen Erythrozyten wurde eine Nierenbiopsie durchgeführt, die in allen Fällen die Diagnose einer Glo­ merulonephritis histologisch bestätigte. Birch et al. (1983) untersuchten 117 Patienten, von denen 87 eine Glomerulonephritis und 30 eine nichtglo­ meruläre Erkrankung hatten. Die glomeruläre Erkran­ kung wurde mit einer Sensitivität von 99% (86/87) und die nichtglomeruläre mit einer Spezifität von 93% (28/30) richtig diagnostiziert. Annähernd identische ­Resultate fanden Rizzoni et al. (1983) bei Kindern, deren Glomerulonephritis mit einer Sensitivität von 97% (63/65) und die nichtglomeruläre Blutungsursache mit einer Spezifität von 95% (39/41) richtig mit Hilfe der Erythrozytenmorphologie erkannt wurde. Die Arbeits­ gruppe von Fünfstück et al. (1989) zeigte eine Sensitivität von 94,8% (128/135) und eine Spezifität von 95,5% (69/75). 10.3.3

b . Abb. 10.12 a, b.  Glomerulär destruierte Erythrozyten (»Zwergformen«, →) schematisch (a) und in einer Papanicolaou-Färbung bei 1 000-facher Vergrößerung (b)

Sensitivität und Spezifität

Quantitative Grenzwerte

Immer wieder kontrovers wird die Frage diskutiert, welches quantitative Verteilungsmuster zwischen glo­ merulären und nichtglomerulären Erythrozyten für eine Diagnosestellung vorliegen muss. Bereits in ihrer Originalarbeit aus dem Jahre 1979 erwähnten Birch u. Fairley, dass auch bei gesunden Pa­ tienten Erythrozyten mit glomerulären Charakteristika zu finden sind. Nach Thiel et al. (1986) ist dies nicht verwunderlich, da keine andere Stelle der Harnwege so stark durchblutet ist wie der glomeruläre Kapillarfilter. Eine Überschlagsrechnung zeige, dass pro Milliarde Ery­

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10.3 · Glomerulär-dysmorphe Erythrozyten

throzyten, die ein Glomerulum passieren, 1 Erythrozyt physiologischerweise die glomeruläre Barriere durch­ breche. Dies dokumentiert einerseits die hohe Qualität des glomerulären Kapillarfilters, erklärt andererseits aber auch das physiologische Auftreten glomerulärer Erythrozytenformen im Urin. Bezüglich der Grenzziehung von glomerulärer und nichtglomerulärer Blutungsgenese, die von verschie­ denen Arbeitsgruppen unterschiedlich gehandhabt wird, muss einerseits bemerkt werden, dass der Methode der Erythrozytenmorphologie keine definitive Thera­ pieentscheidung, sondern »lediglich« eine wegweisende diagnostische Funktion zukommt. Da andererseits die Eindeutigkeit der Diagnose das Ausmaß der nachfol­ genden, häufig invasiven Diagnostik bestimmt, wird das Bedürfnis nach einer quantitativen Orientierung ver­ ständlich. Diagnostische Alternativen in Abhängigkeit von der Erythrozytenmorphologie Weiterführende Diagnostik in Abhängigkeit von der Blutungslokalisation: 4 Glomeruläre Blutung: nephrologische Diagnostik 4 Mischform: nephrologische und urologische Diag­ nostik 4 Nichtglomeruläre Blutung: urologische Diagnostik Sämtliche Arbeitsgruppen geben übereinstimmend an, dass es unabhängig von glomerulären Affektionen zu einem Auftreten von bis zu 20% dysmorpher Erythro­ zyten kommen kann. So fanden Fünfstück et al. (1989) bei 75 Patienten mit einer Urolithiasis 5,7 (±5,4%) dys­ morpher Erythrozyten und kommen im Rahmen der statistischen Häufigkeitsverteilung zu dem Ergebnis, dass bei einer nichtglomerulären Hämaturie bis zu 17% dysmorpher Erythrozyten zu erwarten sind. Die entscheidende prozentuale Grenze mit Festle­ gung auf eine glomeruläre Blutungsgenese wird unter­ schiedlich angegeben (. Übersicht 10.4). Während Thiel et al. (1986) bei mehr als 30% glomerulärer Erythrozyten von einer Glomerulopathie ausgehen (bzw. für die kli­

nische Praxis von mehr als 2 glomerulären Erythrozyten in jedem Gesichtsfeld bei einer 400-fachen Vergrößerung), ist der bei Kindern ermittelte Grenzwert von Rizzoni et al. (1983) mit 40% festgelegt worden. Demgegenüber ist der Grenzwert von anderen Ar­ beitsgruppen höher angesetzt worden. So gehen de ­Santo et al. (1987) und Leyh et al. (1986) ab 80% glomerulärer Erythrozyten von einer glomerulären Erkrankung aus, während Schramek et al. (1985) sogar eine 90%ige Inzi­ denz fordern. Fünfstück et al. (1989) ermittelten bei his­ tologisch gesicherten Glomerulonephritiden einen An­ teil von 90,5% (±7,4%) dysmorpher Erythrozyten, so dass sie unter Bercksichtigung der unteren Grenze des 95%-Vertrauensbereiches eine Inzidenz glomerulärer Erythrozyten von 75% als eindeutigen Hinweis auf eine glomeruläre Hämaturie werten. An einem großen Kollektiv von 300 Patienten, von denen 120 eine Glomerulonephritis und 54 eine intersti­ tielle Nephritis hatten, untersuchten Müller et al. (1989) die beeinflussenden Faktoren hinsichtlich der wechseln­ den quantitativen Grenzwerte. Hierbei zeigte sich einer­ seits, dass mit zunehmender Ausprägung der Hämaturie der Anteil der glomerulären Erythrozyten sank. So hat­ ten die Glomerulonephritispatienten mit einer geringen Hämaturie durchschnittlich 84,2% (±15,2%) und die Pa­ tienten mit einer deutlichen Hämaturie 50,9% (±5,2%) glomeruläre Erythrozyten im Sediment. Weiterhin nahm mit zunehmender Niereninsuffi­ zienz der Anteil der glomerulären Erythrozyten ab. So zeigten die Patienten mit mehr als 5,5 mg% Kreatinin im Serum 67,7% (±25,3%) und die Patienten unterhalb dieses Grenzwertes durchschnittlich 86,6% (±11,75%) glomeruläre Erythrozyten. Ein letzter die quantitative Verteilung beeinflussen­ der Parameter war die Aktivität der Glomerulonephritis (BSG, Proteinurie, Elektrophorese, Klinik). Dieses schon von van Iseghem et al. (1983) beschriebene Phänomen ergab, dass Patienten mit einer hohen Glomerulonephri­ tisaktivität mit 74,6% (±23,3%) weniger glomeruläre Erythrozyten hatten als diejenigen mit einer niedrigen Aktivität mit 86,0% (±12,3%).

Übersicht 10.4. Abklärung einer glomerulären Blutungsgenese Unsicher: Quantitative Grenzwerte der Erythrozytenmorphologie keine Glomerulonephritis 4 Unter 20% glomeruläre Erythrozyten: fragliche Glomerulopathie 4 20–50% glomeruläre Erythrozyten: dringender Verdacht auf Glomerulonephritis 4 50–75% glomeruläre Erythrozyten: sichere Glomerulonephritis 4 > als 80% glomeruläre Erythrozyten: Sicherer: Auftreten von glomerulären Vesikelformen (Akanthozyten) V. a. Glomerulonephritis 4 > als 5% aller Erythrozyten Vesikelform:

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Kapitel 10 · Hämaturiediagnostik und Erythrozytenmorphologie

Schuetz et al. (1985) fanden, dass ebenfalls durch eine wasser- oder furosemidinduzierte Diurese bei Pa­ tienten mit einer Glomerulonephritis der Anteil der glomerulären Erythrozyten von durchschnittlich 64% auf 19% sank. Eine sichere Aussage, ob eine glomeruläre Blutungs­ genese vorliegt, scheint sich mit Hilfe einer Auszählung der Vesikelformen (. Abb. 10.11) zu ergeben. Die Main­ zer Arbeitsgruppe um Köhler et al. (1991) untersuchte 351 Patienten mit einer Hämaturie und 33 gesunde Kontrollpersonen. 75 von 143 mit einer gesicherten Glomerulonephritis hatten mehr als 5% glomerulärer Vesikelformen (Akanthozyten) von allen Erythrozyten im Urin. Hieraus ergibt sich eine Sensitivität von 52%. Umgekehrt fand sich dieser Befund nur bei 4 von 187 Patienten ohne eine Glomerulonephritis, so dass sich eine hohe Spezifität von 98% ergab, d. h. Patienten ohne eine glomeruläre Erkrankung werden mit 98%iger Sicherheit erkannt.

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Beeinflussende Faktoren der Grenzwerte Verminderung des Anteiles glomerulärer Erythrozyten bei: 4 starker Diurese, 4 ausgeprägter Hämaturie, 4 zunehmender Niereninsuffizienz, 4 hoher Aktivität der Glomerulonephritis. 10.3.4





Ursachen der Erythrozytendysmorphie

Die Ursachen der glomerulären Erythrozytenverfor­ mung sind noch nicht geklärt. Hauptsächlich diskutiert werden neben der rein mechanisch bedingten Verfor­ mung der Erythrozyten bei der Passage des Glomeru­ lums toxische Membranschäden durch pathologisch­osmotische Gradienten oder Veränderungen durch ­lysosomale Leukozytenenzyme, die als Mediatoren im entzündlich veränderten Nierenparenchym gefunden werden (. Abb. 10.13). Die Theorie der mechanischen Verformung der Erythrozyten wurde durch Lin et al. (1983) und Fasset et al. (1982) präferiert. Hierbei sollen die Kapillar­ spalten der glomerulären Basalmembran derart ge­ schädigt sein, dass es sowohl zum vermehrten als auch formverändernd wirkenden Übertritt der Erythrozyten in das Hohlsystem der Bowmann-Kapsel kommt. Lin et al. (1983) zeigen in ihrer Arbeit mehrere elektronen­ mikroskopische Bilder mit einem Durchtritt von Ery­ throzyten durch solche »Kapillarlöcher«, vergleichbar einer traumatisierenden »Nadelöhrpassage« (Thiel et al. 1986).

. Abb. 10.13.  Mögliche Ursachen der Entstehung glomerulärer Erythrozyten

Demgegenber unterstützen andere Autoren (Birch et al. 1983; Schuetz et al. 1985) die Theorie, dass es im Rahmen der tubulären und glomerulären Passage zu schädigenden Einflüssen auf die Erythrozytenmembran kommt. Ursache sollen pathologische Änderungen von pH-Wert und Osmolarität sein. Madsen et al. (1982) zeigten, dass die Zellen des postglomerulären Tubulussystems eine phagozytotische Potenz besitzen. Ihrer Ansicht nach kommt es bei der Passage glomerulär filtrierter Erythrozyten zu einer Membranschädigung und damit einer Morphologiever­ änderung durch abgesonderte Lysozyme. Schramek et al. (1989) berichteten von glomerulären Erythrozytenveränderungen in vitro, die von denjenigen in vivo nicht zu trennen sind, indem Erythrozyten un­ terschiedlichen osmotischen Gradienten ausgesetzt wurden. Die hierdurch erzeugten glomerulären Verän­ derungen kamen allerdings nur zur Darstellung, wenn die Erythrozyten zusätzlich in ein hämolytisches Milieu gegeben wurden. Die Autoren machen demzufolge ei­ nen Intrinsic-Faktor der lytischen Erythrozyten für die Dysmorphie verantwortlich.

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10.4 · Mikroskopische Darstellung glomerulärer Erythrozyten

10.4



Mikroskopische Darstellung glomerulärer Erythrozyten

10.4.1

Untersuchungszeitpunkt

Weltweit galt bislang die Forderung nach einer sofor­ tigen Untersuchung des frischen Urins mit einer maxi­ malen Verzögerung von 1 h zur Diagnostik glomerulärer Erythrozyten als obligat. Grund dieser Forderung nach einer Sofort(Instant)-Diagnostik war die Befürchtung, dass es aufgrund der autolytischen Potenz des Urins zur lytischen Veränderung der glomerulären Erythrozyten und damit zur Einschränkung der Aussagefähigkeit der Untersuchung kommt. Diese Tatsache bedingt jedoch im praktischen und klinischen Ablauf erhebliche Probleme, da ein Zwang zur Sofortdiagnostik resultiert. Einerseits ist die Integra­ tion der sofortigen mikroskopischen Untersuchung in den Arbeitsablauf nicht immer möglich, und anderer­ seits besteht keine Möglichkeit des Urinversands zur Erstellung einer Referenzzytologie. Seit den Untersuchungen von Roth et al. (1991) steht fest, dass eine Konservierung (Thiomersal) des Urins über mehrere Tage möglich ist, ohne dass sich die Struk­ tur der glomerulären Erythrozyten verändert. Somit kann der Urin außer der sofortigen Beurteilung auch zeitversetzt analysiert oder im Bedarfsfall an einen Refe­ renzzytologen versandt werden. 10.4.2





Phasenkontrast- und Interferenz­- mikroskopie

Bedingt durch die relative Einfachheit der Methode blieb die Hauptuntersuchungsmethode der glomerulären Erythrozyten die Doppelkontrastdarstellung mit der Phasenkontrastmikroskopie (. Abb. 10.11 b und 10.14). Hierbei wird der zentrifugierte Urin auf einen Objekt­ träger gegeben und nach Abdeckung mit einem Deck­ glas mit einer speziellen Mikroskopeinrichtung unter 400-facher Vergrößerung (40-Objektiv, 10-Okular) ana­ lysiert (7 Kap. 7). Die Kontraststeigerung, die durch einen Eingriff an den Beugungsmaxima des entstehenden mikrosko­ pischen Bildes erfolgt, lässt die Phasenunterschiede als Helligkeitsunterschiede sichtbar werden. Um die Ery­ throzyten, wie auch um sonstige korpuskuläre Urinbe­ standteile, erscheinen »helle Höfe«, die der Kontrast­ steigerung entsprechen (. Abb. 10.11 b und 10.14). Die ebenfalls mögliche Darstellung mittels der Inter­ ferenzkontrastmikroskopie bietet ein reliefartiges Bild der Erythrozyten (. Abb. 10.6 a und . Abb. 10.10 a, b). Auch wenn die Aussagefähigkeit derjenigen der Pha­

. Abb. 10.14.  Phasenkontrastmikroskopie (400-fache Vergrößerung) einer glomerulären Hämaturie. Man erkennt Ringformen mit vesikelförmigen Ausstülpungen (→) und einen glomerulärringförmigen Erythrozyten in unmittelbarer Nachbarschaft eines normalen, nichtglomerulären Erythrozyten (7) (die Aufnahme wurde freundlicherweise von Prof. Dr. H. Köhler, Homburg/Saar zur Verfügung gestellt)

senkontrastmikroskopie vergleichbar ist (Leyh et al. 1986), ist die Anwendung Instituten mit entsprechender Geräteausstattung vorbehalten. 10.4.3

Schnellfärbeverfahren

Der Nachteil der Phasenkontrastmikroskopie ist die er­ forderliche spezielle Ausrüstung des Mikroskops. Arbei­ ten von Schuster et al. (1985) und Hauglustaine et al. (1982) haben gezeigt, dass die glomerulären Erythro­ zyten auch mittels Schnellfärbeverfahren darstellbar sind. Hierbei können sowohl Sedimentfärbungen (z.B. MD-Kova-Farbstofflösung; 7 Kap. 7) als auch die Me­ thylenblaufärbung (. Abb. 10.5 c und 10.6 d) verwendet werden. Vorgefärbte Objektträger (Testsimplets) fär­ ben die Erythrozyten nur schwach an, so dass die Beur­ teilung auch bei einer Makrohämaturie möglich ist. 10.4.4





Alkoholische Färbungen (Papanicolaou)

Die Arbeiten von Roth et al. (1991) haben gezeigt, dass die glomerulären Erythrozyten trotz des bekannten Dehydra­ tationseffektes von Alkohol auch bei der alkoholischen Papanicolaou-Färbung ihre charakteristischen Struktur­ merkmale behalten. Somit ist auch die Papanicolaou-Fär­ bung, die unverändert als Standardfärbung der Urinzyto­ logie angesehen wird, zum Nachweis einer glomerulären Blutungsgenese geeignet (. Abb. 10.15–10.17).

10

178

Kapitel 10 · Hämaturiediagnostik und Erythrozytenmorphologie

a

b . Abb. 10.15 a, b.  Dysmorphe, jedoch nichtglomeruläre (normale) Erythrozyten in 400-facher (a) und 1 000-facher Vergrößerung (b). Papanicolaou-Färbung

10

b

a . Abb. 10.16a, b.  Dysmorphe glomeruläre Erythrozyten in 400 facher (a) und 1 000-facher Vergrößerung (b). Papanicolaou-Färbung

Dies ist praktisch relevant, da im Rahmen der Abklä­ rung einer Mikrohämaturie die onkologische Urinzyto­ logie mit der Erythrozytenmorphologie in einem Ar­ beitsgang erfolgen kann. 10.4.5





Automatisierte Erythrozyten­- messung (Autoanalyzer-Technik)

Erstmals wurde 1986 durch Shichiri et al. berichtet, dass glomeruläre Erythrozyten auch mittels eines automati­

sierten »coulter counter« ausgezählt werden konnten. Diese »coulter« messen das Zellvolumen. Das Prinzip besteht in der Einzelpassage von Zellen durch einen La­ serstrahl, der dann partiell durch die Zellen absorbiert wird. Das Volumen der Zellen ist proportional der Licht­ absorption. Hierdurch kann eine Verteilungskurve von Volumen und Anzahl der gezählten Zellen ermittelt und ausgedruckt werden. Sayer et al. (1990) untersuchten 100 Patienten, wobei die Hälfte der Patienten eine glomeruläre Erkrankung hatten. Mittels des automatisierten Verfahrens konnten

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10.4 · Mikroskopische Darstellung glomerulärer Erythrozyten

10

b

a . Abb. 10.17a, b.  Beispiele einer Hämaturie glomerulärer Genese mit numerisch pathognomonischem Anteil glomerulärer Erythro­ zyten. Papanicolaou-Färbung, 1 000-fache Vergrößerung

97% der glomerulären bzw. nichtglomerulären Hämatu­ rietypen bestimmt werden. Auch Banks et al. (1989) konnten bei einer Untersuchung von 42 Patienten, von denen 21 eine glomeruläre Erkrankung hatten, alle 21 Patienten mit einer glomerulären Blutungsursache er­ mitteln. Bei den Patienten mit einer Glomerulonephritis war in allen Fällen das mittlere korpuskuläre Volumen (MCV) der Erythrozyten im Urin im Verhältnis zu den eigenen venösen Erythrozyten kleiner, wogegen bei Pa­ tienten mit einer nichtglomerulären Hämaturie die Urinerythrozyten größer als die venösen Erythrozyten waren. Die Methode ist zwar »objektiv«, jedoch aufwändig und störanfällig. So wird durch Veränderungen der Urin­ osmolarität und durch eine vorangegangene ESWL die Erythrozytenmorphologie derart verändert, dass die Er­ gebnisse der automatisierten erythrozytären Volumen­ bestimmung verfälscht werden (Tiritzin et al. 1991). Hierzu kann jedoch bemerkt werden, dass bei einer vo­ rangegangenen ESWL die Genese einer Hämaturie nicht abgeklärt werden muss. Ein praktisches Problem ist al­ lerdings, dass im Urin Plattenepithelien vorhanden sind, die die Kapillaren der »coulter« verstopfen können.

Es muss abgewartet werden, ob der technische Auf­ wand der automatisierten Bestimmung des Erythro­ zytenvolumens einen Gewinn an Objektivität darstellt. Zudem erscheint es im Zusammenhang mit den Ergeb­ nissen von Köhler et al. (1991) fraglich, ob die »coulter« die glomerulären Vesikelformen als wichtigen Indikator einer glomerulären Blutungsgenese differenziert beur­ teilen können. 10.4.6

Zusammenfassung

Die Untersuchung auf glomeruläre Erythrozyten kann bei einer abklärungspflichtigen Mikrohämaturie in den Routineablauf der onkologischen Urinzytologie inte­ griert werden. Dies betrifft sowohl die Möglichkeit der Sofortdiagnostik mit Schnellfärbeverfahren als auch ihre uneingeschränkte Beurteilbarkeit im Rahmen einer zeit­ verzögerten, weil urinkonservierten und damit besser in den Arbeitsablauf integrierbaren Second-look-Zytologie. Da die glomerulären Erythrozyten auch bei der alko­ holischen Färbung nach Papanicolaou ihre Struktur­ merkmale behalten, ist eine Archivierung bzw. Doku­

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Kapitel 10 · Hämaturiediagnostik und Erythrozytenmorphologie

mentation möglich. Dies hat nicht nur wissenschaftliche Konsequenzen hinsichtlich einer eventuellen späteren Aufarbeitung, sondern erlaubt darüber hinaus eine do­ kumentierbare individuelle Verlaufskontrolle. Sowohl die potentielle Urinkonservierung als auch die Möglichkeit haltbarer Alkoholfärbungen erlaubt im Bedarfsfall einen Versand und demzufolge die Einho­ lung einer Referenzzytologie, ggf. im Zusammenhang mit der onkologischen Urinzytologie. 10.5



10

Glomeruläre Erythrozyturie: Praktische Konsequenzen

Wesentliches Kriterium hinsichtlich der praktischen Konsequenzen im Falle einer glomerulären Erythrozy­ turie sind die bereits oben genannten (7 Kap. 10.3.3) quantitativen Verhältnisse. Liegt ein Anteil von weniger als 20% glomerulärer Erythrozyten vor, ist eine glome­ ruläre Blutungsursache auf dem Boden einer Glomeru­ lonephritis zwar möglich, aber keinesfalls bewiesen. Die Wahrscheinlichkeit für eine glomeruläre Blutungsgene­ se ist ab 50% glomerulärer Formen hoch. Ob auf eine urologische invasive Diagnostik verzichtet wird, muss individuell – insbesondere unter Berücksichtigung von Risikofaktoren für ein urotheliales Karzinom – entschie­ den werden. Sicherer erscheint die Berücksichtigung des Anteils glomerulärer Vesikelformen, da diese in der Re­ gel eindeutiger zu identifizieren sind. Haben mehr als 5% der ausgeschiedenen Erythrozyten eine glomeruläre Vesikelform (Akanthozyten), hat der Patient mit 52%iger Wahrscheinlichkeit eine Glomerulonephritis. Liegen weniger als 5% Akanthozyten vor, ist eine Glomerulone­ phritis zu 98% ausgeschlossen (Köhler et al. 1991). Lie­ gen ausreichende Verdachtsmomente für eine glomeru­ läre Erkrankung zugrunde, sollte eine weitere nephrolo­ gische Diagnostik und Therapie erfolgen. Das alleinige Auftreten glomerulärer Erythrozyten im Urin impliziert wegen fehlender klinischer Konsequenzen nicht auto­ matisch eine Nierenbiopsie. Ergänzende diagnostische Parameter Trotz der relativ hohen Sensitivität und Spezifität der Methode der Erythrozytenmorphologie ist diese Unter­ suchung keinesfalls diagnostisch ausreichend. Sie sollte vielmehr dazu beitragen, die Patienten dann weiterge­ hend nephrologisch abklären zu lassen. Um eine zusätz­ liche Sicherheit hinsichtlich des Vorliegens einer glome­ rulären Blutungsgenese zu haben, kann eine Einschät­ zung der nephritischen Aktivität erfolgen. Bereits 1957 stellten Brod u. Benesova einen Ver­ gleich zwischen klinischem und histologisch-morpholo­ gischem Aktivitätsfaktor an. Es zeigte sich, dass die kli­

nische Aktivität einer Glomerulonephritis mit dem Grad der Proteinurie, Hämaturie, Leukozyten- und Zylinder­ ausscheidung in den Urin und der Ausprägung der Blut­ senkungsgeschwindigkeit (BSG) korreliert. Sind 3 dieser 5 betrachteten Parameter hochgradig pathologisch, ist eine hohe entzündliche Aktivität im Glomerulum wahr­ scheinlich, sind 4 oder alle 5 Parameter hoch-positiv, ist eine hohe nephritische Aktivität beinahe sicher (. Abb. 10.18). Der Urologe kann unabhängig von der Erythro­ zytenmorphologie eine Beurteilung der Hämaturie und Leukozyturie vornehmen. Da der quantitativen und qualitativen Proteinuriediagnostik (7 Kap 10.2.2) in der weiteren Diagnostik und Therapie der Glomerulone­ phritiden eine entscheidende Bedeutung zukommt, er­ scheint eine exakte Quantifizierung der Hämaturiestär­ ke und der Leukozyturie mittels aufwändiger Zählkam­ mermethoden von fraglichem Nutzen (Lamberts 1982). Eine Zusatzinformation ist der potentielle Nachweis von Zylindern im Urin (Sediment), die mit Ausnahme einzelner hyaliner Zylinder eine renale Erkrankung si­ gnalisieren. In der Untersuchung von Köhler et al. (1991) war das Auftreten von Erythrozytenzylindern hochspezifisch (97%), hatte aber eine geringe Sensitivi­ tät (24%). Voraussetzung für eine solche Zylinderurie ist eine Proteinurie, die als »Kittsubstanz« der korpus­ kulären Zusammenballung dient. Die Erythrozytenzy­

•

3 von 5 Parametern pathologisch: Glomerulopathie wahrscheinlich

•

4 von 5 Parametern pathologisch: Glomerulopathie sicher! . Abb. 10.18.  Außer der Erythrozytenmorphologie können zusätzliche Parameter bestimmt werden, um die evtl. glomeruläre Genese einer persistierenden Mikrohämaturie zu erfassen. Der »nephritische Aktivitätsindex« bestimmt außer dem Alter die weitere nephrologische Diagnostik und Therapie

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Literatur

linder entstehen durch Auflagerung der Erythrozyten auf eine mehr oder weniger dichte eiweißhaltige Sub­ stanz. Sie beweisen eine renale Hämaturiegenese und werden insbesondere bei Glomerulonephritiden und vaskulären Erkrankungen gefunden (Althof u. Ochs 1982). Die Angaben hinsichtlich der Inzidenz solcher Erythrozytenzylinder schwanken zwischen 22 und 66% (Fasset et al. 1982; Rizzoni et al. 1983; Birch et al. 1983). 10.6

Schlussfolgerung

Die Konfrontation des Urologen mit dem Problem der persistierenden Mikrohämaturie erfordert einen ratio­ nellen und rationalen diagnostischen Stufenplan (»least invasive, most revealing and least expensive diagnos­ tic«). Die generelle Durchführung einer patienteninva­ siven und kostenintensiven Diagnostik ist insbesondere bei jüngeren Patienten und Kindern nicht sinnvoll, so dass die Möglichkeiten einer orientierenden Basisdia­ gnostik ausgeschöpft werden müssen. Die Beurteilung der Erythrozytenmorphologie ist auf­ grund ihrer beachtlichen Sensitivität und Spezifität bei einfacher Durchführbarkeit als »Wegweiser« von he­ rausragender Bedeutung und oft ein Nebeneffekt der onkologischen Urinzytologie. Literatur Addis T (1925) A clinical classification of Bright‘s disease. J Am Med Assoc 85: 163 Althof S, Ochs H-G (1982) Mikroskopische Untersuchung des Harnsediments. In: Losse H, Renner E (Hrsg) Klinische Nephrologie, Bd 1. Thieme, Stuttgart New York, S 142–154 Amrein R, Reber H, Widmer LK, Thlen H (1979) Normalwerte für die Ausscheidung von Erythrozyten und Leukozyten im 2-Stunden-Urin. Ärztl Lab 25: 117–123 Arm JP, Peile EB, Rainford DJ, Strike PW, Tettmar RE (1986) Significance of dipstick haematuria. 1. Correlation with microscopy of the urine. Br J Urol 58: 211–217 Banks RA, Reynolds S, Hanbury D (1989) Identification of the source of haematuria by automated measurement of red cell volume. Br J Urol 64: 45–48 Bauer H-W, Haase W, Sieck R (1981) Neue diagnostische Möglichkeiten der Urinsedimentanalyse mit dem MD-KOVA-System. Urologe B 21: 295–299 BGA (1991) Bundesgesundheitsamt – Schätzung 1991. Dtsch Ärztebl 91, H 13, April 1994, B-678 Birch DF, Fairley KF (1979) Haematuria: Glomerular or nonglomerular? Lancet II: 845–846 Birch DF, Fairley KF, Whitworth JA, Forbes IK, Fairley JK, Cheshire GR, Ryan GB (1983) Urinary erythrocyte morphology in the diagnosis of glomerular hematuria. Clin Nephrol 20: 78–84 Britton JP, Dowell AC, Whelan P (1989) Dipstick haematuria in bladder cancer in men over 60: results of a community study. Br Med J 299: 1010–1012 Britton JP, Dowell AC, Whealan P, Harris CM (1992) A community study of bladder cancer screening by the detection of occult urinary bleeding. J Urol 148: 788–790

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Kapitel 10 · Hämaturiediagnostik und Erythrozytenmorphologie

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A Addis-Count  164 Adenom, nephrogenes  19 Akanthozyten  176, 180 Amine, aromatische  13 Analgetikaabusus  12, 168 Antikörper, monoklonaler  8 Antiserum  8 Anulozyten  173 Atypie  32

B Bakteriurie  83 Balkannephropathie  24 BCG-Instillation  21, 117 Becherzellen  17 Berufsgenossenschaft 13 Bildanalyse  144 Bildzytometrie  6 Bilharziose  26, 126 – Bilharzia-Urozystitis  22 Blasenkarzinogene  25 Blasentumor (7 Harnblasenkarzinom) – Berufskrankheit  13, 24, 25 – Früherkennung  137 – Resektion  110 – Screening  137 BLCA-4  139 Blutgruppenantigen  143 Bourne-Test  125 Brunn-Zellnester  17 BTA-Test  138 Bürstentechnik  52

C Carcinoma in situ  10, 11, 32, 36, 45 – Grading  34 Carcyt-Ul-System  60 Chemotherapie, intravesikale  41, 115 Chlornaphazin  25 Chromatindarstellung – bei Atypie (Dysplasie)  71 – bei Malignität  71 Condylomata acuminata  128 coulter counter  178

Cyclamat  26 Cyclophosphamid  25 CYFRA 21-1  142 Cystitis – chronische, interstitielle (Hunner)    21 – cystica  17, 18 – glandularis  17, 19

D Döderlein-Bakterien  82 Durchflusszytometrie  6, 7, 144 Dysplasie  32, 34 – tumorimitierende  94

E Eisessig  55 Erythrozyten – Anulozyten  173 – destruierte Formen  174 – Doppelrandkonturen  169 – Dysmorphie, Ursachen  176 – Fältelungen  169 – glomeruläre  169, 172, 173 – Morphologie  6, 56, 158, 175, 180, 181 – – Sensitivität  174 – – Spezifität  174 – nichtglomeruläre  168–170 – Peppermint-Erythrozyten  173 – Scheibenformen  169 – Stechapfelformen  169, 170 – Vesikelformen  174 – Willisauer Ringli  173 Erythrozyturie  158 Eulenaugenzellen  127 exfoliative Zytologie  2 extravesikale Infiltration  132

F Färbeartefakt  88 Färbeverfahren – Carcyt  74 – Giemsa-Schnellfärbung  62

– Hämatoxylin-Eosin  35 – Hemacolor  49, 63, 74 – May-Grünwald/Giemsa (Pappenheim)  63 – Methylenblau  49, 61, 73 – Papanicolaou  49, 64, 75, 177 – Pappenheim  63 – Sangodiff  62, 75 – Sedimentfärbung (Sedicolor)  61, 75 – Szczepanik (Cytocolor)  64 – Testsimplets-Färbung  62, 73, 177 Feldkanzerisierung  32 Feuchtfixierung  55 Fibrin  141 Fibrinspaltprodukte  141 FISH, 7 Fluoreszenz-in-situ-Hybridi­ sierung Fistel, vesikoenterale  125 Fluoreszenzendoskopie  32 Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH)  8, 145

G Gadeholt-Count  164 genetische Stabilität  27 genomische Hybridisierung  27 Gesichtsfeld-Methode  162, 163 Giardia lamblia  3 Giemsa-Schnellfärbung  62 Glomerulonephritis  158, 159 Grading, urinzytologisches – Sensitivität  43 – Spezifität  43

H Hämaturie  158 – allgemeine Diagnostik  159 – Differenzialdiagnostik  159 – Makro-/Mikrohämaturie  12, 138 Hämoglobinurie  158 Hämolyse  56 Harnblase – Adenokarzinom  26 – Bilharziose  26, 126 – Plattenepithelkarzinom  24, 26, 133 – Urachuskarzinom  26

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Harnblasenkarzinom – Adenokarzinom  26 – Ätiologie  24 – Berufserkrankung  13, 24, 25 – Carcinoma in situ  28 – Epidemiologie  24 – histopathologisches Grading  27 – Inzidenz  24 – Karzinogene  24, 25 – Klassifikation  26 – – nach UICC  27 – Phenacetinabusus  24 – Plattenepithelkarzinom  24, 26,   133 – Prävalenz  24 – Risikofaktoren  24 – Urachuskarzinom  26 – Zigarettenkonsum  24 Harnblasenpapillom  19 Hemacolor-Färbung  63 Herpes-Zystitis  129 Histomorphologie  32 HPV-Infektion  128 – antivirale Therapie  131 Hyaluronidase  140 Hyaluronsäure  140 Hybridisierung, genomische  27 Hyperchromasie  85

I Ileum – Conduit  124 – Neoblase  123 ImmunoCyt (uCt+) Test  144 Immunzytologie  7, 136, 143 Infiltration, extravesikale  132 Instabilität, genetische  36 Instillationstherapie  115 Interferenzmikroskopie  177 intravesikale Chemotherapie  41,   115 invertiertes Papillom  19

K Karzinogene, chemische  25 Karzinogenexposition  12 Karzinom, neuroendokrines  132

Karzinomurine  136 Keratohyalinkörperchen  88 Kern-Plasma-Relation  41 Koilozyten  128 Kontrastmittel  86 KOVA-System  161, 163 Krebsstatistik  10

L Lamblia intestinalis, 7 Giardia lamblia Laser-Vaporisation  109 Leukozyturie  81, 82 Lewis-X-Antigen  143

M Makrohämaturie  12, 138 Malignitätsbeurteilung, Standardi­ sierung  44 Malignitätskriterien, zytologische    41, 42 Materialgewinnung – Spontanurin  48 – Spülzytologie  48 – Urethralavage  48 Matrixprotein  137 – nukleäres (NMP) – – NMP22  139 Matula  2 Mayers Albumin  55 May-Grünwald/Giemsa-Färbung (Pappenheim)  63 Mehrkernigkeit  41 Membranfiltertechnik  6, 57, 59 Metaplasie, Definition  18 Methylenblau  49, 61, 73 Mikrohämaturie  12, 138 – asymptomatische  167 – AUA-Leitlinie  167 – Nachweisverfahren  161 – persistierende  165 Mikrosatellitenanalyse  145 Mikrosedimentmethode  164 Münchhausen-Syndrom  160 Myoglobinurie  158

N negativer prädiktiver Wert (NPW)    148 nephrogenes Adenom  19 neuroendokrines Karzinom  132 Nierenbeckenkarzinom  107 Nierentransplantat-Abstoßungs­ reaktion  127 Nierenzystenpunktat  130 NMP, 7 nukleäres Matrixprotein NPW, 7 negativer prädiktiver Wert nukleäres Matrixprotein (NMP) – NMP22  139

P Papanicolaou-Färbung  49, 64, 75, 177 Pappenheim-Färbung  63 Papillom, invertiertes  19 Paracetamol  12 Phasenkontrastmikroskopie  4, 49,   60, 177 Phenacetin  25 Phenacetinabusus  12, 24 Photosensitizer  32 Pilzinfekt  84 Polyäthylenglykol  55 Poly-L-Lysin  55 Porphyrinurie  158 positiver prädiktiver Wert (PPW)    147 PPW, 7 positiver prädiktiver Wert Proteinurie  160, 180 Proteomics  142 Punktionszytologie  53 PUNLMP  26, 32, 43 Pyelogramm  86

R Reaktion, zytotoxische  115 reaktive Vakuolisierung  116 Referenzzytologie  177 retrograde Spülung  106 Riesenzelle  106

A–R

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S Saccharin  26 Sangodiff-Färbung  62 Schistosoma haematobium  126 Sedimentfärbung (Sedicolor)  61, 75 Sensitivität  146, 147 Spezifität  146, 147 Spindelzellen  132 Sporthämaturie  159, 167 Sprayfixierung  55 Spülung, retrograde  106 Spülzytologie  105 – der Urethra  11, 52 Strahlenzystitis  22 Survivin  140 Szczepanik-Färbung  64

T Telomerase  141 Testsimplets-Färbung  62, 73, 177 Teststreifen – Sensitivität  161 – Spezifität  161 Thin-Prep-Technik  58, 59 Thiomersal  54, 177 Toxoplasmose  127 TPA-Test  142 Tumorimitation  83 – durch Lithiasis  88 – durch retrograde Spülzytologie    107

U Übergangsepithel, 7 Urothel Ureterstumpfkarzinom  108 Urethra, Spülzytologie  11, 52 Urethralavage – Normalbefund  112 – positiver Befund  114 – suspekter Befund  113

Urethrastumpfrezidiv  114 Urethrektomie  11 Urinfixierung  53 Urinmarker  136 – Sensitivität  146, 147, 149 – Spezifität  146, 147, 150 – Wertigkeit  148 Urinzytologie – Indikationen  10 – Sensitivität  10 – Spezifität  10 urinzytologisches Grading – Sensitivität  43 – Spezifität  43 Urocystitis glandularis  18 Urocystitis tuberculosa  21 Urogramm  86 Urolithiasis  94 – Dysplasie  79 Uroskopie  2 Urothel – Adenokarzinom  19 – akute unspezifische Entzündung    20 – Atrophie  22 – Basalmembran  17 – Basalzellen  40, 41, 44, 76 – chronisch, mechanische Belastung    20 – chronische Entzündung  20 – Deckzellen  40, 41, 44 – einfache Hyperplasie  20 – Hyperplasie  33 – Intermediärzellen  41 – intestinale Metaplasie  18 – mehrschichtiges Epithel  40 – Metaplasie  35 – Normalzytologie  76, 77 – Plattenepithelmetaplasie  18 – Proliferationen  18 – reaktive Atypie  35 – regelrechtes  16 – Regenschirmzellen (umbrella cells)  16, 76 – Schildzellen  76 – Superfizialzellen  16, 76 – Tumoren, Klassifikation  36 – Variantenreichtum  76

– Zylinderepithelmetaplasie  18 Urotheltumoren, zytologisch – entdifferenziert (GIII/High grade/ Carcinoma in situ)  100–102 – hochdifferenziert (GI/Low grade)  89–92 – mittelgradig differenziert (GII/High grade)  95–97

V Vakuolisierung, reaktive  116 vesikoenterale Fistel  125 Virozyten  129 Vorsorgeuntersuchung, arbeits­ medizinische  13

W Weißlichtendoskopie  32

Z Zählkammermethode  163, 164 Zellanreicherung  6, 56 Zelldegeneration, zytotoxische    116 Zellfixierung  53 Zelllyse  87 Zellschrumpfung  71 Zystenwandkarzinom  130 Zytokeratin  137, 142 zytologische Malignitätskriterien    41, 42 Zytologie, exfoliative  2 Zytomegalie  127 Zytophotometrie  6 Zytoplasma  41 – Vakuolisierung  121 zytotoxische – Reaktion  115 – Zelldegeneration  116