Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
T. Arndt

Carbohydrate-deficient transferrin

Carbohydrate-deficient transferrin
Synonym(e)
CDT; Kohlenhydrat-defizientesTransferrin; Sialinsäure-defizientes Transferrin
Englischer Begriff
carbohydrate-deficient transferrin; sialic acid-deficient transferrin; CDT
Definition
CDT ist die Summe der unter chronischem Alkoholmissbrauch in erhöhter Serumkonzentration vorliegenden Kohlenhydrat-defizienten Transferrinisoformen:
CDT = Asialotransferrin + Monosialotransferrin + Disialotransferrin.
Struktur
Transferrin ist ein Glykoprotein mit 1 Polypeptid- und 2 Kohlenhydratketten. Die Polypeptidkette setzt sich aus 2 homologen Einheiten mit 336 (N-terminale Domäne) und 333 (C-terminale Domäne) Aminosäuren zusammen. In diese ist je eine Eisenbindungsstelle integriert. Die Kohlenhydratketten sind über je eine Asparaginsäure-Aminogruppe in der C-terminalen Domäne der Polypeptidkette des Transferrinmoleküls verankert.
Das Transferrinmolekül zeigt schon unter physiologischen Bedingungen eine ausgeprägte Mikroheterogenität. Diese beruht auf unterschiedlicher Eisenbeladung (Fe0-, Fe1N-, Fe1C- und Fe2-Transferrine), unterschiedlicher Kohlenhydratstruktur (Asialo- bis Octasialotransferrine) und Modifikationen in der Aminosäuresequenz (genetische Transferrinvarianten) (Abb. 1).
Molmasse
Ca. 80 kDa, in Abhängigkeit von der Kohlenhydratstruktur des Transferrinmoleküls um ca. 10 % differierend.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Der Anstieg der CDT-Serumkonzentration beruht offenbar auf Ethanol- und/oder Acetaldehyd-induzierten Synthesestörungen der Transferrin-N-Glykane. So wurden verminderte Aktivitäten der an der Kohlenhydratkettensynthese beteiligten Enzyme auf der Basis erniedrigter mRNA-Konzentrationen und erhöhte Aktivitäten von N-Glykan abbauenden Enzymen gefunden. Ethanol-induzierte Veränderungen der CDT-Clearance von Leber und Niere sind als Ursachen für den CDT-Anstieg weitestgehend ausgeschlossen. Als kritischer Alkoholkonsum für einen CDT-Anstieg gilt eine minimale Aufnahme von 50–80 g Ethanol/Tag an wenigstens 7 aufeinanderfolgenden Tagen.
Halbwertszeit
Ca. 14 Tage.
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
Serum. Venöse Blutentnahme.
Probenstabilität
Raumtemperatur 30 Stunden, 4 °C 7 Tage, −22 °C Jahre. Ein Anstieg des Serum-CDT um 25 % nach 3 Tagen bei Raumtemperatur (u. U. durch die Wirkung bakterieller Sialidasen) wurde beobachtet. Andere Autoren fanden einen signifikanten Anstieg des CDT in der bei Raumtemperatur gelagerten Vollblutprobe erst nach ca. 6 Tagen. Wiederholtes Einfrieren und Auftauen war ohne signifikanten Einfluss auf das Serum-CDT.
Präanalytik
Serum (0,1–1,0 mL in Abhängigkeit von der Analysenmethode), keine spezielle Patientenvorbereitung, Plasma ist für einige Testsysteme nicht oder eingeschränkt geeignet (Störung der CDT- und Nicht-CDT-Fraktionierung)
Analytik
Die HPLC gilt derzeit als Referenz- und am weitesten verbreitete Methode der CDT-Analytik (Abb. 2). Eine noch bessere Auflösung (Trennleistung) hat die Isoelektrische Fokussierung (IEF), die allerdings eher im Forschungslabor zum Einsatz kommt (Abb. 3). Kommerziell verfügbar sind außerdem Applikationen für Kapillarelektrophorese, Säulenchromatographie zur Trennung von CDT- und Nicht-CDT-Isoformen mit anschließendem Immunoassay und ein direkter Immunoassay mit Antikörpern gegen CDT.
Eine Trennung von CDT-Isoformen und Nicht-CDT-Isoformen mit identischem isoelektrischen Punkt bzw. sehr ähnlichem chromatographischen Elutionsverhalten wird erreicht, indem in einem ersten Analyseschritt durch Zugabe einer Fe3+-Lösung eine einheitliche (gesättigte) Transferrin-Eisenbeladung eingestellt wird, sodass alle Transferrin als Fe2-Isoformen vorliegen.
Konventionelle Einheit
mg/L, U/L (historisch), CDT/Transferrin-Quotient in %.
Internationale Einheit
mg/L, % des Gesamttransferrins.
Umrechnungsfaktor zw. konv. u. int. Einheit
Per Definition entspricht 1 U/L = 1 mg/L (historisch).
Referenzbereich – Erwachsene
CDT-Referenzbereiche und Entscheidungsgrenzen sind stark abhängig von den Analysenmethoden. Als Entscheidungsgrenzen werden oft Graubereiche angewandt. Der Graubereich des CDT/Transferrin-Quotienten ist geschlechtsunabhängig. Er beträgt für die derzeit am häufigsten eingesetzten Tests 2,5–3,0 % (Immunoassay) bzw. 1,75–2,50% (HPLC), für eine Kapillarelektrophorese-Applikation nur 1,3 %. Eine Umrechnung von Messergebnissen verschiedener Tests auf ein Bezugssystem ist aufgrund der Spezifitätsunterschiede der verfügbaren CDT-Tests nicht möglich. Die Angabe als absolute CDT-Konzentration ist unüblich (u. a. wegen fehlender Transferrinisoformen-Standards).
Referenzbereich – Kinder
Im Alter von <2 bis14 Jahren keine Unterschiede zu Erwachsenen.
Indikation
  • Compliance- und Therapiekontrolle bei Alkohol- und/oder Drogenabhängigen
  • Nachweis eines chronischen Alkoholmissbrauchs (in Arbeits-, Rechts- und Verkehrsmedizin, bei internistischen und chirurgischen Fragestellungen)
  • Objektivierung eines Verdachts auf chronischen Alkoholmissbrauch bei negativem Befragungsbefund und/oder normaler γ-Glutamyltransferase aktivität (GGT)
  • Differenzierung Alkohol- und Medikamenten-induzierter Erhöhungen der GGT-Serumaktivität
  • Pränataldiagnostik einer potenziellen Alkoholexposition
  • Präoperative Erkennung von Risikopatienten
  • Post-mortem-Diagnostik eines chronischen Alkoholmissbrauchs
  • Screening auf „congenital disorders of glycosylation“ (frühere Nomenklatur CDG-Syndrom) mit HPLC
Interpretation
  • Auch unter lebenslanger Ethanolabstinenz werden keine Null-CDT-Werte erreicht. Der individuelle (normale) CDT-Wert sagt nichts über die Ethanoltrinkgewohnheiten und -menge aus. Eine Person mit z. B. 1,2 % CDT (HPLC-Methode) trinkt nicht zwingend mehr oder gar doppelt so viel Ethanol wie eine Person mit 0,6 % CDT (HPLC).
  • Eine Korrelation zwischen der CDT- und der TransferrinSerumkonzentration konnte im Allgemeinen nicht nachgewiesen werden. Es wird deshalb zumeist der CDT/Transferrin-Quotient ermittelt.
  • Es besteht keine Korrelation zwischen absoluten oder relativen CDT-Konzentrationen und der (häufig zur Detektion eines Alkoholmissbrauchs bestimmten) GGT-Aktivität im Serum. Die Parallelbestimmung von CDT und GGT zum Nachweis eines chronischen Alkoholmissbrauchs ist deshalb sinnvoll. Dabei ist CDT die signifikant spezifischere und die GGT-Aktivität die empfindlichere Kenngröße.
  • Die rechnerische Verknüpfung von CDT und GGT als γ-CDT hat sich nicht durchgesetzt.
  • Mit immunologischen Methoden erhobene positive CDT-Befunde sind, in Analogie zur Vorgehensweise bei Drogenuntersuchungen (Drogenscreening), durch ein physikochemisches Verfahren, z. B. HPLC, zu bestätigen. Diese verfügen über eine höhere Spezifität und visualisieren/dokumentieren zudem das Transferrinisoformenmuster.
  • Genetische Transferrin-D-Varianten können falsch positive, genetische Transferrin-B-Varianten falsch negative CDT-Befunde verursachen. Bei Einsatz einer HPLC-Analytik werden solche Varianten jedoch regelmäßig erkannt.
  • CDT ist unbeeinflusst von Pharmaka.
  • Berichte über erhöhte CDT-Befunde während Schwangerschaft bedürfen einer statistisch validen Überprüfung.
  • Erblich bedingte Glykosylierungsstörungen („congenital disorders of glycosylation“, frühere Bezeichnung CDG-Syndrom) können hinsichtlich Alkoholmissbrauch zu falsch positiven CDT-Befunden führen. Es handelt sich hierbei um eine genetisch bedingte, generalisierte Störung der Synthese der Kohlenhydratstruktur der Glykoproteine. CDG-Patienten (Erstdiagnose zumeist nach Geburt oder im Frühkindalter) zeigen im Serum u. a. Transferrrinisoformen-Muster die jenen von Patienten mit chronischem Alkoholmissbrauch gleichen, d. h. mit ausgeprägten Disialo- und Asialotransferrin-Fraktionen. Eine HPLC-CDT-Analyse wird deshalb nicht selten zum Screening auf CDG veranlasst.
  • Falsch positive CDT-Befunde können bei fortgeschrittenen Lebererkrankungen (Zirrhose, Hepatitiden) auftreten.
Diagnostische Wertigkeit
  • CDT ist Kenngröße eines chronischen Alkoholmissbrauchs, jedoch kein Screeningparameter.
  • Die Angaben zur diagnostischen Sensitivität (Sensitivität, diagnostische) streuen sehr stark. Sie beträgt für Frauen im Mittel 30–50 %, für Männer 50–70 %.
  • Die diagnostische Spezifität liegt im Mittel deutlich über 90 %. CDT ist derzeit der spezifischste Marker eines chronischen Alkoholmissbrauchs. (Wie immer müssen diagnostische Sensitivität und Spezifität sowie die zur ihrer Ermittlung herangezogenen Entscheidungsgrenzen (Cut-offs) gemeinsam betrachtet werden.)
  • Ein positiver CDT-Befund weist chronischen Alkoholmissbrauch mit hoher Spezifität (Spezifität, diagnostische) nach, ein normaler CDT-Wert schließt diesen nicht aus.
Literatur
Arndt T (2001) Carbohydrate-deficient transferrin as a marker of chronic alcohol abuse: a critical review of preanalysis, analysis, and interpretation. ClinChem 47:13–27
Helander A, Wielders J, Anton R, Arndt T, International Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine Working Group on Standardisation of Carbohydrate-Deficient Transferrin (IFCC WG-CDT) et al (2016) Standardisation and use of the alcohol biomarker carbohydrate-deficient transferrin (CDT). Clin Chim Acta 459:19–24CrossRefPubMed