muramidaseaktivität in leukocyten und plasma bei krankheiten mit verminderter infektabwehr

Klin. Wschr. 51, 383--388 (1973) © by Springer-Verlag 1973

Muramidaseaktivit~it in Leukocyten und Plasma bei Krmlkheiten mit verminderter Infektabwehr*

R. Pan izzon** und H. J . Senn

Onkologisch-h/~matologische Station der Medizinisehen Universit~ts-Poliklinik, Basel

Muramidase Activity in Leukocytes and Plasma o/Patients with Decreased Resistance against In/ection.

Summary. The murarnidase activity in heparinized plasma and leukocyte homogenates was quantitatively assessed by means of the lysoplate assay in 27 healthy controls and 82 patients [hematologic neoplasias (n =52), diabetes mellitus (n = 15) and various forms of chronic liver disease (n = 15)]. Patients with chronic myeloeytic leukaemia, lymphoreticular sarcoma, diabetes mellitus and chronic liver disease showed significantly elevated levels of plasma muramidase. Extremely high values were observed in 2 patients with acute myelomonocytie !euk- aemia. The leukocyte muramidase activity was markedly in- creased in myelomonocytic leukaemia and there was a signifi- cant decrease in patients suffering from chronic lymphocytic leukaemia and chronic liver disease.

Key wvrds: Muramidase, leukocyte defense, leukaemia, diabetes mellitus, liver disease.

Zusammen]assung. Die Plasma- und Leukocyten-Mura- midaseaktivit/~t wurde mittels der ,,Lysoplate"-]~[ethode bei 82 Patienten, und zwar 52 Patienten mit hgmatologisehen Neoplasien, 15 mit Diabetes mellitus und 15 mit chronischen Leberaffektionen, bestimmt. Signifikant erhShte Plasma- Muramidasewerte gegenfiber der Norm wiesen Patienten mit chroniseher myeloischer Leuk~Lmie (CMIL), lymphoretikul/£rem Sarkom, Diabetes mellitus und chronischen Leberaffektionen auf. Hohe Werte ergaben aueh Proben der beiden Patienten mit akuter monoeyt~rer Leukemic. Die Leukocyten-Mura- midaseaktivit~t war bei den Krankheitsgruppen der chronischen lymphatisehen (CLL) und chronischen myeloischen Leuk~mie (CML) sowic bei den ehronischen Leberaffektionen signifikant erniedrigt. Die beiden Patienten mit akuter mono- cytgrer Leuk/~mie zeigten hohe Leukocyten-Muramidasewerte.

Schli~sselw6rter: Muramidase, Leukocyten, Infektabwehr, H~moblastosen, Diabetes mellitus, Leberkrankheiten.

Einle i tung

Das lysosomale E n z y m Muramidase wurde 1922 yon F leming en tdeck t , welcher den , ,bemerkenswer t bak te r io ly t i schen Stoff, de r in Geweben und Sekre ten gefunden wird" , L y s o z y m n a n n t e [9]. Es hand e l t sich u m ein hi tzelabi les , n iedermolekula res P ro t e in m i t e inem Molekulargewicht yon ca. 15000, welches be im Menschen v e t a l lem ira P l a sma bzw. Serum, Speichel, Tr/~nensekret, in den Nierentubuluszel len , in Mono- cy ten und Granu locy ten sowie deren Vors tufen nach- gewiesen werden k a n n [2, 3, 6 - -8 , 10, 15, 17, 19, 28]. Besonders hohe Muramidasekonzen t r a t ionen wurden in exper imente l len und kl inischen e i t r igen E x s u d a t e n gefunden [9, 10, 26, 27, 29, 30]. Nich t oder in nu t ge- r ings ten Spuren ist das E n z y m in Urin, L iquor cerebro- spinatis, E r y t h r o c y t e n , L y m p h o c y t e n trod Thrombo- cy ten anzut re f fen [2, 3, 6, 8, 9, 17, 28].

I n den te tz ten J a h r e n h a t die Muramida, se wegen ihres mSgliehen d i f fe ren t ia ld iagnos t i schen Wer t e s bei a k u t e n Leuk/~mien [15, 16, 22- -24 , 28] sowie bei ge- wissen Nie renkrankhe i t en [20, 21, 25, 33] Bedeu tung er langt . I n der vor l iegenden Arbe i t wurde dieses leieht bak te r io ly t i sche E n z y m in P l a sma und Leukoey ten- suspensionen bei P a t i e n t e n versehiedener Krankhe i t s - g ruppen mi t ve rminde r t e r I n f ek t abwehr untersucht .

* Mit Unterstiitzung dutch den Schweiz. Nationalfonds zur F6rderung der wissenschaftlichen Forschung, Kredit Nr. 3.109/69. ** Inaugural-Dissertation, genehmigt durch die Medizinische Fakult~t der Universit~t Basel am 4. 12. 1971.

27b Kiln. Wschr., 51. Jahrg.

Mater ia l und Methode

Studiengruppe Die Studiengruppc umfai3te insgesamt 107 Personen. Von

diesen waren 25 gesunde Probanden, 15 Diabetiker, 15 Pa- tienten mit chronischen Leberaffcktionen (Lebercirrhose bei chronischem At.hylismus, chroniseh-aggressive Hepatitis) sowie 52 Patienten mit h~mat~)logischen Neoplasien, davon 12 mit Lymphogranuloma Hodgkin, 10 mit lymphoretikulErem Sarkom, 10 mit multiplem Myelora, 8 mit akuter myeloiseher Leukemic (AML), 2 mit akuter monocytErer LeukEmic (AMoL), 5 mit ehronischer myeloischer LeukEmic (CML) und 5 mit ehronischer lymphatiseher LeukEmie (CLL).

Prdiparation von Plasma und Leukocytensedimenten tteparinisiertes Venenblut (10 E Heparin ,,Vitrum" pro

ml) wurde durch sterile Punktion mittels Plastikspritzen ent- nommen. Alle Arbeitsg~nge erfolgten in sterilen, silikonisierten Glas- oder PIastikwaren. Die Blutproben wurden zur Erythro- cytensedimentation bei Raumtemperatur w~hrend 60 rain stehengelassen und tier Leukoeyten-Plasmaiiberstand darauf- hin w~hrend 10 min bci 620 x g zentrifugiert. Das zeltfreie Plasma konnte fiir die extracellul~ren Muramidasebestim- mungen vcrwendet werden. Das Zellsediment seinerseits wurde zur Elimination einer m6glichen plasmabedingten Mura- midasekontamination zweimal in 10 ml gepufferter, isotonischer NaCI-L6sung (pH 7,4) gewaschen. Die beiden Wasch- 16sungen warden zur Kontrolle ebenfalls auf vorhandene Muramidaseaktivit~t untersucht. Das gereinigte Zellsediment (ca. 0,1ml) wurde in l ml muramidasefreien, normalen mensehlichen Urin bzw. in 1 ml gcpufferter isotonischer Koch- salzlSsung ( = GKS) eingebracht. Von beiden Sedimentauf- sehwemmungen wurde die Leukocytenzahl pro mm a dureh Doppelkontrollen im H/~moeytometer bestimmt. Ebenfalls wurden Ausstriehe des Zellsedimentes angefertigt und naeh May-Grtinwald-Giemsa-F~rbung ausdifferenziert. Anschlie- $end konnten die Proben wi~hrend Tagen bis Wochen zur Weiterverarbeitung bei --20°C ohne nachweisbaren Verlust

384 R. Panizzon und H. J. Senn: Muramidaseaktivitgt in Leukocyten und Plasma Klin. Wschr.

500

100

50_

Abb. 1. Lysoplate Methode: 2 Standardverdiirmungsreihen (unten und links) sowie 25 Plasmaproben yon Gesunden

oder Anstieg der Enzymaktivit/~t aufbewahrt werden. Die Homogenisierung der Zellsedimente (sowie zur Kontrolle auch des Plasmas) erfolgte mittels repetiertem Temperaturschock darch fiinfmaliges Wechseln der Proben yon einem 37 ° C- Wasserbad in ein -- 60 ° C Trockcneis-Methanolgemiseh. Mikroskopische Kontrollen zeigten vollst~ndige Zerst5rung der Zellcn an. Die lysierten Proben wurden sodann bei 930 × g zentrifugiert und nat der klare ~berstand zur cellulgren Enzymbestimmung verwendet.

Muramidasebestimmung Die Muramidasebestimmung erfolgte leieht modifiziert

naeh der ,,Lysoplate"-Methode yon Ossermann and Lawlor [23]. Zu erw~irmtem, gepuffertem Agar [3,75 g Agarose (Miles Seravac Ltd., Maidenhead Berks., GB) in 375 ml Phosphat- pufferlSsung, p i t 6,3, mit Bunsenbrcnner auf 100 ° C erhitzt] warden bei 60--70 ° C (bei tieferen Temperaturen beginnt der Gelierungsprozefl) lyophilisierte Mil~'ococcus lysodeikticus- Organismen (0,1875 g, Worthington Biochemical Corp., Free- hold, N.J./USA) hinzugegeben, da die Kapsel dieses Erregers dutch Muramidase sehr gut hydrolysiert wird [4]. Die Mischung wurde sodarm hei genaa horizontaler Unterlage in Plastik- schalen mit Gittermuster (Falcon Plastics, Integrid-No. 8-757- 150, 100 X 15 ram, Division of Laboratories Inc., Los Angeles, Calif./USA) eingefiiltt. Diese ,,Lysoplates" konnten bis zu ihrer Verwendung w/~hrend ca. 6--8 Wochen bei 4°C aufbewahrt werden. Mit Itilfe eines scharfrandigen Metalltubus (Durehmesser 2,5 mm) wurden entspreehend der Felderung der Platten unter Sogwirkung einer Wasserstrahlpumpe Hohl- r~ume in die Agarplatten gestanzt, welche ca. 25 mm a faBten. Die Proben yon Plasma, Waschl6sung und Zellsedimenten wurden mit einer automatischen Mikropipette (20ram a, System Marburg, Firma Eppendorf, Hamburg/Deutschland) eingefiillt. Entsprechend der in Urin und GKS aufgeschwemmten Zellsedimente warden Standardverdfinnungen von 1, 5, 10, 50, 100 und 500 ~g doppelt kristallisicrtem Hiihnereiweil~- Lysozym ('Worthington Biochemical Corp., Freehold, N.J./ USA) pro ml GKS bzw. muramidasefreiem, normalem menschlichem Urin hergestellt and ebenso in 1--2 Reihen in jede Platfe eingebracht. Die beschickten ,,Lysoplates" wurden dann wghrend 16 Std bei 22 ° C (I~aumtemperatur) inkubiert.

7_

E

10.

5_

[ ~ 0 GKS- Medium

• Urin- Medium

I_

t 2 3 4 5 6 7 8 9 10 71 12 13 14 15 Kli~rzonen - Durcbmesser (ram)

Abb. 2. Muramidase-Standardkurven

Die Durchmesser der nach dieser Zeit aufgetretenen radialen Kl~rzonen im Agar (Abb. 1) warden auf der Plattenriickseite mittels eines vorgespannten MaBs~abes mit Halbmillimeter- teilung ausgemessen.

Statistische Auswertung 1. Methode: Pri~ung auf Korrelation bei normal verteilten

Gr6Ben (t-Test). Ein~ache Varianzanalyse. 2. HilfsmitteI: Computer IBM 360/365, Biochemical Com-

puter Programs (University of California Press).

R e s u l t a t e

Standardkurven Die semflogar i thmisch aufge t ragenen W e r t e fiir die

S t a n d a r d k o n z e n t r a t i o n e n 1 - -500 ~zg/ml HfihnereiweiB- Muramidase l iegen l inear. Lage n n d Verlauf der K u r v e s ind jedoch abh~ngig yon der Verdi innungslSsung [28]. Bei gleicher E n z y m k o n z e n t r a t i o n zeigte die Ur ins tan- dard lSs tmg grSl3ere K la rzonen als d ie jenige yon G K S (Abb. 2). Nach der grapMschen Dars te l lung auf dem Wahrsche in l ichke i t sne tz l iegen die W e r t e ftir die Urin- s t andard lSsungen idea ler als f/Jr d ie jenigen in GKS. D a der P l a s m a s t a n d a r d (nach H i t z e i n a k t i v a t i o n der endogenen Muramidase) wei tgehend dem Verlauf des U r i n s t a n d a r d s [28] en tspr icht , wurden aus l e t z te rem die P l a s m a w e r t e in terpol ie r t .

WaschlSsungen, Plasmakontrollen I m ers ten ~Vaschdnrehgang zeigten 9 yon t07

Waschf l i i ss igkei ten Spuren yon Muramidaseakt iv i t /~ t , im zwei ten W a s c h d u r c h g a n g nur noch ein einziger

51. Jg., Heft 8, 1973 R. Panizzon und H. J. Senn: Muramidase~ktivit~t in Leukocyten und Pl~sm~ 385

Tabelle 1. Plasma-Mur~mida, sewerte bei Gesunden und verschiedenen Patienteng~lppen mit verminderter Infektabwehr

Gruppe Anzahl M~A a Standard- Durchsetmitttiehe (meg/ml) abweiehung Granuloeytenzahl

(s) pro mm 3

Gesunde 25 12,7 3,1 5060

Akute myeloische Leuk~mie 8 19,6 11,8 Akute monoeyt~re Leukgmie 2 38,0 - - Chronisehe myeloische Leuk~mie 5 36,6 b 25,6 Chronische lymphatisehe Leuk~mie 3 9,9 3,8 Chronisehe lymphatisehe Leukgmie 2 16,5 7,8

in Remission

2500

73230 1690 4 840

Lymphoretikulgres Sarkom 10 18,9 b 4,4 3460 Lymphogranuloma Hodgkin 12 15,4 4,2 5170 Multiples Myetom 10 16,1 5,0 2990

Dia.betes mellitus 15 17,6 b 4,7 4990 Chronisehe Leberaffektionen 15 20,5 ~ 7,7 4110

a MA=Muramidaseaktivit~t, ausgedriickt als Hiihnereiweifl-Muramidaseaktivit~t. b Signifika.nt (p g0,01) erh6hte Mittelwerte gegeniiber der Norm.

Tabelle 2. Leukocyten-Muramidasewerte yon in Urin bzw. GKS aufgeschwemmten Sedimenten

Gruppe Anzahl i~Aa Standard- MAn Standard- Urin- abweichung GKS- abweichung Sediment (s) Sediment (s) (meg/10 G Z.) (meg/106 Z.)

Gesunde 25 5,0 1,7 9,0 6,6

Akute myeloische Leukamie Akute monocyt~re Leuk~mie Chronische myeloische Leuk~mie Chronisehe Iymphatische Leuk~mie Chronisehe lymphatisehe Leuk~mie

(in Remission)

8 3,5 3,2 3,4 1,6 2 4 1 , 7 - - - - - -

5 2,0 t,4 4,2 3,1 3 0,6 0,3 0,5 0,2 2 3,0 1,7 4,0 0,4

LymphoretikuI~res Sarkom 10 5,1 3,0 6,9 4,7 Lymphogranuloma IIodgkin 12 4,0 1,5 7,8 4,3 Multiples Myelom 10 5,6 3,0 7,7 5,3

Diabetes 15 6,1 3,5 7,5 4,9 Chronisehe Leberaffektionen 15 2,9 2,1 6,3 3,8

a 2¢[uramidase~ktivita't, ausgedriickt als giihnereiweigdY[uramidaseaktivit~t.

(naehstehend erw/~hnter) Patient. Diese Probe w u r d e noeh zweimal gewasehen, worauf keine Aktivitgt mehr naehzuweisen war. Die auf eventuell vorhandene eellu- 1/~re bzw. lysosomale Muramidasekontamination bin ebenfalls ,,lysierten" Plasmaproben zeigten im Ver- gleieh zu den entspreehenden nieht ,,lysierten", direkt untersuehten Plasmaproben in 106 yon 107 F/~llen identische I~esultat.e. Bei diesem einen Patient mit einer peripheren Leukoeytenzahl yon 250000 ergab das ,,lysierte" Plasma - - als Ausdruek einer eellul/~ren Kontamination - - einen um 281% erh6hten Mura- midasewert.

Muramidasewerte im Plasma

Die Plasmamuramidasewerte, abh/ingig vom Gra- nutoeytenumsatz und deren Kontaktzeit mit dem Plasma, zeigten bei Gesunden einen Mittelwert yon

12,7 txg/ml mit einer Standardabweichung von 3,1. FAn signifikant erhShter Mittelwert gegeniiber der Norm (p<0,01) wurde bei den Gruppen mit CML, (36,6 a/rot), lymphoretikul/~rem Sarkom (t8,9 ~zg/inl) Diabetes (17,6 ~g/ml) und chronischen Leberaffek- tionen (20,5 ~g/ml) gefunden. Bei den beidenPatienten mit AMoL (33 und 43 ~g/ml) betrug der durehsehnitt- liche Weft 38,0 ~g/ml (Tabelle t).

Muramidaseaktivit5t der Leukocytenhomogenisate

Der cellul~re Muramidasegehalt einer lysierten, gemisehten Leukoeytenpopulation erwies sich bei Auf- arbeitung der Zetlen in Urin oder GKS als verschieden (Tabelle 2). In GKS aufgesehwemmte Leukoeyten zeigten bei Gesunden und in allen Krankheitsgruppen (mit Ausnahme derjenigen der AML und der CLL)

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h6here ~¥erte und als Folge der Streuung meist auch grSBere Standardabweiehungen.

F~r die in Urin aufgesehwemmten gemischten Leukoeytensuspensionen ergaben sich folgende Werte: Bei den gesunden Probanden lag der Mittelwert (arith- metisches Mittel) bei 5,0 ~g/10 s Leukoeyten mit einer Standardabweiehung yon 1,7, ein Wert, vergleichbar mit an anderen Stellen beschriebenen [8, 22, 28]. Bei den beiden Patienten mit AMoL (15,4 und 68,0 ~g pro 10sZ.) betrug der Mittelwert 41,7 ~g/106 Z. Signifi- kant (p~0,01) tiefere ~¢fittelwerte der Leukocyten- Muramidase wurden bei CLL (0,6 d: 0,3 ~g/10 ~ Z.), CML (2,0 ~ t,4 ~zg/106 Z.) sowie bei eln.onisehen Leber- affektionen (2,9~2,1 ~zg/106 Z.) gefunden. Ffir die Patientengruppe mit Diabetes mel]itus war der Mittelwert der Leukocytenmuramidase mit 6,1=L 3,5 ~g/10~Z. vom Normwert nieht signifikant verschieden, ebenso nicht ffir die restliehen Patienten- gruppen.

Diskussion

Schon von Fleming wurde ein Zusammenhang zwischen Muramidase und Leukoeyten vermutet [9, 10]. Einige Untersuehungen fiber den Muramidase- gehalt versehiedener Leukoeytenpopulationen folgten [2 4, 8, 28]. DaB die Lymphoeyten keine Muramidase enthalten, konnten Flanagan und Lionetti [8] zeigen. Sie vermuteten einen Zusammenhang zwisehen der Muramidase im Plasma und ,,lysierten" Leukocyten. Brunfitt und Glynn [12] fanden, dab Granuloeyten yon Menschen und Peritonealmakrophagen yon Ratten die F~higkeit h/~tten, muramidaseempfindliehe St~mme yon Mikroeoeeus lysodeietieus zu phagoeytieren und zu zerstSren. Briggs et al. [3] untersuehten Blur und Knochenmarkausstriehe mit einer histoehemischen Methode und fanden Muramidaseaktivit~t in polymorphkernigen Leukocyten, deren Vorstufen und in Monocyten. Keine Aktivit~t fanden sie in Lympho- cyten, Plasmazellen, Mastzellen und getieulumzellen des Knoehenmarks. Mit gr6Bter Wahrseheinliehkeit ist die Muramidase in der Granulafraktion bzw. in den Lysosomen der Leukocyten enthalten [5, 13]. Dal~ die polymorphkernigen Leukocyten die haupts/iehliche Quelle der Muramidase im zirkulierenden Blut (Plasma, Serum) und in frfihen Entzfindungsexsudaten dar- stellen, zeigten Finch et al. [6] sowie Senn et al. [28].

Anhand ihrer Untersuehungen konnten Briggs et al. (3) darauf hinweisen, dab eine Parallele zwJsehen dem Reifegrad der Granulocyten und ihrem Mura- midasegehalt besteht. Perillie et al. [19] fanden bei Patienten mit granuloeyt~rer und monoeytarer Leuk- ~mie h6here Leukoeytenmuramidasewerte als bei Ge= sunden. Dabei ist jedoeh zu berficksiehtigen, dab der Normwert dieser Autoren bei vergleiehbarer Methodik erheblieh tiefer ]iegt als derjenige anderer Untersueher [8, 22, 28], die fiir dieselben Leuk/~miepatientenzwar entsprechende Resultate erhielten [22, 28]. Die hSchste Leukoeytenmuramidaseaktivitgt fanden Perillie et al. [24] bei Patienten mit CML, wogegen bei unseren

Patienten dieser Gruppe ein sigDifikant erniedrigter und bei Noble und Fudenberg [22] Werte im Norm- bereich gefunden wurden. In unserer Studie hingegen zeigten 8 Patienten mit akuter myeloischer Leuk/~mie (AML) Leukoeytenmuramidasewerte im unteren Normbereieh, Perillie et al. fanden hier erhShte [24], Noble und Fudenberg untersehiedliche [22] Werte. Unsere Patienten mit chron£sehen Leberaffektionen wiesen einen signifikant erniedrigten Leukoeyten- muramidasegehalt auf, eine Feststellung, die durch weitere Untersuchungen zu iiberprfifen mad zu er- g~nzen w£re. Eine Korrelation zu anderen Leber- enzymver~nderungen konnte nicht festgeste]lt werden. Die tiefsten Leukoeytenmuramidasewerte ergaben Zellproben von Patienten mit ehroniseher lymphatiseher Leuk~mie (0,6 ~zg/i0 ~ Z.), entspreehend den Be- funden anderer Autoren [24, 28]. Den h6ehsten Leuko- eytenmuramidasegehalt fanden wir in der vorliegenden Studie bei den beiden Patienten mit AMoL. Ossermann und Lawlor vermuten, dab leuk/~misehe Monoeyten mehr Muramidase enthalten als Granulo- cyten [23]. Zudem besteht bei dieser Leuk/~mie geh/~uft ein tubul~res Syndrom mit erheblieher Muramidas- urie [20]. Fiir die eel]ul£re Muramidaseaktivit/~t scheint festzustehen, dab die tiefsten Werte bei Patienten mit CLL und ALL (akute lymphatisehe Leuk/~mie), die h6ehsten Werte aber sowohl bei CML als aueh bei AMoL gefunden werden.

Der Normbereieh der Plasmamm'amidase von 12,7 =]= 3,1 ~zg/ml in dieser Studie war im Vergleich zu einer Vorstudie mit gleieher Methodik unbedeutend erniedrigt [28], gegenfiber einer anderen Studie prak- tiseh gleieh [34]. Die vorliegenden Plasmamura- midasewerte zeigten bei beiden Patienten mit AMoL hohe Werte (33 und 43 ~zg/ml), bei Patienten mit CML, lymphoretikul~rem Sarkom, chronischen Leber- affektionen und Diabetes mellitus im Vergleich zu den Gesunden signifikant erhShte ~Verte (p < 0,01). Zueker et al. [34] fanden erhShte Werte bei Patienten mit AML, AMoL, CML, Lymphogranuloma Itodgkin und sehweren Infekten, wobei sie zur Bestimmung mensch- liehe Muramidase verwendeten. Andere Vergleiehs- untersuehungen fiber die Plasmamuramidase fehlen.

Im Serum ist die Muramidaseaktivit/~t vergleichs- weise bei CLL meist deutlieh erniedrigt [17, 19, 23, 24, 29], bei CML erhSht [22, 24, 29], bei AMoL erhSht [17, 23, 24], bei AML erhSht [17, 22, 24] oder im Norm- bereich [23] oder erniedrigt [15, t9].

Finch et al. [6] stellten bei 14 Patienten mit Dia- betes mellitus signifikant erhShte Serummuramidase- werte lest, wobei sie keinen Zusammenhang mit dem Ausmag der Hyperglyk£mie finden konnten, jedoch geh~tufte bakterielle Infekte als Ursache annahmen, obwohl die peripheren Leukoeytenzahlen nieht erhSht waren. Auch in unserer Studie konnten wir keinen Zu- sammenliang zwisehen Hyperglyk~mie und Plasma- muramidasaktivit~t feststellen, ebenso bestand kein Zusammenhang und kein Unterschied zwischen In- sulin- oder oralen Antidiabetiea-eingestellten Diabe-

51. Jg., He/t 8, 1973 R. Panizzon und H. J. Senn: Muramidaseaktivit~t in Leukocyten und Plasma 387

tikern und dem Plasmamuramidasegehalt . Unsere ambulanten, behandelten Diabetiker zeigten keine manifesten Infekte, und ihre peripheren Leukocyten- zahten lagen im ~Normbereieh.

Die Korrelationen z~dsehen Gesamtleukozyten- zaht, abso]uter Zahl polymorphkerniger Leukocyten sowie absoluter Zahl yon Polymorphkernigen + Mono- cyten im peripheren Blur einerseits und der Plasma- muramidaseaktivi t~t andererseits, waren ffir die Krankheitsgruppe der Leuki~mien alle signifikant (Korrelationskoeffizient : 0,7, 0,8, 0,8). Ffir die fibrigen Krankheitsgruppen sowie ffir die Gesunden ergaben sich ffir die gleiehen Parameter keine statistisch ge- sicherten Korrelationen.

Die parallel in Serum und Plasma durchgefiihrten Muramidasebestimmungen beschr~nkten sich auf Pa- t ienten mit h~matologisehen Neoplasien. Dabei zeigte sich, dal~ die Serumwerte im Mittel das 2 3fache der Plasmawerte betrugen. Es wird angenommen, da.l~ wghrend des Gerinnungsprozesses Granuloeyten und Monocyten ti~diert werden und so zu einer artefizielIen ErhShung der Serummuramidase ffihren [28], oder dal~ m6glicherweise das zur Anticoagulation verwen- dete I teparin mit der Muramidase im Lysoplate Assay interferiert [23].

Bei den in unserer Studie untersuehten Patienten- gruppen sind Infektkomplikationen e r fahrungsgem~ h~ufig und zeigen oft einen sehweren Verlauf. Die Infektabwehr ist aus unterschiedlichen Griinden ge- stSrt. So stehen bei den akuten Leuk£mien aufgrund ausgedehnter Untersuehungen unserer eigenen Arbeits- gruppe sowie weiterer Autoren das zahlenmi~ige und funktionelle Defizit reiier Granuloeyten im Vorder- grund der Abwehrsehw~che, w~hrend die humora]en Faktoren und das immunokompetente eetluIare System kaum gest6rt erscheinen [14, 30, 32]. Trotz scheinbar nur wenig erniedrigter lokaler Leukoeytenmobilisation besteht auch bei der floriden chronisehen myeloisehen Leuki~mie eine schwere StSrung der Teilnahme mor- phologisch reifer Granuloeyten am Entzfindungsvor- gang. Dies ]i~J3t sich experimentell in Form einer stark verminderten Blutgranulocyten-Clearance in die peri- vasculgren Gewebe naehweisen [1, 32]. Zudem ist bei der chronisehen myeloischen Leukgmie die Phago- eytoseaktivit~t reifer Granuloeyten in der Regel ver- mindert [32]. Bei Patienten mit ehronischer lympha- tischer Leuk~Lmie mad matignen Lymphomen besteht im floriden Krankheitssta~tium eine deut]iehe Beein- tri~ehtigung tier humora]en und der eellnlgren (insbe- sondere lymphoeytiiren) Abwehrvorgi~nge [3i, 32). Die Phagoeytosekapazit~Lt reifer Grannloeyten und Mono- eyten erseheint dagegen bei diesen Leiden normal. Die genaue Ursache der InfektabwehrstSrung bei Patienten mit Diabetes mellitus und chronisehen Leberkrank- heiten ist derzeit nieht genfigend bekannt. Laufende Studien weisen auf eine signifikante, funktionelle SiS- rung der Granulocyten bei Patienten mit chronisehem Athylismus und fortgesehrittener Lebercirrhose hin [11, 18].

Mehrere frtihere Untersucher haben dem leicht bakteriolytisehen Enzym Muramidase (Lysozym) kli- nische Bedeutung in der Infektionsabwehr des mensch- lichen Organismus zugemessen. Entsprechende medi- kament6se Pr~parate zur Behandlung yon Infekten der oberen Luftwege befinden sich derzeit im Handel. Es lag deshalb nahe, im Rahmen laufender Studien fiber celluliire Infektabwehr die mSgliche Bedeutung der Plasmaspiegel und der cellul~ren Aktivit~t dieses lysosomalen Enzyms bei Krankheitsgruppen mit er- f ah rungsgem~ erhShtem Infektrisiko zu prfifen. Da der Plasmaspiegel des Enzyms eine komplexe Resul- tante des eelluliiren Muramidasegehalts, der lysosomalen Membranstruktur, der glomerul~ren Filtra- tionsleistung und des tubuli~ren Rfickresorptionsappa- rates der Nieren darstellt, seheint dem Wert der Plasmamuramidaseaktivi t~t kanm eine Bedeutung zur Charakterisierung der Infektabwehrlage zuzu- kommen. Hingegen erscheint nieht ausgeschlossen, dab die signifikant erniedrigten Mittelwerte der Leuko- eytenmuramidase bei Patienten Init chroniseher myeloischer Leuk~mie und chronisehen Leberkrankheiten - - mSglieherweise zusammen mit weiteren funktio- nellen Defekten der eelluli~ren Abwehr]eistung - - eine klinisehe Bedeutung in der Infektabwehrleistung des Organismus zukommt. Entsprechende quanti tat ive Studien sind derzeit im Gang.

L i t e r a t u r

1. Banerjee, T., Senn, H.J . , Holland, J .F. : Comparative studies on locMized leukocyte mobilization in patients with chronic myelocytic leukemia. Cancer (Philad.).

2. Barnes, J.M.: The enzymes of Iymphocytes and poly- morphnuclear leukocytes. Brit. J. exp. Path. 21, 264 (1940).

3. Briggs, R. S., Perillie, P.E., Finch, S.C.: Lysozyme in bone marrow and peripheral blood cells. J. Histochem. Cytochem. 14, 167 (1966).

4. Brumfitt, W., Glyrm, A.A.: Intracellular killing of micrococcus lysodeicticus by macr0phages and poly- morphnulear leukocytes: comparative study. Brit. J. exp. Path. 42, 408 (1961).

5. Cohn, Z.A., Hirsch, J. G. : The isolation and properties of the specific cytoplasmic granules of rabbit polymorph- nuclear leukocytes. J. exp. Med. 112, 983 (1960).

6. Finch, S.C., Lamphere, J .P. , Jablon, S. : The relationship of serum lysozyme to leukocytes and other constitu- tional factors. Yale J. Biol. IVied. 36, 350 (1963).

7. Fink, I~[. E., Finch, S. C.: Serum muramidase and granuIo- cyte turnover. Proc. Soc. exp. Biol. (~N.Y.) 127, 365 (1968).

8. Flanagan P., Lionetti, F.: Lysozyme distribution in blood. Blood 16, 497 (1955).

9. Fleming, A.: On a remarkable bacteriolytic element found in tissues and secretions. Proc. roy. Soc. B 93, 306 (1922).

I0. Fleming, A., Allison, V. D.: Observations on a bacterio- lyric substance ("Lysozyme') found in secretions and tissues. Brit. J. exp. Path. 13, 252 (1922).

li. Guggisberg, R., Senn, I-I. J.: Lcukocytenmobilisation bei Lebcrkrankhciten. (In Vorbereitung.)

12. Hayslett, J.P., Perillie, P.E., Finch, S.C.: Urinary muramidase and renal disease. Correlation with renal histology and implication for the mechanism of enzymuria. New Engl. J. Med. 279, 506 (1968).

13. Hirschhorn, R., Weissmann, G. : Isolation and properties of human leukocytes lysosomes in vitro. Proc. Soc. exp. Biol. (N.Y.) 119, 36 (1965).

388 R. Panizzon und H. J. Senn: Muramidaseaktivit/it in Leukocyten und Plasma

14. Holland, J .F . , Senn, H. J., Banerjee, T.: Quantitative studies on leukocyte mobilization in acute leukemia. Blood 37, 499 (197i).

15. Inai, S.: Studies on serum lysozyme. II. Lysozyme activity in normal human serum and in serum of patients with various diseases. Med. J. Osaka Univ. 9, 33 (1958).

16. Jensen, R.S., Tow, J .G. , Donaldson, D.M.: Extra- cellular b-Lysin and muramidase in body fluids and in- fla~rmlatory exsudates. Proe. Soc. exp. Biol. (N.Y.) 124, 545 (1967}.

17. Joll~s, P., Sternberg, M., Math4, G.: The relationship between serum Iysozyme levels and the blood Ieukocytes. Israel J. med. Set. 1, 445 (1965).

18. Louria, A. B.: Alkohol und Infektion. Triangel (De.) 10, 2, 57 (1971).

19. Marcotongo, R., Contu, L.: Compartamento dell'attivit~ lisozimiea in alcnne emopatie. Haema~. Iat. (Milano) 5, i41 (1962).

20. Muggia, F.M., Heinemann, H. 0., Farhangi, M., Osser- mann, E. F.: Lysozymuria and renal tubular dysfunction in monocytic and myelomonocytic leukemia. Amer. J. Med. 47, 351 (1969).

21. l~obie, R. E., Najarian, J. S., Brainard, H. D.: Urine and serum lysozyme measurements in renal homotransplanta- tion. Proc. Soc. exp. Biol. (N.Y.) 120, 737 (1965).

22. Noble, R.E., Fudenberg, H.H. : Leukocyte lysozyme activity in myelocytic leukemia. Blood 80, 465 (1967).

23. Ossermann, E.F. , Lawlor, D.P.: Serum and urinary lysozyme (muramidase) in monoeytic and monomyelo- cytic leukemia. J. exp. Med. 124, 921 (1966).

24. Perillie, P. E., Kaplan, S. S., Lefkowitz, E., Rogaway, W., Finch, S. C.: Studies of muramidase (Lysozyme) in leukemia. J. Amer. reed. Ass. 203, 317, (1968).

25. Prockop, D. J., Davidson, W.D.: Study of urinary and serum lysozyme in patients with renal disease. New Engl. J. ivied. 270, 269 (1964).

26. Senn, H.J . , Holland, J .F . : Leukocyte mobilization in health and in acute leukemia. Blood 80, 888 (1967).

27. Senn, H. J., Holland, g. F.: Plastic skin chamber techni- que for comparative studies of localized leukocyte mobilization in man. Rev. europ. ]~tud. olin. biol. 14, 373 (1969).

28. Serm, H. J., Chu, B., O'MMley, J., Holland, J .F . : Ex- perimental and clinical studies on muramidase (Lysozyme). 1. Muramidase activity of normal human blood cells and inflamma~ry exsudates. Acta haemat. (BaseI) 44, 65 (1970).

29. Senn, H. J., Rhomberg, W.U.: Muramidaseaktivit~t in Serum und Urin bet akuten and chronischen Leukiimien. Sehweiz. reed. Wschr. 1OO, 1993 (1970).

30. Serm, H. J., Holland, J. F. : Funktionelle Beurteilung der Infekt~bwehr bei Leuk~mien. Schweiz. med. Wschr. 109, 308 (1970).

31. Senn, H.J . , Jungi, W.F., Nagel, G.A., Geiger, Chr.: Leukocyte defense mechanisms in lymphoproliferative disorders. I. 1Yleeting of the Europ. Div. Internat. Soc. of Itematology, Milano Abstract 272, 1971.

32. Senn, H .J . : Infektabwehr bet Hi~moblastosen. Berlin- Heidelberg-New York: Springer 1972.

33. Wanters, J. P., Favre, H.: L'int6r6t de la mesure du lysozyme urinaire duns le diagnostic des n6phropathies. Schweiz. reed. Wschr. 100, 1903 (1970).

34. Zucker, S., Hanes, D. J., Vogler, W.R., Eanes, R.Z.: Plasma muramidase: a study of methods and clinical applications. J. Lab. clin. Med. 75, 83 (1970).

Priv.-Doz. Dr. I-I. J. Senn Medizinischc Klinik C Kantonsspital CH-9006 St. Gallen/Schweiz

muramidaseaktivität in leukocyten und plasma bei krankheiten mit verminderter infektabwehr

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