T-Zell-assoziierte Immunantworten – Labordiagnostische Verfahren und klinische Relevanz

Die zelluläre Immunantwort stellt eine zentrale Säule des adaptiven Immunsystems dar. Im Mittelpunkt steht die Aktivität und Funktion von T-Lymphozyten, die nach Antigenkontakt spezifische Immunreaktionen vermitteln. Die diagnostische Beurteilung der T-Zell-vermittelten Immunantwort ist insbesondere in der Infektionsdiagnostik, Allergologie, Autoimmunologie, Immundefektdiagnostik und Pharmakovigilanz von Bedeutung.

Neben serologischen und zytologischen Verfahren hat sich die Durchflusszytometrie (Flow Cytometry) als zentrales Analyseverfahren etabliert. Sie ermöglicht eine multiparametrische Charakterisierung von T-Zell-Subpopulationen und deren Aktivierungsstatus auf Einzelzellniveau. Durchflusszytometrisch lassen sich zudem funktionelle Marker wie CD69, CD25 oder CD107a sowie die zytotoxische Effektorfunktion analysieren. Damit ergänzt sie klassische Methoden um hochdifferenzierte, quantitative Aussagen zur Immunzellfunktion.

T-Zell-assoziierte Tests erlauben eine funktionelle Bewertung der T-Zell-Aktivität und ergänzen serologische oder zytologische Verfahren um dynamische Aussagen zur Antigen-spezifischen Immunreaktion. Im Folgenden werden die wichtigsten Methoden zur Analyse der zellulären Immunität vorgestellt.

Interferon-Gamma-Release-Assays (IGRA)

z. B. QuantiFERON®, T-SPOT.TB

IGRA sind standardisierte Verfahren zur Quantifizierung der Freisetzung von Interferon-Gamma (IFN-γ) durch T-Zellen nach Stimulation mit spezifischen Antigenen, insbesondere Mycobacterium tuberculosis. Sie dienen primär dem Nachweis latenter Tuberkuloseinfektionen, haben jedoch zunehmend auch Bedeutung im differenzierten TB-Screening bei immunsupprimierten Patienten oder Migrantenpopulationen.

• QuantiFERON®-TB Gold: ELISA-basierte Bestimmung von IFN-γ aus Plasma.
• T-SPOT.TB®: ELISPOT-basierter zellulärer Nachweis auf Einzelzellniveau.

Beide Tests weisen eine hohe Spezifität auf, insbesondere bei BCG-geimpften Personen, und sind daher wertvolle Werkzeuge in der Tuberkulosediagnostik. 

Lymphozytentransformationstest (LTT)

Der LTT erfasst die Proliferationsfähigkeit von T-Zellen nach Antigenkontakt, üblicherweise über Einbau radioaktiv markierter oder fluorogener Nukleotide. Er wird v. a. in der Allergiediagnostik (Typ-IV-Reaktionen) und Arzneimittelverträglichkeitsprüfung eingesetzt. Die Testung erfolgt ex vivo durch Inkubation von Lymphozyten mit potenziell relevanten Antigenen oder Medikamentenmetaboliten. Moderne Varianten kombinieren den Proliferationsnachweis mit durchflusszytometrischen Auswertungen (z. B. CFSE-Verdünnung zur Zellteilungserfassung).

Der LTT hat sich als nützliches Instrument in der Diagnose von Arzneimittelüberempfindlichkeitsreaktionen erwiesen.

T-Zell-Funktionsanalysen

z. B. CD69-Expression, IFN-γ ELISPOT

Die Aktivierung von T-Zellen kann durchflusszytometrisch über Oberflächenmarker wie CD69, CD25 oder HLA-DR nachgewiesen werden. Diese Marker geben Aufschluss über die frühe T-Zell-Aktivierung und lassen sich multiparametrisch gemeinsam mit Subpopulationen (z. B. CD4+, CD8+) analysieren.

Der IFN-γ ELISPOT ermöglicht darüber hinaus die hochsensitive Einzelzell-Detektion von zytokinproduzierenden T-Zellen.

Anwendungsgebiete:

• Impfstoffentwicklung
• Onkologisches Immunmonitoring
• Diagnostik zellulärer Immundefekte
• Bewertung der Immunrekonstitution nach Transplantation 

Die Expression von Aktivierungsmarkern wie CD69 und CD25 ist ein Indikator für die T-Zell-Aktivierung und kann durchflusszytometrisch gemessen werden.

Der ELISPOT-Assay ist ein funktioneller, hochquantitativer Test mit breitem Nachweisbereich, der sich für eine Vielzahl klinischer Anwendungen eignet. 

Zytotoxische T-Zell-Funktion

z. B. bei Immundefekten

Die Funktion zytotoxischer T-Lymphozyten (CD8+) kann durch folgende durchflusszytometrisch auswertbare Verfahren beurteilt werden:

• Killing-Assays mit Nachweis apoptotischer Zielzellen
• Granzyme-B-Messungen (intrazellulär via Flow Cytometry)
• CD107a-Mobilisierung als Marker der Degranulation zytotoxischer Granula

Diese Diagnostik wird insbesondere bei primären Immundefekten (z. B. HLH, SCID), chronischen Virusinfektionen oder zur Therapiebegleitung in der Onkohämatologie eingesetzt.

Die CD107a-Expression auf der Zelloberfläche dient als Marker für die Degranulation von T-Zellen und kann durchflusszytometrisch gemessen werden.

Übersicht: Methoden zur Analyse T-Zell-vermittelter Immunität

Fazit

Die Analyse T-Zell-assoziierter Immunantworten ist ein hochspezialisiertes, aber klinisch zunehmend relevantes Segment der immunologischen Diagnostik. Moderne Verfahren wie IGRA, LTT, ELISPOT und insbesondere die Durchflusszytometrie erlauben nicht nur qualitative, sondern auch funktionelle Aussagen über den Immunstatus des Patienten. Sie liefern essenzielle Informationen für personalisierte Therapieentscheidungen in Infektiologie, Immunologie, Onkologie und Transplantationsmedizin.

Literatur

1. Centers for Disease Control and Prevention. Interferon Gamma Release Assay | Tuberculosis (TB). https://www.cdc.gov/tb/hcp/testing-diagnosis/interferon-gamma-release-assay.html (Interferon Gamma Release Assay | Tuberculosis (TB) - CDC)