Glossar
Pathologie
Der Begriff „Pathologie“ kommt aus dem Griechischen und bedeutet übersetzt so viel wie „die Lehre von der Krankheit“. In der Pathologie geht es also um die Erkennung von Krankheiten inklusive ihrer Entstehung und Ursachen. Ziel der pathologischen Untersuchung ist die Feststellung einer Krankheit (Diagnose) sowie die Bestimmung von biologischen Merkmalen der Erkrankung (Biomarker), die für die Prognose und eine passende Therapie von Bedeutung sind.
Die Pathologie verfügt über ein umfangreiches Methodenspektrum. Durch die Obduktion kennt sie die gesamte Anatomie und analysiert alle Körpergewebe und -flüssigkeiten mit Hilfe des Mikroskops und besonderer genetischer Analysen mitunter bis auf die subzellulare Ebene. Die Pathologie ist zentraler Bestandteil der modernen personalisierten Medizin und ermöglicht durch ihre Diagnostik zielgerichtete Therapien mit besseren Heilungschancen und weniger Nebenwirkungen. Dies kann die Lebensqualität der PatientInnen verbessern und stellt eine wirtschaftliche und effiziente medizinische Versorgung sichergestellt.
Stufendiagnostik
Die pathologische Begutachtung folgt den Prinzipien der Stufendiagnostik, angefangen mit der makroskopischen Beurteilung (mit dem bloßen Auge) über die Beurteilung gefärbter Gewebeschnittpräparate unter dem Mikroskop bis hin zu genetischen Analysen.
Aufbauend auf den Ergebnissen der ersten Untersuchung(en) werden schrittweise weitere Tests durchgeführt, um Verdachtsdiagnosen einzugrenzen oder auszuschließen. Dieses strukturierte Vorgehen reduziert das Risiko von Fehldiagnosen und sichert eine präzise und umfassende Beurteilung.
Die Stufendiagnostik ist darüber hinaus ressourcenschonend. Zunächst werden Basismethoden eingesetzt und nur falls nötig aufwändigere Spezialuntersuchungen angeschlossen.
Standardisierte Abläufe der Stufendiagnostik sichern zudem eine hohe Qualität und Vergleichbarkeit der Diagnostik. Eine exakte Diagnose inklusive Bestimmung relevanter Biomarker bildet die Grundlage für eine individualisierte Therapieplanung sowie eine fundierte Prognose zum Krankheitsverlauf.
Makroskopie
In der Pathologie bezieht sich der Begriff Makroskopie auf die Betrachtung und Untersuchung von Gewebeproben mit bloßem Auge. Dabei werden Merkmale wie Größe, Form, Farbe, Konsistenz und Gewicht erfasst. Besonderheiten wie Farb- oder Formveränderungen, Tumoren oder andere Auffälligkeiten werden unmittelbar identifiziert und beschrieben. Oftmals werden die Befunde fotografisch dokumentiert und archiviert.
Die visuelle Inspektion von Gewebeproben ist damit ein wesentlicher Teil der pathologischen Diagnostik. Sie liefert erste Hinweise auf mögliche Krankheitsprozesse. Bei der makroskopischen Untersuchungen werden die relevanten Gewebeanteile für die weiterführende mikroskopische Untersuchung ausgewählt.
Histopathologie
Die Histopathologie bezeichnet die mikroskopische Untersuchung von Gewebeproben, um Krankheiten zu diagnostizieren und ihre Ursachen und Mechanismen zu verstehen. Mithilfe spezieller Färbungen werden Zell- und Gewebestrukturen unter dem Mikroskop analysiert. So können gut- und bösartige Tumoren (Krebserkrankungen) unterschieden sowie entzündliche und degenerative Erkrankungen erkannt werden.
Mit der Histopathologie stellen PathologInnen definitive Diagnosen von Erkrankungen und gewährleisten deren systematische Einordnung und standardisierte Benennung nach Klassifizierung der Weltgesundheitsorganisation (WHO; ICD, internationale Klassifikation der Krankheiten).
Bei der Diagnose von Tumoren hilft die Histopathologie das Stadium, die Ausbreitung – zum Beispiel Lymphknotenbefall – und die Aggressivität eines Tumors zu bewerten. Die mikroskopische Analyse kann zudem zeigen, ob ein Tumor vollständig entfernt wurde oder ob noch Krebszellen am Rand vorhanden sind. Diese Informationen sind entscheidend für die Prognose und die Planung der weiteren Behandlung und werden in Tumorboards mit den anderen ärztlichen Fachgruppen besprochen.
Zytologie
Die Zytologie ist ein Teilgebiet der Pathologie, das sich mit der mikroskopischen Untersuchung einzelner Zellen oder loser Zellgruppen befasst – im Gegensatz zur Histologie, bei der mikroskopisch Gewebestrukturen im Verbund analysiert werden.
Die Zytologie spielt eine wichtige Rolle bei der Früherkennung von Krebs – ein bekanntes Beispiel ist die Früherkennung von Gebärmutterhalskrebs – und anderen Erkrankungen, wie bakteriellen, viralen oder Pilz-Infektionen sowie autoimmune und entzündliche Erkrankungen. Frühstadien und Vorstufen von Krebs lassen sich durch zytologische Analysen oft rechtzeitig erkennen. Dabei hilft die mikroskopische Beurteilung der Zellen, gutartige von bösartigen Veränderungen zu unterscheiden und Hinweise auf Tumorart und -aggressivität zu gewinnen. Zytologische Befunde können weitere Diagnostik einleiten oder unnötige Eingriffe vermeiden.
Da zytologische Proben oft durch minimalinvasive Techniken (Zellabstriche, Organpunktionen oder Entnahme von Körperflüssigkeiten) gewonnen werden können, sind diese Methoden in der Regel weniger belastend für die PatientInnen und können einfacher durchgeführt werden. Wiederholte zytologische Untersuchungen helfen zudem bei der Überwachung von Krankheitsverläufen und bei der Bewertung des Ansprechens auf Therapien.
Immunhistochemie
Die Immunhistochemie ist eine Labortechnik in Biologie und Medizin zur Identifikation und Lokalisation spezifischer Proteine oder Moleküle in Gewebeproben oder Flüssigproben (Immunzytochemie). Dabei werden diagnostische Antikörper genutzt, die sich speziell an die zu untersuchenden Moleküle binden. Diese Antikörper sind in der Regel an Farbstoffe oder Enzyme gekoppelt, die eine visuelle Erkennung ermöglichen.
Die Methode der Immunhistochemie ist in der Pathologie von großer Bedeutung, da sie die Möglichkeiten der histologischen und zytologischen Diagnostik erheblich erweitert. Mithilfe immunhistochemischer Verfahren können Tumorzellen hinsichtlich ihrer Differenzierung weiter charakterisiert werden, die durch herkömmliche Färbetechniken in der histopathologischen oder zytologischen Untersuchung nicht unterscheidbar sind.
Durch den Nachweis spezifischer Biomarker liefert die Immunhistochemie zudem wertvolle Informationen über die Prognose und unterstützt die Auswahl effektiver Therapien, etwa Hormonbehandlungen bei Brustkrebs. Sie wird auch zur Überwachung des Krankheitsverlaufs und des Therapieansprechens eingesetzt, indem Veränderungen in der Expression bestimmter Moleküle und Proteine festgestellt werden. Im Bereich der Präzisionsonkologie werden zudem neue zielgerichtete Therapieansätze wie Antibody-Drug Conjugates (ADC) entwickelt, die auf ähnlichen Bindungsprozessen basieren und den Bedarf an immunhistochemischer Diagnostik weiter vergrößern.
Molekularpathologie
Die Molekularpathologie ergänzt als Zusatzverfahren die histopathologische und immunhistochemische Diagnostik. Gewebe oder Flüssigproben werden mittels moderner molekularbiologischer Methoden wie in-situ-Hybridisierung, PCR-Test oder Sequenzierung auf genetische Veränderungen hin analysiert. Die Molekularpathologie ist zentraler Bestandteil der Präzisionsonkologie.
Jährlich erkranken rund 500.000 Menschen in Deutschland neu an Krebs und jede Erkrankung ist individuell. Personalisierte Krebstherapien gehören mittlerweile zu den wichtigsten Behandlungswegen in der Onkologie und werden mithilfe von unzähligen Studien kontinuierlich weiterentwickelt. Die Molekularpathologie gehört dabei zu den dynamischsten Methoden innerhalb der Pathologie. Die Zahl der genetischen Veränderungen, die als prognostisch oder therapeutisch relevant identifiziert wurden, ist in den letzten Jahren rasant angestiegen und nimmt weiterhin stark zu. Damit steigt auch der Bedarf an molekularpathologischer Diagnostik.
Die molekularpathologische Diagnostik kann nicht auf die rein technische Durchführung der molekularbiologischen Methoden, die auch in anderen Fächern wie der Humangenetik und der Labormedizin zum Einsatz kommen, reduziert werden. Sie baut auf der klassischen Histopathologie auf und erfordert bereits bei der Auswahl des zu untersuchenden Materials und der anzuwendenden Methode pathologische Expertise. Diese ist ebenso erforderlich bei der Bewertung der Ergebnisse und bei der Einordnung der Ergebnisse in den morphologischen Kontext. In der Pathologie wird dieser Schritt als morpho-molekulare Diagnostik bezeichnet. Oft ermöglicht erst die integrative Betrachtung der Informationen aus der histopathologischen Untersuchung zusammen mit den identifizierten genetischen Veränderungen eine umfassende Charakterisierung einer Erkrankung. Eine rein molekulare Diagnostik ohne morphologischen Kontext greift dagegen zu kurz und birgt die Gefahr von Fehldiagnosen.
Liquid Biopsy
Bei der Liquid Biopsy erfolgt eine Analyse von Körperflüssigkeiten (meist Blut) zum Nachweis von zirkulierender Tumor-DNA (ctDNA), ganzer Tumorzellen (CTC) oder anderer Marker. Sie erfordert in der Regel nur eine Blutentnahme, ist damit weniger invasiv als eine Gewebeentnahme:
Die Liquid Biopsy bietet aktuell Möglichkeiten zur Diagnose, Verlaufsüberwachung und Therapieplanung bei Krebs. Sie hilft, Therapieresistenzen zu erkennen, minimale Resterkrankungen zu überwachen und personalisierte Behandlungen zu steuern. Ein Beispiel ist die Entdeckung von Resistenzmutationen wie ESR1 bei Brustkrebs, um auf eine neue zielgerichtete Therapie umzustellen. Eine Herausforderung des Verfahrens liegt darin, den sehr geringen Anteil tumor-spezifischer zellfreier DNA im Blut zu finden und herauszufiltern.
Schnellschnitt
Der Schnellschnitt, auch als intraoperative Gefrierschnittdiagnostik bezeichnet, ist ein Verfahren in der Pathologie, bei dem Gewebeproben während einer Operation unmittelbar untersucht werden, um den ChirurgInnen sofortige diagnostische Informationen (z.B. gut- oder bösartiger Tumor / Entzündung) zu liefern. Das entnommene Gewebe wird dabei eingefroren, in dünne Scheiben geschnitten, gefärbt und unter dem Mikroskop untersucht.
Der Schnellschnitt kommt häufig zum Einsatz, um zu überprüfen, ob ein Tumor vollständig entfernt wurde. Dies ist maßgeblich für die Ausdehnung oder Begrenzung eines operativen Eingriffs (intraoperative Ausbreitungsdiagnostik). Durch die Bereitstellung sofortiger diagnostischer Informationen können unnötige zusätzliche Operationen vermieden werden. Dies reduziert das Risiko für die PatientInnen und spart zusätzlich Zeit und Kosten.
Schnellschnittuntersuchungen können auch dazu verwendet werden, vorläufige Diagnosen zu stellen oder zu bestätigen. Dies gibt den ChirurgInnen zusätzliche Sicherheit in Bezug auf die durchzuführenden Maßnahmen und gibt Indikationen für die anschließenden therapeutischen Maßnahmen. Es handelt sich beim Schnellschnitt allerdings um ein orientierendes Diagnoseverfahren, das durch die routinemäßige pathologische Diagnostik nachfolgend verifiziert und ergänzt werden muss.
Obduktion
Die Obduktion, auch innere Leichenschau oder Autopsie genannt, ist ein medizinisches Verfahren, bei dem der Körper einer bzw. eines Verstorbenen geöffnet und makroskopisch sowie mikroskopisch untersucht wird, um die Todesursache festzustellen und die zum Tode führenden Haupterkrankungen zu identifizieren. PathologInnen übernehmen bei Obduktionen ausschließlich Fälle mit natürlicher Todesursache, zum Beispiel zur Klärung des genauen Krankheitsverlaufs. Obduktionen machen in heutiger Zeit weniger als fünf Prozent der Tätigkeit von PathologInnen aus.
Die klinische Obduktion ist das einzige zuverlässige und qualitätsgesicherte Verfahren zur Aufklärung des natürlichen Todesursachengeschehens. Sie ermöglicht eine retrospektive interdisziplinäre Betrachtung von Einzelfällen in klinisch-pathologischen Falldemonstrationen und Todesursachenkonferenzen. Dabei dient sie der Qualitätskontrolle in der ambulanten und stationären Diagnostik und Behandlung, indem die zu Lebzeiten und nach dem Tod gestellten Diagnosen verglichen werden. Zudem deckt sie durch ärztliche Maßnahmen verursachte Schäden auf und ermöglicht somit eine Verbesserung künftiger Diagnosen und Therapien.
Eine weitere wichtige Rolle nimmt die Obduktion im Verständnis von (neuen) Erkrankungen ein. Beispielsweise hat die COVID-19-Pandemie gezeigt, dass Obduktionen ein elementares Instrument der Krankheitsforschung sind. Durch die Auswertung der Obduktionen gelang es – schneller als durch klinische Verlaufsbeobachtungen – das Krankheitsgeschehen besser zu verstehen und dadurch zum einen die Frage zu beantworten, ob Erkrankte mit oder an COVID-19 verstorben waren. Zum anderen waren aus den Obduktionsbefunden Therapiemöglichkeiten und Therapieverbesserungen für die schwer Erkrankten ableitbar.
Die Obduktion bietet detaillierte Informationen über Krankheitsprozesse, die oft auch moderner Bildgebung überlegen sind und unterstützt die Fort- und Weiterbildung des medizinischen Personals. Kenntnisse über die Todesursache können Angehörige bei der Trauerbewältigung unterstützen. Gewebeproben und Körperflüssigkeiten können während der Obduktion gewonnen und für wissenschaftliche Untersuchungen aufbewahrt werden.
Digitale Pathologie und KI-assistierte Diagnostik
Digitale Pathologie umfasst mehr als nur die Befundung digitaler Bilder am Bildschirm. Sie bezeichnet die integrative Nutzung digitaler Verfahren und Methoden in allen Bereichen der Leistungserbringung und Arbeitsorganisation der Pathologie. Dazu zählen die Probeneingangslogistik, das Workflow-Management im Institut, die diagnostische Befundung digitaler Bilder, die Erstellung von Befundberichten mittels Spracherkennungssoftware und deren digitale Aufbereitung und Archivierung sowie der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI). Durch den Einsatz von digitalen Techniken können Diagnosen schneller, genauer und kosteneffizienter gestellt werden.
Allerdings finden in der Probenverarbeitung manuelle Schritte statt, die (zurzeit noch) schwer und nur unter hohem finanziellem Aufwand zu automatisieren sind. Deshalb sind die Digitalisierung und der Einsatz von KI in der Pathologie schwierig und heute nur partiell zuverlässig und wirtschaftlich.
Die digitale Verfügbarkeit von befundungsrelevanten Bildern, Befundberichten und deren einfache Reproduzierbarkeit erleichtern aber schon heute den Austausch und die Kooperation mit Kolleginnen und Kollegen aus dem eigenen Fachgebiet sowie aus anderen Disziplinen. Der BDP stellt seinen Mitgliedern die „Patho-Plattform“ für den kollegialen Austausch kostenlos zur Verfügung.
Wie in vielen anderen Anwendungsbereichen, hat die KI auch in der Pathologie eine transformative Rolle. Sie ist in der Lage mikroskopische Bilder von Gewebeproben zu analysieren, Anomalien zu erkennen und diagnostische Hinweise zu liefern. KI trägt zudem zur Standardisierung und Reproduzierbarkeit bei, indem sie konsistente und reproduzierbare Analysen liefert. In Form einer assistierten Diagnostik für die Pathologin bzw. den Pathologen wird KI perspektivisch die Effizienz und Genauigkeit der Diagnosen, im Besonderen in der Krebsmedizin, erhöhen.
Durch die Automatisierung zeitaufwendiger Aufgaben kann KI die Arbeitslast von PathologInnen reduzieren und die Durchlaufzeit für Diagnosen verkürzen, was zu einer effizienten Versorgung von PatientInnen führt – angesichts sinkender Zahlen berufstätiger PathologInnen einerseits und einem immer höheren Aufkommen von Befundungen andererseits ein wichtiger Faktor für die zukünftige Sicherstellung der PatientInnenversorgung.
KI ermöglicht zudem die Auswertung großer Datenmengen, fördert die Biomarker-Entdeckung und unterstützt die Entwicklung personalisierter Therapien. Allerdings ist KI auf strukturierte Daten angewiesen – die Digitalisierung ist also Voraussetzung für ihren Einsatz. Und trotz ihres Potenzials ersetzt KI das menschliche Auge nicht. Sie ist zwar in der Lage, Merkmale in Gewebeproben zu quantifizieren, was dem menschlichen Gehirn oft schwerfällt. Was die inhaltliche Beurteilung angeht, ob beispielsweise eine Veränderung als bösartig einzuordnen ist oder nicht, kann die KI zwar bei einfachen Fragen bereits mit dem Pathologen Schritt halten, bei schwierigen Differentialdiagnosen oder grenzwertigen Fälle ist die KI aber bisher noch nicht auf Augenhöhe mit Fachärztinnen und Fachärzten für Pathologie. KI bleibt daher ein unterstützendes Werkzeug – eingebettet in einen zunehmend digitalen, aber weiterhin ärztlich verantworteten Diagnoseprozess.