Die durch bronchoalveoläre Lavage (BAL) gewonnene Flüssigkeit enthält Material von den peripheren Atemwegen sowie den Bronchiolen und Alveolen. Sie ist eine sinnvolle diagnostische Ergänzung zur Charakterisierung von Alveolitiden oder Lungenerkrankungen mit einer Alveolarbeteiligung und erlaubt zusammen mit anderen Verfahren eine zuverlässige Diagnosestellung interstitieller, immunologisch verursachter und infektiologischer Lungenerkrankungen.

Einleitung

Die broncho-alveoläre Lavage (BAL) ist ein im Rahmen der flexiblen Bronchoskopie durchgeführtes Verfahren, bei dem eine sterile 0,9%ige NaCl-Lösung in ein Lungensubsegment eingespritzt und für weitere Analysen (s. u.) wieder abgesaugt wird. Ziel ist die zelluläre und ggf. auch mikrobiologische Analyse peripherer Bronchialabschnitte, Bronchiolen und dem Alveolarbereich. Es wird zwischen der Bronchialspülung (oder Bronchiallavage), bei der 10-20 ml einer physiologischen Salzlösung in die Bronchien eingebracht und wieder abgesaugt werden, und der BAL unterschieden, bei der die eingebrachte Flüssigkeitsmenge größer ist. Ziel der Bronchiallavage ist die mikrobiologische Untersuchung und ggf. zytologische Tumorzellnachweise in der abgesaugten Flüssigkeit. Neben der klinischen Fragestellung lassen sich aus den zurückgewonnenen Flüssigkeiten auch diverse wissenschaftliche Fragestellungen untersuchen, auf die aber in dieser Übersicht nicht eingegangen werden soll [1, 2]. Zudem gibt es noch die Ganzlungenlavage, bei der große Flüssigkeitsmengen (> 10 l) über einen liegenden Beatmungs-(Doppel-)Tubus in eine Lungenhälfte eingefüllt und wieder abgelassen werden. Diese Maßnahme wird bei der Alveolarproteinose zur Entfernung der überschüssigen surfactantreichen und lipidhaltigen Flüssigkeit aus der Lunge durchgeführt [3].

Indikation

Bei diversen pulmonalen Erkrankungen sind die terminalen Bronchien und Alveolen betroffen. Da sich mittels BAL Zellen und Flüssigkeit aus diesen Bereichen der tiefen Atemwegen gewinnen lassen, ist sie zur weiteren differenzialdiagnostischen Abklärung von atypischen Atemwegsinfektionen von immunkompromittierten Patienten, zur Abklärung ätiologisch unklaren intrapulmonalen Infiltraten, zur diagnostischen Eingrenzung von interstitiellen Lungenerkrankungen oder einer anders nicht erklärbaren Hypoxie indiziert. Zudem gibt sie diagnostische Hinweise bei folgenden Erkrankungen: diffuse Hämorrhagie, exogen-allergische Alveolitis, Lungenerkrankungen, die durch inhalative Partikel verursacht wurden (z. B. Asbestose, Berylliose) oder zur Abklärung peripherer, diffus wachsender Lungenkarzinome (Lymphangiosis carcitomatosa).

In seltenen Fällen ist das BAL-Ergebnis alleine für eine Diagnosestellung beweisend, aber sie unterstützt die Diagnosefindung zusammen mit anderen diagnostischen Methoden (z. B. CT-Thorax, mikrobiologische Verfahren, allergologische und immunologische Diagnostikverfahren und natürlich Anamnese/Berufsanamnese und Expositionshistorie). Am häufigsten wird sie aber zur differenzialdiagnostischen Abklärung einer interstitiellen Lungenerkrankung (ILD) eingesetzt und ist dort auch am besten etabliert und in ILD-Leitlinien empfohlen [4].

Komplikationen und Kontraindikationen

Da die BAL im Rahmen einer flexiblen Bronchoskopie durchgeführt wird, besteht die Gefahr einer durch die Bronchoskopie ausgelösten Komplikation, wie z. B. Bronchospasmus (bei vorbestehenden Asthma oder einer bronchiale Hyperreaktivität) und einem Sauerstoffsättigungsabfall insbesondere bei ohnehin respiratorisch kompromittierten Patienten mit einer schweren obstruktiven oder restriktiven Ventilationsstörung (z. B. fortgeschrittene ILD, chronisch obstruktive Lungenerkrankung). Durch die bronchiale Installation von Flüssigkeit werden Keime aus den ohnehin nicht sterilen Bronchien in die Alveolen gespült. Da nur ca. 50 % der instillierten Flüssigkeit wieder abgesaugt wird und ein Teil in der Lunge verbleibt bzw. über die Alveolen in die Kapillaren diffundiert, entwickeln ca. 30 % der Patienten innerhalb der folgenden 24 h Fieber und ein passageres intrapulmonales, segmentales Infiltrat.

Infolgedessen kann die Lungenfunktion vorübergehend eingeschränkt sein. Schwere Komplikationen kommen im Promillebereich vor, beispielsweise Blutungen bei Patienten mit einer antikoagulativen Therapie, Thrombozytopenie oder einer Verbrauchskoagulopathie oder ein Pneumothorax. Die Durchführung einer Röntgenthoraxaufnahme ist daher nach durchgeführter BAL nur im begründeten Einzelfall indiziert. Sollte trotzdem eine Röntgen- oder CT-Thoraxaufnahme unmittelbar nach BAL durchgeführt werden, ist im gespülten Lungensubsegment eine intensive Verschattung zu erkennen, die sich aber in Stunden bis Tagen danach wieder auflöst.

Durchführung

Zunächst wird das flexible Bronchoskop in den Segmentbronuchs der Wahl in Wedge-Position eingebracht. Dadurch wird vermieden, dass beim Spülvorgang Flüssigkeit z. B. durch den bei diesem Vorgehen nicht seltenen Hustenstoß verloren geht. Im Regelfall werden ca. 100 ml, maximal bis 300 ml, in 20-ml-Portionen einer handwarmen (37 °C) sterilen, ungepufferten isotonen Kochsalzflüssigkeit (0,9%ige NaCl-Lösung) über den Arbeitskanal des Bronchoskops in den Bronchus instilliert und jede Portion separat wieder abgesaugt. Absaugen kann man die Flüssigkeit entweder direkt mit der gerade verwendeten 20-ml-Spritze oder man kann die Flüssigkeit über den ohnehin anliegenden Sog in einem Auffanggefäß auffangen (▶Abb. 1).

Meistens wird die BAL im Mittellappen oder in den Oberlappen durchgeführt, da dort die meiste Flüssigkeit zurückgewonnen werden kann. Andere Subsegmentbronchien sind instabiler und ergeben eine um ca. 20 % geringere Rückgewinnungsrate. Bei Anlage eines zu hohen Sogs kommt es zu einem Bronchienkollaps, der verhindert, dass die vorher instillierte Flüssigkeit wieder abgesaugt werden kann. Grundsätzlich empfiehlt es sich daher, nur einen geringen Sog anzulegen, um genau dieses Problem und Verletzungen mit Blutungen der Bronchialschleimhaut zu verhindern. Auch ein unruhiger, hustender Patient verringert die zurückgewonnene Flüssigkeitsmenge. Durch die bronchoskopische Sicht lässt sich zu jedem Zeitpunkt der Spül- und Absaugvorgang visuell überwachen [5].

Das Aspirat der ersten Spülfraktion enthält nur eine geringe Zellanzahl, weswegen sie von manchen Untersuchern nur für die Erreger- nicht aber für die zytologische Diagnostik verwendet wird. Im Regelfall werden ca. 40-70 % des instillierten Flüssigkeitsvolumens wieder zurückgewonnen. Werte darunter sprechen entweder für einen unruhigen, hustenden Patienten, es kam beim Absaugen zu einem Bronchienkollaps oder es kann bei vorliegendem Lungenemphysem vermehrt Flüssigkeit in den dilatierten Alveolen verloren gehen. Bei Rauchern wird im Allgemeinen weniger zurückgewonnen, als bei Nichtrauchern, während bei Patienten mit einer Lungenfibrose, die ein weit gestelltes, vergleichbar starreres Bronchialsystem aufweisen, die Rückgewinnungsrate höher ist. Die Flüssigkeit wird am besten in einem silikonisierten Glas- oder Plastikbehälter aufgefangen, um ein Anhaften von Zellen an den Behälterwänden insbesondere bei längeren Transport- und Lagerzeiten (s. u.) zu vermeiden [5].

Probenaufarbeitung

Je nach Fragestellung muss die BAL rasch weiterverarbeitet werden. Wie bei der mikrobiologischen Sputumanalyse, sollte auch die BAL ungekühlt zwei Stunden bzw. gekühlt (5 °C) nach spätestens 4 Stunden im weiterverarbeitenden Labor sein. Tuberkulosebakterien halten sich länger und können auch nach 24 h in einer gekühlt (5 °C) gelagerten BAL-Flüssigkeit noch nachgewiesen werden. Zellen überleben etwas länger. Ist eine längere Transportzeit (> 24 h) unumgänglich, müssen die Zellen isoliert und in einem Nährmedium resuspendiert werden, da die physiologische Kochsalzlösung nicht optimal für das Überleben der Zellen ist [6].

Nach Eintreffen im Labor wird die Flüssigkeit durch eine Gaze vorgefiltert, um Bronchialschleim zu entfernen. Danach wird die Flüssigkeit zentrifugiert (z. B. 10 min bei 500 g), die Flüssigkeit abpunktiert und je nach Fragestellung weiterverwendet bzw. verworfen, die Zellen resuspendiert, gezählt (z. B. im Hämozytometer) und die Zellvitalität mittels Trypan-Blau-Färbung ermittelt (Norm 80-95 % Zellvitalität). Die Gesamtzellzahl/ml wird immer im Verhältnis zur Lavage-Flüssigkeitsmenge angegeben [5].

Das Differenzialzellbild erhält man entweder mittels Durchflusszytometrie oder nach Anfärbung (z. B. Pappenheim) der mikroskopischen Zellauszählung (▶Abb. 2). Am häufigsten (> 85 %) finden sich im Zytopräparat Alveolarmakrophagen. Weitere Zellen sind: Lymphozyten, segmentkernige, basophile und eosinophile Granulozyten sowie Mastzellen. Die Häufigkeitsverteilung dieser Zellen lassen Rückschlüsse auf die zugrundeliegende Lungenerkrankung zu (s. u.). Des Weiteren lassen sich die Lymphozyten immunzytologisch differenzieren (Immunfluoreszenz, Durchflusszytometrie) in B-, T-Lymphozyten, T-Helferzellen, T-Suppressorzellen, NK-Zellen mit Quantifizierung der CD4- und CD8-posititiven Lymphozyten. Die Lymphozytensubdifferenzierung wird ab einem Lymphozytenanteil von ≥ 12-15 % durchgeführt. Es finden sich in der BAL zudem Epithelzellen, die als Qualitätskriterium gelten. Je höher der Anteil der Zylinderepithel- oder Plattenepithelzellen, desto schwieriger war die Bronchoskopie (z. B. bei Hustenanfällen des Patienten während der Lavage) mit resultierender schlechterer BAL-Qualität, da die Spülfraktion mehr aus den Bronchien als dem Alveolarraum stammt. Erythrozyten erschweren die zytologische Diagnostik, obwohl es Methoden gibt, diese vor der Auswertung zu lysieren. Eine lokale Irritation oder Verletzung der Bronchialwand durch das Bronchoskop kann das BAL-Ergebnis verfälschen und die zelluläre Auswertung erschweren [7]. So lassen sich z. B. Blutlymphozyten nicht von alveolären Lymphozyten unterscheiden.

Ergebnisinterpretation

Die in der aspirierten Flüssigkeit vorhandenen Bestandteile der Alveolaroberfläche wie Zellen, Fremdkörper (s. u.) und gelöste Substanzen werden zytologisch (Zytologie, Immunzytologie der Lymphozytensubpopulation, Krebszellen), mikrobiologisch (Bakterienisolation, Pilznachweis auch Pneumocystitis jirovecii, Virusnachweise z. B. Influenza, Respiratory Syncytial-Virus), biochemisch (z. B. Fettgehalt bei Alveolarproteinose, ansonsten aber meist wissenschaftliche Fragestellungen) und molekulargenetisch (z. B. PCR auf Tuberkulose-DNA, COVID-19-RNA) analysiert. Etwa 95 % der Lavageflüssigkeit enthalten alveoläres und 5 % bronchiogenes Material, wenn die erste Spülfraktion nicht verworfen wird.

Im Vordergrund der BAL-Analyse stehen a) die quantitative Bewertung der zellulären Zusammensetzung, b) die qualitative Beschreibung der Makrophagenmorphologie (z. B. zelluläre Einschlüsse, schaumig bei exogen-allergischer Alveolitis, monomorph bei der Sarkoidose) und c) der Nachweis von malignen Zellen. Der BAL-Auswertealgorithmus in ▶Abb. 3 zeigt anhand der vielen möglichen Differenzialdiagnosen auch, dass die BAL nur einen Mosaikstein in der Diagnostik darstellen kann, da sie alleine nur im Ausnahmefall eine Erkrankung beweist oder ausschließt (▶Abb. 4). Solche Ausnahmen sind z. B. eine ausgeprägte Eosinophilie, die für eine eosinophile Pneumonie (bei entsprechendem radiologischem Lungenbefund) beweisend ist, oder die persistierenden hämorrhagischen Lavageproben bei einem diffusen alveolären Hämorrhagiesyndrom (▶Abb. 3). Trotzdem kann sie in den anderen, nicht eindeutigen Fällen wesentlich zur Diagnosefindung beitragen. ▶Tab. 1 zeigt die zellulären Normalbefunde der BAL und ▶Tab. 2 die für bestimmte Erkrankungen charakteristische Erhöhung bestimmter Zelllinien und Lymphozyten CD4/CD8-Ergebnisse [7]. Zu beachten ist dabei, dass es keine definierten Grenzwerte gibt, und dass die angegebenen Werte in der wissenschaftlichen Literatur und auch den Leitlinien schwanken:

Zellen (Erwachsene, Nichtraucher)	Prozentualer BAL-Anteil
Alveolarmakrophagen	> 85 %
Lymphozyten (CD4+/CD8+ = 0,9-2,5)	10-15 %
Neurophile	≤ 3 %
Eosinophile	≤ 1 %
Epithelzellen	≤ 5 %

Lymphozytose (≥ 12-15 %)	Eosinophilie (> 1 %)	Neurtophilie (> 3-5 %)
Sarkoidose (CD4/CD8: ≥ 5,0 ± 5,0)	Eosinophile Pneumonie	Pneumonie
NSIP	Medikamenteninduzierte Pneumonitis	Eitrige Bronchitis
EAA (CD4/CD8: ≤ 1,0)	Z. n. Knochenmarktransplantation	IPF (CD4/CD8: 1,4 ± 1,4)
Medikamenteninduzierte Pneumonitis	Asthma bronchiale	Asbestose
Kollagenerkrankungen mit pulmonaler Beteiligung	Churg-Strauss -Syndrom	ARDS
Strahlenpneumonitis	ABPA	DAD
COP (CD4/CD8: ≤ 1,0)	Infektionen: Bakterien, Helminthen, Pneumonzystis
Lymphoproliferative Lungenerkrankung	Morbus Hodgkin
NSIM nonspecific interstitial pneumonia, ABPA allergische bronchopulmonale Aspergillose, ARDS adult respiratory distress syndrome, COP kryptogen-organisierende Pneumonie, DAD diffuser Alveolarschaden, EAA exogen-allergische Alveolitis (Hypersensitivity Pneumonitis), IPF idiopathische pulmonale Fibrose

Vermehrte neutrophile Granulozyten (> 3-5 %): IPF (idiopathische Lungenfibrose), ARDS (adult respiratory distress syndrome), Pneumonie, eitrige Bronchitis, granulomatöse Systemerkrankungen,

Eosinophilie (> 25 %): eosinophile Pneumonie/chronisch eosinophiles Syndrom, Churg-Strauss-Syndrom,

Lymphozytose (> 50 %): exogen-allergische Alveolitis (EAA).

Beträgt der BAL-Lymphozytenanteil (je nach Publikation und Leitlinienempfehlung) ≥ 12-15 %, sollte eine Lymphozytensubdifferenzierung durchgeführt werden, da die Verteilung der CD4- respektive der CD8-positiven Zellen weitere Hinweise auf die zugrundeliegende Lungenerkrankung zulässt [8, 9, 10]:

Normaler CD4/CD8-Quotient (1,1-3,5): Tuberkulose, Tumore,

erhöhter CD4/CD8-Quotient (≥ 5,0 ± 5,0): Sarkoidose, Berylliose, Asbestose, M. Crohn, granulomatöse Systemerkrankung mit pulmonaler Beteiligung,

erniedrigter CD4/CD8-Quotient (≤ 1,0): EAA, Pneumokoniose, medikamenteninduzierte Alveolitis, HIV, COP (kryptogen-organisierende Pneumonie).

Weitere BAL-Besonderheiten

Zytoplasmatische Makrophageneinschlüsse: inhalative Exposition (Lipid, Lipofuscin, bräunliche Pigmente = Rauchermakrophagen, Silikateinschlüsse, Asbestfasern).

Dunkle, rote Lavageflüssigkeit, die trotz Spülung nicht aufhellt sondern dunkler wird: Diffuse alveoläre Hämorrhagie.

Hohe Gesamtzellzahl bei normaler BAL-Zellzusammensetzung: Raucher (23 Mio. vs. 7 Mio. Zellen).

Erythrozyten-beladene Makrophagen (oder welche mit Erythrozytenfragmenten): Herzfehlerzellen, Hämosiderin-beladene Makrophagen bei schwerer Blutung.

Nachweis von Pneumocystis-carinii Haufen, die mittels Grocott-Färbung nachweisbar sind.

Mit milchiger Lavageflüssigkeit gefüllte Bronchien, die PAS-positive, rundliche bis ovale Strukturen enthalten und die aus Surfactant-Phospholipiden bestehen: Alveolarpoteinose [11].

Fazit

Die BAL ist zur weiteren Abklärung ätiologisch unklarer interstitieller Lungenerkrankungen und bei pulmonalen infektiösen Erkrankungen als diagnostische Standarduntersuchung etabliert. Zudem unterstützt sie als wichtiger diagnostischer Mosaikstein bei selteneren Lungenerkrankungen, wie der Alveolarproteinose, ist für Diagnose einer diffusen alveolären Blutung und dem eosinophilen Syndrom beweisend und hilft, eine inhalative Staubexposition nachzuweisen. Bei Erkrankungen wie der Sarkoidose oder der EAA weisen charakteristische Verteilung der CD4-/CD8-Lymphozyten den Weg zur richtigen Diagnosestellung. Komplikationen bei der Durchführung sind selten. In ca. einem Drittel aller Fälle tritt innerhalb der folgenden 24 h nach Durchführung passager Fieber auf.

Medizinische Klinik III Klinikum am Steinenberg / Ermstalklinik Stuttgarterstr. 100 72574 Reutlingen-Bad Urach gillissen_a@klin-rt.de

Über die Spülflüssigkeit der Lunge der Erkrankung auf die Spur kommen

Im Rahmen welcher Untersuchung wird die broncho-alveoläre Lavage durchgeführt?

radiologische Durchleutung

Lungenfunktionsprüfung

flexible Bronchoskopie

venöse Blutgewinnung

Laryngoskopie

Wieviel Flüssigkeit wird bei der broncho-alveolären Lavage instilliert?

> 10 l

1 l

maximal 10-20 ml

maximal 50 ml

maximal 300 ml

Wo wird die broncho-alveoläre Lavage idealerweise durchgeführt?

Im Mittellappen, einfach zu erreichen und gute Rückgewinnungsrate.

Im Oberlappen, wegen der immer indizierten Tuberkulosediagnostik.

Im Unterlappen, wegen der um 20 % höhere Rückgewinnungsrate.

In den S6-Subsegmenten, da gut zu erreichen.

Nur in den Hauptbronchien zur Gewinnung von Tumorzellen.

Zur Abklärung welcher der folgenden Erkrankungen ist die broncho-alveoläre Lavage primär indiziert?

chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD)

interstitielle Lungenerkrankungen

Kartagener Syndrom

Asthma bronchiale

Herzerkrankungen mit Lungenstauung

Was ist bei der Probenaufbereitung der zurückgewonnenen broncho-alveolären Lavage-Flüssigkeit zu beachten?

Bei der Weiterverarbeitung ist keine Eile geboten, die Zellen sind mehrere Tage vital.

Die Flüssigkeit wird zentrifugiert und danach mittels Gaze Mucus beseitigt.

Nach Zelltrennung werden die Zellen verworfen und die Flüssigkeit weiter analysiert.

Die Gesamtzellzahl/ml wird immer im Verhältnis zur zurückgewonnen Lavage angegeben.

Mit Trypan-Blau weist man den Zelldetritus nach.

Welche Zellen finden sich bei Gesunden am meisten in der broncho-alveoläre Lavage-Zytologie?

alveoläre Makrophagen

neutrophile Granulozyten

eosinophile Granulozyten

Lymphozyten

Tumorzellen

Welche Zellen sind ein Anzeichen für eine schwierige broncho-alveoläre Lavage-Gewinnung oder für eine eher bronchiale als eine alveoläre Lavage?

Lympozyten

Myozyten

Chondrozyten

Granulozyten

Bronchialepithelzellen

Welche Diagnose sichern Massen einer gelblichen, fettreichen Flüssigkeit in beiden Lungenhälften?

COPD mit Exazerbation

ambulant erworbener Pneumonie

Alveolarproteinose

alveoläre Hämorrhagie

Lungenödem

Wofür sind eine Lymphozytose in der broncho-alveoläre Lavage von > 15 % und ein niedriger CD4/CD8-Quotient von ca. 1 typisch?

Asthma bronchiale

exogen-allergische Alveolitis (EAA)

eosinophile Pneumonie

idiopathische Lungenfibrose

Chrug-Strauss Sydrnom

Wofür sind vermehrte neutrophile Granulozyten völlig untypisch?

IPF (idiopathische Lungenfibrose)

ARDS (adult respiratory distress syndrome)

Pneumonie

Asthma bronchiale

granulomatöse Systemerkrankungen