Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Info
Verfasst von:
W. Stöcker
Publiziert am: 18.12.2017

Autoantikörper gegen Zellkerne

Autoantikörper gegen Zellkerne
Synonym(e)
Autoantikörper gegen Zellkerne; ANA; ANF (antinukleäre Faktoren)
Englischer Begriff
antinuclear autoantibodies
Definition
Autoantikörper, die sich gegen Antigene des Zellkerns richten. Bei der Bezeichnung dieser Autoantigene hat man sich entweder nach biochemischen Merkmalen gerichtet (DNA, Histone, Ribonukleoproteine: RNP) oder nach mit den Autoantikörpern assoziierten Krankheiten (SS-A, SS-B: Sjögren-Syndrom, Antigene A und B; PM-Scl: Polymyositis, progressive Systemsklerose), manchmal aber auch nach dem Namen der Patienten, bei denen die Antikörper zuerst beschrieben wurden (Sm, Ro, La) (s. folgende Tabelle).
Autoantigene des Zellkerns:
 
Polynukleotide
Doppelstrang-DNA, Einzelstrang-DNA, RNA
H1, H2A, H2B, H3, H4, H2A-H2B-Komplex
Ribonukleoproteine
U1-nRNP, Sm, SS-A (Ro), SS-B (La)
Antigene des Nukleolus
U3-nRNP/Fibrillarin, RNA-Polymerase I, PM-Scl (PM-1), 7-2-RNP (To), 4-6-S-RNA, NOR-90 (Nukleolus-Organisator)
Zentromere
Kinetochor-Proteine
Weitere Proteine
Scl-70, PCNA (Cyclin I), Kerngranula, Ku, Mi-2, Lamine, Lamin-B-Rezeptoren
Funktion – Pathophysiologie
Die Bedeutung der Zellkernantikörper ist zwar für die Diagnostik vieler Autoimmunkrankheiten gut belegt, ihre Rolle in der Pathogenese ist aber, abgesehen beispielsweise von den Autoantikörpern gegen Doppelstrang-DNA, in den meisten Fällen noch unklar.
Untersuchungsmaterial
Serum, Plasma, Liquor.
Probenstabilität
Autoantikörper sind bei +4 °C bis zu 2 Wochen lang beständig, bei −20 °C über Monate und Jahre hinweg.
Analytik
Goldstandard für die Bestimmung der Autoantikörper gegen Zellkerne (ANA) ist der indirekte Immunfluoreszenztest (IIFT, Immunfluoreszenz, indirekte) mit humanen Epithelzellen (HEp-2) und Primatenleber (s. folgende Abbildungen), der für seine hohe Spezifität bekannt ist – positive und negative Proben ergeben einen großen Signalunterschied, weil man bei der mikroskopischen Auswertung genau feststellen kann, wie sich ein Indikator-Farbstoff (in der Regel Fluoreszein) in einem Gewebe oder in Zellen verteilt. Für jeden gebundenen Autoantikörper ergibt sich ein typisches Fluoreszenzmuster, je nach Lokalisation der einzelnen Autoantigene.
Autoantikörper gegen Zellkerne, indirekte Immunfluoreszenz mit Substrat HEp-2-Zellen (Muster homogen):
Autoantikörper gegen Zellkerne, indirekte Immunfluoreszenz mit Substrat Primatenleber (Muster homogen):
Bei einem positiven Resultat setzt man zur endgültigen Differenzierung Testsubstrate mit definierten Einzelantigenen, wie Enzymimmunoassay, (Enzyme-linked Immunosorbentassay, Chemilumineszenz-Immunoassay) oder Immunblot (Linienblot) ein. Die alleinige Verwendung dieser monospezifischen Testmethoden reicht für die Bestimmung der Autoantikörper gegen Zellkerne nicht aus, da bisher nicht alle relevanten Antigene in aufgereinigter Form verfügbar sind. Auch zur Kontrolle ihrer Plausibilität ist immer ein IIFT parallel zu monospezifischen Tests durchzuführen.
Referenzbereich – Erwachsene
Negativ.
Diagnostische Wertigkeit
Autoantikörper gegen Zellkerne (ANA) im Serum von Patienten sind ein charakteristischer Befund bei vielen Erkrankungen, vor allem (aber nicht ausschließlich) des rheumatischen Formenkreises. Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die im Vordergrund stehenden Erkrankungen.
ANA-Prävalenz bei ausgewählten Krankheiten:
Autoimmunerkrankung
Prävalenz Autoantikörper gegen Zellkerne (%)
Systemischer Lupus erythemathodes (SLE), aktiv
95–100
SLE, inaktiv
60–80
Medikamenten-induzierter Lupus erythematodes
100
Mischkollagenose (MCTD, Sharp-Syndrom)
100
20–40
Sonstige rheumatische Erkrankungen
20–50
Progressive Systemsklerose
85–95
30–50
70–80
Chronisch-aktive Hepatitis
30–40
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Der Nachweis von ANA stellt für viele Autoimmunerkrankungen ein wesentliches Diagnostikum dar. Antikörper gegen nukleäre Antigene sind gegen verschiedene Zellkernbestandteile (biochemische Substanzen des Zellkerns) gerichtet. Diese umfassen die Nukleinsäuren, Zellkernproteine und Ribonukleoproteine. Die Häufigkeit antinukleärer Antikörper bei entzündlichen rheumatischen Erkrankungen liegt zwischen 20 und 100 %. Folglich ist die differenzierte Antikörperdiagnostik gegen nukleäre Antigene zur Identifizierung der einzelnen rheumatischen Erkrankungen und zur Abgrenzung gegenüber anderen Autoimmunerkrankungen unabdingbar.
Systemischer Lupus erythematodes
Beim systemischen Lupus erythematodes (SLE; Synonym: Lupus erythematodes disseminatus, LED) gilt der Nachweis der Autoantikörper gegen Doppelstrang-DNA als wichtigstes Kriterium für die Diagnose (s. folgende Tabelle).
Autoantikörper bei systemischem Lupus erythematodes:
Doppelstrang-DNA
60–90
50–70
Einzelstrang-DNA
70–95
RNA
50
RNA-Helicase A
6
50–80
U1-nRNP
15–40
Sm
5–40
SS-A (Ro)
20–60
SS-B (La)
10–20
Cyclin (PCNA)
3
Ku
10
Ribosomale P-Proteine
10
(Hsp-90: Hitzeschock-Protein, 90 kDA)
(50)
(40–60)
Ro-52
38
Immunkomplexe aus Doppelstrang-DNA und entsprechenden Autoantikörpern verursachen Gewebeschäden in Subkutis, Nieren und anderen Organen. Der Antikörpertiter korreliert mit der Krankheitsaktivität. Ebenso gelten Autoantikörper gegen Sm als pathognomonisch für den SLE. Daneben sind bei dieser Krankheit Autoantikörper gegen weitere Polynukleotide, Ribonukleotide, Histone und andere Antigene des Zellkerns nachweisbar.
Beim medikamenteninduzierten Lupus erythematodes mit den Symptomen Arthralgien, Arthritis, Exanthem, Serositis, Myalgien, Leber- und Milzvergrößerung treten konstant Autoantikörper gegen Histone auf. Diese reversible Form des SLE kann ausgelöst werden durch Antibiotika (z. B. Penicillin, Streptomycin, Tetracycline), Chemotherapeutika (z. B. INH, Sulfonamide), Antiepileptika (z. B. Phenytoin, Hydantoine), Antiarrhythmika (z. B. Procainamid, Practolol), Antihypertensiva (z. B. Reserpin, Hydralazin), Psychopharmaka (z. B. Chlorpromacin), Thyreostatika (z. B. Thiouracilderivate), antirheumatische Basistherapeutika (z. B. Gold, D-Penicillamin) und andere wie z. B. Kontrazeptiva und Allopurinol.
Sharp-Syndrom
Beim Sharp-Syndrom („mixed connective tissue disease“, MCTD; Mischkollagenose) sind hohe Titer an Autoantikörper gegen U1-RNP charakteristisch. Der Antikörpertiter korreliert mit der Krankheitsaktivität (s. folgende Tabelle).
Autoantikörper beim Sharp-Syndrom (Mischkollagenosen, MCTD):
U1-nRNP
95–100
Einzelstrang-DNA
20–50
Ro-52
19
Rheumatoide Arthritis
Bei rheumatoider Arthritis werden bei bis zur Hälfte der Patientenseren Autoantikörper gegen Histone festgestellt, seltener finden sich Titer gegen U1-nRNP. Antikörper gegen RANA („rheumatoid arthritis nuclear antigen“) sind mit HEp-2-Zellen nicht nachweisbar (s. folgende Tabelle).
Zellkern-Autoantikörper bei rheumatoider Arthritis:
15–50
Einzelstrang-DNA
8
U1-nRNP
3
(RANA)
(90–95)
Progressive Systemsklerose
Die progressive Systemsklerose (progressive systemische Sklerodermie, PSS; Sklerodermie) kann sich in 2 nicht immer eindeutig gegeneinander abgrenzbaren Formen manifestieren. Bisher wurden bei der diffusen Form vor allem Autoantikörper gegen Scl-70 sowie Autoantikörper gegen RNA-Polymerase III (RP11, RP155) und Fibrillarin beobachtet. Autoantikörper gegen Zentromere (CENP-A, CENP-B) sind mit der limitierten Form der PSS assoziiert (s. folgende Tabelle und Abbildung).
Zellkern-Autoantikörper bei progressiver Systemsklerose:
Diffuse Form
Scl-70
25–75
RNA-Polymerase III (RP11, RP155)
5–20
Ku (bei Overlap-Syndrom mit Polymyositis/Dermatomyositis)
<5 (25–50)
Fibrillarin
5–10
PM-Scl (PM-1)
(75-kDa/100-kDa-Hauptantigen)
13
(10/7)
Ro-52
28
NOR-90 (Nukleolus-Organisatorregion)
Selten
PDGFR (platelet-derived growth factor receptor)
Selten
Limitierte Form
Zentromere
80–95
7-2-RNP (Th/To)
Selten
Klinische Erscheinungsformen der progressiven Systemsklerose und assoziierte Autoantigene (s. a. Myositis-spezifische Autoantikörper):
Polymyositis/Dermatomyositis
Autoantikörper gegen PM-Scl treten bei Polymyositis und Dermatomyositis auf. Auch andere Zellkern-Antikörper (Mi-2, Ku) und Autoantikörper gegen Jo-1 (Autoantikörper gegen Aminoacyl-t-RNS-Synthetase) können bei diesen Erkrankungen nachgewiesen werden (s. folgende Tabelle).
Zellkern-Autoantikörper bei Polymyositis und Dermatomyositis:
PM-Scl (PM-1)
(bei Overlap-Syndrom mit progressiver Systemsklerose)
8–15
(24–55)
Jo-1 (Histidyl-tRNA-Synthetase)
25–35
Mi-2
5–30
Ku
(bei Overlap-Syndrom mit progressiver Systemsklerose)
5–10
(25–50)
Einzelstrang-DNA
40–50
PL-7 (Threonyl-tRNA-Synthetase)
4
PL-12 (Alanyl-tRNA-Synthetase)
3
Ro-52
30
Sjögren-Syndrom
Beim primären Sjögren-Syndrom treten Autoantikörper gegen SS-A und Autoantikörper gegen SS-B auf, vorwiegend miteinander kombiniert. Zusätzlich können Autoantikörper gegen Speicheldrüsenausführungsgänge bei 40–60 % der Fälle vorliegen (s. folgende Tabelle).
Zellkern-Autoantikörper bei Sjögren-Syndrom:
SS-A (Ro)
40–95
SS-B (La)
40–95
Einzelstrang-DNA
13
(RANA)
(70)
(60–80)
Ro-52
81
Primär biliäre Cholangitis (früher: primär biliäre Zirrhose)
Neben Autoantikörper gegen Mitochondrien sind mit der primär biliären Cholangitis eine Reihe von Autoantikörpern gegen Zellkerne assoziiert, die teilweise als pathognomonisch anzusehen sind; s. a. PBC-assoziierte antinukleäre Autoantikörper (PBCNA). Darüber hinaus findet man bei PBC auch häufig Autoantikörper gegen SS-A und Autoantikörper gegen Zentromere, die beide, wie auch die Autoantikörper gegen Glykoprotein 210, auf eine ungünstigere Prognose hinweisen (s. folgende Tabelle).
Zellkern-Autoantikörper bei primär biliärer Cholangitis:
Nucleardots
25–40
Kernmembran (GP 210)
20–40
SS-A
20
Zentromere
20–30
Ro-52
27
Auch bei subjektiv gesund erscheinenden Personen können Autoantikörper gegen Zellkerne nachgewiesen werden, mit einer Prävalenz von 5 % und meistens niedrigen Titern. Die wichtigsten mit Autoantikörpern gegen Zellkerne assoziierten Krankheiten fasst Tab. 1 zusammen.
Tab. 1
Zellkern-Autoantikörper bei den wichtigsten assoziierten Erkrankungen
Krankheit
Prävalenz (%)
Doppelstrang-DNA
60–90
Einzelstrang-DNA
Systemischer Lupus erythematodes
70–95
Medikamenten-induzierter Lupus erythematodes
60
Mischkollagenose (MCTD, Sharp-Syndrom)
20–50
40–50
8–14
RNA
Systemischer Lupus erythematodes
50
Sklerodermie, Sjögren-Syndrom
65
Medikamenten-induzierter Lupus erythematodes
95
Systemischer Lupus erythematodes
50-80
Rheumatoide Arthritis
15–50
U1-nRNP
Mischkollagenose (MCTD, Sharp-Syndrom)
95–100
Systemischer Lupus erythematodes
15–40
Rheumatoide Arthritis
3
Sm
Systemischer Lupus erythematodes
5–40
SS-A (Ro)
Sjögren-Syndrom
40–95
Systemischer Lupus erythematodes
20–60
Neonatales Lupus-Syndrom
100
SS-B (La)
Sjögren-Syndrom
40–95
Systemischer Lupus erythematodes
10–20
Fibrillarin
Progressive Systemsklerose, diffuse Form
5–10
RNA-Polymerase III
Progressive Systemsklerose, diffuse Form
5-20
RNA-Helikase
Systemischer Lupus erythematodes
6
PM-Scl (PM-1)
Polymyositis/Dermatomyositis
8–15
Overlap-Syndrom (Poly-/Dermatomyositis und progressiver Systemsklerose)
24–55
Progressive Systemsklerose (diffuse Form)
13
Zentromere
Progressive Systemsklerose (limitierte Form)
80–95
Scl-70
Progressive Systemsklerose (diffuse Form)
25–75
Cyclin (PCNA)
Systemischer Lupus erythematodes
3
Ku
Systemischer Lupus erythematodes
10
Overlap-Syndrom (Poly-/Dermatomyositis und progressive Systemsklerose)
25–50
Mi-2
Dermatomyositis
5–30
Autoantikörper gegen DFS70 reagieren ebenfalls mit HEp-2-Zellen im IIFT und verursachen ein dicht feingranuläres Fluoreszenzmuster im Nukleoplasma, das vom homogenen und granulären Muster anderer ANA unterschieden werden muss. Die Antikörper sind nicht krankheitsspezifisch und treten auch bei Gesunden auf. Ein positiver Anti-DFS70-Befund kann aber zumindest einen Teil der ANA-Muster im indirekten Immunfluoreszenztest erklären, die keinen krankheitsrelevanten ANA zugeordnet werden können.
Antikörper gegen Bestandteile des Zytoplasmas der HEp-2-Zellen sind am Immunfluoreszenzmuster nicht immer eindeutig differenzierbar. Nur wenige Zytoplasma-reaktive Antikörper lassen sich einer bestimmten Krankheit zuordnen – unter anderem Autoantikörper gegen Mitochondrien bei primär biliärer Cholangitis und gegen die Proteine PL-7 und PL-12 bei Polymyositis und Dermatomyositis. Weitere seltene Antikörper bei Polymyositis sind gegen u. a. OJ, EJ und Signal-Erkennungspartikel gerichtet. Andere zytoplasmatische Antikörper wie z. B. gegen Ribosomen, Golgi-Apparat, Lysosomen und Zytoskelettanteile wie Actin (Autoantikörper gegen glatte Muskulatur), Vimentin (Autoantikörper gegen Sa) oder Zytokeratine sind von untergeordneter klinischer Bedeutung. Auch der diagnostische Nutzen Mitose-assoziierter Antigene (Autoantikörper gegen Mitose-assoziierte Antigene) ist noch nicht endgültig geklärt. Die Zusammenschau der aufgeführten Argumente belegt die herausragende immunologische Relevanz und den damit verbundenen diagnostischen Wert der Autoantikörper gegen Zellkerne.
Literatur
Agmon-Levin N, Damoiseaux J, Kallenberg C, Sack U, Witte T, Herold M et al (2014) International recommendations for the assessment of autoantibodies to cellular antigens referred to as anti-nuclear antibodies. Ann Rheum Dis 73(1):17–23CrossRefPubMed
Fritzler MJ (1993) Autoantibodies in scleroderma. J Dermatol 20:257–268CrossRefPubMed
Genth E, Mierau R (1995) Diagnostische Bedeutung Sklerodermie- und Myositis-assoziierter Autoantikörper. Z Rheumatol 54:39–49PubMed
Schlumberger W, Olbrich S, Müller-Kunert E, Stöcker W (1994) Autoantikörper-Diagnostik mit der Substratkombination: Humane Epithelzellen (HEp-2) und Primatenleber. Differenzierung der Antikörper durch Enzymimmuntests. Eigenverlag der EUROIMMUN AG, Lübeck
Schlumberger W, Meyer W, Proost S, Dähnrich C, Müller-Kunert E, Sonnenberg K, Olbrich S, Stöcker W (1995) The new EUROBLOT technology: differentiation of autoantibodies against cell nuclei. Eur J Clin Chem Clin Biochem 33:A68–A69
Suer W, Dähnrich C, Schlumberger W, Stöcker W (2004) Autoantibodies in SLE but not in scleroderma react with protein-stripped nucleosomes. J Autoimmun 22:325–334CrossRefPubMed
Tan EM, Chan EKL, Sullivan KF, Rubin RL (1988) Antinuclear antibodies (ANAs): diagnostically specific immune markers and clues toward the understanding of systemic autoimmunity. Clin Immunol Immunopathol 47:121–141CrossRefPubMed
Yamasaki Y, Narain S, Yoshida H, Hernandez L, Barker T, Hahn PC, Sobel ES, Segal MS, Richards HB, Chan EK, Reeves WH, Satoh M (2007) Autoantibodies to RNA helicase A: a new serologic marker of early lupus. Arthritis Rheum 56:596–604CrossRefPubMed