Multiple Sklerose (MS) ist eine chronisch-entzündliche Erkrankung des Zentralen Nervensystems. Die Bedeutung der B-Zellen bei der MS-Pathogenese ist in den letzten Jahren zunehmend in den Vordergrund gerückt. Das Wirkprinzip des humanisierten monoklonalen Antikörpers Ocrelizumab beruht auf der selektiven Depletion CD20-exprimierender B-Zellen. Ocrelizumab ist seit 2018 für die schubförmig remittierende und primär progrediente Verlaufsform der MS zugelassen. Bisher ist wenig über die Medikamenteneffekte unmittelbar nach den Infusionen bekannt. Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der akuten Veränderungen von immunologischen und Routine-Laborparametern und deren klinische Relevanz in Gegenüberstellung zu den langfristigen Veränderungen. Wir überwachten die infusionsassoziierten Reaktionen und die Vitalparameter Temperatur, Blutdruck und Herzfrequenz von 68 MS-Patientinnen und Patienten (Pat.) während der Ocrelizumab-Infusionen im ersten Behandlungsjahr. Es wurden jeweils Routine-Laborparameter wie Blutbild, Leberenzyme, Nierenfunktion, Akute-Phase-Proteine und die Komplementaktivierung erhoben und eine umfangreiche durchflusszytometrische Analyse der peripheren Immunzellen vor und nach der Prämedikation mit Methylprednisolon und nach der Ocrelizumab-Gabe durchgeführt. Darüber hinaus wurden zu jedem Untersuchungszeitpunkt 13 Serumzytokine mittels eines Bead-basierten Assays quantifiziert. In unserer Studie traten vorwiegend milde infusionsassoziierte Reaktionen am häufigsten im Rahmen der ersten Infusion (35 %) auf. Zwei Pat. erlitten eine akute Überempfindlichkeitsreaktion. Die Vitalparameter veränderten sich während der Infusionen nicht signifikant. Die pro-inflammatorischen Serumzytokine IL-6 und TNF-α stiegen nach der ersten Infusion deutlich an. Auch IL-1ß, IL-4, IL-12, IL-17A und IFN-ɣ wiesen bei den ersten Infusionen höhere Konzentrationen auf als im Verlauf. Eine direkte Korrelation zwischen den Zytokinanstiegen und der klinischen Symptomatik ließ sich nicht herstellen. Leber- und Nierenwerte wurden durch die Ocrelizumab-Therapie nicht signifikant beeinflusst, ebenso wie die Akute-Phase-Proteine CRP und PCT. Unmittelbar nach den Infusionen stiegen die Leukozyten und neutrophilen Granulozyten jeweils an, während die eosinophilen und basophilen Granulozyten und die Monozyten abfielen. Langfristig blieben diese Zellzahlen jedoch stabil. Weitere Zellen des angeborenen Immunsystems wie die natürlichen Killerzellen und die dendritischen Zellen zeigten unspezifische Veränderungen. Obwohl in unserer Studienpopulation nur von wenigen und leichten Infektionen berichtet wurde, wiesen 80 % der Pat. nach der ersten Medikamentengabe eine Lymphopenie auf. Allerdings war die Lymphozytenzahl unserer Pat. im Durchschnitt bereits zu Beginn der Therapie niedrig. Zwischen den Infusionszyklen beobachteten wir eine Erholung der Lymphozyten. Aufgrund des Wirkmechanismus von Ocrelizumab fiel die durchschnittliche B-Zellzahl nach der ersten Infusion auf Werte nahe 0 Gpt/l. Auch alle anderen CD20-positiven B-Zellsubpopulationen wurden sofort depletiert. Unter fortlaufender Therapie blieb die B-Zellzahl weiterhin sehr gering, die Zusammensetzung des BZ-Kompartiments änderte sich im Therapieverlauf aber nicht. Die Zahl der zirkulierenden T-Zellen nahm bei jedem Infusionszyklus ebenfalls signifikant ab. Funktionelle Veränderungen in weiteren untersuchten T-Zellpopulationen fanden sich nicht, die T-Zell-Zusammensetzung blieb stabil. Die T-Zellen erholten sich zwischen den Infusionszyklen, langfristig kam es nicht zu einer Abnahme der Zellzahl. Wie wir zeigen konnten, führt die Therapie mit Ocrelizumab zu einem unmittelbaren Eingriff in das Immunsystem. Die Zusammensetzung der Immunkompartimente bleibt dabei weitestgehend erhalten, von einer dauerhaften zellulären Immunsuppression ist basierend auf unseren immunologischen und klinischen Ergebnissen nicht auszugehen. Die zellulären Veränderungen sind bei der Überwachung der Routine-Laborparameter und der Lymphozytensubpopulationen zu beachten, während die Akute-Phase-Proteine weiterhin zuverlässige Aussagen liefern. Die infusionsassoziierten Reaktionen fallen moderat aus, möglicherweise liegt ihnen der mäßig ausfallende Zytokinanstieg zugrunde. Da die Vitalparameter die infusionsassoziierten Reaktionen nicht zuverlässig anzeigen konnten, empfehlen wir in erster Linie eine klinische Überwachung der Patienten.:Inhaltsverzeichnis III
Tabellenverzeichnis V
Abbildungsverzeichnis VI
Abkürzungsverzeichnis IX
1. Einleitung 1
1.1 Multiple Sklerose: Definition und Epidemiologie 1
1.2 Ätiologie 2
1.3 Immunpathogenese 2
1.3.1 Angeborene Immunabwehr 3
1.3.2 Erworbene Immunabwehr 5
1.4 Klinik 8
1.5 Diagnostik 10
1.6 Therapie 13
1.6.1 Schubtherapie 13
1.6.2 Verlaufsmodifizierende Therapie 13
1.6.3 Symptomatische Therapie 18
2. Zielsetzung 19
3. Material und Methoden 21
3.1 Material 21
3.1.1 Chemikalien 21
3.1.2 Grundmedien und Medienzusätze 21
3.1.3 Lösungen und Puffer 22
3.1.4 Antikörper 22
3.1.5 Sonstige Materialien 24
3.1.6 Geräte 25
3.2 Methoden 26
3.2.1 Patientinnen und Patienten 26
3.2.2 Medikamentengabe 26
3.2.3 Infusionsassoziierte Reaktionen und Vitalwerte 27
3.2.4 Blutuntersuchungen 27
3.2.5 Statistische Auswertung 31
4. Ergebnisse 33
4.1 Patientinnen- und Patientencharakteristika 33
4.2 Infusionsassoziierte Reaktionen, Nebenwirkungen und Infektionen 34
4.3 Vitalparameter während der Infusion 35
4.4 Routine-Laborparameter 36
4.4.1 Blutbild 36
4.4.2 Klinische Chemie 40
4.4.3 Akute-Phase-Proteine 42
4.4.4 Komplement und LDH 43
4.4.5 Immunstatus und Lymphozyten-Subtypisierung 45
4.5 Immunphänotypisierung mittels Durchflusszytometrie 47
4.5.1 B-Zellen 48
4.5.2 T-Zellen 52
4.5.3 Natürliche Killerzellen 58
4.5.4 Monozyten 60
4.5.5 Dendritische Zellen 62
4.6 Apoptose 65
4.6.1 B-Zellen 65
4.6.2 T-Zellen 66
4.6.3 Weitere Zelltypen 67
4.7 Zytokine 67
4.7.1 Pro-inflammatorische Zytokine 68
4.7.2 Anti-inflammatorische Zytokine 71
4.7.3 T-Zell-spezifische Zytokine 72
5. Diskussion 75
6. Zusammenfassung 87
7. Summary 89
Literaturverzeichnis XI
Anlage 1 XXVIII
Anlage 2 XXIX / Multiple sclerosis is a chronic inflammatory disease of the central nervous system. The role of B cells in the pathogenesis of multiple sclerosis has increasingly come to the fore in recent years. Ocrelizumab, a humanized monoclonal antibody, selectively depletes CD20-expressing B cells. The drug was approved for the relapsing-remitting and primary progressive forms of multiple sclerosis in 2018. Up to now, little is known about the effects immediately following the infusion of ocrelizumab. The aim of this study was to investigate acute changes in immunologic and routine laboratory parameters and their clinical relevance in comparison to long-term changes. Therefore, we monitored infusion-associated reactions and the vital signs temperature, blood pressure, and heart rate of 68 multiple sclerosis patients during ocrelizumab infusion in the first year of treatment. Routine laboratory parameters such as blood count, liver enzymes, renal function, acute phase proteins, and complement activation were measured. Additionally, a detailed flow cytometric analysis of peripheral immune cells was performed before and after premedication with methylprednisolone and after ocrelizumab administration. At each time point, 13 serum cytokines were quantified using a bead-based assay. In our study, infusion-associated reactions were mainly mild and occurred most frequently (35 %) during the first administration of ocrelizumab. Two patients suffered from an acute hypersensitivity reaction. There were no relevant changes in vital signs. Proinflammatory serum cytokine levels of IL-6 and TNF-α clearly rose after the first ocrelizumab infusion. The levels of IL-1ß, IL-4, IL-12, IL-17A and IFN-ɣ were also detected higher after the first few infusions compared to follow up. However, serum cytokine levels of our patients did not directly correlate with clinical symptoms. Liver enzymes and kidney function remained stable. Neither immediately after infusion nor in the course of ocrelizumab therapy, the acute-phase proteins CRP and PCT were significantly affected. Leukocytes and neutrophil granulocytes rose immediately after each infusion, while eosinophil and basophil granulocytes and monocytes decreased. In the long term, these parameters remained stable. Natural killer cells and dendritic cells showed nonspecific changes. Although infrequent and only mild infections were reported in our study population, 80 % of our patients presented lymphopenia after the first ocrelizumab administration. The lymphocyte count of our patients was already low on average at the start of therapy. Between infusion cycles, we mostly observed a recovery of the lymphocyte count. Due to the mechanism of action of ocrelizumab, B cells dropped close to 0 Gpt/l after the first infusion and remained very low. All observed CD20+ B cell subpopulations showed similar behaviour and the constitution of the B cell compartment did not change over time. Circulating T cells also decreased significantly with each infusion cycle. However, T cells recovered between infusion cycles and no long-term decrease in cell number could be detected. We could not report on functional changes in T cell subpopulations and the constitution of T cell compartment remained stable over time.
In summary, ocrelizumab therapy leads to a significant change in the immune system. The constitution of the immune compartments is mostly preserved. Based on our immunological and clinical results, a relevant cellular immunosuppression cannot be assumed. Cellular changes with ocrelizumab therapy need to be considered during monitoring of routine laboratory parameters and lymphocyte subpopulations, while acute-phase proteins can continue to provide reliable predictions. Ocrelizumab leads only to mild infusion-associated reactions. These reactions could be due to cytokine release, as a moderate increase in serum cytokine levels could be measured. Since vital signs did not reliably reflect infusion-related reactions, we mainly recommend to focus on clinical monitoring.:Inhaltsverzeichnis III
Tabellenverzeichnis V
Abbildungsverzeichnis VI
Abkürzungsverzeichnis IX
1. Einleitung 1
1.1 Multiple Sklerose: Definition und Epidemiologie 1
1.2 Ätiologie 2
1.3 Immunpathogenese 2
1.3.1 Angeborene Immunabwehr 3
1.3.2 Erworbene Immunabwehr 5
1.4 Klinik 8
1.5 Diagnostik 10
1.6 Therapie 13
1.6.1 Schubtherapie 13
1.6.2 Verlaufsmodifizierende Therapie 13
1.6.3 Symptomatische Therapie 18
2. Zielsetzung 19
3. Material und Methoden 21
3.1 Material 21
3.1.1 Chemikalien 21
3.1.2 Grundmedien und Medienzusätze 21
3.1.3 Lösungen und Puffer 22
3.1.4 Antikörper 22
3.1.5 Sonstige Materialien 24
3.1.6 Geräte 25
3.2 Methoden 26
3.2.1 Patientinnen und Patienten 26
3.2.2 Medikamentengabe 26
3.2.3 Infusionsassoziierte Reaktionen und Vitalwerte 27
3.2.4 Blutuntersuchungen 27
3.2.5 Statistische Auswertung 31
4. Ergebnisse 33
4.1 Patientinnen- und Patientencharakteristika 33
4.2 Infusionsassoziierte Reaktionen, Nebenwirkungen und Infektionen 34
4.3 Vitalparameter während der Infusion 35
4.4 Routine-Laborparameter 36
4.4.1 Blutbild 36
4.4.2 Klinische Chemie 40
4.4.3 Akute-Phase-Proteine 42
4.4.4 Komplement und LDH 43
4.4.5 Immunstatus und Lymphozyten-Subtypisierung 45
4.5 Immunphänotypisierung mittels Durchflusszytometrie 47
4.5.1 B-Zellen 48
4.5.2 T-Zellen 52
4.5.3 Natürliche Killerzellen 58
4.5.4 Monozyten 60
4.5.5 Dendritische Zellen 62
4.6 Apoptose 65
4.6.1 B-Zellen 65
4.6.2 T-Zellen 66
4.6.3 Weitere Zelltypen 67
4.7 Zytokine 67
4.7.1 Pro-inflammatorische Zytokine 68
4.7.2 Anti-inflammatorische Zytokine 71
4.7.3 T-Zell-spezifische Zytokine 72
5. Diskussion 75
6. Zusammenfassung 87
7. Summary 89
Literaturverzeichnis XI
Anlage 1 XXVIII
Anlage 2 XXIX
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:86457 |
| Date | 13 July 2023 |
| Creators | Behrens, Johanna Marlene |
| Contributors | Akgün, Katja, Schmitz, Marc, Technische Universität Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 10.3390/ijms232213759 |
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