Hintergrund: Angaben zu Inzidenz und Prävalenz von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) bei Kindern und Jugendlichen in Deutschland fehlen bisher, die Daten des im Jahr 2000 gegründeten Sächsischen CED-Registers für Kinder und Jugendliche wurden bisher nicht veröffentlicht. Bei internen Diskussionen der Registerdaten zeigte sich stets eine nicht erklärbare abfallende altersspezifische Inzidenz der CED ab dem 15. Lebensjahr. Es wurde vermutet, dass einige ältere Jugendliche ausschließlich von Erwachsenengastroenterologen betreut wurden und bei einigen Adoleszenten eine längere diagnostische Latenz zur Diagnosestellung nach dem 18. Lebensjahr führte. Patienten und Methoden: Zur Prüfung der Thesen wurden alle gastroenterologisch tätigen Internisten in Leipzig aufgesucht und Patienten eingeschlossen, bei denen bis zum 26. Lebensjahr in den Jahren 2005-2009 eine CED endoskopisch neu diagnostiziert wurde. Die Auswertung des Sächsischen CED-Registers erfolgte hinsichtlich Inzidenz, Prävalenz, Geschlechterverteilung und diagnostischer Latenz im Zehnjahreszeitraum 2000-2009. Ergebnisse: Es wurden tatsächlich einige Jugendliche vor dem 18. Lebensjahr ausschließlich von Internisten betreut und nicht an das Register gemeldet. Die korrigierte Inzidenz von CED bei Patienten bis zum 18. Lebensjahr in Leipzig lag um 37 % höher als im Register angegeben. Nach dem 15. Lebensjahr wurde – ebenfalls in Abweichung zu den Registerdaten – ein kontinuierlicher Anstieg der altersspezifischen Inzidenz bis zum 18. Lebensjahr registriert. Es zeigte sich eine Tendenz zur längeren diagnostischen Latenz bei Adoleszenten, die sich jedoch nicht statistisch sichern ließ. Bis zum 15. Lebensjahr wurden nahezu alle Patienten im CED-Register erfasst.:INHALTSVERZEICHNIS 1. EINLEITUNG 1.1 Definition chronisch entzündlicher Darmerkrankungen 1.1.1 Morbus Crohn 1.1.2 Colitis ulcerosa 1.1.3 Colitis indeterminata 1.1.4 Mikroskopische Kolitis 1.2 Ätiologie und Pathogenese 1.2.1 Genetik 1.2.2 Immunologie / Barrierestörung 1.2.3 Hygienehypothese 1.3 Klinische Symptome 1.4 Diagnostik 1.4.1 Anamnese und körperliche Untersuchung 1.4.2 Labordiagnostik 1.4.3 Bildgebung 1.4.4 Endoskopie 1.5 Therapie 2. AUFGABENSTELLUNG 3. PATIENTEN UND METHODEN 3.1 Sächsisches Register für Kinder und Jugendliche mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen 3.2 In Leipzig betreute Patienten mit CED bis zum 26. Lebensjahr 3.3 Sächsisches CED-Register und zweite Datenquelle Leipzig 3.3.1 Sächsisches CED-Register 3.3.2 Zweite Datenquelle Leipzig 3.3.3 Junge Patienten mit CED in Leipzig bis zum 26. Lebensjahr 3.3.4 Sächsisches CED-Register und junge Patienten mit CED in Leipzig bis zum 26. Lebensjahr 3.4 Software und statistische Analysen 4. ERGEBNISSE 4.1 Sächsisches CED-Register im Zeitraum 2000 bis 2009 4.1.1 Epidemiologie 4.1.1.1 Patienten 4.1.1.2 CED-Inzidenz bei Kindern und Jugendlichen in Sachsen im Zeitraum 2000 bis 2009 4.1.1.3 CED-Prävalenz bei Kindern und Jugendlichen in Sachsen im Zeitraum 2000 bis 2009 4.1.2 Alter bei Diagnosestellung der Kinder und Jugendlichen mit CED in Sachsen im Zeitraum 2000 bis 2009 4.1.3 Geschlecht der Kinder und Jugendlichen mit CED in Sachsen im Zeitraum 2000 bis 2009 4.1.4 Kinder und Jugendliche mit CED in Sachsen im Zeitraum 2000 bis 2009 – Lokalisation der Darmentzündung bei Diagnosestellung 4.1.4.1 Lokalisation der Darmentzündung bei Patienten mit CU zum Zeitpunkt der Diagnosestellung 4.1.4.2 Lokalisation der Darmentzündung bei Patienten mit MC zum Zeitpunkt der Diagnosestellung 4.1.5 Kinder und Jugendliche mit CED in Sachsen im Zeitraum 2000 bis 2009 – Diagnostische Latenz 4.1.5.1 Diagnostische Latenz in Abhängigkeit zu den Krankheitsgruppen 4.1.5.2 Diagnostische Latenz in Abhängigkeit zum Erkrankungsalter 4.1.5.3 Diagnostische Latenz und Lokalisation der Darmentzündung 4.2 In Leipzig betreute Patienten mit CED bis zum 26. Lebensjahr im Zeitraum 2005 bis 2009 4.2.1 Patienten 4.2.2 Alter bei Diagnosestellung der jungen Patienten mit CED in Leipzig im Zeitraum 2005 bis 2009 4.2.3 Geschlecht der jungen Patienten mit CED in Leipzig im Zeitraum 2005 bis 2009 4.2.4 Junge Patienten mit CED in Leipzig im Zeitraum 2005 bis 2009 – Lokalisation der Darmentzündung bei Diagnosestellung 4.2.4.1 Lokalisation der Darmentzündung bei Colitis ulcerosa-Patienten zum Zeitpunkt der Diagnosestellung 4.2.4.2 Lokalisation der Darmentzündung bei Morbus Crohn-Patienten zum Zeitpunkt der Diagnosestellung 4.2.5 Junge Patienten mit CED in Leipzig im Zeitraum 2005 bis 2009 – Diagnostische Latenz 4.2.5.1 Diagnostische Latenz in Abhängigkeit zu den Krankheitsgruppen 4.2.4.2 Diagnostische Latenz in Abhängigkeit zum Erkrankungsalter 4.2.5.3 Diagnostische Latenz und Lokalisation der Darmentzündung 4.3 Untersuchung junger Patienten mit CED in Leipzig im Zeitraum 2005 bis 2009 als mögliche zweite Datenquelle des Sächsischen CED-Registers für Kinder und Jugendliche 4.3.1 Altersstruktur der Leipziger Patienten mit CED, die im Zeitraum 2005 bis 2009 an das Sächsische CED-Register gemeldet wurden 4.3.2 Tatsächliche Altersstruktur der Leipziger Kinder und Jugendlichen sowie jungen Erwachsenen mit CED im Zeitraum 2005 bis 2009 nach Ergänzung durch die zweite Datenquelle 4.3.3 Tatsächliche Inzidenz der CED bei Kindern und Jugendlichen sowie jungen Erwachsenen in Leipzig im Zeitraum 2005 bis 2009 nach Ergänzung durch die zweite Datenquelle 5. DISKUSSION 6. ZUSAMMENFASSUNG 7. LITERATUR 8. ANHANG

Interleukin(IL)-22, ein Zytokin der IL-10-Interferon-Familie, beeinflusst die Funktion von Gewebezellen, wirkt jedoch nicht auf Immunzellen. In dieser Arbeit konnte ich zeigen, dass IL-22 in Keratinozyten nur eine begrenzte Anzahl von Genen in ihrer Expression reguliert, was eine Hemmung der terminalen Differenzierung und eine Steigerung der antimikrobiellen Abwehr und der zellulären Mobilität bewirkt. Diese IL-22-Effekte konnten in vivo aufgrund ihrer Induzierbarkeit durch eine IL-22-Behandlung in Mäusen bestätigt werden und fanden sich darüber hinaus in der läsionalen Haut von Patienten mit Psoriasis wieder. Eine pathogenetische Rolle von IL-22 bei Psoriasis wurde durch eine gefundene Erhöhung der IL-22-Spiegel im Blut dieser Patienten und eine Korrelation dieser mit dem Schweregrad der Erkrankung untermauert. Eine Untersuchung der Wirkung von IL-22 auf Hepatozyten zeigte, dass IL-22 in diesen Zellen die Produktion des LPS-Bindungsproteins (LBP) steigert, welches in hohen Konzentrationen bakterielle Bestandteile neutralisiert. In vivo zeigte sich, dass eine IL-22-Gabe in der Maus eine verstärkte Expression von LBP in der Leber und erhöhte sytemische LBP-Spiegel bewirkt. Diese Hepatozyten-spezifische IL-22-Wirkung spiegelte sich bei Patienten mit Morbus Crohn in erhöhten systemischen LBP-Spiegeln wieder. Bei der Psoriasis steht vor allem der regenerative Phänotyp der Keratinozyten, gekennzeichnet durch eine verminderte terminale Differenzierung und eine gesteigerte Mobilität, im Vordergrund und bildet die Ursache für die klinisch sichtbaren epidermalen Veränderungen. Demgegenüber könnte bei Morbus Crohn IL 22 durch die Induktion von hepatozytärem LBP zur Neutralisierung von durch die gestörte Darmbarriere ins Blut translozierte bakterielle LPS zur lokalen Begrenzung der Entzündung beitragen. Ausgehend von diesen Beobachtungen wäre eine IL-22-Neutralisierung bzw. IL-22-Applikation ein innovativer Therapieansatz für die Behandlung von Psoriasis und Morbus Crohn. / Interleukin(IL)-22, a cytokine belonging to the IL-10-Interferon-family, regulates the function of tissue cells, but not of immune cells. Here, I could show, that in keratinocytes IL-22 regulates the expression of a limited number of genes leading to an inhibition of the terminal differentiation and an increase of the antimicrobial defense and cellular mobility. These IL-22 effects were also confirmed in vivo as they could be induced in mice by IL-22-treatment and moreover, were also found to be present in the lesional skin of psoriasis patients. A pathogenetic role of IL-22 in psoriasis was substantiated by the finding that IL-22 level are elevated in the blood of these patients and correlated with the disease severity. By investigating the influence of IL-22 on hepatocytes, I found an increase of LPS-binding protein (LBP) production by IL-22, a protein which neutralizes bacterial components at high concentrations. In vivo, IL-22 treatment of mice led to a high hepatic LBP expression and elevated blood LBP level. This hepatocyte-specific IL-22 effect was reflected in patients with crohn´s disease in elevated systemic LBP level. In psoriasis, especially the regenerative phenotype of keratinocytes, characterized by the distorted terminal differentiation and enhanced mobility, is a key feature and the basis for the clinically visible epidermal alterations. In contrast, in crohn´s disease by inducing hepatic LBP production IL-22 likely contributes to the neutralisation of LPS translocated into the blood via the distorted intestinal barrier and thereby to a local limitation of inflammation. Based on these observations a neutralisation or application of IL-22 would be an innovative therapeutic approach for the treatment of psoriasis and crohn´s disease, respectively.

Einleitung: Das Probiotikum E. coli Nissle 1917 (EcN) wird seit einigen Jahren erfolgreich in der Behandlung chronisch entzündlicher Darmerkrankungen angewendet, der zugrunde liegende Wirkmechanismus ist jedoch nur unzureichend geklärt. T-Zellen spielen in der intestinalen Immunhomöostase und der Pathogenese von CED eine zentrale Rolle. Ziel: Den Einfluss von EcN auf humane T-Zellen weitergehend zu charakterisieren. Methoden: CD3-stimulierte periphere und Lamina propria T-Zellen wurden mit verschiedenen Konzentrationen eines E. coli Nissle 1917 konditionierten Mediums (EcN-CM) oder aber hitzeinaktivierten E. coli Nissle 1917 (hi-EcN) kultiviert. Die Expression von zellzyklus- und apoptoseassoziierten Regulationsproteinen sowie DNA-Gehalt, Zellzykluskinetik, Apoptoserate und Zellexpansion wurden durchflusszytometrisch und im Western Blot bestimmt. Die Sekretion von Cytokinen wurde mit dem Cytometric Bead Assay bestimmt. Ergebnisse: EcN-CM, nicht aber hitzeinaktivierte E. coli Nissle 1917 hemmt die Zellzyklusprogression und die Expansion von stimulierten, humanen peripheren T-Zellen. Ursächlich hierfür ist eine verminderte Expression der Cykline A, B1, D2 und E mit einer konsekutiv verminderten Phosphorylierung des Retinoblastomaproteins. Periphere T-Zellen sezernieren unter EcN-CM vermindert IL-2, IFN-gamma und TNF-alpha, während die Sekretion des antiinflammatorischen IL-10 durch EcN-CM heraufreguliert wird. Im Gegensatz zur potenten Beeinflussung des Zellzyklus, wurde die Apoptose von PBT durch E. coli Nissle 1917 nicht moduliert. Während periphere T-Zellen durch EcN-CM in ihrer Zellzyklusprogression und Expansion gehemmt wurden, zeigte sich kein derartiger Effekt auf ortständige Lamina propria T-Lymphozyten. Diskussion: Bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen kommt es zu einer Rekrutierung und Aktivierung von peripheren T-Zellen in die intestinale Mukosa. Durch die differenzielle Beeinflussung des Immunsystems, bei der aktivierte periphere T-Zellen inhibiert, die ortsständigen T-Zellen jedoch in ihrer Funktion nicht gestört werden, könnte E. coli Nissle 1917 dazu beitragen, die mukosale Entzündungsreaktion zu limitieren, während die intestinale Immunhomöostase gewahrt bleibt. Als wirksames Agens kommen kleine, hitzestabile bakterielle Produkte wie Lipopolysaccharide, bakterielle Lipoproteine, CPG-DNA, Lipoteichonsäuren und Peptidoglykane in Frage. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit liefern weitere Hinweise, dass Probiotika einen breiten Einfluss auf das humane Immunsystem haben und decken zugrundeliegende Mechanismen auf. / Introduction: Although probiotic Escherichia coli strain Nissle 1917 (EcN) has been proven to be efficacious for the treatment of inflammatory bowel diseases, the underlying mechanisms of action still remain elusive. T cells play a major role in the pathogenesis of inflammatory bowel disease. Aims: To analyze the effects of E. coli Nissle 1917 on cell cycling and apoptosis of peripheral blood and lamina propria T cells. Methods: Anti-CD3-stimulated peripheral or lamina propria T cells were treated with E. coli Nissle 1917-conditioned medium (EcN-CM) or heat-inactivated E. coli Nissle 1917. Expression of cell cycle or apoptosis related proteins was determined by immunoblotting, DNA content, cell cycle kinetics, cell expansion and apoptosis were measured by flow cytometry. Cytokine levels in culture supernatants were assessed by cytometrc bead array. Results: EcN-CM but not heat-inactivated EcN inhibits cell cycling and expansion of peripheral T cells. EcN-CM decreases expression of Cyclin A, B1, D2 and E and thus reduces phosphorylation of retinoblastomaprotein in CD3-stimulated peripheral T cells. Further, secretion of proinflammatory cytokines IL-2, IFN-gamma and TNF-alpha is reduced while antiinflammatory IL-10 is increased under treatment with EcN-CM. In contrast to peripheral T cells, expansion and cell cycle progression of lamina propria T cells was not affected by EcN-CM. Apoptosis of was not modulated by EcN-CM. Discussion: The differential reaction of circulating and tissue-bound T cells towards E. coli Nissle 1917 may explain the beneficial effect of EcN in intestinal inflammation. EcN may downregulate the expansion of newly recruited T cells into the mucosa and thus limit intestinal inflammation, while already activated tissue-bound T cells may eliminate deleterious antigens in order to maintain immunological homeostasis. Possible agents, for which immunomodulatory effects are known, include heat-stable bacterial products like lipopolysaccharids, bacterial lipoproteins or bacterial DNA-motifs.