Synovialflüssigkeitsanalyse zur Erkennung von Arthrose
Summary
Die Synovialflüssigkeitsanalyse unter Durchlicht-, Polarisations- und Kompensationslichtmikroskopie wird verwendet, um die entzündliche oder nicht-entzündliche Natur einer Probe in einfachen Schritten zu bewerten. Es ist besonders nützlich bei Arthrose, um Kalziumkristalle zu erkennen und eine schwerere Untergruppe der Arthrose zu identifizieren.
Abstract
Die Analyse der Synovialflüssigkeit (SF) ist wichtig für die Diagnose von Arthrose (OA). Makroskopische und mikroskopische Merkmale, einschließlich der Gesamtzahl und der Differentialzahl der weißen Blutkörperchen (WBC), tragen dazu bei, die nicht-entzündliche Natur der SF zu definieren, die ein Kennzeichen von Arthrose ist. Bei Patienten mit Arthrose überschreitet der Leukozytengehalt in SF-Proben in der Regel nicht 2000 Zellen pro Mikroliter, und der Anteil an Entzündungszellen, wie z. B. Neutrophilen, ist sehr gering oder fehlt. Kalziumkristalle sind häufig in SF von Arthrose-Patienten enthalten. Obwohl ihre Rolle in der Pathogenese der Arthrose noch unklar ist, wurden sie mit einem milden Entzündungsprozess und einem schwereren Krankheitsverlauf in Verbindung gebracht. In jüngster Zeit wurden Kalziumkristalle sowohl im Früh- als auch im Spätstadium der Arthrose beschrieben, was darauf hindeutet, dass sie eine wichtige Rolle bei der Diagnose verschiedener klinischer Untergruppen von Arthrose und der pharmakologischen Behandlung spielen können. Das übergeordnete Ziel der SF-Analyse bei Arthrose ist zweierlei: die Bestimmung des nicht-entzündlichen Grades der SF und die Hervorhebung des Vorhandenseins von Kalziumkristallen.
Introduction
Arthrose (OA) ist eine komplexe und multifaktorielle chronische Gelenkerkrankung mit einer geschätzten Gesamtprävalenz von 16 % bei Personen ab 15 Jahren und 23 % bei Personen ab 40 Jahren1. Es wird erwartet, dass die Inzidenz von Arthrose aufgrund einer alternden Bevölkerung und einer Zunahme von Risikofaktoren wie Fettleibigkeit und metabolischem Syndromzunehmen wird 2.
Zu den Hauptproblemen im Zusammenhang mit Arthrose gehören die Schwierigkeit, die Krankheit in ihren frühen Stadien zu diagnostizieren, und die derzeit verfügbaren Behandlungen, die sich auf die Schmerzbehandlung und symptomatische langsam wirkende Medikamente (SYSADOAs) wie Glykosaminoglykane beschränken. Die Diagnose einer Arthrose basiert auf klinischen Symptomen und bildgebenden Befunden. Die fehlende Korrelation zwischen den beiden Beurteilungen kann jedoch zu einer jahrelangen Verzögerung der OA-Diagnose und des Behandlungsbeginns führen2. Arthrose ist gekennzeichnet durch degenerative Prozesse und geringgradige Entzündungen, die durch eine Synovialflüssigkeitsanalyse (SF) leicht untersucht werden können. SF ist ein viskoses plasmatisches Dialysat, das reich an Hyaluronsäure ist, die den Gelenkspalt schmiert, den Knorpel mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt und Stoffwechselabfälle entfernt. SF wirkt auch als Stoßdämpfer und schützt so die Gelenke bei Belastung und Beanspruchung3.
Die SF-Analyse ist eine einfache und zuverlässige Methode, die bei der Erstabklärung von Patienten mit muskuloskelettalen Symptomen und Gelenkergüssen immer durchgeführt werden muss3. Zu den Empfehlungen des American College of Rheumatology, der British Society for Rheumatology und anderer gehört die SF-Analyse zu den diagnostischen Tests für rheumatische Erkrankungen, die hauptsächlich bei der Beurteilung der akuten Monoarthritis durchgeführt werden müssen 4,5. Die Gesamt- und Differentialleukozytenzahlen aus der SF-Analyse liefern eine Momentaufnahme des pathologischen Prozesses im Gelenk und klassifizieren so den Grad der Entzündung. Die Identifizierung von pathogenen Kristallen wie Mononatriumurat (MSU) und Calciumpyrophosphat (CPP)-Kristallen unter polarisiertem Licht ist für die Diagnose und Behandlung von Kristallarthritis (z. B. Gicht und Pseudogicht) von entscheidender Bedeutung. Darüber hinaus deutet das Vorhandensein von Mikroorganismen auf die Diagnose einer septischen Arthritis hin.
Kalziumkristalle sind häufig in Proben, die von Patienten mit Arthrose6 entnommen werden. Basische Calciumphosphat (BCP)-Kristalle und CPP wurden in etwa 22 % bzw. 23 % der SF-Proben von Patienten mit Arthrose6 berichtet. Obwohl ihre Rolle noch unklar ist, wurden diese Kristalle mit schwereren Formen von OA7 in Verbindung gebracht und gelten als Epiphänomen des pathologischen Prozesses selbst. Kalziumkristalle wurden in 100 % der Gewebeproben von OA-Patienten nachgewiesen, die sich einer Knieprothese unterzogen haben8. Darüber hinaus wurde die Hypothese aufgestellt, dass Kalziumkristalle aufgrund ihrer entzündlichen Wirkung an der Pathogenese der Arthrose beteiligt sein könnten, was durch mehrere Studien9 nachgewiesen und zumindest teilweise durch das NLRP3-Inflammasom10 vermittelt wurde.
In jüngerer Zeit wurden Kalziumkristalle sowohl im Früh- als auch im Spätstadium6 der Arthrose beschrieben, was darauf hindeutet, dass sie eine wichtige Rolle bei der Diagnose verschiedener klinischer Untergruppen von Arthrose und der pharmakologischen Behandlung spielen könnten.
Das übergeordnete Ziel der SF-Analyse ist zweierlei: die Bestimmung des Entzündungsgrades der SF und die Diagnose von Kristall- oder septischer Arthritis durch die Identifizierung spezifischer Kristalle oder Mikroorganismen. Es ist ein besonders nützliches, einfaches und zuverlässiges Werkzeug bei der Diagnose von Arthrose, da es ein typisches nicht-inflammatorisches Muster mit einem sehr geringen Prozentsatz oder Abwesenheit von Neutrophilen aufweist.
Vorteile gegenüber alternativen Techniken
Die SF-Analyse besteht aus einfachen Verfahren, die die Gesamt- und Differentialleukozytenzahl und die Kristallsuche umfassen. Die manuelle Zellzählung durch erfahrene Labortechniker 3,11 ist nach wie vor der Goldstandard für die zytologische Analyse von Synovialflüssigkeiten und anderen Körperflüssigkeiten. Aufgrund der zeitaufwändigen Beschränkung und der Variabilität zwischen und innerhalb der Beobachter dieser Methode haben automatisierte Zellzähler jedoch nach und nach die manuelle Zählung in großen klinischen Routinelabors ersetzt, in denen Blut- und Urinanalysatoren für die SF-Analyse angepasst wurden11,12. Nichtsdestotrotz bietet die manuelle Zählung in bestimmten Situationen einige Vorteile: (1) im ambulanten Bereich, um rechtzeitig einen Gesamt- und differentiellen Leukozytenwert zu erhalten; (2) Zelltypen wie zytophagozytäre mononukleäre (Reiter) Zellen oder nicht-hämatopoetische Zellen wie Synoviozyten zu identifizieren, die automatisierte Zähler nicht erkennen können; (3) wenn die Probe zu klein ist, um vom Gerät gehandhabt zu werden; (4) Einrichtung von lokalen Laborregistern, die für Forschungszwecke leicht zugänglich sind. Ein weiterer Vorteil der manuellen Zählung ist die Insupravital-Färbung, eine Methode, die eine sehr schnelle und unmittelbare Differenzierung von Zellen nach der Glasobjektträgerpräparation ermöglicht. Im Gegensatz dazu erfordern herkömmliche Färbeverfahren, wie z. B. das Wright- und das May-Grünwald-Giemsa-Verfahren, luftgetrocknete SF-Abstriche und Zeit zum Färben der Zellen13. Obwohl diese Färbemethoden nicht für zeitkritische Routineanalysen geeignet sind, zeigen sie detailliertere Zellpopulationen in der Probe, darunter Erythrozyten, Basophile, Eosinophile, polymorphkernige Leukozyten, Lymphozyten und Blutplättchen.
Schließlich wird die routinemäßige SF-Analyse für Kristalle mit einer einfachen Technik durchgeführt, die auf der Polarisationsmikroskopie basiert und schnelle Ergebnisse liefert14. Alternative Methoden wie Raster- und Elektronenmikroskopie liefern genauere und empfindlichere Ergebnisse, deren Einsatz im klinischen Alltag jedoch aufgrund der hohen Kosten und der zeitaufwändigen Probenvorbereitung und -analyse nicht realisierbar ist.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bei der Arthrose hilft die SF-Analyse bei der Definition von Krankheitsmerkmalen durch einfache Schritte: Gesamt- und Differentialleukozytenzahl und Suche nach Kristallen, einschließlich CPP und BCP. Darüber hinaus kann der Nachweis von MSU-Kristallen wichtige Komorbiditäten aufzeigen.
Trotz der geringen Kosten und der einfachen Ausführung kann die Sensibilität der Tests und die Zuverlässigkeit der Ergebnisse durch unerfahrene Analysten beeinträchtigt werden – vor allem, wenn es um die …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren danken Professor Leonardo Punzi für seine wertvolle Betreuung auf dem Gebiet der Synovialflüssigkeitsanalyse und dem Universitätskrankenhaus Padua für seine Unterstützung.
Materials
| Alizarin red S | Merck | A5533 | For BCP crystal search |
| Burker chamber | Merck | BR718905 | For total white blood cell count |
| Cover glasses | Merck | C7931 | For microscopic examination |
| EDTA tubes | BD | 368861 | For SF collection |
| Glass slides | Merck | S8902 | For crystal search |
| Lambda filter (compensator) | Any | Refer to microscope company | For crystal identification |
| Malassez-Potain pipette | Artiglass | 54830000 | For dilution of synovial fluid |
| Methylene blue solution | Merck | 3978 | For total white blood cell count |
| Polarized microscope | Leica, Nikon, others | Depending on the model and company | For complete synovial fluid analysis |
| Polarizing lens | Any | Refer to microscope company | For crystal identification |
| Testsimplet | Waldeck | 14386 | Supravital staining for cell differentiation |
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