Nephrologische Diagnostik bei Kindern und Jugendlichen
Verfasst von: Anette Melk
Die nephrologische Diagnostik im Kindes- und Jugendalter beginnt in aller Regel mit der Durchführung von Blut- und Urinuntersuchungen und wird dabei durch die Sonografie als nichtinvasivem bildgebendem Verfahren komplementiert. In Abhängigkeit vom Krankheitsbild kommen invasivere Methoden, wie z. B. die Miktionszystourethrografie zum Nachweis eines vesikoureterorenalen Refluxes oder die MAG3-Szintigrafie, die Rückschlüsse auf die Nierenperfusion gibt, zur Anwendung. In einigen Fällen sind sogar erst durch eine perkutane, sonografiegesteuerte Nierenbiopsie die korrekte Diagnose der Erkrankung und damit die adäquate Therapiesteuerung möglich.
Urinuntersuchungen können an Proben aus Spontanurin (Einzelprobe, idealerweise der 1. Morgenurin, in praxi bei Ambulanzpatienten 2. Morgenurin) oder aus Sammelurin (Sammlung üblicherweise über 12 oder 24 Stunden) erfolgen.
Spontanurinproben müssen frisch analysiert werden, d. h. dürfen nicht länger als 2 Stunden bei Raumtemperatur bzw. 4 Stunden im Kühlschrank (4 °C) aufbewahrt werden. Die Gewinnung des Urins erfolgt bei Kindern, die über eine willkürliche Blasenentleerung verfügen, als Mittelstrahlurin, der für eine zytologisch-bakteriologische und einfache chemische Beurteilung ausreichend ist. Bei Säuglingen und Kleinkindern werden sterile Plastikbeutel verwendet, die nach Reinigung der Genitalgegend über die Urethralöffnung geklebt werden. Aufgrund der hohen Kontaminationswahrscheinlichkeit von Beutelurinen sollten verdächtige Befunde durch die Untersuchung eines Urins, der entweder mittels Blasenpunktion oder transurethraler Katheterisierung gewonnen wurde, gesichert werden. Dabei liegt die Kontaminationsrate für Urine nach Katheterisierung noch bei 6–12 %, während die für die Blasenpunktion nur bei 1 % liegt. Da bei der Gewinnung von Sammelurin häufig die Sammelperioden von 12 oder 24 Stunden in praxi nicht genau eingehalten werden können, ist es wichtig, dem Labor den exakten Zeitraum der Sammlung mitzuteilen, sodass die Ausscheidung der zu analysierenden Substanz pro Zeiteinheit angegeben werden kann. Es muss außerdem erwähnt werden, dass die Urinsammlung einer erheblichen Fehlerquote, insbesondere im pädiatrischen Bereich, unterliegt und deshalb im Falle von Alternativen zunehmend verlassen wird.
Urinbeurteilung
Eine Urinprobe kann bereits makroskopisch im Hinblick auf Farbe, Transparenz und Geruch beurteilt werden. Normaler Urin ist hellgelb, klar und riecht kaum.
Teststreifen
Mithilfe von Teststreifen kann man sich grob über krankhafte Veränderungen des Urins orientieren. Aus nephrologischer Sicht sollten Teststreifen folgendes Screeningprofil enthalten: Protein (mit höchster Sensitivität für Albumin), Erythrozyten (Cave! Freies Hämoglobin und Myoglobin führen ebenfalls zu einem positiven Testergebnis), Leukozyten, Nitrit (zum Nachweis nitritbildender Bakterien), Glukose und evtl. zusätzlich auf pH und spezifisches Gewicht. Aufgrund der einfachen Handhabung werden Teststreifen zur häuslichen Verlaufstestung bei chronisch-rezidivierend verlaufenden Nierenerkrankungen verwendet.
Mikroskopische Analyse
Die mikroskopische Analyse des Urins kann an einer frischen, nativen Urinprobe bzw. nach Zentrifugation im Urinsediment erfolgen. Dabei wird auf das Vorliegen von Erythrozyten, Leukozyten, Epithelien, Zylindern (= Ausgüsse der distalen Tubuli und Sammelrohre bestehend aus Eiweißen und/oder Zellen, Einteilung in zellfreie und Zellzylinder), Kristallen und Krankheitserregern (Bakterien, Pilze, Parasiten) geachtet. Die Zellzählung erfolgt in einer hierfür geeigneten Zählkammer (z. B. Neubauer-Kammer), als pathologisch werden Erythrozytenzahlen >5/μl und Leukozytenzahlen >10/μl angesehen. Bei einer Hämaturie ist der Nachweis von Akanthozyten und Erythrozytenzylindern ein sicherer Hinweis auf eine glomeruläre Erkrankung. In der Regel finden sich bei einer Leukozyturie neutrophile Granulozyten. Bei gleichzeitigem Auftreten von Leukozytenzylindern liegt der Ursprung in den Nieren. Epithelzellen finden sich häufig im Urin, nach Ursprung unterscheidet man Plattenepithel, Urothelzellen (aus den ableitenden Harnwegen) und Nieren- oder Tubulusepithelzellen. Letztere als einzelne Zellen im Urin zu identifizieren ist problematisch, in Verbindung mit dem Vorliegen von Epithelzylindern aber möglich und ein Hinweis auf eine interstitielle Nephritis oder auf die Regenerationsphase eines akuten Nierenversagens. Der Nachweis von Kristallen aus organischen und anorganischen Säuren ist im Hinblick auf Steinerkrankungen von Bedeutung (Kap. „Urolithiasis und Nephrokalzinose bei Kindern und Jugendlichen“). Die Erregerdiagnostik wird ausführlich in Kap. „Harnwegsinfektionen bei Kindern und Jugendlichen“ beschrieben.
Diagnostik der Hämaturie und Proteinurie
Neben der Hämaturie stellt die Proteinurie eines der beiden wichtigsten Leitsymptome für akute und chronische Nierenerkrankungen dar.
Leitsymptome Proteinurie und Hämaturie, Definitionen
Albumin/Kreatinin-Quotient >30 mg/g oder >3 mg/mmol
Hämaturie
Mikrohämaturie:
>5 Erythozyten pro μl frisch gelassenen, unzentrifugierten Urins
Makrohämaturie:
Sichtbare Beimischung von Blut im Urin (≥1 ml/1 l)
Neben der semiquantitativen Erfassung mittels Teststreifen steht die quantitative Analyse im Sammelurin bzw. in der Einzelprobe bezogen auf die Kreatininkonzentration zur Verfügung. Die meisten Richtlinien bevorzugen den Albumin/Kreatinin-Quotienten (im Vergleich zum Protein/Kreatinin-Quotienten) wegen der höheren Spezifität und Genauigkeit der Albuminbestimmung.
Während die glomeruläre Proteinurie auf eine erhöhte Durchlässigkeit der glomerulären Schlitzmembran zurückzuführen ist, handelt es sich bei der tubulären Proteinurie um eine verminderte Rückresorption eher kleinmolekularer Proteine (α1-Mikroglobulin, β2-Mikroglobulin). Bei der glomerulären Proteinurie wird in Abhängigkeit von der Molekülgröße der ausgeschiedenen Proteine zwischen selektiver (Proteine mit 50–70 kDa wie Albumin, Transferrin) und unselektiver Proteinurie (Proteine mit 50–150 kDa, zusätzlich Immunglobuline) unterschieden.
Blutuntersuchungen
Zu den aussagekräftigen Blutwerten bei akuten und chronischen Nierenerkrankungen gehören primär das Serumkreatinin und der Serumharnstoff zur Abschätzung der Ausscheidungsfunktion der Nieren. Die Elektrolyte Natrium und Kalium (letzteres kann insbesondere bei fortgeschrittener Nierenerkrankung in kritischem Bereich erhöht sein) sowie Kalzium und Phosphat werden zum Monitoring der tubulären Ausscheidungsfunktion und der renalen Osteopathie bestimmt. In der (venösen) Blutgasanalyse interessiert das Ausmaß der metabolischen Azidose. Diese Laborwerte wird man sowohl beim ambulanten und stationären Patienten mit Nierenfunktionseinschränkung regelmäßig bestimmen. Als neuer Marker zur Abschätzung der exkretorischen Nierenfunktion hat das Cystatin C eine gewisse Bedeutung erlangt.
Des Weiteren kommt bestimmten immunologischen Parametern eine Bedeutung in der Differenzialdiagnose von glomerulären und/oder autoimmun bedingten Nierenerkrankungen zu. Hierzu zählen Komplementfaktoren (C3, C4, CH50) und verschiedene Autoantikörper (antinukleäre Antikörper [ANA], dsDNA-Antikörper, extrahierbare nukleäre Antigene [ENA], Myeloperoxidaseantikörper [MPO-Antikörper], Proteinase-3-Antikörper [PR3-Antikörper], Anti-glomeruläre-Basalmembran-Antikörper [Anti-GBM-Antikörper]), um die wichtigsten zu nennen.
Nierenfunktionsuntersuchungen
Von entscheidender Bedeutung ist beim Patienten mit Nierenerkrankungen die Abschätzung der exkretorischen Funktion, die als glomeruläre Filtrationsrate (GFR) gemessen wird. Die GFR entspricht der Clearance eines Stoffes, der nur glomerulär filtriert und nicht tubulär sezerniert oder resorbiert wird. Die klassische Substanz ist das Inulin, das im Rahmen der Inulin-Clearance heute noch zu Forschungszwecken eingesetzt wird. Für die praktischen Belange der klinischen Medizin sind diese und verwandte Methoden, die andere Substanzen verwenden, aber zu aufwendig. Hier hat sich die Abschätzung der GFR über die Serumkreatininkonzentration und/oder die Kreatinin-Clearance durchgesetzt. Diese ist zwar für die Praxis geeignet, man sollte sich aber über die Limitationen im Klaren sein. Da Kreatinin das Abbauprodukt eines Muskelproteins ist, ist seine Konzentration sowohl von der Muskelmasse als auch (in geringerem Maße) vom Fleischkonsum abhängig. Der Zusammenhang zwischen Serumkreatinin und GFR ist nicht linear. Eine Einschränkung der GFR um bis zu 50 % führt nicht zwangsläufig zu einem Serumkreatininwert außerhalb der Norm (sog. Kreatinin-blinder Bereich; Abb. 1). Ebenso kommt es in niedrigeren GFR-Bereichen unter 25 ml/min zu einem überproportional raschen Ansteigen der Serumkreatininkonzentrationen. Hier kann der Spontanverlauf einer chronischen Niereninsuffizienz mit einer akuten Verschlechterung verwechselt werden und zu unnötiger weiterführender Diagnostik führen. Bei abnehmender Nierenfunktion nimmt die tubuläre Kreatininsekretion zu, sodass bei einer GFR im präterminalen Bereich eine falsch gute Nierenfunktion suggeriert wird. Schließlich ist natürlich die hierzu notwendige 24-h-Urin-Sammlung mit einer erheblichen Fehlerquote behaftet, die durch inkomplette Sammlung, zu falsch niedrigen Werten oder durch das versehentliche Sammeln von beiden Morgenurinen zu falsch hohen Clearance-Werten führt. Viele Zentren verzichten daher völlig auf die Urinsammlung und verwenden zur Errechnung die GFR Formeln.
Abb. 1
Darstellung der nichtlinearen Beziehung zwischen GFR (gemessen über die Kreatinin-Clearance) und Serumkreatinin. Im sog. Kreatinin-blinden Bereich wird eine Nierenfunktionseinschränkung noch nicht durch den Anstieg des Serumkreatinins erfasst. (Mod. nach Brandenburg et al. 2003)
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Die Schwartz-Formel verwendet das Serumkreatinin, die Körpergröße und eine Konstante k (=0,413):
Cystatin C ist ein körpereigenes Protein, das von den meisten kernhaltigen Zellen in sehr konstanter Rate gebildet und ausschließlich glomerulär filtriert wird. Es ist dem Kreatinin überlegen, da es sensitiver auf geringe Einschränkungen der Nierenfunktion reagiert und unabhängig von Einflussgrößen, wie der Muskelmasse ist. Die Cystatin-C-Clearance wird unter Verwendung des im Serum gemessenen Cystatin C, Kreatinin und BUN (blood urea nitrogen, Blut-Harnstoff-Stickstoff) nach folgender Formel (Formel zur Berechnung der glomerulären Filtrationsrate nach Schwartz; eGFR errechnete glomeruläre Filtrationsrate [ml/min/1,73 m³], KL Körperlänge [m], Krea Kreatinin im Serum [mg/dl], CysC Cystatin C im Serum [mg/dl], BUN blood urea nitrogen [mg/dl], männl. Koeffizient, falls der Patient männlich ist) berechnet:
Aufgrund der Komplexität der Formel wird diese häufig nur für wissenschaftliche Fragestellungen verwendet.
Die normale GFR liegt beim Neugeborenen um 25–30 ml/min/1,73m2 KOF und erreicht im 2. Lebensjahr die Normalwerte des Erwachsenen (90–140 ml/min/1,73m2 KOF). Dahingegen sind die Normwerte des Serumkreatinins entsprechend der Zunahme der Muskelmasse für die einzelnen Altersgruppen unterschiedlich.
Bildgebende Verfahren
Sonografie
Die Sonografie der Nieren und ableitenden Harnwege hat sich nicht zuletzt aufgrund der Tatsache, dass es sich hierbei um eine nichtinvasive diagnostische Maßnahme handelt, zum primären bildgebenden Verfahren in der pädiatrischen Nephrologie und Urologie entwickelt. In der klinischen Routine beginnt die Untersuchung mit der Darstellung der Blase von ventral (wobei eine Untersuchung bei nicht gefüllter Blase als unvollständig gilt) gefolgt von der Darstellung der Nieren von lateral und dorsal. Beurteilt werden Lage, Form und Achsenausrichtung beider Nieren sowie deren Echogenität (insbesondere im Vergleich zu angrenzenden abdominalen Organen wie Leber und Milz) und kortikomedulläre Differenzierung. Das Nierenvolumen wird bestimmt (Formel: Länge × Breite × Tiefe ×0,5) und anhand von längen- und gewichtsbezogenen Normalwerttabellen (nach Weitzel) beurteilt. Die Sonografie vermag eine Aussage über vorhandene Konkremente (als hyperechogene Strukturen mit charakteristischer distaler Schallauslöschung) sowie das Vorliegen einer Nephrokalzinose zu treffen. Im Hinblick auf die ableitenden Harnwege werden die Form und Weite des Nierenbeckenkelchsystems, die Darstellbarkeit der Ureteren (die immer pathologisch ist, da unauffällige Ureteren nicht dauerhaft darstellbar sind) sowie die Konfiguration, das Volumen, die Wand und die Schleimhautoberfläche der Harnblase beurteilt.
Der Einsatz der Dopplersonografie erlaubt zudem die Beurteilung der Flussgeschwindigkeit und Strömungsrichtung in renalen Gefäßen. Hierdurch kann eine Aussage über die renale Perfusion mit Perfusionsminderungen/-ausfällen durch Stenosen oder Thrombosen sowie die Ermittlung von Flussprofilen mit Berechnung des Gefäßwiderstandes („resistance index“) einzelner intrarenaler Arterien erfolgen.
Miktionszystourethrografie
Die Miktionszystourethrografie (MCU) stellt derzeit die wichtigste im nephrologisch-urologischen Bereich verwendete Methode dar (Abb. 2). Hierbei wird Röntgenkontrastmittel mittels Katheter oder durch Blasenpunktion in die Blase eingebracht. Die Untersuchung gestattet die Beurteilung der Blase und Urethra unter Miktion und dient damit der Darstellung von anatomischen Auffälligkeiten (z. B. Pseudodivertikel der Blasenwand; Dilatation der proximalen Urethra bei infravesikaler Obstruktion) und dem Nachweis eines vesikoureterorenalen Refluxes. Insbesondere bei rezidivierenden Harnwegsinfektionen (Kap. „Harnwegsinfektionen bei Kindern und Jugendlichen“) stellt die MCU derzeit noch die Methode der Wahl zum Ausschluss eines vesikoureterorenalen Refluxes dar. Zur Verlaufskontrolle eines diagnostizierten vesikoureterorenalen Refluxes sei jedoch auf die sonografische Refluxprüfung (Miktionsurosonografie) hingewiesen. Vielversprechend scheinen auch aktuelle Urinproteomanalysen, die in naher Zukunft zumindest den Anteil der Kinder, die ein MCU benötigen, deutlich reduzieren könnten.
Abb. 2
Nachweis eines beidseitigen vesikoureterorenalen Refluxes (VUR) mittels Miktionszystourethrografie (MCU). (Mit freundl. Genehmigung von Herrn Prof. Dr. Lars Berthold, Pädiatrische Radiologie, Medizinische Hochschule Hannover)
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Andere radiologische Verfahren
Die Magnetresonanztomografie (MRT) als Untersuchung ohne Strahlenbelastung hat sicherlich die Indikationen für die Durchführung von Untersuchungen mittels Computertomografie und intravenöser Urografie deutlich eingeschränkt. Die Computertomografie kommt insbesondere bei Abdominaltraumen und – neben der MRT – bei raumfordernden Prozessen zum Einsatz. Zu den Indikationen für eine intravenöse Urografie, die mit relativ hoher Strahlenexposition einhergeht, gehören Konkremente sowie raumfordernde Prozesse im Bereich der Niere und des Retroperitoneums.
Eine Untersuchungsvariante der MRT stellt die Magnetresonanz(MR)-Urografie dar, die mit ihren statischen Sequenzen (mittels T2-Wichtung) eine detaillierte und exakte Abbildung der anatomischen Gegebenheiten liefert. Mit ihrer dynamischen Komponente (mittels T1-Wichtung) ahmt die MR-Urografie das Prinzip einer Szintigrafie mit intravenöser Kontrastmittelgabe nach. Dies ermöglicht die Beurteilung der Nierenfunktion bei gleichzeitiger morphologischer Zuordnung. Nachteile sind die derzeit noch lange Untersuchungsdauer, die durch die erforderliche Immobilisierung unter Umständen eine Sedierung erfordert, und die Tatsache, dass die Technologie derzeit nur in wenigen Zentren zur Verfügung steht.
Nuklearmedizinische Untersuchungen
Die Nierenszintigrafie ist eine nuklearmedizinische Technik, bei der nach Injektion eines Radionuklids die Anreicherung bzw. die Ausscheidung mittels Gammakamera untersucht wird. Man unterscheidet statische und dynamische Methoden. Die DMSA-Szintigrafie ist eine statische Methode und erlaubt den Nachweis von Perfusions- und Funktionsausfällen im Nierenparenchym („Parenchymnarben“). Das verwendete 99mTechnetium-gekoppelte Dimercaptosuccinat (DMSA) reichert sich im Nierenparenchym an und wird nur zu einem geringen Teil renal eliminiert. Hieraus ergibt sich eine relativ hohe Strahlenbelastung, hinzu kommen die unzureichende Spezifität der Methode und die fragliche prognostische Bedeutung der darstellbaren Parenchymnarben, weshalb die Methode kaum noch genutzt wird.
Eine dynamische Methode mit großer Bedeutung in der Betreuung nephrologisch-urologischer pädiatrischer Patienten ist die MAG3-Szintigrafie, für die 99mTechnetium-gekoppeltes Mercaptoacetyltriglycin (MAG3) verwendet wird. Die MAG3-Szintigrafie erlaubt Rückschlüsse auf die Nierenperfusion, den Transport und die Ausscheidung der eingesetzten Substanz, die seitengetrennten Funktionsanteile und Abflussverhältnisse im Harntrakt. Die urodynamische Relevanz postrenaler Abflussstörungen kann durch die Gabe eines Schleifendiuretikums (Diureseszintigrafie) und Analyse des Nuklidabflusses ermittelt werden.
Nierenbiopsie
Die perkutane, sonografiegesteuerte Nierenbiopsie mit halbautomatischen Schussautomaten stellt eine in geübter Hand komplikationsarme Methode dar, die bei korrekter Indikationsstellung oft erst die Diagnose der vorliegenden Nierenerkrankung ermöglicht. Hierdurch ergeben sich nicht nur wertvolle Hinweise im Hinblick auf die Prognose der Nierenerkrankungen, vielmehr ist die Biopsie häufig essenziell zur korrekten Therapiesteuerung. Deshalb sollte die Indikationsstellung zur Nierenbiopsie die potenziellen therapeutischen Konsequenzen im Auge haben.
Während beim Erwachsenen der Eingriff in Lokalanästhesie erfolgt, ist dies beim Kind nicht möglich. Dies macht bei kleineren Kindern eine Vollnarkose, bei Jugendlichen eine Analgosedierung erforderlich, um den Eingriff durchführen zu können.
Die Auswertung von Nierenbiopsien erfolgt in spezialisierten nephropathologischen Abteilungen lichtmikroskopisch mittels Standardfärbungen und speziellen immunhistochemischen Färbungen sowie in der Elektronenmikroskopie. Mit diesen Methoden kann in aller Regel die Diagnose der Nierenerkrankung gestellt werden. Weiterhin kann durch die Einschätzung der bereits vorliegenden chronischen Veränderungen die Prognose der Erkrankung oft besser abgeschätzt werden als durch die Messung der exkretorischen Nierenfunktion.
Eine besondere Bedeutung hat die Biopsie der transplantierten Niere. Die Biopsie ist technisch einfacher und noch komplikationsärmer. Bei transplantierten Nieren und dem Verdacht auf eine Abstoßungsreaktion ist die Biopsie das Mittel der Wahl, um die weitere immunsuppressive Therapie festzulegen.
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