Thymome sind die einzigen Tumoren, die reife T-Zellen aus unreifen Vorläuferzellen generieren, wobei die unreifen Thymozytenpopulationen in Thymomen im Vergleich zum Thymus abnorm vermehrt und die reifen Populationen vermindert sind. Zusätzlich weist das Thymomgewebe im Vergleich zum Thymus weniger B-Zellen und Effektor-T-Zellen auf. Bisher ist unbekannt, welche Faktoren die veränderte intratumoröse Zusammensetzung der Zellpopulationen bedingen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, Mikromilieufaktoren in Thymomen mit möglichen Auswirkungen auf die intratumoröse Thymopoese zu identifizieren und deren Einfluß auf das periphere Immunsystem zu untersuchen. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit wurde nach Ursachen für die abnorme Thymozytenreifung und die Generierung autoreaktiver T-Zellen in Thymomen gesucht. Als potentielles Autoantigen, das die positive Selektion in Thymomen beeinflussen könnte, wurde das in Thymomen exprimierte Protein p153 als Neurofilament mittleren Molekulargewichtes (NF-M) identifiziert. Mittels T-Zell-Proliferationstests konnte gezeigt werden, daß intratumoröse T-Zellen von Thymompatienten mit Myasthenia gravis (MG) nach Stimulation mit dem mittleren Fragment dieses Proteins (NF-M-B) signifikant höhere Antworten aufwiesen als Thymozyten von Thymitispatienten oder Thymompatienten ohne MG. NF-M-B-reaktive T-Zellen waren charakteristisch für die paraneoplastische MG, wohingegen T-Zell-Antworten gegen ein Azetylcholinrezeptor (AChR)-Fragment bei allen MG-Patienten (Thymitis und Thymom) erhöht waren. Diese Ergebnisse geben einen Hinweis darauf, daß intratumoröses NF-M eine autoantigene Determinante speziell für die paraneoplastische MG darstellt. Das Mikromilieu von Thymomen wurde außerdem mittels cDNA-Arrays und RT-PCR analysiert. Als differentiell exprimierte Gene sind besonders das "Heparin-binding growth-associated molecule" (HB-GAM) und der "B-cell growth factor 1" (BCGF 1) hervorzuheben. Die Expression von HB-GAM zeigte sowohl eine Abhängigkeit vom histologischen Thymomtyp (kortikal > gemischt / medullär) als auch vom MG-Status der Patienten (MG+ > MG-).Umgekehrt wurde für den Faktor BCGF 1 eine signifikante Erhöhung in Thymomen ohne MG gefunden und keine Abhängigkeit vom histologischen Thymomtyp. Die Expression des Chemokins "Interferon-inducible T cell alpha chemoattractant" (I-TAC) war ebenfalls mit dem MG (+)-Status von Thymompatienten signifikant assoziiert. Diese Befunde machen eine Beteiligung von HB-GAM, BCGF 1 und I-TAC an der Pathogenese der paraneoplastischen MG wahrscheinlich. Im Gegensatz dazu wurde die Expression des Chemokins "Thymus-expressed chemokine" (TECK) weder durch den histologischen Thymomtyp noch durch den MG-Status der Patienten beeinflußt. TECK ist vermutlich auch in Thymomen dafür verantwortlich, daß unreife Thymozyten nicht ins Blut gelangen. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurde mit Hilfe von FACS-Analysen und T-Zell-Proliferationsassays der Einfluß von Thymomen auf das periphere Immunsystem untersucht. Es zeigte sich, daß die veränderte Thymopoese und autoreaktive T-Zell-Funktion in Thymomen mit immunologischen Veränderungen im Blut korreliert waren. Der Anteil zirkulierender CD45RA+ CD8+ T-Zellen war bei Thymompatienten im Vergleich zu gesunden Kontrollen signifikant erhöht, in Übereinstimmung mit einer intratumorösen T-Zell-Reifung, die in Richtung der CD8+-Linie verschoben war. Auf funktioneller Ebene war die intratumorös nachweisbare, thymomtypische T-Zell-Autoreaktivität gegen NF-M-B und alpha-AChR (301-398) gleichermaßen im Thymom und Blut zu finden. Diese funktionellen Studien unterstützen die Hypothese, daß die in Thymomen stattfindende Thymopoese das periphere T-Zell-Repertoire verändert. Hinsichtlich des Importes von T-Zellen aus der Peripherie in das Thymom ergaben die funktionellen Assays dagegen, daß T-Zellen, die auf ein fremdes Antigen (Tetanus Toxoid) reagierten, nur innerhalb zirkulierender T-Zellen, nicht aber innerhalb intratumoröser Thymozyten nachweisbar waren. Ebenso fanden sich erhöhte autoreaktive T-Zell-Antworten gegen andere Fragmente des NF-M-Proteins (NF-M-A und NF-M-C) sowie für ein Fragment der delta-Untereinheit des AChR nur im Blut von Thymompatienten. Diese Befunde sprechen dafür, daß die Migration von Effektor-T-Zellen aus der Peripherie ins Thymom vermindert ist. Während die Mechanismen für diese gestörte T-Zell-Rezirkulation ins Thymom ungeklärt sind, bestand eine Korrelation zwischen der Expression des B-Zell-spezifischen Chemokins BLC (B-Lymphocyte chemoattractant) und der Anzahl der B-Zellen, die immunhistochemisch in den entsprechenden Geweben dargestellt wurden. Dieser Befund kann auf eine Rolle von BLC bei der Migration reifer B-Zellen in Thymus- bzw. Thymomgewebe hinweisen. Zusammenfassend konnten im Rahmen der vorliegenden Arbeit Mikromilieufaktoren benannt werden, die von potentieller pathogenetischer Relevanz für die gestörte, nicht-tolerogene Thymopoese innerhalb von Thymomen sind. Zweitens konnte eindeutig gezeigt werden, daß die intratumoröse Thymopoese das periphere Immunsystem beeinflußt und bei MG-assoziierten Thymomen in Richtung auf ein höheres autoreaktives Potential verändert / Thymomas are the only tumors that generate mature T cells from immature precursors. In particular, the precursor subsets are increased inside thymomas while the mature T-cell subsets are decreased compared with normal thymus. Moreover, the number of B cells and effector T-cells are diminished in thymomas. It is unknown, which kind of intratumorous factors are responsible for the abnormal thymopoiesis and abnormal thymocyte subset composition in these tumors. The aim of this study was therefore to investigate micromilieu factors inside thymomas which have an impact on the abnormal thymopoiesis and on the extrathymic immune system. In the first part of the study, the molecular basis of the abnormal thymopoiesis and the generation of autoreactive T cells inside thymomas were investigated. It was shown, that the previously described thymoma protein p153 and the midsize-neurofilament (NF-M) are the same molecule. This potential autoantigen could have an impact on the generation of autoreactive T cells by influencing the positive selection inside thymomas. Using T-cell proliferation assays, intratumorous T cells showed significantly increased responses to one fragment of this protein (NF-M-B) in thymoma patients with myasthenia gravis (MG), in contrast to MG patients with thymitis or thymoma patients without MG. NF-M-B reactive T cells were characteristic for paraneoplastic MG while anti-AChR responses were increased in MG patients in general. These results offer further evidence that intratumurous NF-M is an autoantigenic determinant in paraneoplastic MG. Further investigations concerning the micromilieu inside thymomas were performed, using cDNA array technology and RT-PCR analysis. Among the differentially expressed genes were "heparin-binding growth-associated molecule" (HB-GAM) and the "B-cell growth factor" (BCGF 1). The expression of HB-GAM depended on the histological thymoma subtype (cortical > mixed/medullar) and on the MG association of the thymomas (MG+ > MG-). By contrast, BCGF 1 was significantly increased in thymomas of patients without MG, irrespective of the histological thymoma subtype. Furthermore, there was a significant association between the expression of the chemokine "Interferon-inducible T cell alpha chemoattractant" (I-TAC) and the occurrence of MG. These results could be a hint at an influence of HB-GAM, BCGF 1 or I-TAC on the pathogenesis of MG. By contrast, expression of the chemokine "thymus-expressed chemokine" (TECK) was normal irrespective of the histological thymoma subtype and the MG association. Therefore, this chemokine probably acts as a "thymocyte retention factor" inside thymomas as previously described for non-neoplastic thymus. In the second part of this work, the impact of thymomas on the peripheral immune system was investigated, using FACS analysis and T-cell proliferation assays. The results showed, that abnormal thympoiesis and autoreactive T-cell function in thymomas correspond with immunologic alterations in the blood. Specifically, the proportion of circulating CD45RA+ CD8+ T cells was significantly increased in patients with thymoma compared with normal controls, in accordance with intratumorous T-cell development that is abnormally skewed toward the CD8+ phenotype. On the functional level, the intratumous thymoma-specific T-cell responses to NF-M-B and alpha-AChR (301-398) were equally distributed between thymomas and blood. These functional studies support the hypothesis that thymopoiesis occurring within thymomas alters the peripheral T-cell repertoire. Concerning T-cell import from the periphery into thymomas, the functional studies demonstrate that T-cell responses to foreign antigen (ie, tetanus toxoid) were seen only among circulating T cells and not among thymoma-derived T cells. Moreover, increased autoreactive T-cell responses towards other fragments of the NF-M protein (NF-M-A, NF-M-C) or toward a fragment of the AChR d-subunit could be detected only in the blood of thymoma patients. These results demonstrate a diminished migration of effector T-cells from the periphery into thymomas. While the mechanisms for this altered T-cell recirculation are still unknown, the results of this study could show a correlation between the expression of the B-cell chemokine "B-lymphocyte chemoattractant" (BLC) and the number of B cells as determined by immunohistochemistry. This is a hint at a role of BLC in the migration of mature B cells into thymus or thymoma tissue. In summary, the present study could identify micromilieu factors with potential relevance for the pathogenesis of the disturbed, non-tolerogenic thympoiesis occurring inside thymomas. Furthermore, it could be shown unequivocally that intratumorous thymopoiesis has an impact on the peripheral immune system of virtually all thymoma patients but contributes to its increased autoreactive potential specifically in thymoma patients with myasthenia gravis.

Würzburg, Univ., Diss., 2001. / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2001

Die vorliegende Arbeit dient der Entwicklung und Evaluierung eines neuen operativen Zugangsweges zur Durchführung einer kompletten Thymektomie (Thx). Die erste klinische Umsetzung erfolgte 1994. Der thorakoskopische Zugang für die Thx wurde an der Chirurgischen Klinik der Charité nach den Prinzipien der "Good clinical practice" zur Einführung eines neuen operativen Verfahrens entwickelt. Eine retrospektive Kohortenstudie bestimmte den internen Standard der erreichbaren Ergebnisse einer Thx in konventioneller Operationstechnik bei MG. Die Daten des eigenen Krankengutes an der Charité waren mit den Literaturangaben übereinstimmend und somit repräsentativ für die Zielstellung eines neuen Operationsverfahrens. Die komplexe Evaluation des neuen operativen Zuganges der thorakoskopischen Thx (tThx) umfaßte neben dem Nachweis der Durchführbarkeit der tThx eine experimentelle anatomische Demonstration der adäquaten Radikalität. Es konnte gezeigt werden, daß eine unilaterale linksseitige thorakoskopische Operationstechnik mit 3 Trokaren im Vergleich zu einer rechtsseitigen 3-Trokar-Technik besser eine komplette Thx realisieren kann. Es folgte die Ausarbeitung einer detaillierten operativen Technik der tThx für den klinischen Einsatz, die den individuell verschiedenen anatomischen Gegebenheiten Rechnung trägt und beschrieben wird. Nach ermutigenden ersten klinischen Ergebnissen wurden dann die Resultate der prospektiven klinischen Untersuchung des Verfahrens an 60 konsekutiven Patienten erstmals nach den Empfehlungen für klinische Forschung der Task Force of the Medical Scientific Advisory Board of the Myasthenia Gravis Foundation of America standardisiert dargestellt. Die Hypothese der geringeren Beeinträchtigung und schnelleren Erholung der Atemfunktion nach tThx wurde in einem prospektiven Vergleich der tThx mit der am meisten akzeptierten und weitesten verbreiteten Operationstechnik der Thx untersucht und bewiesen. Schließlich wurden die Ergebnisse der funktionellen Besserung der MG nach tThx, Thx durch mediane Sternotomie oder Thx durch anterolaterale Thorakotomie in einer Matched-pair-Studie verglichen. Obwohl technisch anspruchsvoll, ließen sich vergleichsweise adäquate Resultate bei objektiven und subjektiven patientenbezogenen Vorteilen für die tThx nachweisen. Ein Studiendesign mit höherem Evidenzgrad erscheint unizentrisch aus ethischen und epidemiologischen Gründen sowie bezogen auf die Pathogenese der MG gegenwärtig für diese Fragestellung schwer erreichbar. In der Zusammenfassung kann die tThx das in der Einleitung beschriebene Dilemma der Suche nach dem optimalen operativen Verfahren zur Thx lösen, indem eine minimale Invasivität, die nicht weiter reduziert werden kann, durch einen optimalen Zugang über 3 Trokare erreicht wird. Dies führt zur Möglichkeit einer radikalen Thx durch die weite Exposition des vorderen Mediastinums. Die tThx sollte bevorzugt werden, da sie adäquate Raten der Verbesserung der MG mit einer minimal-invasiven Operationstechnik erreicht. Die umfassende Untersuchung dieser Technik sollte fortgesetzt werden. / The aim of the present work was to develop and evaluate a novel operation technique to perform a complete thymectomy (Thx). This new approach was first used in a clinical setting in 1994. The thoracoscopic approach for Thx was developed at the Humboldt University Medical School (Charité), Clinic of Surgery, Campus Mitte according to the principles of "good clinical practice" for the introduction of a new operation technique. The success of conventional Thx for MG was determined by a retrospective cohort study as an internal standard. The results of our own clinical series at the Charité corresponded with the data of large published series worldwide and, were thus representative for the aim of developing a new operation technique. Apart from the approval of feasibility, the complex evaluation of the new surgical approach comprised an experimental anatomical study to demonstrate adequate radicality. It could be shown that a unilateral left-sided thoracoscopic operation technique with only 3 trocars can better accomplish a complete Thx as compared to a right-sided 3-trocar-technique. The next step was the development of the detailed and standardized operation technique for the clinical application of thoracoscopic Thx (tThx) which considers the individually different anatomical circumstances and is described. After encouraging first results, the findings of the prospective clinical investigation of the procedure in the first 60 patients were presented, standardized according to the suggestions for clinical research of the Task Force of the Medical Scientific Advisory Board of the Myasthenia Gravis Foundation of America. The hypothesis of smaller impairment and faster recovery of pulmonary function after tThx was investigated and could be proved in a prospective comparison of tThx versus the most accepted and most common approach for Thx.Consequently, the results of functional improvement of MG after tThx, median sternotomy for Thx, and anterolateral thoracotomy for Thx were compared in a matched-pair study. Though technically demanding, tThx showed adequate results combined with objective and subjective patient-related advantages. For ethical and epidemiological reasons and due to the pathogenesis of MG a single-center study design with higher level of evidence seems difficult to achieve. In conclusion, tThx may solve the dilemma of the search for an optimal operation technique for Thx because minimal invasion is obtained by an optimal approach with only 3 trocars. This creates the possibility of radical Thx by wide exposure of the anterior mediastinum. The technique of tThx should be prefered because an adequate rate of improvement of MG is achieved by a minimally-invasive operation technique. The comprehensive investigation of this technique should be continued.

Thymome gehören zu den häufigsten Tumoren des Mediastinums. Die Thymektomie (Thx) gilt als Therapie der Wahl. Die adjuvante Radiotherapie (RTx) ist bei invasiven Thymomen ab Stadium II nach Masaoka je nach Histologie indiziert. Die adjuvante Chemotherapie (CTx) bei invasiven Thymomen und Thymuskarzinomen muss weiter evaluiert werden. Methodik: Retrospektiv wurden die Daten von 40 Patienten, die von 1/1983 bis 12/1998 wegen Thymustumor einer Thx unterzogen wurden, ausgewertet. Es erfolgte die (Re)Klassifikation nach Masaoka, Müller-Hermelink und WHO zur Evaluation ihrer prognostischen Relevanz. Eine systematische Analyse der Therapiestudien im Zeitraum 1970-1999 sollte die Rolle adjuvanter Therapie evaluieren und klinische Prognosefaktoren ermitteln. Ergebnisse: Die Daten von 40 Patienten (30 Frauen und 10 Männer, das mediane Alter 52 Jahre) wurden analysiert. In 19 Fällen lag eine thymom-assoziierte Myasthenia gravis vor. 35 Pat. Wurden R0 reseziert. Die Histologie zeigte: 32 Thymome, 4 Karzinome, 2 Karzinoide und 2 Zysten. Subgruppenanalyse zeigte folgende nicht-invasive Thymome: WHO A=8 (21,1%), WHO AB=11 (28,9%) und invasive Thymome: WHO B1=1 (2,6%) und B2=12 (31,6%), WHO C=6 (15,8%). Bei invasiven Thymomen und Thymuskarzinomen erfolgte in 8 Fällen eine adjuvante RTx und nur in 3 Fällen eine CTx. Bei einem Follow-up von 1-168 Monaten betrug das kumulat. Überleben nach 5 Jahren 83% und nach 10 Jahren 74%. In univariater Analyse beeinflussen die Müller-Hermelink- und Masaoka-Klassifikation sowie der Resktionsstatus das Gesamtüberleben positiv. Die multivariate Analyse nach Cox ergab keine statistisch Signifikanz. Die systematische Literaturanalyse schloss 191 Arbeiten ein. In 33 Arbeiten wird die Rolle der poteniellen Prädiktivfaktoren untersucht. Wir fanden 71 Artikel zur adjuvanten Therapie: 51 zur CTx und 20 zur RTx. Die adjuvante CTx (z.B. PAC-Schema) zeigt objektive Ansprechrate und bessert das Gesamtüberleben. Die RTx verringert das Rezidivrisiko evident und bessert das Gesamtüberleben. Schlussfolgerung: Die Thx ist die primäre Therapie. Eine adjuvante RTx soll bei allen invasiven Thymomen der WHO-Klasse B und C ab Stadium II nach Masaoka durchgeführt werden. Eine adjuvante Cisplatin-basierten CTx (z.B. PAC-Schema) ist ab dem Masaoka-Stadium III, bei Thymuskarzinomen und Rezidiven indiziert. / Thymoma belong to the most frequent tumors of the mediastinum. The thymectomy (Thx) is considered as therapy of choice. The adjuvante radiotherapy (RTx) is indicated in invasive thymoma starting from stage II Masaoka depending upon histology. The adjuvante chemotherapy (TX) in invasive thymoma and thymus carcinoma must be further evaluated. Patients and Methods: 40 patients the data were retrospectively analysed, who were submitted from 1/1983 to 12/1998 because of thymus tumors. It took place (Re)classifikation according to Masaoka, Mueller-Link and WHO for the evaluation of its prognostic relevance. A systematic analysis of the literature in the period 1970-1999 should evaluate the role of adjuvante therapy procedures and determine clinical prognosis factors. Results: The data of 40 patients (30 women and 10 men, median age 52 years) were analyzed. In 19 cases thymoma-associated Myasthenia gravis was showed. The histology showed: 32 thymoma, 4 carcinoma, 2 endocrine thymic tumors and 2 cysts: Subgroup analysis showed following non-invasive thymomas: WHO A=8 (21,1%), WHO AB=11 (28,9%) and invasive thymomas: WHO B1=1 (2,6%) and B2=12 (31,6%), WHO C=6 (15,8%). With invasive thymoma and thymus carcinoma. Adjuvante RTx took place in 8 patients with invasive tumors and 3 cases unterwent CTx. With a Follow UP of 1-168 months amounted to overall survive after 5 years 83% and after 10 years 74%. Univariate analysis showed that the Mueller-Hermelink and Masaoka classification as well as the resection extent influence the total surviving positively. The multivariate analysis after Cox did not result in statistically significance. The systematic literature analysis included 191 work. In 33 work the role of the predictive factors is examined. We found 71 articles to the adjuvante therapy: 51 to the TX and 20 to the RTx. The adjuvante CTx (e.g. PAC pattern) shows objective response rate and improves the total surviving. The RTx reduces the recurrence risk evidently and improves overall survival. Conclusion: The Thx is the primary therapy. A adjuvante RTx is to be executed with all invasive thymoma of the WHO class B and C starting from stage II-Masaoka. A adjuvante Cisplatin based TX (e.g. PAC pattern) is indicated starting from the Masaoka stage III, in thymic carcinomas and even in recurrence tumors.

Myasthenia Gravis (MG) is an autoimmune disease affecting neuromuscular transmission, in which the thymus is considered pathogenic organ. Earlier ideas suggesting that MG is only the receptors disease have been proven wrong. There are immunopathological changes in both target structures [specific receptors for acetylcholine (AChR] muscle-specific tyrosine kinase (MuSK) and low-density lipoprotein 4 (Lrp4)], the thymus, as well as in peripheral lymphoid organs. Initial findings of the humoral immunity defect with the decisive role of the pathologic autoantibodies, were corrected with findings of the immune dysregulation at the level of T lymphocytes. According to today's knowledge, the development and maintenance of MG involves almost all cell types of immune function in the autoimmune inflammation: helper CD4+ T lymphocytes, cytotoxic CD8+ T lymphocytes, regulatory CD4+CD25+ T lymphocytes, Th17 lymphocytes, B lymphocytes and plasma cells. Thymus plays a dominant immunopathogenetic role in younger patients with MG, while extrathymic mechanisms are applied in older patients. As a result of that, the thymectomy (TE) is generally accepted as part of treatment for MG. However, there is still no data verified by a prospective controlled study, which would demonstrate a useful result of this treatment...

Myasthenia Gravis (MG) is an autoimmune disease affecting neuromuscular transmission, in which the thymus is considered pathogenic organ. Earlier ideas suggesting that MG is only the receptors disease have been proven wrong. There are immunopathological changes in both target structures [specific receptors for acetylcholine (AChR] muscle-specific tyrosine kinase (MuSK) and low-density lipoprotein 4 (Lrp4)], the thymus, as well as in peripheral lymphoid organs. Initial findings of the humoral immunity defect with the decisive role of the pathologic autoantibodies, were corrected with findings of the immune dysregulation at the level of T lymphocytes. According to today's knowledge, the development and maintenance of MG involves almost all cell types of immune function in the autoimmune inflammation: helper CD4+ T lymphocytes, cytotoxic CD8+ T lymphocytes, regulatory CD4+CD25+ T lymphocytes, Th17 lymphocytes, B lymphocytes and plasma cells. Thymus plays a dominant immunopathogenetic role in younger patients with MG, while extrathymic mechanisms are applied in older patients. As a result of that, the thymectomy (TE) is generally accepted as part of treatment for MG. However, there is still no data verified by a prospective controlled study, which would demonstrate a useful result of this treatment...