Katsaus Virtsan mikroskopialöydösten kliininen merkitys Timo Kouri ja Simo Pohjavaara Virtsan sakan mikroskopia on kliinisen laboratorion vanhimpia ja edelleen pyydetyimpiä tutkimuksia. Se tarjoaa nopean ja edullisen tavan saada tietoa munuaisten ja virtsateiden tilasta. Visuaalisen mikroskopoinnin rinnalle on tullut automaattisia virtaussytometriaan perustuvia partikkelilaskureita, joiden avulla virtsan partikkeleista voidaan määrittää luotettavasti leukosyyttien, erytrosyyttien ja levyepiteelisolujen pitoisuus. Yksinkertaisen peruslaskennan lisäksi on kiinnitettävä huomiota myös virtsan partikkelien tarkempaan erittelylaskentaan, joka on edelleen korvaamaton tutkimus munuaissairauksien diagnostiikassa ja seurannassa. Virtsan kliininen mikroskopointi alkoi Euroopassa jo 1830-luvulla. Pitkän historian jälkeen virtsan mikroskopointikäytäntö on nyt kokemassa muutoksen, jossa erilaiset löydökset ryhmitellään verenkuvien tapaisesti perustasoon ja vaativampaan lähinnä nefrologiseen tasoon sekä kansallisen (Kouri ym. 1999a) että eurooppalaisen laboratoriotutkimussuosituksen (ECLM 2000) mukaan. Katsauksessamme tarkastellaan virtsan partikkelien toteamista ja kliinistä merkitystä. Virtsan perustutkimusten vaiheistus Virtsan partikkelien laskenta on kuulunut virtsan perustutkimuksiin tavallisesti yhdessä moniliuskakokeen kanssa. Virtsan bakteeriviljely on ollut mukana virtsatutkimusten kokonaisuudessa yhteisen näytteen ja tutkimusprosessin takia. Valikoimattomassa kliinisessä potilasaineistossa, mm. sisäänottokokeena, tutkimukset tehdään vaiheittain työvoimaa sitovan mikroskopoinnin ja virtsaviljelyn vähentämiseksi. Kemiallisen seulonnan (moniliuskatutkimuksen) positiivinen punasolu-, valkosolu- tai albumiinitulos johtaa mikroskopiaan (pyyntö U-Tutk-1, vaiheistettu tutkimus, Suomen Kuntaliiton laboratoriotutkimusnimikkeistö 2002) (kuva 1). Väkevästä aamunäytteestä tehdyn liuskaseulonnan herkkyys riittää yleensä, jolloin turhat mikroskopoinnit voidaan välttää (Koivula ym. 1986). Käytettäessä seulonnassa pelkästään proteiinia ja punasoluja väärien negatiivisten löydösten osuus on noin 13 %; kun seulonnassa otetaan huomioon myös valkosolujen osoitus, mikroskopian suhteen väärien negatiivisten löydösten osuus on 3 % (Shaw ym. 1985). Virtsatieinfektioiden pikadiagnostiikkaan kannattaa paneutua. Kuvan 1 mukaisesti positiivinen leukosyyttien tai bakteerien (nitriitin) osoituskoetulos johtaa vaiheistettuna virtsaviljelyyn pyyntöpaketissa U-Tutk-1. Paketeissa U-Tutk-2 ja U-Tutk-3 viljely tehdään aina. Moniliuskakokeen herkkyys todeta uropatogeenisia bakteereja on noin 80 90 %, kun näytteenä on laadukas vakioitu aamunäyte ja toteamisrajana pidetään määrää 10 5 bakteeripesäkettä millilitrassa (ECLM 2000). Väärien negatiivisten löydösten Duodecim 2002;118:1845 55 1845
Kliininen seulonta Infektioepäily, viljely tarpeellinen Munuaisvaurion selvitys 3268 U-Tutk-1 3269 U-Tutk-2 3270 U-Tutk-3 1881 U-KemSeul (kemiallinen seulonta) 1881 U-KemSeul 1881 U-KemSeul Jos Eryt, Leuk, tai Alb + Jos Leuk tai Nitr + 1940 U-Solut (virtsan partikkelien peruslaskenta) 1155 U-BaktVi (virtsan bakteeriviljely) 1941 U-Diffi (virtsan partikkelien erittelylaskenta) Kuva 1. Virtsatutkimukset Suomen Kuntaliiton laboratoriotutkimusnimikkeistössä ja niiden tyypillisimmät aiheet. Osatutkimuksia voidaan pyytää erikseen. Eryt = erytrosyyttien, Leuk = leukosyyttien (granulosyyttien), Alb = albumiinin ja Nitr = nitriitin osoituskoe. Kaikki sairaanhoitopiirit eivät ole omaksuneet vaiheistettuja bakteeriviljelyjä liuskatutkimustuloksen perusteella. osuus on hyväksyttävä vain seulontaluonteisissa tapauksissa. Jos taas virtsatieoireisen potilaan virtsasta halutaan osoittaa pienemmätkin uropatogeenien pitoisuudet aina herkkyyteen 10 3 pesäkettä millilitrassa asti, on näyte kuitenkin viljeltävä liuskatuloksesta riippumatta, koska pikakokeiden sensitiivisyys jää 50 60 %:iin. Päivystysluonteinen mikroskopiatutkimus hematurian tai pyurian varmistamiseksi on saatavissa vain sairaalassa, jossa laboratorio päivystää. Lapsipotilaillakin liuskatutkimuksen ja mikroskopian yhtenevyys leukosyyttien osoittamisessa on joka tapauksessa suuri (Craver ja Abermanis 1997). Siksi mikroskopia on jätetty pois infektioepäilypotilaiden rutiinitutkimuspaketista. Virtsatieinfektioiden Käypä hoito -suosituksen mukaan perusterveen naisen akuutti ja oireiltaan tyypillinen kystiitti ei välttämättä edellytä lainkaan laboratoriokokeita eikä myöskään tarkistusnäytettä, jos infektio paranee hyvin (Ikäheimo ym. 2000). Partikkelien erittelylaskentaa (U-Diffi tai paketti U-Tutk-3) (kuva 1) toivotaan pyydettävän silloin, kun tarkasti eritellyillä munuaislöydöksillä on joko diagnostista tai hoidollista merkitystä (taulukko 1). Tämä tutkimus suositellaan tehtäväksi kaikista nefrologiseen selvittelyyn tulevien potilaiden näytteistä. Koska virtsatieinfektiot ovat munuaispotilailla melko tavallisia, nefrologinen tutkimuspaketti sisältää myös virtsan bakteeriviljelyn. Virtsan partikkelierittelyn lisäksi munuaisvaurion pois sulkemiseen voidaan tarvita herkkiä kvantitatiivisia virtsan albumiinin ja α 1 -mikroglobuliinin määrityksiä sekä seerumin kystatiini C:n määrityksiä (Grubb 1992, Guder ym. 1998). Tarkasti eritellyt munuaisvauriolöydökset (U-Diffi) eivät ole tavallisesti kiireellisiä, vaan ne voidaan selvittää päiväsaikaan jälkikäteen. Laboratoriot pystyvät siten säästämään merkittävästi perehdytyksessä ja työvoiman käytössä, kun kaikkien laboratoriohoitajien ei tarvitse ylläpitää virtsan mikroskopointitaitoaan vaativalla tasolla ja kyseiset tehtävät voidaan keskittää päivävuorossa virtsanäytteitä mikroskopoiville tai jopa hoitaa näytteitä alueellisesti kuljettaen, koska näytteiden säilyvyys mahdollistaa tämän. Keskittäminen myös parantaa virtsan partikkelien erittelyn laatua. 1846 T. Kouri ja S. Pohjavaara
Taulukko 1. Virtsan perus- ja erittelylaskennassa tunnistettavat partikkelit (ECLM 2000). Perustaso (U-Solut) Vaativa taso (U-Diffi), perustason lisäksi Punasolut Punasolujen morfologinen erittely 1 Valkosolut Granulosyytit, lymfosyytit, makrofagit Eosinofiilit (erillinen värjäys tarvittaessa) Levyepiteelisolut Pienet epiteelisolut Pienten epiteelisolujen erittely: Siittiöt tubulusepiteelin solut, välimuotoisen epiteelin solut, (ilmoitetaan pyydettäessä) (suolen epiteelin solut virtsarakkoleikkauksen takia) Atyyppiset epiteelisolut tutkitaan sytologian (patologian) laboratoriossa Lieriöt Muiden lieriöiden erittely: hyaliinili- ja muut lieriöt tubulussolu-, punasolu-, granulosyytti-, hyaliini-, jyväis-, vaha-, rasva-, bakteeri- ja hiiva-, hemoglobiini- ja myoglobiinilieriöt Bakteerit Gramvärjäysluokittelu (mikrobiologiset laboratoriot tarvittaessa) Hiiva, trikomonas Harvinaiset alkueläimet, kuten Schistosoma haematobium (trooppiset potilaat, mikrobiologiset laboratoriot) Sakkaisuus (usein amorfinen) Eri kiteiden erottelu: ks. taulukko 3 Artefaktit (karvat, paperikuitu, tärkkelys, lasi) 1 Virtsan punasolujen dysmorfia (U-ErytDys) tutkitaan Suomessa nykyään vain yliopistollisissa keskussairaaloissa eri pyynnöstä Virtsan mikroskopian menetelmät Näytteen laatu. Potilaan esivalmistelun ja näytteenoton onnistuminen annettujen ohjeiden mukaan vaikuttaa ratkaisevasti tutkimustuloksen tulkintaan: aamun ensimmäinen tai toinen näyte sisältää eniten partikkeleita. Bakteeriviljelyn herkkyys paranee, kun rakkoaika on yli neljä tuntia, minkä takia pitkään rakossa ollut näyte on valittu yhteiseksi»vakioiduksi» näytteeksi, vaikka soluissa alkaakin esiintyä degeneraatiota (Kouri ym. 1999a). Epäselvien solulöydösten varmistus voi onnistua tuoreesta päivän toisesta näytteestä, jota suositellaan myös mm. sytologiseen virtsan tutkimukseen (Koivuniemi 1990). Perusvirtsanäyte on jäähdytettävä +4 C:n lämpötilaan ja tutkittava neljän tunnin kuluessa sen saamisesta. Säilöntäaineputkien käyttö on leviämässä Suomeen. Menettely mahdollistaa virtsan mikroskopia- ja viljelytutkimusten keskittämisen ja kuljetukset huoneenlämmössä. Virtsan sakan mikroskopia. Laboratoriossa näyte väkevöidään 20-kertaisesti sentrifugoimalla, jotta pieninä pitoisuuksina esiintyvät partikkelit (mm. munuaisperäiset lieriöt ja tubulusepiteelin solut) havaittaisiin paremmin (ECLM 2000). Tällä on haluttu korostaa munuaisperäisten löydösten havaitsemisen tärkeyttä, vaikka sakasta laskennan tarkkuus on huonompi kuin suoraan kammiossa laskettaessa, koska soluja ja lieriöitä hajoaa sentrifugoinnin aikana tai ne eivät konsentroidu lainkaan. Osa valkoja punasoluista jää havaitsematta mikroskoopissa, mutta ne todetaan liuskakokeella, joka tehdään ennen sentrifugaatiota. Rutiinityöskentelyssä virtsan sakka värjätään Suomessa vesiliukoisella supravitaalivärillä (Sternheimer 1975). Tämän lisäksi faasikontrastioptiikan hankkiminen laboratorion mikroskooppiin auttaa punasolujen, hyaliinilieriöiden ja bakteerien toteamisessa. Havaittujen partikkeleiden lukumäärä ilmoitetaan 400-kertaista näkökenttää kohti, mutta tulokset on syytä muuttaa standardoituun yksikköön kpl x 10 6 /l ainakin ulkomaisissa julkaisuissa. Suomalaisessa menetelmävakioinnissa (Kouri ym. 1999a) yhden näkökentän tilavuus vastaa 0,12 0,17 µl:aa alkuperäistä virtsaa mikroskoopin okulaarien näkökenttäluvun mukaan. Ulkomainen vakiointi voi olla erilainen tai puutteellinen. Virtsan mikroskopialöydösten kliininen merkitys 1847
Automaatio. Käsityövaltaisen mikroskopian rinnalle on kehitelty automaattimikroskooppeja yli kaksikymmentä vuotta. Uusimpina laitteina markkinoille on tullut virtaussytometriaan perustuvia partikkelilaskureita, joiden avulla virtsanäytteen partikkelit lasketaan ilman sentrifugaatiota (Ben-Ezra ym. 1998). Luotettava tulos saadaan lähinnä valko- ja punasoluista, levyepiteelisoluista ja bakteereista, kun niitä on näytteessä runsaasti. Lisäksi virtaussytometri tunnistaa osittain erilaisia solu- ja jyväislieriöitä, samoin leukosyyttejä suurempia uroteelin ja tubulusepiteelin soluja (Kouri ym. 1999b). Laitteen heikkoutena on munuaistason vaurion osittainen tunnistaminen, joten visuaalinen mikroskopia on osattava pyytää erikseen nefrologisilta potilailta. Automaation etuna on tunnistettujen partikkelien laskennan toistuvuuden parantuminen ja työn huomattava nopeutuminen visuaaliseen mikroskopiaan verrattuna. Saavutettu luokittelu vastaa hyvin perustasoa (U-Solut). Laitteet ovat tulossa sairaaloihin, joissa virtsan mikroskopioita tehdään niin paljon, että automaatio kannattaa ja alueellinen keskitetty näytteidentutkimistapa tuo kustannussäästöjä. Virtsan partikkelit Punasolut. Virtsan sisältämät punasolut ovat peräisin joko munuaiskeräsistä tai virtsatiehyistä. Terveiden henkilöiden keskisuihkusta saaduissa aamuvirtsanäytteissä viitealueen 95 %:n yläraja on noin 10 x 10 6 erytrosyyttiä litrassa laskettuna kammiossa (Fairley ja Birch 1993, ECLM 2000), mikä vastaa sentrifugoidussa sakassa noin yhtä erytrosyyttiä näkökentässä. Partikkelipitoisuudet on suhteutettava aina veden eritykseen: väkevässä aamuvirtsassa pitoisuudet ovat suurempia kuin satunnaisessa päivystysnäytteessä. Moniliuskakokeen pseudoperoksidaasiaktiivisuuteen perustuvassa reagenssityynyssä erytrosyyttien toteamiskynnys on likimain viitealueen yläraja. Joskus kuitenkin jopa liuskatutkimuksessa tason 2+ erytrosyyttipitoisuus (likimain 5 10 kpl näkökentässä) saattaa jäädä rutiinimikroskopiassa havaitsematta, kun sakan tutkimus on viivästynyt tai punasolut eivät laskeudukaan pohjaan sentrifugoitaessa. Epäselvät tapaukset voidaan tällöin tarkistaa suoralla kammiolaskennalla. Vähäisenkin hematurian katsotaan vaativan huolellista urologista selvittelyä (Fogazzi ym. 1998, Lindell 2000). Osalla potilaista voi olla hyvänlaatuinen suvuittain esiintyvä oireeton hematuria, joka on munuaisperäinen. Sen toteaminen säästää raskailta urologisilta tutkimuksilta (Schramek ym. 1989). Varsinkin lapsipotilailta saattaa kuitenkin löytyä alkava munuaissairaus, jonka ensimmäinen oire on ainoana löydöksenä esiintyvä hematuria (Patel ja Bisser 2001). Potilaiden diagnostiikassa ja seurannassa on kiinnitettävä huomiota myös muihin munuaistautiin viittaaviin löydöksiin, kuten verenpaineeseen, turvotuksiin sekä proteinurian määrään ja laatuun. Punasolujen muotoa tutkitaan tarkemmin faasikontrastimikroskoopilla. Näin voidaan virtsan punasoluista päätellä, onko verenvuoto peräisin munuaisista vai alemmista virtsateistä, jos muita munuaistason löydöksiä eli lieriöitä tai tubulussoluja ei näy sakassa (Fairley ja Birch 1982). Normaalinmuotoiset punasolut ovat yleensä peräisin alemmista virtsateistä. Kun poikkeavan muotoisia eli dysmorfisia punasoluja on yli 80 %, kyseessä on todennäköisesti munuaistasolla oleva vuoto eikä laajoja urologisia tutkimuksia tarvita (Lindell 2000). Eräs dysmorfisten solujen alaryhmä, akantosyytit, on helppo tunnistaa solukalvopullistumista (kuva 2a) (Köhler ym. 1991). Niiden viittä prosenttia suurempi osuus viittaa munuaissairauteen. Virtsan punasolujen dysmorfian toteamisen jälkeen diagnoosi on varmistettava muilla menetelmillä, esimerkiksi munuaisbiopsialla, ellei se muuten riittävästi selviä. Punasolujen dysmorfiatutkimusta (U-ErytDys) voidaan pyytää vain niistä Suomen yliopistosairaaloista, joiden laboratoriossa on tuorenäytteen analysoimiseen pystyvä asiantuntija (laboratoriolääkäri tai -hoitaja). Valkosolut. Virtsassa esiintyy valkosoluista tavallisimmin neutrofiilisia granulosyyttejä (kuva 2b), joissa on myös moniliuskakokeella todettavaa esteraasiaktiivisuutta. Oireettomilla tytöillä ja pojilla on katetrin tai rakkopunktion avulla saaduissa virtsanäytteissä enintään 10 x 10 6 leukosyyttiä litrassa, mikä vastaa enin- 1848 T. Kouri ja S. Pohjavaara
a b c d e f Kuva 2. Virtsan sakan tärkeitä mikroskopialöydöksiä Sternheimerin supravitaalivärjäyksellä värjättyinä. Alkuperäinen suurennus x 400. a) Punasolut näkyvät parhaiten faasikontrastioptiikalla. Tässä kuvassa on muodoltaan poikkeavia punasoluja, joista yksi on akantosyytti (nuoli). b) Värjätystä valmisteesta voidaan erottaa solujen tumat paremmin kuin värjäämättömästä. Kuvassa on granulosyytin (nuoli) lisäksi kaksi punasolua ja yksi levyepiteelin solu. Vaaleakenttäoptiikka. c) Tubulusepiteelin solu (nuoli) on kerännyt plasman lipidejä itseensä glomerulaarisen proteiini- ja lipidivuodon seurauksena. Vieressä olevaa degeneroitunutta solua ei enää voida tunnistaa varmasti. Partikkelien degeneraatio vaikeuttaa oleellisesti virtsan partikkelien tyypitystä. Vaaleakenttäoptiikka. d) Välimuotoisen epiteelin soluja ja granulosyyttejä infektoituneessa virtsanäytteessä; bakteerit eivät erotu selvästi vaaleakenttäkuvassa. e) Punasolulieriö viittaa munuaisperäiseen hematuriaan. Kuvassa näkyy myös heikosti pari erillistä punasolua. Vaaleakenttäoptiikka. f) Uraattikiteitä lieriössä ja vapaana virtsassa. Virtsahapon runsas eritys voi johtaa tubulusten tukkeutumiseen. Vaaleakenttäoptiikka. Virtsan mikroskopialöydösten kliininen merkitys 1849
tään yhtä tai kahta leukosyyttiä näkökentässä (Stansfeld ja Webb 1953, ECLM 2000). Terveiden miesten keskisuihkunäytteissä pitoisuudet ovat enintään samansuuruiset (Gadeholt 1964). Naisten ja tyttöjen keskisuihku- tai pussivirtsanäytteissä on anatomisten erojen vuoksi enemmän valkosoluja; viitealueen yläraja on noin 2 ( 5) leukosyyttiä näkökentässä näytteen pesun onnistuneisuuden mukaan (väkevä aamunäyte). Virtsatieinfektio on lapsella todennäköinen, jos pitoisuus on yli 10 ( 20) leukosyyttiä näkökentässä (noin 100 x 10 6 leukosyyttiä litrassa) (Stansfeld ja Webb 1953, Pylkkänen ym. 1979). Arvioinnissa on otettava huomioon solujen hajoaminen tai häviäminen näytteitä kuljetettaessa ja sentrifugaatiossa, erityisesti lasten näytteiden osalta (Kierkegaard ym. 1980). Moniliuskakokeen leukosyyttikentän herkkyys on noin 3 4 kpl/nk (eli noin 20 x 10 6 leukosyyttiä litrassa). Valkosolujen esiintyminen virtsassa eli pyuria viittaa tavallisimmin virtsateiden tai munuaisten tulehdukseen. Mikrobien aiheuttamissa infektioissa pyuria kertoo isäntäelimistön reaktiosta. Neutrofiileja löydetään sakasta myös useissa ei-infektiooseissa munuaisperäisissä sairauksissa. Näitä ovat mm. glomerulonefriitti, akuutti interstitiaalinen nefriitti ja systeemiset vaskuliitit. Alempien virtsateiden kasvaimet ja kivet voivat aiheuttaa myös pyuriaa. Neutrofiileja saattaa joutua virtsaan myös rakon lähielinten tulehduksissa, kuten sisäsynnytin- ja umpilisäkkeen tulehduksissa. Vaginan eritteet muodostavat näytteenoton virhelähteen, mikä on havaittavissa levyepiteelisolujen ja ei-uropatogeenisten bakteerien runsaasta määrästä ja joskus hiivasta virtsanäytteessä. Lymfosyyttejä esiintyy kroonisissa tulehduksissa, mutta tavallisesti niillä ei ole erillistä kliinistä merkitystä. Makrofageja voi löytyä virtsasta erilaisissa tulehduksissa ja mm. eturauhasleikkauksen jälkeen. Eosinofiilien katsottiin aiemmin liittyvän lääkkeiden laukaisemaan interstitiaaliseen nefriittiin, mutta löydöstä ei pidetä spesifisenä (Nolan ym. 1986). Epiteelisolut. Virtsan sakan epiteelisoluja voidaan käyttää virtsateiden vaurion tasodiagnostiikassa. Tubulussolujen erottaminen välimuotoisista epiteelisoluista vaatii ammattitaidon jatkuvaa ylläpitoa. Tästä syystä virtsan mikroskopiat on suositeltu jaettavaksi vaativaan tasoon (U-Diffi) ja perustasoon (U-Solut), joista jälkimmäinen soveltuu pienimpiinkin avohoidon laboratorioihin. Vain ensin mainitulla tasolla epiteelisolut pyritään luokittelemaan tarkemmin ja siten munuaisvaurio ilmoitetaan selvästi. Jos laboratorio ilmoittaa mikroskopialöydökset perustasolla, käytetään tubulussoluista ja välimuotoisen epiteelin soluista yhteistä ilmausta»pieni epiteelisolu», joka on seulontaluonteinen kategoria (taulukko 1). Tubulussolujen löytyminen virtsasta on yleensä merkki munuaisvauriosta. Kyseessä voi olla tubulusnekroosi tai akuutti interstitiaalinen nefriitti. Nefroottisissa tiloissa havaitut tubulussolut voivat kerätä lipoproteiinien rasvapisaroita sisälleen (kuva 2c). Joissakin metabolisissa kertymäsairauksissa, kuten Fabryn taudissa, todetaan myös virtsassa tubulussoluja. Glomerulonefriiteissä esiintyvä proteiinivuoto johtaa sekundaariseen tubulusvaurioon. Lisäksi sydäninfarkti, verenkiertosokki, nefrotoksinen särkylääke-, antibiootti- tai solusalpaajahoito, kuivuminen tai vatsakalvontulehduksen aiheuttama munuaisvaurio voivat saada aikaan tubulussolujen irtoamisen virtsaan. Tubulussolulöydös on siis epäspesifinen ja vaatii jatkoselvittelyjä. Välimuotoisen epiteelin eli uroepiteelin solut ovat peräisin alueelta, joka ulottuu munuaisaltaasta virtsarakkoon naisilla ja virtsaputken tyveen miehillä. Uroepiteelin syvempien kerroksien vaurioita havaitaan virtsatiekivien, rakkosyövän ja virtsateihin kohdistuneiden toimenpiteiden yhteydessä. Pinnallisia uroepiteelin soluja todetaan useimmiten alempien virtsatieinfektioiden yhteydessä (kuva 2d), jolloin niihin liittyy usein degeneraatiota tai tulehduksen aiheuttamaa atypiaa. Rutiinisakassa ei välimuotoisen epiteelin soluilla ole kliinistä merkitystä, jos taudin paikantuminen esimerkiksi virtsarakkoon tai virtsanjohtimiin on muuten selvä. Jos potilaalla epäillään rakkosyöpää vaikkapa hematurian takia, on mahdollisen infektion hoidon jälkeinen aamun toinen näyte toimitettava patologille virtsan tuumorisolututkimukseen (Koivuniemi 1990). 1850 T. Kouri ja S. Pohjavaara
Levyepiteelin solut (kuva 2b) joutuvat virtsanäytteeseen ulkoisista sukupuolielimistä tai virtsaputkesta lähinnä huonon näytteenottotekniikan takia paitsi raskaana olevilla, joilla levyepiteeliä hilseilee virtsaan runsaammin hormonaalisista syistä. Lieriöt syntyvät munuaisten distaalisissa tubuluksissa ja kokoojaputkissa veden takaisinoton väkevöidessä virtsaa. Niiden geelimäinen hyaliiniväliaine koostuu pääasiassa Henlen lingon nousevan osan solujen erittämästä glykoproteiinista (Tamm Horsfallin proteiini) (Lindner 1981). Muutamia hyaliinilieriöitä voidaan havaita ilman munuaisvauriotakin esimerkiksi väkevässä aamuvirtsassa, raskaan urheilusuorituksen jälkeen tai elimistön kuivuessa. Muutoin lieriöt viittaavat munuaissairauteen. Lieriön saostuessa munuaistubuluksessa sen sisälle jää myös niitä partikkeleita, joita on kulloinkin paikalla (taulukko 2). Proteinuriassa plasman proteiinit saostuvat lieriön sisään jyväis- tai vahalieriöiksi, plasman lipidit taas rasvalieriöiksi. Lieriöiden kliininen merkitys on munuaisvaurion halvassa osoittamisessa ja tutkimuksen uusimisen helppoudessa. Virtsan huolellinen mikroskopia auttaa munuaisbiopsian tarpeen arvioinnissa: jos vakioidun aamuvirtsan sakkalöydös on toistetusti negatiivinen, merkitsevän glomerulaarisen tai tubulaarisen sairauden todennäköisyys vähenee. Virtsan laadukkaan mikroskopian sensitiivisyys on 80 100 % ja spesifisyys 50 80 % biopsiassa todetun munuaissairauden suhteen näytteen laadun mukaan (Györy ym. 1984). Lieriön laatu voi antaa vihjeen patogeneettisestä taustasta: esimerkiksi punasolulieriö (kuva 2e) sopii parhaiten glomerulusvaurioon, tubulussolulieriö mihin tahansa tubulusvaurioon ja bakteeri- tai hiivalieriö pyelonefriittiin. Lieriöillä ei ole taudinkulkua ennustavaa merkitystä, koska munuaiset ovat regeneraatiokykyisiä. Esimerkiksi raskaustoksemiassa on virtsan sakasta osoitettu hyaliini-, punasolu- ja tubulussolulieriöitä, mutta löydös ei ole ennustanut taudin kliinistä kulkua (Leduc ym. 1991). Mikrobit. Bakteerit ovat virtsan sakassa tavallinen löydös. Suurina määrinä ja yhdessä leukosyyttien kanssa ne herättävät epäilyn infektiosta. Virtsanäytteen päivystysluonteinen bakteerilaskenta antaa positiivisen tuloksen vain noin puolella virtsatieoireisista potilaista, jos rajana pidetään viljelystä myöhemmin saatua uropatogeenien pesäkkeiden pitoisuutta 10 3 /ml (Carroll ym. 1994), koska tavallisessa valomikroskopiassa bakteeripitoisuuden tulee olla yli 10 5 /ml, jotta se huomattaisiin (noin 10 20 bakteeria näkökentässä). Ilman gramvärjäystä kokkien erottaminen taustasta ja sauvojen luokittelu eivät onnistu. Virtsatieinfektion diagnostinen tutkimus on käytännössä virtsan bakteeriviljely, jolla taudinaiheuttaja pystytään samalla tyypittämään (Kouri ym. 1999a, Ikäheimo ym. 2000). Imeväisten lasten virtsatieinfektioiden diagnostiikassa rakkopunktionäytteiden otto on tärkeää pussivirtsan kontaminoitumistaipumuksen takia Taulukko 2. Virtsan sakan lieriötyyppejä ja sairauksia, joissa niitä esiintyy. Lieriöryhmä Lieriön alatyyppi Kliininen merkitys Solulieriöt punasolu- glomerulonefriitti, vaskuliitti valkosolu- pyelonefriitti, glomerulonefriitti, interstitiaalinen nefriitti tubulussolu- tubulusnekroosi, nefroosi, interstitiaalinen nefriitti bakteeri- pyelonefriitti hiiva- munuaisten hiivatulehdus Soluttomat hyaliini- voi esiintyä ilman munuaissairauttakin lieriöt jyväis- munuaissairaus, jossa plasman proteiinien vuoto virtsaan vaha- munuaisten vajaatoiminta, virtsan hidastunut virtaus rasva- lipiduria, usein runsaaseen proteinuriaan liittyen (glomerulaarinen sairaus) Pigmenttilieriöt myoglobiini- poikkijuovaisten lihasten vaurioituminen hemoglobiini- kuten punasolulieriöt, ks. yllä bilirubiini- plasman konjugoituneen bilirubiinin pitoisuus suurentunut Virtsan mikroskopialöydösten kliininen merkitys 1851
(Pylkkänen ym. 1979, Huttunen ja Uhari 1994). Leikki-ikäisiltä tutkitaan tavallisesti kaksi keskisuihkunäytettä, jos lapsi pystyy virtsaamaan pottaan, johon voidaan asettaa näyteastia (tarrakiinnitys). Yleinen löydös aikuisilla on myös hiiva, tavallisesti Candida albicans. Se on useimmiten peräisin emättimen eritteistä. Hiiva voi kasvaa virtsateissä erityisesti potilailla, joilla on diabetes, virtsateiden rakenteellisia poikkeavuuksia, pitkä antibioottikuuri tai heikentynyt immuunivaste. Trichomonas vaginalis -alkueläin aiheuttaa naisille emätintulehduksia ja miehille virtsaputken tulehduksia. Rasvoja näkyy virtsan sakassa vapaina rasvapalloina, rasvan täyttäminä tubulussoluina (kuva 2c), rasvalieriöinä tai kolesterolikiteinä. Useimmiten rasvoja karkaa virtsaan nefroottistasoisen proteinurian yhteydessä. Rasvaa on havaittu myös polykystiseen munuaistautiin ja Fabryn sairauteen liittyneenä. Kiteiden rutiinimaisella tunnistamisella ei ole suurta merkitystä, koska näytteet jäähdytetään säilyvyyden parantamiseksi. Virtsan kidetutkimusta varten näyte onkin toimitettava tutkittavaksi huoneenlämpöisenä. Kiteiden merkittäviä tautiyhteyksiä on koottu taulukkoon 3. Suomessa tärkein harvinainen kide on kystinuriaan liittyvä kuusikulmainen kystiinikide. Uraattinefropatiassa ja etyleeniglykolimyrkytyksessä kiteet voivat aiheuttaa munuaisten äkillisen vajaatoiminnan (Fogazzi ym. 1998, 1999). Kidelöydöksellä saattaa olla tällöin kliinistä merkitystä, jos kiteitä esiintyy suurina määrinä. Tietyt lääkeaineet voivat myös aiheuttaa kidemuodostusta virtsaan. Alkoholeja, kuten etyleeniglykolia, kannattaa etsiä diagnostisessa mielessä verestä eikä virtsasta. Virtsatiekivitaudissa voidaan tutkia itse kiveä, jos sellainen saadaan kiinni. Siittiöitä löytyy usein virtsan sakasta, myös naisilla. Niitä ei tavallisesti kommentoida löydöksinä. Jos virtsasta etsitään erityisesti siittiöitä, esimerkiksi puberteetin alkua selviteltäessä, siitä on mainittava erikseen tutkimuspyynnössä. Sperma voi selittää myös virtsan albumiininosoituskokeessa saadun positiivisen tuloksen, ellei muita löydöksiä ole. Nefrologiset virtsalöydösten yhdistelmät Munuaisperäiset virtsalöydökset ovat tavallisia. Yliopistosairaalan laboratorion perättäisissä virtsanäytteissä munuaisvaurioon liittyviä mikroskooppilöydöksiä (tubulusepiteelin soluja tai lieriöitä) todettiin 53:lla 227 potilaasta (23 %) (oma julkaisematon havainto). Fogazzi ym. (1999) ovat jakaneet virtsan mikroskopialöydökset nefrologiselta kannalta nefroottiseen, nefriittiseen sekä tubulusvaurio- ja virtsatieinfektiolöydöksen (taulukko 4). On myös munuaistauteja, joissa virtsan sakassa ei näy mitään. Tällaisia ovat tyypillisesti mm. diabeettinen nefropatia alkuvaiheessaan ja hitaasti kehittyvä interstitiaalinen nefriitti. Taulukko 3. Virtsan sakan kiteitä ja niiden kliininen merkitys. Kide Uraatti, virtsahappo Kalsiumoksalaatti, dihydraattija monohydraattimuodot Fosfaatti Kolesteroli Sulfadiatsiini, asykloviiri, indinaviiri, C-vitamiini Tyrosiini, leusiini 2,8-Dihydroksiadeniini Kystiini Kliininen merkitys terveilläkin ruokavalion mukaan, massiivisena munuaisten akuutti vajaatoiminta, esim. tuumorin hajotessa solunsalpaajahoidossa terveilläkin ruokavalion mukaan, massiivisena etyleeniglykolimyrkytys (monohydraattimuoto) voi olla normaalilöydös; virtsatiekivien yhteydessä, kun mukana infektio lipiduria proteinurian yhteydessä lääkkeen käytön yhteydessä joskus maksasairauksissa adeniinifosforibosyylitransferaasin puutos kystinuria; käytännössä tärkein virtsasta todettava kide 1852 T. Kouri ja S. Pohjavaara
Taulukko 4. Virtsan mikroskopialöydösten nefrologinen ryhmittely (Fogazzi ym. 1999). Ryhmä Löydökset Kliininen yhteys Negatiivinen virtsassa ei partikkeleita, diabeettinen nefropatia mikroskopialöydös mikroalbuminuria tai lupus erythematosus disseminatus (LED) munuaistaudista tubulaarinen proteinuria krooninen interstitiaalinen nefriitti huolimatta Nefroottinen proteinuria yli 3 g/vrk primaariset glomerulusten taudit: mikroskopialöydös (lapsilla yli 40 mg/m 2 /h)»minimal change disease» fokaalinen segmentaalinen glomeruloskleroosi lipidejä, tubulusepiteelin membranoottinen nefropatia soluja, jyväis-, rasva-, vahatai tubulussolulieriöitä; ei puna- eikä valkosoluja sekundaariset glomerulusten taudit: diabeettinen nefropatia LED, membranoottinen muoto amyloidoosi kevytketjumyelooma Nefriittinen hematuria, primaariset glomerusten taudit: mikroskopialöydös, dysmorfisia punasoluja IgA-nefropatia»aktiivinen sedimentti» (joskus isoloituneina), membranoproliferatiivinen glomerulonefriitti valkosoluja, tubulusepiteelin ekstrakapillaarinen glomerulonefriitti soluja, erilaisia lieriöitä postinfektioosi glomerulonefriitti sekundaariset glomerulusten taudit: LED, proliferatiiviset muodot ja relapsit Henoch Schönleinin purppura systeeminen vaskuliitti, mm. Wegenerin granulomatoosi ja polyarteritis nodosa Goodpasturen syndrooma muut: pahanlaatuinen hypertensio akuutti interstitiaalinen nefriitti ekstrakapillaarinen proliferaatio ei-proliferatiivisen taudin lisänä Tubulussolulöydös tubulussoluja, tubulussolulieriöitä akuutti tubulusnekroosi + myoglobinuria rabdomyolyysi + lipidejä nefroottinen syndrooma, Fabryn tauti + kiteitä (kalsiumoksalaatti- akuutti munuaisvaurio monohydraatti, uraatti runsaana) Mikrobi- ja valkosolu- valkosolut, mikrobit kystiitti, uretriitti, prostatiitti (vaginiitti, appendisiitti, löydös salpingo-ooforiitti) mikrobi- ja valkosolulieriöt pyelonefriitti Nefroottisen proteinurian on aiemmin ajateltu syntyvän lähinnä glomerulusten tyvikalvon vaurion seurauksena. Viime vuosina on proteinurian patogeneesi avautunut uudesta näkökulmasta, kun tyvikalvon lisäksi myös podosyyttien jalkalisäkkeiden välisen raon peittävällä kalvolla (slit membrane) on todettu olevan tärkeä merkitys molekyylien suodattajana. Rakokalvon yksi keskeinen rakenneproteiini on nefriini, jonka geenivirhe on suomalaistyyppisen synnynnäisen nefroosin aiheuttaja (Ruotsalainen ym. 1999). Muissakin suvuittain esiintyvissä nefriiteissä on todettu rakokalvoon tai podosyyttien jalkalisäkkeisiin liittyviä proteiinien muutoksia (Jalanko ym. 2001). Hankinnaisten munuaissairauksien muutokset glomeruluksissa kaipaavat vielä lisäselvityksiä. Nefroottinen virtsan mikroskopialöydös heijastaa runsasta proteinuriaa tai lipoproteiinien vuotaessa virtsaan myös lipiduriaa: tubulusepiteelin solut yrittävät näiden molekyylien takaisinresorptiota mutta kuolevat lopulta suureen Virtsan mikroskopialöydösten kliininen merkitys 1853
»ylikuormaan» ja irtoavat tubulusten luumeniin. Soluttomia tai tubulussoluja sisältäviä lieriöitä syntyy distaalisessa tubuluksessa, kun runsas orgaaninen aines saostuu tubulusluumenin muotoon. Nefroottinen mikroskopialöydös viittaa yleensä ei-proliferatiiviseen glomerulaariseen sairauteen. Nefriittinen virtsan mikroskopialöydös kuvastaa aktiivista, usein proliferatiivista munuaissairautta, jonka tarkempi histologia vaihtelee (taulukko 4). Jos glomerulusten läpäisevyys on huomattavasti suurentunut, löydöksenä on munuaisperäinen hematuria. Tällöin dysmorfisten punasolujen toteaminen voi johdattaa diagnostiikan oikeaan suuntaan. Tulehdukseen liittyy granulosyyttien ja lymfosyyttien ilmaantuminen interstitiumiin ja munuaistubulusten luumeniin ja sieltä virtsaan. Verenkierron solujen lisäksi tubulussoluja esiintyy sekundaarisen tubulusvaurion asteen mukaisesti. Munuaissairauden ennusteen ja hoidon seurannan kannalta on tärkeätä tunnistaa aktiivinen, nefriittinen sakkalöydös. Nefriittinen virtsalöydös voi esiintyä myös rauhallisen, ei-proliferatiivisen mikroskopialöydöksen päällä ja viitata silloin aktivoituneeseen tai muuttuneeseen tautiin. Jos virtsan sakassa esiintyy lähinnä vain tubulusepiteelin soluja, tubulusvaurio voi olla primaarinen. Albuminuriaa ei juuri esiinny, kun glomerulukset ovat vahingoittumattomat, joten tavallisen albumiiniliuskakokeen tulos on negatiivinen. Akuutille tubulusnekroosille ja munuaisten vajaatoiminnalle voi olla spesifinen syy, mm. myoglobiinin (rabdomyolyysi), uraatin (hyperurikosuria) tai oksalaatin (etyleeniglykolimyrkytys) runsas eritys virtsaan. Virtsatieinfektio on tavallisin virtsateiden sairauksista. Infektioon liittyy valkosoluja, ellei potilas ole neutropeeninen, ja spesifisiä mikrobeja, joiden toteamiseen on jo viitattu edellä. Munuaistasoiseen virtsatieinfektioon (pyelonefriittiin) voivat viitata harvinaiset mikrobi- ja granulosyyttilieriöt mutta myös tavallisemmat munuaistason löydökset, jos potilaan taudeista ei löydy muuta selitystä näiden esiintymiselle, koska lieriöt ja tubulussolut ovat munuaisperäisiä (Schumann ym. 1995). Systemaattista tutkimusnäyttöä munuaistason totunnaisten mikroskopialöydösten sensitiivisyydestä ja spesifisyydestä virtsatieinfektioiden tasodiagnostiikassa ei ole olemassa osaksi sen takia, että selvä vertailuluokittelu puuttuu. Diagnoosihan tehdään yleisoireiden, munuaisten koputusarkuuden ja seerumin suurentuneen CRP-pitoisuuden avulla. Lasten akuuteissa virtsatieinfektioissa»tasodiagnostiikkaa» ei pidetä niin tärkeänä kuin ensimmäisten ja uusiutuneiden infektioiden välistä erottelua (Chon ym. 2001). Mahdolliset munuaisvaurion löydökset tulevat esille vasta muutaman päivän jälkeen otetuissa seurantanäytteissä, joita tutkittaessa voidaan sairaalahoidon aikana saada varmistusta joskus epävarmaan pyelonefriittidiagnoosiin. Aikuisilla diabeetikoilla ja muillakin potilailla, joiden perussairaus altistaa virtsatieinfektioille, pyelonefriitti kehittyy usein vaivihkaa. Tällöin positiivinen munuaistason mikroskopialöydös yhdessä virtsaviljelyvastauksen kanssa on merkitsevä potilaan hoitoa arvioitaessa (asiantuntija-arvio). Lopuksi Virtsan mikroskopoinnissa kansallinen ja eurooppalainen suositus korostavat perustason (U- Solut) ja vaativamman nefrologisen erittelyn tason (U-Diffi) erottamista kliinisen kysymyksenasettelun mukaisesti. Tavoite on kaksinainen: toisaalta päivystystutkimusten yksinkertaistaminen ja järkeistäminen ja toisaalta vaativammasta nefrologisesta vaihtoehdosta muistuttaminen silloin, kun se on kliinisesti merkityksellistä. Virtsanäytteiden tutkimuksessa on myös ikävästi totta, että tarkka tulos saadaan vain laadukkaista näytteistä. * * * Kiitämme dosentteja Ole Wirta ja Marja Ala-Houhala arvokkaista parannusehdotuksista käsikirjoitukseemme. TIMO KOURI, dosentti, hallinnollinen apulaisylilääkäri timo.kouri@ppshp.fi OYS, Laboratorion hallinto PL 50, 90029 OYS ja Oulun yliopisto, kliinisen kemian laitos SIMO POHJAVAARA, LL, sairaalalääkäri TAYS:n laboratoriokeskus, kliinisen kemian toimiala PL 2000, 33521 Tampere 1854 T. Kouri ja S. Pohjavaara
Kirjallisuutta Ben-Ezra J, Bork L, McPherson LA. Evaluation of the Sysmex UF-100 automated urinalysis analyzer. Clin Chem 1998;44:92 5. Carroll KC, Hale DC, von Boerum DH, ym. Laboratory evaluation of urinary tract infections in an ambulatory clinic. Am J Clin Pathol 1994;101: 100 3. Chon CH, Lai FC, Dairiki Shortliffe LM. Pediatric urinary tract infections. Pediatr Urol 2001;48:1441 59. Craver RD, Abermanis JG. Dipstick only urinalysis screen for the pediatric emergency room. Pediatr Nephrol 1997;11:331 3. ECLM. European Urinalysis Guidelines. Toim. Kouri T, Fogazzi G, Gant V, Hallander H, Hofmann W, Guder WG. Scand J Clin Lab Invest 2000;60 Suppl 231:1 96. Fairley KF, Birch DF. Haematuria: a simple method for identification of glomerular bleeding. Kidney Int 1982;21:105 8. Fairley KF, Birch DF. Microscopic urinalysis in glomerulonephritis. Kidney Int 1993;44 Suppl 42:S9 S12. Fogazzi GB, Grignani S, Colucci P. Urinary microscopy as seen by nephrologists. Clin Chem Lab Med 1998;36:919 24. Fogazzi GB, Ponticelli C, Ritz E. The Urinary Sediment, an integrated view. Milano: Masson S.p.A.,1999. Gadeholt H. Quantitative estimation of urinary sediment, with special regard to sources of error. BMJ 1964;1:1547 9. Grubb A. Diagnostic value of analysis of cystatin C and protein HC in biological fluids. Clin Nephrol 1992;38 Suppl 1: S20 S27. Guder WG, Ivandic M, Hofmann W. Physiopathology of proteinuria and laboratory diagnostic strategy based on single protein analysis. Clin Chem Lab Med 1998;36:935 9. Györy AZ, Hadfield C, Lauer CS. Value of urine microscopy in predicting histological changes in the kidney: double blind comparison. BMJ 1984;288:819 22. Huttunen NP, Uhari M. Lapsen virtsatieinfektio. Suom Lääkäril 1994;49: 1018 24. Ikäheimo R, Uhari M, Lumio J, ym. Suomen nefrologiyhdistys ja Yleislääketieteen yhdistys. Virtsatieinfektiot. Käypä hoito -suositus. Duodecim 2000;116:782 96. Jalanko H, Patrakka J, Tryggvason K, Holmberg C. Genetic kidney diseases disclose the pathogenesis of proteinuria. Ann Med 2001;33:526 33. Kierkegaard H, Feldt-Rasmussen U, Hoerder M, ym. Falsely negative urinary leukocyte counts due to delayed examination. Scand J Clin Lab Invest 1980;40:59 61. Koivula T, Grönroos P, Heine A, ym. Suositus virtsan perustutkimuksista soveltaminen käytäntöön ja saatuja kokemuksia. Suom Lääkäril 1986;41:1926 32. Koivuniemi A. Virtsan irtosolututkimukset välimuotoisen epiteelin karsinooman diagnostiikassa. Suom Lääkäril 1990;45:21 9. Kouri T, Anttinen J, Icen A, ym. (Labqualityn työryhmä). Suositus virtsan perustutkimuksia ja bakteeriviljelyä varten. Moodi 1999a; Erillisjulkaisu 7, Bioclin Oy, Helsinki. Kouri T, Kähkönen U, Malminiemi K, ym. Evaluation of Sysmex UF-100 urine flow cytometer vs chamber counting of supravitally stained specimens and conventional bacterial cultures. Am J Clin Pathol 1999b;112:25 35. Köhler H, Wandel E, Brunck B. Acanthocyturia. A characteristic marker for glomerular bleeding. Kidney Int 1991;40:115 20. Leduc L, Lederer E, Lee W, Cotton DB. Urinary sediment changes in severe preeclampsia. Obstet Gynecol 1991;77:186 9. Lindell O. Verta virtsassa. Duodecim 2000;116:818 25. Lindner LE. Ultrastructural and chemical studies of urinary casts. Kirjassa: Haber MH,toim. Urinary sediment. A textbook atlas. Chicago: Am Soc Clin Pathologists, 1981, s. 94 105. Nolan CR III, Anger MS, Kelleher SP. Eosinophiluria a new method for detection and definition of the clinical spectrum. N Engl J Med 1986; 315:1516 8. Patel HP, Bissel JJ. Hematuria in children. Ped Urol North Am 2001; 48:1519 37. Pylkkänen J, Vilska J, Koskimies O. Diagnostic value of symptoms and cleanvoided urine specimen in childhood urinary tract infection. Acta Paediatr Scand 1979;68:341 4. Ruotsalainen V, Ljungberg P, Wartiovaara J, ym. Nephrin is specifically located at the slit diaphragm of glomerular podocytes. Proc Natl Acad Sci USA 1999;96:7962 7. Schramek P, Schuster FX, Georgopoulos M, ym. Value of urinary erythrocyte morphology in assessment of symptomless micro-hematuria. Lancet 1989;2:1316 9. Schumann GB, Schumann JL, Marcussen N. Cytodiagnostic urinalysis of renal and lower urinary tract disorders. New York-Tokyo: Igaku-Shoin, 1995. Shaw ST, Poon SY, Wong ET.»Routine urinalysis». Is the dipstick enough? JAMA 1985;253:1596 600. Stansfeld JM, Webb JKG. Observations on pyuria in children. Arch Dis Child 1953;28:386 91. Sternheimer R. A supravital cytodiagnostic stain for urinary sediments. JAMA 1975;231:826 32. Suomen Kuntaliitto. Laboratoriotutkimusnimikkeistö 2002. Helsinki, 2001. Mitä opin 1) Virtsatutkimusten infektioepäilyissä käytettävään pyyntövaihtoehtoon U-Tutk-2 kuuluvat: a) virtsan kemiallinen seulonta b) virtsan solut c) virtsan bakteeriviljely 2) Virtsan punasolujen dysmorfia viittaa a) virtsarakon tulehdukseen b) munuaisperäiseen hematuriaan c) virtsatiekiveen 3) Munuaistason sairauteen viittaavia sakan mikroskopialöydöksiä ovat tai voivat olla a) tubulusepiteelin solut b) välimuotoisen epiteelin solut c) pienet epiteelisolut d) lieriöt 4) Nefrologisesti»aktiiviseen sedimenttiin» ja nefriittiin viittaavat seuraavat löydökset a) hematuria b) valkosolut c) proteinuria d) vahalieriöt Oikeat vastaukset sivulla 1897 Virtsan mikroskopialöydösten kliininen merkitys 1855