Nachweis eines Faktors mit elektrophoretischer Zellmobilitätshemmung im Liquor cerebrospinalis bei Multipler Sklerose

J. Neurol. 214, 45--59 (1976) Journal of

Neurology ~) by Springer-Verlag 1976

Nachweis eines Faktors mit elektrophoretischer Zellmobilitlitshemmung im Liquor cerebrospinalis bei Multipler Sklerose

H. L. Jenssen, H. J. Meyer-Rienecker und H. Werner

Forschungsabteilung Immunologie (Leiter: Prof. Dr. Friemel) am Institut fur Physiologische Chemie Neurologische Abteilung der Nervenklinik (Direktor: Prof. Dr. J. Sayk), Wilhelm-Pieck-Universit~t Rostock, Gehlsheimer StraBe 20, DDR-25 Rostock 9, Deutsche Demokratische Republik

Demonstration of a Factor in Cerebrospinal Fluid with Inhibitory Activity for Electrophoretic Cell Mobility in Multiple Sclerosis

Summary. Inhibition of electrophoretic cell migration using cerebrospinal fluid (CSF) directly was investigated by the modified MEM (macrophage electrophoretic mobility) and TEEM (tanned sheep erythrocyte electrophoretic mobility) tests, respectively. An inhibitory activity of macrophage slowing factor (MSF)--one of in vivo lymphokines--in CSF was established in cases of multiple sclerosis (17.5 _ 3.8%).and neurolues. The value of this MSF assay turned out to be significantly different from the remaining inflammatory ailments of the nervous system (I0.1 __ 6.8%). Results of other neurological diseases were found to be very much lower (5.1 _+ 4.2%). It seems important, for immunopathogenesis and the diagnosis of neuroimmunological diseases with enhanced cellular immunoreaction, to evaluate MSF activity in CSF. To characterize the active factor in CSF (and serum) these fluids were fractionated by gel filtration chromatography as well as supernatants from lymphocyte- antigen incubation in MS patients. The main activity for inhibition of electrophoretic cell mobility was eluated in the same fraction in these fluids. It could be shown that units have a molecular weight of about 15 000 Daltons; this value for MSF lies below those for other inhibitory lymphokines.

Key words: Cerebrospinal fluid - Lymphokine - Cellular immunity - Macro- phage electrophoretic mobility test - Multiple sclerosis.

Zusammenfassung. Auf der Grundlage des modifizierten MEM (Makro- phagen-Elektrophorese-Mobilit~ts)-Testes bzw. TEEM-Testes (elektrophore- tische Mobilit~it tannierter Erythrocyten) wurde unter direkter Verwendung des Liquor cerebrospinalis die Hen%mung der elektrophoretischen Zellmobili- t~it untersucht. Die inhibierende Aktivit~t des macrophage-slowing-factor (MSF) - - eines der in vivo Lymphokine - - im Liquor erbrachte bei der Multiplen Sklerose (17,5 _+ 3,8%) und Neurolues eine deutliche Hemmung der Indikatorzellen. FUr die tibrigen entztindlichen Krankheitsbilder des Nerven- systems erwies sich das Ergebnis dieses MSF-Assay als signifikant geringer

46 H.L. Jenssen et al.

(10,1 _+ 6,8%); bei den anderen neurologischen (und vertebrogenen) Krank- heiten war - - bis auf wenige Ausnahmen - - die Mobilitatshemmung nur angedeutet bis fehlend (5,1_+4,2%). Die Bestimmung des MSF im Liquor neuroimmunologischer Erkrankungen wurde beziiglich der Immunpatho- genese und Diagnostik einer zellul~iren Immunreaktion ftir bedeutungsvoll angesehen. Durch s~iulenchromatographische Fraktionierung liel~ sich fest- stellen, dab der mobilit~itshemmende Faktor im Liquor (und Serum) hinsichtlich der MolektilgrSl~e identisch ist mit dem aus der Inkubation von Lympho- cyten und Antigen resultierenden MSF, der ftir den Nachweis einer zellul~iren Immunit~it im MEM- bzw. TEEM-Test verantwortlich gemacht wird. Auf- grund der Fraktionierungsdaten kann sein Molekulargewicht um 15000 Dalton angenommen werden und liegt somit unterhalb der ftir die anderen zell- migrationshemmenden Lymphokine mitgeteilten Daten.

Einleitung

Von den als Cytokine der zellul~iren Immunit~it anzusehenden Lymphokine erlangen die migrationshemmenden Faktoren und ihre Nachweismtiglichkeit mit dem Makrophagen-Migrationshemmungs-Test [6] oder Makrophagen-Elektro- phorese-Mobilitlits-Test [5, 7] ftir immunpathogenetische Problemstellungen zunehmend Bedeutung. Es betrifft dies auch die neuroimmunologischen Erkran- kungen auf der Grundlage einer zellul~tren Immunreaktion, wie die Multiple Sklerose (MS). Bei dieser Erkrankung sind Veriinderungen im Liquor cerebrospinalis, so das Auftreten von Plasmazellen und die 7-Globulin-Vermehrung, ein- schlieBlich einer Anzahl qualitativer Abweichungen im Bereich der Immun- globuline, ein wesentliches pathogenetisches und diagnostisches Merkmal [27].

Unter Berticksichtigung der bei einer Reihe neuroimmunologischer Abl~iufe festgestellten Aktivierung der zellul~iren Immunitiit und in Anbetracht der vorlie- genden besonderen Austauschvorgiinge zwischen Hirngewebe, Ventrikelependym und Blut mit dem Liquor cerebrospinalis (Blut-Liquor-Schrankensystem [37]) k6nnte der Nachweis des Migrations-Inhibitions-Faktors (MIF) oder des macrophage-slowing-factor (MSF) im Liquor einen wichtigen Hinweis auf die zugrunde- liegende Prozel~dynamik erbringen. Hierftir ist aufgrund exakt reproduzierbarer Ergebnisse der Makrophagen-Elektrophorese-Mobilit~its-(MEM)-Test und - - in der Technik einfacher - - die Modifikation unter Benutzung tannierter Erythro- zyten als TEEM-Test - - tanned erythrocyte electrophoretic mobility test [20, 30, 35] - - anwendbar.

Nach dem Prinzip des MEM-Testes werden spezifisch sensibilisierte Lymphocyten infolge In- kubation mit dem entsprechenden Antigen zur Freisetzung des MSF stimuliert, der die elektro- phoretische Mobilit~it yon Indikatorzellen (Makrophagen oder tannierte Erythroeyten) ver- ~indert. In Analogie zur indirekten Methode unter Verwendung des zellfreien ~Jberstandes nach der antigenen Inkubation der Lymphocyten [36] ergibt sich die Fragestellung, ob in gleieher Weise der Liquor dem Indikatorsystem direkt zur Ermittlung migrationshemmender Faktoren zugesetzt werden kann. Ferner ist in diesem Zusammenhang zu kl~iren, inwiefern der zellelektrophoretisch wirksame Faktor im Liquor mit dem nach Inkubation yon Lymphocyten und Antigen freigesetzten MSF identisch ist.

Lymphokin-Nachweis im Liquor bei Multipler Sklerose 47

Ein de ra r t ige r d i rek te r MSF-Assay des Liquors k a n n zur Fes t s te l lung speziel ler n e u r o i m m u n o l o g i s c h e r Vorg~inge bei t ragen. FUr diese R e a k t i o n s f o r m e n sind durch die A n w e n d u n g des Verfahrens einersei ts einige neue Ges ich t spunk te zur I m m u n o l o g i e des L iquor s zu erwar ten . Andererse i t s ist die Di f fe renz ie rung e iner un te rsch ied l ich abges tuf ten M S F - A k t i v i t a t im L iquo r bei versehiedenen K r a n k - he i t sb i ldern i m m u n p a t h o l o g i s c h sowie vor a l lem kl in isch-d iagnos t i sch von Bedeu- tung. So k6nnen sich aus den Ergebnissen mit der M e t h o d e ftir die endo- bis exogen ode r k o m b i n i e r t bed ing ten immuno log i schen Abl~iufe im Bereich des nerva len P a r e n c h y m s [29] auch weitere Aspek te zur Di f fe ren t ia ld iagnose , besonders hinsicht l ich de r M S ergeben.

Material und Methode

Von 72 Patienten (unterschiedl ichen Al ters und Geschlechts) mit verschiedenen neuro log i schen und ande ren E r k r a n k u n g e n wurde jewei l s der l umba l e n t n o m m e n e L i q u o r zur d i r ek ten B e s t i m m u n g des M S F verwandt .

In 15 F~illen lag eine Multiple Sklerose vor. Die einzelnen Krankheitsformen einer MS wurden gegliedert nach ihrem Verlauf mit den Angaben laber die Erkrankungsdauer und den Einzelheiten der iabrigen Liquorbefunde (qualitative und quantitative Zell- und Eiweiflbefunde einschliel3- lich Zytogramm) in der Tabelle 1 dargestellt. Die Einordnung erfolgte gem~ll3 der bereits friaher umfassend er6rterten Kriterien zum diagnostischen Sicherheitsgrad [27]. Bei 15 Patienten bestanden differente bakterielle oder virusbedingte bzw. para- oder postinfekti~ise entziindliche Krankheiten des zentralen oder peripheren Nervensystems (Tabelle 2), wobei die Untersuchun- gen in verschiedenen Krankheitsphasen stattfanden. Die 42 sonstigen Patienten waren eine Reihe neurologischer, vertebrogener und anderer Krankheitsbilder. Von diesen wurden einige mit den dazugeh6rigen Liquorwerten (Tabelle 3), die anderen entsprechend der gleichfalls verschieden- artigen diagnostischen Einordnung (darunter ein Drittel nicht im engeren Sinne neurologische Erkrankungsf'alle) zusammengestellt (Tabelle 4).

FUr die s~iulenchromatographische Differenzierung der MSF-Aktivitat gelangten zusatzlieh der lumbale Liquor und zur Gewinnung des MSF nach Antigen-Inkubation die Lymphocyten des peripheren Blutes weiterer Patienten zur Untersuchung. Dabei handelte es sich um 3 MS-F~ille (chronisch-progrediente Verlaufsform) und einige andere neurologische Krankheiten (abgelau- fene Meningoencephalitis, progrediente Hirnatrophie, vertebrogenes Ischiassyndrom).

Es wurden das Verfahren des M E M - T e s t e s gem~l] F ie ld und C a s p a r y (1970) [7] und - - tei lweise in para l le len Ans~itzen - - die M o d i f i k a t i o n als T E E M - T e s t nach Jenssen u. Shen ton (1975) [20] verwendet . Die Durchf t ih rung und Kine t ik der M e t h o d e wurde berei ts mehrma l s darges te l l t [4, 8, 30, 40, 41].

Der technische Ablauferfolgte entsprechend des indirekten split-Verfahrens von Pritchard et al. (1973) [36] - - das den zellfreien 0berstand der mit dem Antigen inkubierten Lymphocyten benutzt - - mit Liquor cerebrospinalis als Untersuchungsmedium. Bei dieser modifizierten Methode lieB sich (basierend auf den Ergebnissen vorangegangener Versuchsserien) der Testansatz direkt mit Liquor - - der den mobilit~itshemmenden Faktor enth~ilt - - vornehmen.

Als Indikatorzellen wurden - - wie allgemein zum Nachweis der migrationshemmenden Aktivitat von Lymphokinen - - angewandt:

a) normale Makrophagen aus dem Peritonealexsudat von Meerschweinchen, 8--12 Tage nach intraperitonealer Injektion von 20 ml sterilem Paraffinum liquidum und

b) tannierte Erythrocyten [45] vom Schaf (Tanninsaure-Konzentration 1:40000). Die Makrophagen (1 x 107) bzw. tannierten Erythroeyten (3× l0 T) wurden in 3 ml Eagle-Zell- suspensionsltisung mit dem zu untersuehenden Liquor(Zellanteil bei 1500 U flir 5 rain abzentrifu-


giert)ftir 60' bei 23 ° C inkubiert. Dabei erwies sich infolge der Ergebnisse bei zunehmender Liquorverdtinnung mit einer abfallenden Mobilitatshemmung die Verdtinnungsstufe von 1/60 im Eagle-Medium als optimale Liquormenge, die im folgenden ftir alle Bestimmungen verwendet wurde. Vergleichsuntersuchungen erbrachten, dal~ zwischen der sofortigen Bestimmung nach der Liquorentnahme und dem bei --25 ° C tiber mehrere Tage aufbewahrten Liquor keine wesent- lichen Unterschiede in der MSF-Aktivit~it nachweisbar waren.

Die Siiulenchromatographie zur Charakterisierung des MSF aus dem Liquor bzw. dem 0berstand naeh Inkubation der reaktiven Lymphocyten mit demAntigen (2 × 106 Lymphocyten mit 60 ~tg basisehem Myelinprotein) in 3 ml Eagle Medium fur 90 min bei 23 ° C erfolgte mit 1 ml Liquor bzw. 3 ml Zelltiberstand an Sephadex G-75 (Pharmacia). Das Gel wurde ohne Dekantie- ren in einer Trennsaule (1,5 x 50 cm) eingesetzt und befand sich im Gleiehgewicht mit Hanks- Medium (ohne Glukose und Indikator), welches auch zur Elution mit einer Durehfluflrate yon 45 ml/h bei 4 ° C zur Anwendung kam. Die Aufzeichnung der Absorption bei 280 nm fand mit einem Uvicord II (LKB-Producter AB, Stockholm-Bromma, Schweden) statt. Far den elektrophoretischen Test wurde jeweils direkt 2 ml der betreffenden Fraktion benutzt. Als Referenzsubstanzen wurden Humanserum (Ausschlul~volumen der Saule, Lage des Albumins) und Cytochrom C (Serva) unter gleichen Bedingungen chromatographiert.

Die Zellelektrophorese der Makrophagen bzw. tannierten Erythrocyten wurde in einer Mikrozellelektrophorese-Apparatur (Cytopherometer, Zeiss,Oberkochen/BRD) durchgeftihrt. Die Messungen (bei 8 bzw. 10 mAmp. und etwa 8 Volt/cm) und die Berechnung der Werte erfolgten wie mehrfach beschrieben [8, 9, 13, 26]. Als Kontrollen diente die Wanderungs- geschwindigkeit der unbeeinflul3ten Testzellen bzw. die bei normalen Kontrollpersonen ermittelte Mobilitiit.

Im Liquor wurden - - aul~er dem MSF - - jeweils bestimmt: die quantitative Zellzahl (Fuchs-Rosenthal-Kammer) und das Gesamteiweil~

(modifiziertes Verfahren nach Exton, DAB VII) und die qualitativen Zell- und Eiweil3ver~nderungen, wie Differentialcytogramm

(Sedimentkammer naeh Sayk; 50 rel. % Monocyten, 50 rel. % Lymphocyten), Membranfolien-Elektrophorese (Liquoreinengung in KollodiumhtilsennachMies; Celluloseacetat-Membranfolien, Sartorius; 7-Globuline: 10,5_+ 1,9 rel. %) und Normo-Mastixreaktion [27].

Ergebnisse

Die Charakterisierung des zellelektrophoretisch wirksamen Faktors im Liquor eerebrospinalis und Oberstand der Inkubation reaktiver Lymphocyten mit dem Antigen (basisches Myelinprotein) bei der Multiplen Sklerose (ehronisch-progrediente Verlaufsform) ergab naeh Gel-Chromatographic an Sephadex G-75 die in der Abbildung 1 angefiihrten Aktivitiitsverteilungen. Dabei zeigten sowohl der Liquor als auch der ZellUberstand das gleiche Maximum bei der Fraktion 9, so dab beide MSF-Aktivitaten zumindest in ihrer Molektilgrti6e als identisch anzusehen sind. Die als Referenz eingesetzten Substanzen Humanserum (Albumin, 69000 Dalton) und Cytochrom C (13000 Dalton) machten deutlich: das beobachtete Aktivitatsmaximum kann im Bereich von 12000--15000 Dalton angenommen werden. Die mit tannierten Erythroeyten (TEEM-Test) und Makrophagen (MEM-Test) vergleiehsweise durchgeftihrten Bestimmungen der Fraktionen wie- sen keine wesentlich voneinander abweichenden Verteilungen auf; jedoch wurde eine geringe Aktivit~it ausschliel~lich mit tannierten Erytbrocyten in Fraktion 5, in der aueh das basische Myelinprotein eluiert wird, festgestellt (unspezifische Ad-


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Abb. 1. MSF-Aktivit~it im TEEM-Test der s~iulenchromatographisch an Sephadex G-75 ge- trennten Fraktionen des Liquor cerebrospinalis (A) und Zellttberstandes nach Inkubation reaktiver Lymphocyten mit dem basischen Myelinprotein (B) einer chronisch-progredienten Mul- tiplen Sklerose; Darstellung der Elutionsprofile und Ergebnisse der prozentualen Hemmung im MSF-Assay, bezogen auf die unbeeinfluBte Wanderungsgeschwindigkeit der Indikatorzellen; Referenzsubstanzen (C): Humanserum und Cytochrom C

sorption des BP an den tannierten Erythrocyten[35]). Die anderen neurologischen Krankheiten boten in der Fraktion 9 der Liquores keine oder h/Schstens eine MSF- Aktivitat von 2,5% Hemmung, w~thrend for die MS-F~ille eine deutliche pro- zentuale Hemmung von 18,5 ± 2,5% zu verzeichnen war.

Die bei den einzelnen neurologischen Erkrankungen durchgeftthrten Unter- suchungen tiber die Lymphokin-Aktivit~t des Liquors erbrachten fur die 72 neurologischen, vertebrogenen und anderen Krankheitsf~lle ein unterschiedliches Ergebnis. In den Tabellen 1--4 sind die mit dem MSF-Assay des Liquors erhaltenen Werte und die jeweilige diagnostische Einordnung der Patienten, einschliel~lich einiger erganzender Daten, auch der sonstigen Liquorbefunde dargestellt. Die Untergliederung nach Krankheitsgruppen ergab eine Differenzierung der Befunde bei der Multiplen Sklerose von den anderen neurologischen und vertebrogenen Erkrankungen mit Ausnahme der iJbrigen entzttndlichen Krankheits- bilder. Von diesen zeigten die metaluischen Erkrankungen und einige chronische Entzttndungen im Bereich des Zentralnervensystems (Tabelle 2) eine ~ihnlich hohe MSF-Aktivit~it wie die MS.

Der auffalligste Befund war die im Liquor-MSF-Assay fur die einzelnen Er- krankungs- und Verlaufsformen einer MS festzustellende Hemmung der Zell-

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Tabelle 4. Verschiedene neurologische Erkrankungen mit Hemmwerten unter 5% im modifizierten MEM X- bzw. TEEM-Test (MSF-Assay) des Liquor cerebrospinalis

Patient Diagnose Alter MSF- Nr. (Jahre) Hemmung

/n%

20. Medulloblastom, Kleinhirnhemisphlire 47 1,9 21. Subarachnoidalblutung 42 3,8 22. Cerebrovaskuliire Insuffizienz 55 2,8 23. Contusio cerebri 9 2,0 24. Postcommotionelles Syndrom 52 0,3 25. Spastische Cerebralparese 2 2,4 26. Epilepsie, symptomatisch 20 0 27. Cephalgien, vasomotorisch 34 2,2 28. Involutionsdystonie 55 3,6 29. 13berforderungssyndrom 26 1,2 x 30. Periphere Facialisparese 32 0 31. Polyneuropathie, metabolisch 31 0,9 32. N. ischiadicus-Neuritis 38 4,3 x 33. N. ischiadicus-Neuritis 37 0 34. Nucleus-pulposus-Prolaps, lumbal 39 4,9 x 35. Nucleus-pulposus-Prolaps, lumbal 46 4,7 36. Nucleus-pulposus-Prolaps, lumbal 64 2,3 x 37. Nucleus-pulposus-Prolaps, lumbal 41 2,2 38. Nucleus-pulposus-Prolaps, lumbal 52 0,3 39. Nucleus-pulposus-Prolaps, lumbal 59 0 40. Nucleus-pulposus-Prolaps, lumbal 43 0 41. Lumboischialgie-Osteochondrose 42 3,9 42. Spondylolisthesis 38 2,0

mobilit~it. Sie lag zumeist, wie aus der Zusammenstellung in der Tabelle 1 hervorgeht, bei einem Hemmwer t von tiber 15%. Lediglich bei den drei vielfach schubf6rmigen Krankheitsverl~iufen mit deutlichen neurologischen St6rungen fand sich eine niedrigere Mobilit~itshemmung. Ansonsten bestanden - - soweit bei der Fallzahl beurteilbar - - keine konstanten Korrelationen des Hemmungsgrades zum Erkrankungsstadium, auch nicht zu den einzelnen Parametern der sonstigen differenzierten Liquorbefunde. Vergleichsweise ergaben bei den iibrigen entziindlichen Krankheiten des Nervensystems (Tabelle 2) lediglich die Fiille mit einer Lues cerebrospinalis iihnlich hohe Werte wie die der MS. Unterhalb des Mittelwertes von 17,5 _+ 3,8% fur die MS lagen die Ergebnisse bei den virusbedingten und noch niedriger den bakteriellen Krankheitsbildern des zentralen Nervensystems(12,6_+ 5,8% bzw. 9,4 _+ 3,4%), wiihrend die peripheren Entztindungen. nur eine geringe Hemmung (3,1 _+ 3,4%) erbrachten.

Unter den anderen, nicht-entztindlichen neurologischen Krankheiten, konnte in 6 Fallen ein Hemmwer t zwischen 10 und 15% nachgewiesen werden. Hierbei handelte es sich um verschiedenartige Erkrankungsbilder (Tabelle 3); ~itiopatho- genetisch war m6glicherweise bei Dreien eine vorangegangene Entziindung anzu- nehmen. Eine geringe Hemmwirkung boten die Liquores einer Anzahl weiterer Krankheitsfiille, unter denen die cerebralen und vaskuliiren den gr6Bten Anteil


haben. Dagegen Uberwogen in der Gruppe der niedrigen bis fehlenden Hemmung (Tabelle 4) eindeutig die peripheren und vertebrogenen Krankheitsbilder.

Insgesamt ergab die direkte Bestimmung des Liquor-MSF im MEM- bzw. TEEM-Test ftir die verschiedenen Verlaufsformen der MS mit einem Hemmwert von 17,5_ 3,8% eine deutliche Differenzierung von den sonstigen entztindlichen und den anderen neurologischen (und vertebrogenen) Krankheiten. Die MSF- Aktivit~it im Liquor der iibrigen Entztindungen des Nervensystems (ohne Neuro- lues) zeigte - - mit einem Mittelwert von I 0,1 ___ 6,8% - - ebenso wie die der anderen (nicht-entztindlichen) neurologischen und vertebrogenen Erkrankungen - - m i t einer 5,1 ±4,2% Hemmung - - einen signifikanten Unterschied (P= <0,001) zur MS. Auch zwischen den beiden letzteren Krankheitsgruppen konnte eine Signi- fikanz (P=<0,01) nachgewiesen werden.

Diskussion

Die Ermittlung migrationsinhibierender Faktoren sensibilisierter, immunkompe- tenter Zellen bei einer zellularen Immunreaktion erfolgt allgemein unter Verwen- dung von Indikatorzellen nach Inkubation der Lymphocyten mit dem ad~iquaten Antigen. Der MIF kann jedoch auch - - wie ftir die experimentelle antigen- induzierte Arthritis von Stastny et al. (1973) [44] an Synovia-Kulturen beobachtet - - im t3berstand von Gewebekulturen festgestellt werden. FUr die chronisch- entztindlichen neuroimmunologischen Erkrankungen und speziell die Multiple Sklerose sind eine Reihe von Verfahren zur Bestimmung lymphokiner Faktoren pathogenetisch von Interesse. Es betrifft dies nicht nur den Nachweis einer Lymphocytentransformation [17, 18, 32] und des MIF der antigeninkubierten peripheren Lymphocyten im Kapillartest [1, 31, 38, 43] bzw. der Agarose-Technik von Clausen [2] oder des MSF im MEM-Test [9, 11, 13, 26, 30] und die Linols~iure-Reduktion (MEM-LAD-Test) [10, 15, 21, 28] sowie die Myo-(2-3H) Inositol-Einbaurate [33]. Vielmehr sind im Hinblick auf die tiber einen l~ingeren Zeitraum vorhandenen lymphocyt~iren Infiltratzellen im Nervenparenchym und die lympho-plasmozytare Liquorzell-Differenzierung Untersuchungen tiber den direkten Gehalt des MSF im Liquor bedeutsam. Im Speziellen erscheint dies unter Beriicksichtigung der besonderen Austausch- und Diffusionsvorg~inge zwischen Nervengewebe und Liquor fur niedrig-molekulare Substanzen [24, 37] und der bekannten cytotoxischen Aktivit~it der Cerebrospinalfltissigkeit [25] von grund- s~itzlichem (pathophysiologischem sowie immunpathologischem) und allgemein- diagnostischem Wert.

Die mit der relativ empfindlichen Methode des MEM- bzw. TEEM-Testes [20, 40] durchgeftihrten direkten Bestimmungen des Liquor-MSF erbrachten bei den verschiedenen neurologischen Erkrankungsgruppen eine unterschiedliche Hem- mung der elektrophoretischen Zellmobilit~it. Im einzelnen ergab sich mit dem MSF-Assay des Liquors ftir die Erkrankten an einer MS - - aber auch die Lues cerebrospinalis und in geringerem AusmaB die chronischen (virusbedingten) Ent- ztindungen des Gehirns und Rtickenmarks - - im Vergleich zu anderen neuro- logisehen Krankheiten eine deutliche MobiliRitshemmung. Der aufdas Indikator- system (Zetapotential der Oberfl~ichenmembran der Makrophagen bzw. tannier-


ten Erythrocyten) wirkende MSF tritt offenbar nach Art einer ,,in-vivo-Inkuba- tion" direkt von den mononukle~ren Infiltratzellen im nervalen Parenchym oder indirekt den Immunzellen des lympho-epithelialen Systems bei lange anhaltenden chronisch-entztindlichen Prozessen der zentralnervtisen Substanz vermehrt im Liquor auf. Der Anteil mononukle~irer, insbesondere lymphocyt~irer Zellen des Liquors hat, worauf die fehlende Korrelation der prozentualen Hemmung zu den gleichzeitig ermittelten quantitativen Liquor-Zellwerten und Differentialzellbil- dern ~ hindeutet (Tabellen 1--3), auf das Testergebnis keinen entscheidenden EinfluB, was zum Teil mit dem Problem der Vitalitat dieser Zellen im Zusammen- hang stehen kann. Jedoch liegt, wie die hSheren Hemmwerte bei l~ingerdauernden Immunvorg~ingen zeigen - - auBer v o n d e r Erkrankungsursache - - eine (auch quantitative) Abh~ngigkeit im Auftreten des MSF von der zeitlichen Dauer des Krankheitsverlaufs vor. Ansonsten Uberwiegen - - neben der Neurolues - - eindeutig diejenigen neuroimmunologisehen Erkrankungen, bei denen eine zumindest partielle autoimmunologische und virusbedingte Komponente im patho- genetischen Ablauf von EinfluB ist.

Die Aufkl~rung der Natur migrationshemmender Faktoren ist versehiedentlieh versueht worden. Bernstein et al. (1972) [3] fanden im fOberstand einer 36stOndigen Inkubation von Lymphocyten mit PPD (purified protein derivative of tuberculin) einen MIF, dessen Molekulargewicht nach Sephadex G-75-Trennung bei 30000---40000 Dalton liegen soil. Papageorgiou et al. (1972) [34] zeigten, dab der MIF im Molekulargewiehtsbereich von 12400--25000 Dalton einzuordnen und ein Glykoprotein ist. FUr den im Mechanismus des Leukoeytenmigrations-Hemmsystems menschlicher Zellen wirksamen Faktor gab Rocklin (1974) [39] ein Molekulargewicht von 69000 Dalton an; er sprach sich fur eine untersehiedliehe Wirkung dieser Faktoren auf ver- sehiedene Indikatorzellen aus.

Da bislang keine Charakteristika fur den MSF vorliegen, wurde mit der Gel- Chromatographie an Sephadex-S~iulen der effektive Anteil filr die Reduktion der Oberflachenladung von Indikatorzellen sowohl in Oberst~inden aus Lymphocyten- Antigen-Inkubation als auch im Liquor bestimmt (Abb. 1). Aus diesen Unter- suchungen ergibt sich, dab der mobilit~itshemmende Faktor ein verh~ltnism~iBig niedriges Molekulargewicht um 12000--15000 Dalton hat. Er ist somit an der niedermolekularen Grenze der bisher in der Literatur mitgeteilten Gr0Benvertei- lung der migrationshemmenden Lymphokine einzuordnen. Die identische Lage des Aktivit~tsmaximums der t3berst~inde nach Inkubation reaktiver Lymphocyten mit basischem Myelinprotein und des Liquors vom gleichen MS-Patienten weist darauf hin, dab in beiden F~illen zellelektrophoretisch ein Hemmfaktor nachgewiesen wurde, der im Verlauf einer zellul~tren Immunreaktion entsteht. Es erscheint somit durchaus mtiglich, die im Liquor vorhandene eytokine Aktivit~it als Aus- druck immunologischer Prozesse mit einer zellul~iren Immunit~it im nervalen Parenchym zu betrachten.

Der seit langerem bekannte, jedoch unterschiedlich bewertete Effekt einer Lymphocytentransformation - - sowie die cytotoxische Wirkung - - durch den Liquor bei der MS [1, 17, 18, 23, 25] und die hier ermittelte, ftir die einzelnen neuroimmunologischen sowie entzUndlichen und anderen neurologischen Erkran- kungsgruppen verschiedenartig abgestufte MSF-Aktivit~it des Liquors weist auf

i Doz. Dr. R. M. Olischer, Leiterin des Liquorlaboratoriums der Universitats-Nervenklinik Rostock


die Rolle cyto- bzw. lymphokiner Faktoren bei speziellen immunpathologischen Abl/iufen. Es sind jedoch zu den differenzierten Einzelheiten des Bedeutungs- wertes migrat ionshemmender Faktoren im Rahmen immunregulatorischer Vor- g/inge derzeitig keine weiterreichenden Aussagen mfglich. Nicht zuletzt, da tiber die anzunehmende Vielf~iltigkeit solcher Mechanismen - - auch beziiglich der sogenannten ,,blockierenden Faktoren" (ebenso wie fur die intrazellul~iren Me- diatoren zur Beeinflussung der immunologischen Vorg/inge) - - noch eine Reihe von Fakten ungekl~irt sind.

Nach den Angaben von Ford et al. (1973) [16] besteht die Mfglichkeit, dab ein blockierender Faktor, wie der Lymphocyten-Inhibitionsfaktor - - der eine Beziehung zum ct 2-Makroglobulin haben soil --, einen direkt antagonistischen Effekt fur die Wirkung des MSF auf Indikatorzellen aufweist. Ein derartiger antagonistischer Mechanismus l~igt sieh aus unseren Ergebnissen nicht ablesen, da trotz des relativ hohen Gehaltes von ~2-Makroglobulin im Liquor der MS immer ein deutlicher Hemmwert im benutzten Testsystem vorhanden war. Einen indirekten Hinweis auf den EinfluB dieses Faktors ergibt die Beobachtung, dab die Hemmung mit dem Gesamtliquor einen etwas niedrigeren Effekt erbrachte als diejenige von Fraktion 9 (Abb. l). Andererseits ist von den genannten Autoren einger~iumt worden, daft es sich bei dem Lymphocyten-Inhibitions- faktor um eine niedermolekulare Substanz handelt, die nut reversibel an das o~ 2-Makroglobulin gebunden ist (und deswegen nicht in den Liquor gelangen muff). Des weiteren ist aufgrund einiger Ergebnisse zur Kinetik [ 12] abzuleiten, dab derartige Faktoren nur in Verdiinnungen, die kleiner als 1 / 60 sind, wirksam werden. Diese Zusammenh~inge k6nnten Ansatzpunkte einer Deutung fiir die bei unseren Untersuchungen festgestellten Hemmwerte bei einigen nicht-entziindlichen Erkrankungen ergeben, was jedoch weiterreichende Versuchsans~ltze erforderlich macht.

Ein for verschiedene neurologische, insbesondere neuroimmunologische Erkran- kungen quantitativ differenzierbarer Nachweis eines lymphokinen Faktors im Liquor ist vor allem pathogenetisch hinsichtlich der lokalen zelluliiren ProzeB- aktivit~it im Nervenparenchym sowie diagnostisch fiJr eine Reihe von Krankheits- formen von Wichtigkeit. Wie die gel-chromatographische Charakterisierung erbrachte, findet sich bei diesen Erkrankungen die Hemmwirkung des MSF aus dem Liquor und dem Oberstand der Lymphocyten-Antigen-Inkubation im selben niedermolekularen Bereich der zeUmigrationshemmenden Lymphokine. Gleich- artiges konnte auch fur den kUrzlich gelungenen MSF-Nachweis im Serum best~itigt werden. Es bedarf dies jedoch beziiglich der Einzelheiten, im Zusammen- hang mit entsprechenden Charakterisierungsdaten und der vom Zeitfaktor der antigenen Inkubat ion abh[ingigen, jiJngst ermittelten, differenten Cytokin-Bildung (, ,Kaskadenph/inomen") einer gesonderten Mitteilung [22]. Der bei den Unter- suchungen des Serums vergleichsweise zum Liquor deutlich geringere MSFo Gehalt kann - - auBer in Folge der erfr ter ten Wirkung ,,blockierender Faktoren" -:- durch einen schnellen hepatogenen Abbau bedingt sein, worauf einige ftir den M I F des Serums erhaltene Ergebnisse [46] hindeuten. Aus diesen Befunden kfnnte sich des weiteren die relativ hohe MSF-Aktivit~it im Liquor erkl~iren lassen.

Die Bedeutung der mit dem MEM- bzw. TEEM-Test festgestellten zellmobilit~itshemmenden Aktivit~it des Liquors bei neuroimmunologischen Krank- heiten liegt im Hinweis auf eine zellul/ire Immunreaktion. Die signifikant ver- schiedenartigen Hemmwerte fur die Multiple Sklerose (17,5 _+ 3,8%), die Ubrigen EntziJndungen des Nervensystems (10,1 _+ 6,8%) und die anderen neurologischen (und vertebrogenen) Erkrankungen (5,1 _+ 4,2%) ergeben - - mit Ausnahme der Neurolues - - eine klinisch verwertbare Differenzierungsmfglichkeit. FUr die


vor rang igen d iagnos t i schen Frages te l lungen - - re levant besonders hinsicht l ich der M S - - stellt der MSF-Assay im L iquo r zumindes t ein erg~inzendes Verfahren dar . Z u m a l nur eine geringe Menge L iquo r (0,2 ml) ben6t ig t wird, kann die Aussage- f~thigkeit der b is lang b e k a n n t e n P a r a m e t e r der L i q u o r - I m m u n o l o g i e [47] bei der M S durch die d i rek te Bes t immung des L i q u o r - M S F komple t t i e r t und erwei ter t werden. Es sol l te dies in Ve rb indung mi t ande ren M e t h o d e n (unter Verwendung von Blu t lymphocy ten) , wie dem M E M - L A D ( l i n o l e i c acid depress ion)-Tes t [10, 14,19, 21, 28] und den n iedr igen M E M - H e m m w e r t e n in der L y m p h o c y t e n - M i s c h - ku l tu r [42] erfolgen.

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Eingegangen am 20. November 1975

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Nachweis eines Faktors mit elektrophoretischer Zellmobilitätshemmung im Liquor cerebrospinalis bei Multipler Sklerose