Die Serologie ist die wissenschaftliche Untersuchung von Antikörpern im Serum und anderen Körperflüssigkeiten . [ 1 ] Solche Antikörper werden typischerweise als Reaktion auf eine Infektion (gegen einen bestimmten Mikroorganismus ), [ 2 ] gegen andere fremde Proteine ​​(zum Beispiel als Reaktion auf eine nicht kompatible Bluttransfusion ) oder gegen körpereigene Proteine ​​(bei Autoimmunerkrankungen ) gebildet.

Serologische Tests

Serologische Tests sind diagnostische Methoden zum Nachweis von Antikörpern oder Antigenen in einer Patientenprobe. Sie werden zur Diagnose von Infektionen oder Autoimmunerkrankungen , zur Überprüfung der Immunität gegen bestimmte Krankheiten und in vielen anderen Situationen, wie beispielsweise zur Bestimmung der Blutgruppe , eingesetzt . [ 1 ] Serologische Analysen finden auch in der forensischen Serologie Anwendung , etwa zur Untersuchung von Spuren am Tatort. [ 3 ] Verschiedene Methoden können zum Nachweis von Antikörpern und Antigenen verwendet werden, darunter ELISA , [ 4 ] Agglutination , Präzipitation , Komplementbindung , Fluoreszenz-Antikörper und neuerdings auch Chemilumineszenz . [ 5 ]

Anwendungen

Mikrobiologie

IgG- und IgM- Schnelltest zur Diagnose von COVID-19

In der Mikrobiologie werden serologische Tests eingesetzt, um festzustellen, ob eine Person Antikörper gegen einen bestimmten Krankheitserreger besitzt oder um Antigene nachzuweisen, die mit einem Krankheitserreger in einer Probe der Person assoziiert sind. [ 6 ] Serologische Tests sind besonders nützlich für Organismen, die sich mit routinemäßigen Labormethoden nur schwer kultivieren lassen, wie beispielsweise Treponema pallidum (der Erreger der Syphilis ) oder Viren . [ 7 ]

Das Vorhandensein von Antikörpern gegen einen Krankheitserreger im Blut einer Person zeigt an, dass diese Person mit diesem Erreger in Kontakt gekommen ist. Die meisten serologischen Tests messen einen von zwei Antikörpertypen: Immunglobulin M (IgM) und Immunglobulin G (IgG). IgM wird kurz nach der Exposition gegenüber dem Krankheitserreger in hohen Mengen gebildet, die Produktion nimmt danach jedoch rasch ab. Auch IgG wird bei der ersten Exposition gebildet, allerdings nicht so schnell wie IgM. Bei wiederholten Expositionen werden hauptsächlich IgG-Antikörper gebildet, die über einen längeren Zeitraum im Blutkreislauf verbleiben. [ 6 ]

Dies beeinflusst die Interpretation serologischer Ergebnisse: Ein positives Ergebnis für IgM deutet auf eine aktuelle oder kürzlich erfolgte Infektion hin, während ein positives Ergebnis für IgG und ein negatives Ergebnis für IgM darauf hindeuten, dass die Person in der Vergangenheit infiziert war oder geimpft wurde. Antikörpertests auf Infektionskrankheiten werden häufig in zwei Phasen durchgeführt: während der akuten Phase der Erkrankung und nach der Genesung (Rekonvaleszenzphase). Die Antikörpermenge in jeder Probe ( Antikörpertiter ) wird verglichen, und eine signifikant höhere IgG-Menge in der Rekonvaleszenzprobe deutet eher auf eine Infektion als auf eine frühere Exposition hin. [ 8 ] Falsch-negative Ergebnisse bei Antikörpertests können bei immungeschwächten Personen auftreten , da diese geringere Mengen an Antikörpern produzieren, sowie bei Personen, die frühzeitig im Verlauf der Infektion Antibiotika erhalten. [ 7 ]

Transfusionsmedizin

Blutgruppe O positiv: Die roten Blutkörperchen des Patienten werden durch Anti-D-Antiseren (Anti-Rh-Faktor-Antiseren) agglutiniert, nicht jedoch durch Anti-A- und Anti-B-Antiseren. Das Plasma des Patienten agglutiniert rote Blutkörperchen der Blutgruppen A und B.

Die Blutgruppenbestimmung erfolgt typischerweise serologisch. Die Antigene auf den roten Blutkörperchen einer Person, die ihre Blutgruppe bestimmen , werden mithilfe von Reagenzien , sogenannten Antiseren , identifiziert . Binden die Antikörper an rote Blutkörperchen, die das entsprechende Antigen exprimieren, verklumpen diese (Agglutination), was visuell erkennbar ist. Die Blutgruppenantikörper einer Person können auch nachgewiesen werden, indem Plasma zu Zellen gegeben wird, die das entsprechende Antigen exprimieren, und die Agglutinationsreaktion beobachtet wird. [ 9 ] [ 6 ]

Zu den weiteren serologischen Methoden in der Transfusionsmedizin gehören die Kreuzprobe sowie der direkte und indirekte Antiglobulintest . Die Kreuzprobe wird vor einer Bluttransfusion durchgeführt , um die Kompatibilität des Spenderblutes sicherzustellen. Dabei wird das Plasma des Empfängers zu den Blutzellen des Spenders gegeben und auf Agglutinationsreaktionen beobachtet. [ 9 ] Der direkte Antiglobulintest dient dem Nachweis, ob Antikörper im Körper an rote Blutkörperchen gebunden sind. Dies ist ein pathologischer Befund und kann bei Erkrankungen wie der autoimmunhämolytischen Anämie , der hämolytischen Erkrankung des Neugeborenen und Transfusionsreaktionen auftreten . [ 10 ] Der indirekte Antiglobulintest dient dem Screening auf Antikörper, die Transfusionsreaktionen auslösen können, und der Identifizierung bestimmter Blutgruppenantigene. [ 11 ]

Interpretation des in der Serologie verwendeten Antikörperpanels zum Nachweis von Patientenantikörpern gegen die relevantesten menschlichen Blutgruppensysteme .

Immunologie

Serologische Tests können zur Diagnose von Autoimmunerkrankungen beitragen, indem sie abnorme Antikörper gegen körpereigenes Gewebe ( Autoantikörper ) nachweisen. [ 12 ] Verschiedene Autoantikörper dienen als klinische Biomarker zur Diagnose einer Autoimmunerkrankung oder zur Differenzialdiagnose von Autoimmunerkrankungen. Auch bei der Diagnose atopischer Allergien wird der allergenspezifische IgE-Spiegel serologisch bestimmt. In der Zöliakie-Diagnostik zeigte eine Studie zur Evaluierung des multiparametrischen Immunoassays Polycheck® Celiac IgA + Gesamt-IgA eine hohe Sensitivität und Spezifität für die simultane Messung von TG2-IgA und Gesamt-IgA. [ 13 ]

Serologische Untersuchungen

Eine Forschungsarbeit von Metcalf et al. aus dem Jahr 2016, an der unter anderem Neil Ferguson und Jeremy Farrar mitwirkten , stellte fest, dass serologische Untersuchungen häufig von Epidemiologen genutzt werden , um die Prävalenz einer Krankheit in einer Population zu bestimmen. Solche Untersuchungen werden mitunter durch anonyme Zufallsstichproben aus Proben durchgeführt, die für andere medizinische Tests entnommen wurden, oder um die Prävalenz von Antikörpern gegen einen bestimmten Erreger oder den schützenden Antikörpertiter in einer Population zu ermitteln. Serologische Untersuchungen dienen in der Regel dazu, den Anteil von Menschen oder Tieren in einer Population zu quantifizieren, die positiv auf einen bestimmten Antikörper getestet wurden, oder den Titer bzw. die Konzentration eines Antikörpers zu bestimmen. Diese Untersuchungen stellen potenziell die direkteste und informativste Methode dar, um Rückschlüsse auf die Dynamik der Anfälligkeit und des Immunitätsgrades einer Population zu ziehen. Die Autoren schlugen eine Welt-Serologiebank (oder Serumbank) vor und sagten „damit verbundene bedeutende methodische Entwicklungen in der serologischen Testung, im Studiendesign und in der quantitativen Analyse voraus, die einen Paradigmenwechsel in unserem Verständnis und der optimalen Bekämpfung von Infektionskrankheiten bewirken könnten .“ [ 14 ]

In einer hilfreichen Antwort mit dem Titel „Chancen und Herausforderungen einer Weltserumbank“ stellten de Lusignan und Correa [ 15 ] fest , dass

Zu den wichtigsten ethischen und logistischen Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt, gehören die Methoden zur Gewinnung von Proben, die Einholung der informierten Einwilligung in stark frequentierten Praxen und die Schließung von Lücken bei der Patientenprobenentnahme .

In einer weiteren hilfreichen Antwort auf die Frage der Weltserumbank erklärte die australische Forscherin Karen Coates : [ 16 ]

Eine verbesserte serologische Überwachung würde es Regierungen , Hilfsorganisationen und politischen Entscheidungsträgern ermöglichen, Ressourcen im Bereich der öffentlichen Gesundheit gezielt dort einzusetzen , wo sie am dringendsten benötigt werden. Ein besseres Verständnis der Infektionsdynamik im Zusammenhang mit den sich verändernden globalen Wettermustern sollte politische Maßnahmen, insbesondere die Schwerpunktsetzung von Impf- und Insektenbekämpfungsmaßnahmen , beeinflussen .

Im April 2020 gründete Justin Trudeau die COVID-19 Immunity Task Force , deren Auftrag darin besteht, im Rahmen eines inmitten der COVID-19-Pandemie entwickelten Projekts eine serologische Studie durchzuführen . [ 17 ] [ 18 ]

Siehe auch

References

  1. ^ abRyan KJ, Ray CG, eds. (2004). Sherris Medical Microbiology (4th ed.). McGraw Hill. pp. 247–9. ISBN 978-0-8385-8529-0.
  2. ^Washington JA (1996). "Principles of Diagnosis: Serodiagnosis". In Baron S, et al. (eds.). Baron's Medical Microbiology (4th ed.). Univ of Texas Medical Branch. ISBN 978-0-9631172-1-2.
  3. ^Gardner, Ross M. (2011). Practical crime scene processing and investigation (Second ed.). CRC Press.
  4. ^"Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)". British Society for Immunology.
  5. ^Atmar, Robert L. (2014), "Immunological Detection and Characterization", Viral Infections of Humans, Boston, MA: Springer US, pp. 47–62, doi:10.1007/978-1-4899-7448-8_3, ISBN 978-1-4899-7447-1, PMC 7122539, S2CID 68212270, retrieved 2021-06-13
  6. ^ abcMary Louise Turgeon (10 February 2015). Linne & Ringsrud's Clinical Laboratory Science - E-Book: The Basics and Routine Techniques. Elsevier Health Sciences. pp. 586–95, 543, 556. ISBN 978-0-323-37061-5.
  7. ^ abFrank E. Berkowitz; Robert C. Jerris (15 February 2016). Practical Medical Microbiology for Clinicians. John Wiley & Sons. pp. 24–25. ISBN 978-1-119-06674-3.
  8. ^Connie R. Mahon; Donald C. Lehman; George Manuselis (18 January 2018). Textbook of Diagnostic Microbiology - E-Book. Elsevier Health Sciences. pp. 193–4. ISBN 978-0-323-48212-7.
  9. ^ abDenise M Harmening (30 November 2018). Modern Blood Banking & Transfusion Practices. F.A. Davis. pp. 65, 261. ISBN 978-0-8036-9462-0.
  10. ^American Association for Clinical Chemistry (24 December 2019). "Direct Antiglobulin Test". Lab Tests Online. Retrieved 24 April 2020.
  11. ^Richard A. McPherson; Matthew R. Pincus (6 September 2011). Henry's Clinical Diagnosis and Management by Laboratory Methods. Elsevier Health Sciences. pp. 714–5. ISBN 978-1-4557-2684-4.
  12. ^ Amerikanische Gesellschaft für Klinische Chemie (13. November 2019). „Autoantikörper“ . Lab Tests Online . Abgerufen am 24. April 2020 .
  13. ^ Majsiak, Emilia; Cukrowska, Bożena; Choina, Magdalena; Bielawski, Kornel; Cielecka-Kuszyk, Joanna; Konopka, Ewa; Wysokiński, Mariusz; Bierła, Joanna Beata (31.12.2022). „Bewertung der Nützlichkeit eines serologischen Tests zur Diagnose von Zöliakie, der gleichzeitig spezifische Antikörper und Gesamt-IgA nachweist“ . Nährstoffe . 15 (1): 202. doi : 10.3390/nu15010202 . ISSN 2072-6643 . PMC 9823504 . PMID 36615859 .   
  14. Metcalf , C. Jessica E.; Farrar, Jeremy ; Cutts, Felicity T.; Basta, Nicole E.; Graham, Andrea L .; Lessler, Justin; Ferguson, Neil M .; Burke, Donald S .; Grenfell, Bryan T. (2016). „Nutzung serologischer Untersuchungen zur Gewinnung wichtiger Erkenntnisse über die sich wandelnde globale Landschaft der Infektionskrankheiten“ . The Lancet . 388 (10045): 728–730 . doi : 10.1016 / S0140-6736(16)30164-7 . PMC 5678936. PMID 27059886 .  
  15. ^ De Lusignan, Simon; Correa, Ana (2017). „ Chancen und Herausforderungen einer Weltserumbank“. The Lancet . 389 (10066): 250–251 . doi : 10.1016/S0140-6736(17)30046-6 . PMID 28118910. S2CID 42914918 .  
  16. ^ Coates, Karen M. (2017). „Chancen und Herausforderungen einer Weltserumbank“ . The Lancet . 389 (10066): 251–252 . doi : 10.1016/S0140-6736(17)30052-1 . PMID 28118912 . 
  17. „ WHO hat Pandemiebekämpfung um 2–3 Wochen zurückgeworfen, sagt Arzt der neuen Bundesarbeitsgruppe“ . CBC. 23. April 2020.
  18. ^ „Premierminister kündigt neue Unterstützung für die medizinische Forschung und Impfstoffentwicklung im Zusammenhang mit COVID-19 an“ . Justin Trudeau, Premierminister von Kanada. 23. April 2020.