Manuelle Technik – nach wie vor unerlässlich

Dass Bluttransfusionen heute nicht mehr hochgradig lebensgefährlich sind, ist im Wesentlichen einer kleinen Fußnote aus dem Jahr 1901 zu verdanken. Professor Karl Landsteiner entdeckte, dass das Blut zweier Menschen oft verklumpte, wenn man es vermischte. In seiner Arbeit „Über Agglutinationserscheinungen normalen menschlichen Blutes“ schrieb er, dass es wohl drei verschiedene Blutgruppen geben müsse – in einer Fußnote!

Wohl kaum eine Disziplin der Labormedizin ist heute noch methodisch derartig nahe an ihren Wurzeln wie die Immunhämatologie. Denn nach wie vor geht es um die Erfassung von Antikörpern im Blut, die sich mit serologischen Methoden erkennen, zum Teil auch auf genetischer Ebene vorhersagen lassen. Eine Immunisierung gegen Fremdblut kann durch viele Ereignisse jederzeit neu entstehen – durch eine vorherige Transfusion, durch Schwangerschaft oder gelegentlich durch eine Infektion mit Bakterien, die bisweilen ähnliche Oberflächenmoleküle besitzen wie menschliche Erythrozyten.

Die serologischen Methoden basieren im Grunde zwar immer noch auf der Agglutination (Verklumpung) von Erythrozyten durch Antikörper des Serums, doch sie entwickeln sich stetig weiter. Sie unterscheiden sich vor allem durch ihren Automatisierungsgrad, ihre Kosten, und der Anzahl der Marker, die bestimmt werden können. Methoden, die einen hohen Durchsatz erlauben, kommen vor allem in großen Blutspendezentren zum Einsatz, wo Tausende Proben pro Tag mit gesetzlich festgelegten wenigen Tests analysiert werden. In Kliniken werden dagegen vorwiegend Einzeltests angewandt, um die Blutgruppe von Patienten und die Verträglichkeit von Blutkonserven zu bestimmen und um mesit transfusionsbedingte Alloantikörper aufzuspüren. Vor allem in der Notfallmedizin geht es dabei weniger um hohe Durchsätze als um Flexibilität und Schnelligkeit.

Teil- und Vollautomation

Sehr verbreitet ist die sogenannte Gelzentrifugationstechnik (GZT), eine Weiterentwicklung der Agglutination im Röhrchen. Bei der Bestimmung von Blutgruppen, Serumgegenprobe,  Kreuzprobe sowie Antikörpersuchtests (AKS) läuft die Agglutination im Gel oder Glasperlen mit vorgelegten Antikörpern in Karten mit 6 oder 8 Mikrosäulen ab. Die bei der klassischen Methodik erforderlichen Waschschritte können so vermieden werden Die GZT eignet sich für alle Laborgrößen. Die Automatisierung der GZT hat in letzter Zeit Fortschritte gemacht, doch es fehlt weiterhin an echten flexiblen Vollautomaten für mittlere und insbesondere kleinere Labore. Angekündigt ist eine neue automatisierte GZT, die im Gerät Mikrosäulen mit Gel und Reagenzien befüllt und einige Nachteile der jetzigen GZT reduziert. In einer neueren Variante der GZT („Cellbind“-Methode) werden an Gelpartikeln immobilisierte Antikörper verwendet. An diese können Erythrozyten fest binden und sind gut nachweisbar.

Ähnliches bietet auch das Captureverfahren in Mikrotiterplatten, die mit immobilisierten Antikörpern vorbeschichtet sind. Bei positivem Test erhält man nach Zentrifugation einen roten Erythrozytenrasen, bei negativen einen roten Knopf. Bei Serumgegenprobe oder AKS sind Erythrozytenmembranen am Boden der Wells gebunden, daran bindende Antikörper der Probe  werden mit Anti-IgG-beladenen Indikatorerythrozyten nachgewiesen. Diese Methode wird überwiegend an automatisierten Geräten für mittlere und größere Labors eingesetzt.

Eine weitere Variante stellt die sogenannte Magnettechnik dar: Hier werden Erythrozyten durch Zusatz von paramagnetischen Reagenzien magnetisiert. Antikörper reagieren mit Antigenen auf der Zelloberfläche. Durch Anlegen eines Magnetfelds werden die Zellen am Boden fixiert, was die aufwendige Zentrifugation ersetzt. Nach Resuspendieren erfolgt die Auswertung. Die Methode lässt sich manuell und vollautomatisiert für das das gesamte Methodenspektrum durchführen und ist insbesondere in Frankreich recht populär.

Eine besonders schnelle Methode, die sich vor allem für die Notfallmedizin eignet, ist die Lateral-Flow-Technik. Sie ermöglicht in etwa 5 Minuten ohne Inkubation oder Zentrifugation die simultane Bestimmung von ABO, der kompletten RH-Formel und Kell. Bei dieser Methode treffen die Erythrozyten in einem Teststreifen auf immobilisierte Antikörper und bilden bei Vorhandensein des entsprechenden Merkmals eine rote Bande.

Chiptechniken oder Biosensoren, die die Bindung von Blutgruppen und Antikörpern mit physikalischen Verfahren erfassen, Massenspektrometrie- oder Kapillarelektrophorese-Methoden wurden beschrieben, ohne dass bisher Produkte für den massenhaften Einsatz erhältlich wurden. Eine aktuelle Arbeit beschreibt den erfolgreichen Einsatz eines Hochdurchsatz- Verfahrens auf Basis der Massenspektrometrie zur kompletten Charakterisierung der nach ABO und RH wichtigsten Systeme Kell, Kidd, und Duffy bei 4000 Blutspendern. Die Ergebnisse stimmten gut mit der serologischen Methode überein und es wurden etliche neue Allele identifiziert [1]. Es ist zu erwarten, dass solche Techniken erheblich an Bedeutung gewinnen.

Die Blutgruppenbestimmung entwickelt sich voraussichtlich immer weiter in Richtung Vollautomation. Doch nach wie vor sind auch manuelle Methoden von Bedeutung. Das beginnt damit, dass nach den Transfusionsrichtlinien das Bild durch die Zweitablesung trotzdem noch von einer sachkundigen Person kontrolliert und validiert werden muss.

Manuelle Verfahren

Einige Fragestellungen müssen ohnehin manuell betrachtet werden, etwa nicht eindeutige Befunde, sowie die Abklärung von schwer erfassbaren irregulären Antikörpern. Auch in Notfällen sind erfahrene MTAs häufig schneller als die verfügbaren Automaten, insbesondere bei der Kreuzprobe.

Die verbreitetste manuelle Methode ist die Agglutination in Röhrchen, auf Tüpfelplatten oder auf Objektträgern. Die Röhrchenmethode kann man in Verbindung mit einer Waschzentrifuge auch gut für Antikörpersuchtests und Differenzierungen verwenden.

Neben genauem Arbeiten sind hochwertige Reagenzien für eine große Zahl von Spezifitäten unerlässlich. Es gibt eine Vielfalt von Antiseren, Suchzellen und Verstärkermedien in unterschiedlichen Varianten (mono- und polyklonal, Lektine und Phytohämagglutinine). Insbesondere für seltene, aus dem Blut von immunisierten Spendern gewonnene Untergruppen ist es oft gar nicht so einfach, Antiseren zu finden. Hier schließt sich der Kreis, denn die Transfusionsmedizin hat seit Landsteiner eben doch Fortschritte gemacht: Weil immer weniger Patienten nach Transfusionen irreguläre Antikörper bilden, wird das Rohmaterial für die Hersteller immer wieder knapp.

Die angekündigte Entwicklung von allgemein verträglichen künstlichen Blutzellen aus Stammzellen wird noch ihre Zeit brauchen. Ob man dann immer noch so viele Tests benötigt, um Transfusionszwischenfälle zu vermeiden, ist nicht absehbar. Unumstritten und durch viele Studien belegt bleibt aber die Aussage, dass die Minimierung von Transfusionen oberste Priorität haben sollte. Blutprodukte nehmen in fast jedem Krankenhaus einen Spitzenplatz im Arzneimittelbudget ein; aktuelle Studien zeigen, dass eine zurückhaltende Transfusionsstrategie nicht nur erhebliche Sparpotenziale erschließt, sondern nebenbei sogar die Langzeitergebnisse verbessert. Patienten, bei denen während der Operation auf Blutprodukte verzichtet wurde, haben eine höhere 5-Jahresüberlebensrate.

Franziska Draeger

Dr. Hans-Jürgen Kolde

[1] Meyer S, Vollmert C, Trost N et al. High-throughput Kell, Kidd, and Duffy matrix-assisted laser desorption/ionization, time-of-flight mass spectrometry-based blood group genotyping of 4000 donors shows close to full concordance with serotyping and detects new alleles.Transfusion. 2014 May 21. doi: 10.1111/trf.12715.