Zugl.: Giessen, Univ., Diss., 2009

Die Lungentransplantation stellt eine Therapieform dar, die die Lebensqualität und die Überlebenszeit von Patienten und Patientinnen mit fortgeschrittener Lungenerkrankung verbessern kann. Insgesamt hängt das Überleben nach Lungentransplantation von verschiedensten Faktoren ab. In der vorliegenden Arbeit hat sich gezeigt, dass die Ergebnisse der Transplantierten am Transplantations-Zentrum Leipzig mit internationalen Ergebnissen Stand halten kann. Zum Teil ergeben sich schlechtere Langzeitergebnisse, was sicher auch auf eine insgesamt geringere Fallzahl zurückzuführen ist. Zudem konnten einzelne Langzeitergebnisse aufgrund fehlender Datenlagen nicht ermittelt werden, ursächlich waren hierfür beispielsweise der Wechsel der lungentransplantierten Patienten und Patientinnen an ein anderes Transplantationszentrum. Im Vergleich zu anderen Organtransplantationen haben lungentransplantierte Patienten und Patientinnen nach der Transplantation eine schlechtere Prognose als andere Organe. Ziel der Studie war die retrospektive Identifizierung von Faktoren, die sich positiv auf das Langzeitüberleben nach Transplantation auswirken. Hierzu zählen beispielsweise als Transplantationsdiagnose eine Cystische Fibrose und folgend noch junges Transplantationsalter von 16 bis 35 Jahren. Dieses Ergebnis spiegelte sich vor allem bei männlichen Patienten wider. Die Mehrzahl der Transplantierten machen allerdings Patienten und Patientinnen mit Grunderkrankung einer COPD und Lungenfibrose aus. Bei Patienten und Patientinnen in einem Transplantationsalter von 36 bis 55 Jahren ergibt sich bei der Transplantationsdiagnose Lungenfibrose und COPD ein längeres Langzeitüberleben, als bei Patienten und Patientinnen mit einer CF. Ursächlich hierfür ist vor allem der Transplantationszeitpunkt, der bei der Transplantationsdiagnose CF aufgrund des Krankheitsverlaufes in der Regel zu einem früheren Zeitpunkt erfolgt, als bei den anderen genannten Diagnosen. So machen in dieser Altersgruppe Patienten und Patientinnen mit der Transplantationsdiagnose Lungenfibrose (n = 36) und COPD (n = 38) einen deutlich höheren Anteil aus, als bei der Transplantationsdiagnose CF (n = 4). Eine gute Nierenfunktion vor Transplantation ist ebenfalls ein wichtiger Einflussfaktor auf ein besseres klinisches Ergebnis. Ebenfalls hatten normalgewichtige Patienten und Patientinnen ein besseres Langzeitüberleben. So konnte beispielsweise bei Patienten und Patientinnen mit einer GFR über 90 und einem BMI zwischen 15 kg/m² und 24,9 kg/m² ein signifikant besseres Langzeitüberleben ermittelt werden, als bei Patienten und Patientinnen mit bestehender Adipositas. In den Auswertungen der Spenderdaten konnten bei einer guten TLC von über 6l bei der Spenderlunge positive Ergebnisse in Bezug auf ein besseres Langzeitüberleben ermittelt werden. Die mediane Überlebenszeit der Patienten und Patientinnen am Universitätsklinikum Leipzig nach Lungentransplantation beträgt im Schnitt 4,150 Jahre. Das längste Langzeitüberleben konnte mit 18,62 Jahren ermittelt werden. Insgesamt versterben noch viele Patienten und Patientinnen auf der Warteliste, weshalb die Empfängerauswahl mit großer Sorgfalt getätigt werden muss. Mit Hilfe des LAS ist hierfür ein System entwickelt worden, welches die Organvergabe nach Dringlichkeit und nach Erfolgsaussicht unter Vernachlässigung der Wartezeit regelt. Seit Einführung des LAS ist vor allem ein Rückgang der Dauer auf der Warteliste bis zur Lungentransplantation erreicht worden. Ebenfalls konnte ein signifikant besseres Langzeitüberleben bei den lungentransplantierten Patienten und Patientinnen am TX-Zentrum Leipzig dokumentiert werden. Ein vernachlässigter Punkt bei Erstellung des LAS ist die Lebensqualität, die lungentransplantierte Patienten und Patientinnen durch das neue Organ gewinnen. Diese sollte mindestens die gleiche Bedeutung haben, wie die verbesserten Überlebensaussichten nach der Lungentransplantation (89). Während der Zeit auf der Warteliste befinden sich die Patienten und Patientinnen in regelmäßiger ambulanter Kontrolle. Zusätzlich sollte ein ggf. bestehendes Über- oder Untergewicht ausgeglichen und eine Optimierung des Muskelstatus beispielsweise mit ambulanter Krankengymnastik oder stationären Rehabilitationsmaßnahmen angestrebt werden. Strukturierte körperliche Trainingsprogramme vor und nach der Lungentransplantation verbessern die Gehstrecke und wirken sich positiv auf die subjektiv empfundene gesundheitliche Lebensqualität aus (90). Ein wichtiger Punkt ist die noch zu geringe Spenderbereitschaft in der Bevölkerung. In Deutschland bestand seit Januar 2020 ein Gesetzesentwurf „zur Stärkung der Entscheidungsbereitschaft bei der Organspende“. Hier werden die Bürgerinnen und Bürger regelmäßig mit neutralen und ergebnisoffenen Informationen versorgt, damit sie eine sichere Entscheidung für oder gegen die Organ- und Gewebespende treffen können. Seit März 2022 ist dieses Gesetz in Kraft getreten. Zu überdenken wäre auch die in schon vielen europäischen Ländern geltende Widerspruchsregelung. Hierbei zählt jeder Bürger als Organspender, wenn er diesem nicht zu Lebzeiten widerspricht. Aktuell hat sich der Bundesrat für eine Widerspruchslösung ausgesprochen und fordert gegenüber der Bundesregierung entsprechende Änderungen im Transplantationsgesetz. Nach der Lungentransplantation ist ein hohes Maß an Mitarbeit der Patienten und Patientinnen erforderlich. So entwickeln sich die meisten Komplikationen im ersten Jahr der Lungentransplantation, da hier u.a. die gewählte Immunsuppression noch sehr hoch eingestellt ist. Die Folge sind vor allem Infektionen. Des Weiteren kann es zu Beginn zu Abstoßungsreaktionen und Wundheilungsstörungen kommen, beispielsweise einer Anastomoseninsuffizienz. Daher sollten regelmäßige Kontrollen im Transplantationszentrum erfolgen, um auftretende Komplikationen oder Abstoßungsreaktionen frühzeitig zu erkennen. Die Eigenregie bezüglich regelmäßiger Selbstkontrolle der Lungenfunktion und rechtzeitigen Vorstellung im Transplantationszentrum bei jeglicher Verschlechterung ist von großer Bedeutung. Prinzipiell ist eine strukturierte Rehabilitation mit Atem- und Physiotherapie sowie eine psychologische Begleitung und Ernährungsberatung zu empfehlen. Obwohl transplantierte Patienten und Patientinnen lebenslang immunsuppressive Medikamente einnehmen müssen und Komplikationen auch noch Jahre nach der Transplantation auftreten können, wird die Lebensqualität nach der Transplantation von den Betroffenen deutlich höher empfunden als in der Zeit zuvor. Da es unter Immunsuppression zu einer deutlichen Zunahme von Neoplasien, vor allem der Haut, kommt, sind sorgfältige Vorsorgeuntersuchungen insbesondere Hautkrebsfrüherkennung oder Vorsorge des Gastrointestinaltraktes bei lungentransplantierten Patienten und Patientinnen von großer Bedeutung (91, 92). Aufgrund weiterhin bestehender Organknappheit und trotz Transplantation bestehender Sterblichkeit nach Lungentransplantation, steht im Vordergrund, weitere therapeutische Maßnahmen anzustreben, um eine Lungentransplantation nach Möglichkeit zu vermeiden. So sind beispielsweise bei der Cystischen Fibrose neue Medikamente entwickelt worden, die den zugrunde liegenden Defekt der CFTR-Funktion verbessern oder korrigieren sollen. Bei der chronischen thrombembolischen pulmonalen Hypertonie kann durch eine pulmonale Endarteriektomie das Narbengewebe aus den Lungenschlagadern herausgeschält und die Strombahn so wieder geöffnet werden. Insgesamt wird durch eine Verbesserung der Pharmakotherapie eine Verringerung der Lungentransplantationen angestrebt. Die Lebendspende eines Lungenflügels oder Lungenlappens bietet eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung des Organangebots. Diese Methode ist in Deutschland allerdings noch nicht ausreichend etabliert und benötigt des Weiteren immer zwei Spender. Weitere Forschungen befassen sich mit dem chronischen Transplantatversagen. Von der Erforschung der molekularen Grundlagen des CLAD (chronic lung allograft dysfunction) erhofft man sich, einen gezielten Behandlungsansatz zu entwickeln, um die Vermehrung der Zelltypen zu verhindern. Eine weitere Option besteht in der Entwicklung einer künstlichen Lunge, sogenannte „Biohybrid-Lunge“, die als alternative Therapieoption zur Lungentransplantation dauerhaft eingesetzt werden soll. Weitere richtungsweisende Studien befassen sich mit der Konservierung der Spenderlunge. Die maschinelle Perfusion der Spenderlunge mit blutähnlichen Lösungen bei Körpertemperatur soll dazu beitragen, dass die Spenderlunge länger konserviert und weniger geschädigt wird. Dieses soll v.a. das chronische Transplantatversagen minimieren. Das Verfahren wird noch nicht in allen Transplantationszentren angeboten. Insgesamt zeigen sich so zahlreiche Forschungsansätze, um einerseits Lungentransplantationen zu vermeiden, andererseits ein verlängertes Transplantatüberleben zu ermöglichen.:1. Einführung 1.1 Historische Einleitung zum Thema Lungentransplantation 1.2 Vorstellung des Transplantationsstandortes Leipzig 1.3 Allgemeine Einleitung zum Thema Lungentransplantation 1.3.1 Indikationen für eine Lungentransplantation 1.3.2 Relative und absolute Kontraindikationen zur Lungentransplantation 1.3.3 Überleben nach Lungentransplantation 1.4 Organvergabe 1.4.1 Organvermittlung und Koordination 1.4.2 Organverfügbarkeit 1.4.3 Listungskriterien 1.4.4 Lung Allocation Score (LAS) 1.4.4.1 Parameter des LAS 1.4.4.2 exceptional LAS (eLAS) 1.5 Operative Lungentransplantationstechniken 1.6 Akute Abstoßung und chronisches Transplantatversagen nach LTX 1.6.1 Akute Abstoßung 1.6.2 Chronisches Transplantatversagen / CLAD 2. Aufgabenstellung 3. Material und Methoden 3.1 Zusammensetzung des Patientenkollektivs 3.2 Datenerfassung 3.3 Statistische Auswertung der Daten 4. Ergebnisse 4.1 Überleben nach Lungentransplantation am TX-Zentrum Leipzig 4.2 Einfluss von Eigenschaften des Organempfängers auf das Überleben 4.2.1 Transplantationsdiagnosen 4.2.2 Alter bei LTX 4.2.3 Geschlecht Pat. 4.2.4 BMI Pat. 4.2.5 Raucherstatus 4.2.6 Pack years 4.2.7 CMV-Serologie IgG vor LTX 4.2.8 EBV-Serologie IgG vor LTX 4.3 Einfluss von Vorerkrankungen des Organempfängers auf das Überleben 4.3.1 Diabetes mellitus Typ 2 4.3.2 Osteoporose vor LTX 4.4 Einfluss Pneumologischer Untersuchungsergebnisse auf das Überleben 4.4.1 Lungenfunktion anhand FEV1 vor LTX 4.4.2 Lungenfunktion anhand FEV1 nach LTX 4.4.3 Lungenfunktion anhand FVC vor LTX 4.4.4 Lungenfunktion anhand FVC nach LTX 4.4.5 6-MWT vor LTX 4.4.6 Respiratorische Insuffizienz vor LTX 4.4.7 NYHA-Stadium vor LTX 4.4.8 Langzeitsauerstofftherapie vor LTX 4.5 Einfluss Nephrologischer Untersuchungsergebnisse auf das Überleben 4.5.1 GFR vor LTX 4.5.2 GFR nach LTX 4.5.3 GFR nach 2 Jahren LTX 4.6 Einfluss transplantationsspezifischer Daten auf das Überleben 4.6.1 Immunsuppression nach LTX 4.6.2 Transplantationsort mit Zuordnung der LTX-Diagnosen 4.6.3 Wartezeit von Listung bis LTX 4.6.4 Totale Ischämiezeit der Spenderlunge 4.6.5 Zeit zwischen Hirntod des Spenders und Organentnahme 4.6.6 Organunterstützende Maßnahmen peri- und postoperativ 4.6.7 Einfluss der Vergabe auf der Warteliste nach Status T/U/HU und nach LAS-Einführung 4.7 Einfluss von Spenderdaten auf das Überleben 4.7.1 Spenderalter 4.7.2 Geschlecht Spender 4.7.3 BMI Spender 4.7.4 Lungenfunktion des Spenders anhand der TLC 4.7.5 CMV-Serologie IgG Spender 4.7.6 EBV-Serologie IgG Spender 4.8 Vergleich ausgewählter Parameter untereinander 4.8.1 Geschlecht Patient mit Alter bei LTX 4.8.2 GFR vor LTX > 90 mit BMI des Pat. 4.8.3 Transplantationsdiagnose mit Geschlecht des Pat. 5. Diskussion 5.1 Allgemeine Diskussion der Transplantationsergebnisse am TX-Zentrum Leipzig 5.2 Vergleich internationaler Ergebnisse mit Ergebnissen transplantierter Pat. am TX-Zentrum Leipzig 6. Zusammenfassung 7. Literaturverzeichnis 8. Anlagen 8.1 Übersicht der Parameter mit Anzahl der Pat., Mittelwert, Median, Konfidenzintervall 8.2 Vergleich zwischen der CMV-Serologie IgG des Spenders und Empfängers 9. Selbständigkeitserklärung, Lebenslauf, Danksagung

Background: In times of limited organs for transplantation, anti-HBc positive organs can be accepted for lung transplantation to increase the number of donors. Transplant recipients should be vaccinated against hepatitis B to prevent HBV infection. However, response after HBV vaccination has only been poorly evaluated in patients with end-stage pulmonary disease. Material/Methods: Anti-HBs titers of 40 anti-HBc negative patients with end-stage pulmonary disease evaluated for lung transplantation were analyzed with the Architect® system (Abbott, Germany). Responders, partial responders, or non-responders after HBV vaccination were defined by anti-HBs titers >100 IU/L, 10–100 IU/L, and <10 IU/L, respectively. Results: There were 34/40 individuals (85%) vaccinated against hepatitis B, and 6 were not vaccinated. Response, partial response, and non-response after vaccination were observed in 10/34 (29.4%), 11/34 (32.4%), and 13/34 (38.2%) of patients, respectively. Response to vaccination did not correlate with sex, pulmonary disease, comorbidities, immunosuppressive therapy, or smoking status. Conclusions: Although 85% of patients evaluated for lung transplantation were vaccinated against hepatitis B, 38.2% did not show an anti-HBs titer >10 IU/L. Thus, anti-HBs titers should be regularly monitored. Nonresponders should be considered for booster vaccinations, alternative vaccination schedules, or prophylactic treatment with a nucleos(t)ide analogue in case of transplantation of an anti-HBc–positive organ.

Background: In times of limited organs for transplantation, anti-HBc positive organs can be accepted for lung transplantation to increase the number of donors. Transplant recipients should be vaccinated against hepatitis B to prevent HBV infection. However, response after HBV vaccination has only been poorly evaluated in patients with end-stage pulmonary disease. Material/Methods: Anti-HBs titers of 40 anti-HBc negative patients with end-stage pulmonary disease evaluated for lung transplantation were analyzed with the Architect® system (Abbott, Germany). Responders, partial responders, or non-responders after HBV vaccination were defined by anti-HBs titers >100 IU/L, 10–100 IU/L, and <10 IU/L, respectively. Results: There were 34/40 individuals (85%) vaccinated against hepatitis B, and 6 were not vaccinated. Response, partial response, and non-response after vaccination were observed in 10/34 (29.4%), 11/34 (32.4%), and 13/34 (38.2%) of patients, respectively. Response to vaccination did not correlate with sex, pulmonary disease, comorbidities, immunosuppressive therapy, or smoking status. Conclusions: Although 85% of patients evaluated for lung transplantation were vaccinated against hepatitis B, 38.2% did not show an anti-HBs titer >10 IU/L. Thus, anti-HBs titers should be regularly monitored. Nonresponders should be considered for booster vaccinations, alternative vaccination schedules, or prophylactic treatment with a nucleos(t)ide analogue in case of transplantation of an anti-HBc–positive organ.

HINTERGRUND: Die Reaktivierung des Humanen Cytomegalievirus (HCMV) ist immer noch eine häufige Ursache für Morbidität und Mortalität unter immunsupprimierten Patienten. Eine effiziente T-Zell-Antwort vermag die unkontrollierte Ausbreitung des Virus zu verhindern. Vieles über diese T-Zell-Antwort ist aber noch unklar. Im Rahmen dieser Studie wurden daher bei HCMV-seropositiven herz- (n = 17) und lungentransplantierten (n = 3) Patienten Epitope in zwei wichtigen T-Zell-Zielen, den HCMV-Proteinen IE-1 (UL123) und pp65 (UL83), identifiziert, die Frequenzen der für diese Epitope spezifischen T-Zellen gemessen und die Klonalität ausgewählter starker CD8+ T-Zell-Antworten untersucht. METHODEN: Dazu wurden Pentadecapeptide, die die gesamte Aminosäure-Sequenz von IE-1 bzw. pp65 umfassten und sich um jeweils 11 Aminosäurereste überlappten, in Pools von 25 bis 30 Peptiden so zusammengefasst, dass jedes Peptid in einer einzigartigen Kombination von drei Pools enthalten war. PBMC der Patienten wurden dann mit den Peptid-Pools stimuliert und die resultierenden T-Zell-Reaktionen durch Färbung von intrazellulär zurückgehaltenem Interferon-gamma durchflusszytometrisch sichtbar gemacht. Immunogene Peptide konnten anhand der jeweiligen drei Pools, die zu IFN-gamma-Produktion führten, eindeutig identifiziert werden. Einige dieser T-Zell-Populationen wurden durch einen IFN-gamma-Sekretions-Assay, magnetische Zellseparation und durchflusszytometrische Feinsortierung aus PBMC isoliert und ihre Klonalität mit Hilfe einer Polymerase-Kettenreaktion zum Nachweis klonal expandierter gamma-T-Zell-Rezeptor-Rearrangements (TCR-PCR) und anschliessender Fragmentanalyse fluoreszenzmarkierter PCR-Amplifikate untersucht. ERGEBNISSE: Bei den Patienten bestanden grosse Unterschiede hinsichtlich des jeweils immundominanten Proteins, der Dominanz von CD4+ bzw. CD8+ T-Zell-Subpopulation, der antigenen Determinanten, der gemessenen Peptid-spezifischen T-Zell-Frequenzen sowie der Anzahl der identifizierten Epitope. Zehn zuvor noch nicht beschriebene Epitope wurden eben-falls identifiziert und die präsentierenden HLA-Allele der meisten in der Patientengruppe identifizierten Epitope bestimmt. Die mittels TCR-PCR untersuchten CD8+ T-Zell-Reaktionen waren auf einen oder wenige Klone fokussiert. Die Korrelation der experimentellen Daten mit den klinischen Verläufen der Patienten hinsichtlich HCMV-Reaktivierung und -Erkrankung erbrachte jedoch keine Hinweise auf einen konkreten Zusammenhang. SCHLUSSFOLGERUNGEN: Zusammenfassend ermöglichen die hier vorgestellten Methoden die Untersuchung des Langzeitverlaufes der CD4+ und CD8+ T-Zell-Antwort gegen immundominante Proteine auf Epitop-Ebene nach initialer Identifizierung der antigenen Determinanten, die direkte Bestimmung der Frequenzen der Epitop-spezifischen T-Zellen sowie die Untersuchung der Klonalität dieser Reaktionen aus ca. 2 x 20 ml Blut. Die Langzeit-Untersuchung von Patienten mit hohem Risiko für HCMV-Reaktivierung und -Erkrankung kann so zu einem besseren Verständnis der komplexen HCMV-spezifischen T-Zell-Anwort und damit möglicherweise auch zur Verbesserung von Diagnose, Prophylaxe und Therapie dieser Patienten beitragen. / BACKGROUND: Human cytomegalovirus (HCMV) reactivation is still a leading cause of morbidity and mortality among immunosuppressed patients. Uncontrolled viral spread is prevented by an efficient T-cell response. However, little is known about the nature of this T-cell response. In this study we identified epitopes in two immunodominant HCMV-proteins, IE-1 (UL123) and pp65 (UL83), measured the frequencies of T-cells specific for these, and studied the clonotypic composition of selected T-cell responses in a group of HCMV-seropositive heart (n = 17) and lung (n = 3) transplant patients. METHODS: For both proteins overlapping pentadecapeptides covering the entire respective amino acid sequences were arranged in pools of 25 peptides each in such a way that every peptide was contained in exactly 3 pools. PBMC were stimulated with the resulting 15 pools for IE-1 or 16 pools or pp65, respectively, as well as with pools containing all peptides of the corresponding protein. Individual peptides leading to a positive T-cell response were identified by flow cytometric detection of intracellular interferon-gamma, each single peptide corresponding to a unique combination of 3 peptide pools. Selected T-cell populations specific for the previously identified single peptides were purified by performing an IFN-gamma secretion assay prior to magnetic cell separation and subsequent fluorescence-activated cell sorting. The clonality of these highly purified peptide-specific T-cell populations was then investigated by a T-cell receptor-gamma rearrangement-PCR and subsequent fragment analysis of fluorescence-labelled PCR amplificates. RESULTS: We observed broad heterogeneity among the patients in terms of the immunodominant protein, number of epitopes, predominance of CD4 or CD8 T-cell responses, and epitope-specific T-cell frequencies. 10 previously unknown epitopes were identified, and the HLA-restriction of most of the identified epitopes could be determined. The investigated T-cell responses showed a high degree of clonal focussing. These data were correlated to the patients episodes of HCMV reactivation, but a correlation between differences in the T-cell responses and a different clinical outcome in terms of HCMV-reactivation could not be established. CONCLUSIONS: In summary, this novel approach allows the rapid identification of epitopes contained in a given protein, direct determination of T-cell frequencies, and investigation of the T-cell clonality in the CD4 and CD8 T-cell subsets from as little as 2 times 20 ml of blood. Long-term follow-up of patients at risk for HCMV reactivation and disease may thus allow a more detailed insight into the complexity of the T-cell response to HCMV and may thus lead to improved diagnosis, prophylaxis and therapy.