Transplantation von Blut-Stammzellen

Eidgenössisches Departement des Innern EDI
Bundesamt für Gesundheit BAG
Direktionsbereich Öffentliche Gesundheit
Faktenblatt
Januar 2017
Transplantation von Blut-Stammzellen
1 Geschichte
Zwei bahnbrechende Entdeckungen zwischen 1950 und 1960 haben den Grundstein für Blut-Stammzelltransplantationen gelegt: erstens die Erkenntnis, dass es blutbildende Stammzellen gibt, die unbegrenzt teilungsfähig und transplantierbar sind; und zweitens die Entdeckung der Vielfältigkeit des
menschlichen HLA-Systems (englisch: human leukocyte antigens oder HLA). Dies führte im Jahr 1968
zu den ersten Transplantationen von Blut-Stammzellen.
In den Anfängen der Blut-Stammzelltransplantation wurden Blut-Stammzellen ausschliesslich aus
dem Knochenmark der Beckenknochen gewonnen. Für diese Art der Entnahme muss die spendende
Person hospitalisiert und in der Regel unter Vollnarkose operiert werden. Heute werden Blut-Stammzellen vorwiegend aus dem peripheren Blut gewonnen, da Medikamenten zur Verfügung stehen, die
Blut-Stammzellen aus dem Knochenmark ins Blut wandern lassen. Eine Narkose ist bei diesem Verfahren nicht notwendig. Bei bestimmten Krankheiten wie beispielsweise der aplastischen Anämie und
in gewissen komplizierten Situationen wird auch heute noch Knochenmark dem peripheren Blut als
Quelle für Blut-Stammzellen vorgezogen.
Als neue Quelle für Blut-Stammzellen wird heute zunehmend auch das Blut in der Nabelschnur verwendet, das Blut-Stammzellen in höherer Konzentration enthält. Dieses Blut kann nach der Geburt gewonnen und eingelagert werden und dann im Fall einer Erkrankung später verwendet werden – sowohl für sich aber auch für andere.
2 Funktion der Blut-Stammzellen
Wie bei allen Säugetieren ist auch beim Menschen das Knochenmark – der innere Bestandteil der
Knochen – das Zentrum der Blutbildung. Die Stammzellen sind im Knochenmark eingenistet, können
jedoch auch im Blut zirkulieren. Sie sind undifferenzierte, unbeschränkt teilungsfähige Zellen und können zu den verschiedenen Arten von Blutzellen ausreifen. Ausdifferenziert in funktionstüchtige Zellen
verlassen sie das Knochenmark und treten ins zirkulierende (periphere) Blut über. Reife Blutzellen
sterben nach einer bestimmten Lebensdauer ab und müssen deshalb ständig ersetzt werden. Den
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Bundesamt für Gesundheit, Direktionsbereich Öffentliche Gesundheit, Sektion Transplantation und Fortpflanzungsmedizin,
Tel. +41 58 463 51 54, [email protected]; www.bag.admin.ch/transplantation-de
Diese Publikation erscheint ebenfalls in französischer und italienischer Sprache.
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Nachschub liefern die Blut-Stammzellen. Es werden folgende reife Blutzellen unterschieden:
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Rote Blutkörperchen: Die häufigsten Blutzellen sind die reifen roten Blutkörperchen (Erythrozyten). Diese besitzen keinen Zellkern und können sich deshalb nicht mehr teilen. Sie sind rot, weil
sie den Blutfarbstoff Hämoglobin enthalten. Hämoglobin hat die Fähigkeit, Sauerstoff chemisch
zu binden und bei Bedarf wieder abzugeben. Deshalb können rote Blutkörperchen Sauerstoff von
der Lunge ins Gewebe transportieren und ihn dort abgeben. Zudem transportieren die roten Blutkörperchen das Abfallprodukt Kohlendioxid aus den Geweben zur Lunge, wo es abgeatmet wird.
Blutplättchen: Blutplättchen (Thrombozyten) sind winzige Zellfragmente, die bei der Blutgerinnung eine zentrale Rolle spielen. Sie heften sich bei einer Verletzung eines Blutgefässes an das
umliegende Gewebe und setzen dabei gerinnungsfördernde Stoffe frei, was schliesslich die Blutung stillt.
Weisse Blutkörperchen: Die weissen Blutkörperchen (Leukozyten) enthalten kein rotes Hämoglobin und sind daher farblos oder eben weiss. Sie besitzen im Unterschied zu den roten Blutkörperchen einen Zellkern. Als ausführende Zellen des Immunsystems erfüllen sie verschiedene
Aufgaben: Die neutrophilen Granulozyten und auch die Monozyten machen Bakterien kurzfristig
unschädlich und verdauen diese. Die komplexe langfristige Abwehr beispielsweise gegen Viren,
Pilze oder Fremdzellen wird von den Lymphozyten in Zusammenarbeit mit Monozyten bewerkstelligt.
Die weissen Blutkörperchen (Leukozyten) sind ein wichtiger Bestandteil des Immunsystems. Dieses
neutralisiert körperfremde Substanzen und vernichtet Zellen, die es als fehlerhaft erkennt.
Für eine wirkungsvolle Immunreaktion müssen die Leukozyten zusammenarbeiten. Damit dies möglich
ist und jede der Zellen von der anderen weiss, ob sie den gleichen Krankheitserreger im Visier hat, hat
sich ein Codesystem entwickelt: die menschlichen Leukozyten Antigene (englisch: human leukocyte
antigens oder HLA). Solche HLA-Moleküle befinden sich an der Oberfläche jeder Körperzelle und bestimmen gewissermassen deren genetischen Fingerabdruck. Über HLA-Moleküle werden dem Immunsystem sowohl körpereigene als auch körperfremde Antigene präsentiert. Anhand des Komplexes aus
HLA-Molekül und Antigen erkennen die Lymphozyten, ob sie mit einer Immunantwort reagieren müssen
oder ob sie das präsentierte Antigen als körpereigen tolerieren.
Aufgrund dieser HLA-Moleküle ist bei der Blut-Stammzelltransplantation die Übereinstimmung der Gewebemerkmale zwischen Spende- und Empfängerperson Voraussetzung für das Gelingen. Grund dafür ist, dass durch die Blut-Stammzelltransplantation der empfangenden Person gewissermassen das
Immunsystem der spendenden Person übertragen wird. Ist die Übereinstimmung der Gewebemerkmale nicht gegeben, würde das «neue» Immunsystem den Körper der empfangenden Person angreifen (die so genannte Graft-versus-Host-Disease).
3 Krankheitsbilder
Weisse Blutzellen können von krebsartigen Entartungen betroffen sein. Wenn die krankhaften Zellen
im Blut nachweisbar sind, spricht man von einer Leukämie. Sind primär die Lymphknoten betroffen,
spricht man von einem Lymphom. Für die sichere Diagnose von Leukämien und Lymphomen sind
Spezialuntersuchungen notwendig.
Die häufigsten Indikationen für eine Blut-Stammzelltransplantation sind akute Leukämien. Erwachsene
haben mit Chemotherapie allein schlechtere Heilungsaussichten als mit einer Transplantation. Bei der
Behandlung der chronischen Leukämien hat die medikamentöse Therapie grosse Fortschritte gemacht. Hier wird die Transplantation oft erst nach Scheitern dieser Therapien empfohlen. Ähnliches
gilt für Tumore des lymphatischen Systems (Hodgkin-Lymphom und Non-Hodgkin-Lymphom). Auch
die kindliche akute lymphatische Leukämie kann heute in etwa 90 Prozent der Fälle mit Chemotherapie allein geheilt werden und die Blut-Stammzelltransplantation wird erst bei einem Rückfall erwogen.
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Der natürliche Verlauf dieser Leukämien und Tumoren ist jedoch derart unterschiedlich, dass die
beste Art der Therapie von Fall zu Fall erwogen werden muss. Bei rasch fortschreitenden Leukämien
oder Lymphomen ist meist eine frühe Transplantation notwendig.
3.1 Leukämien
Bei einer Leukämie reifen die Zellen nicht genügend aus und können darum ihre Funktion nur ungenügend erfüllen. Zudem behindern die kranken Zellen die normale Blutbildung im Knochenmark. Es gibt
unterschiedliche Formen von Leukämien, die sich im Krankheitsverlauf und in der Prognose stark unterscheiden. Bei manchen Formen der Leukämie ist die Ausreifung der Blutzellen sehr stark beeinträchtigt. Diese verlaufen eher akut. Entsprechend unterscheidet man zwischen akuten myeloischen
Leukämien, die von den Granulozyten oder Monozyten ausgehen und den akuten lymphatischen Leukämien, die von Lymphozyten ausgehen. Bei anderen Leukämieformen ist die Zellfunktion nur wenig
gestört, diese verlaufen eher chronisch. Manche haben ein chronisches Früh- oder Vorstadium, gehen
aber später in eine akute Form über. Gewisse Formen der Altersleukämie bleiben zeitlebens chronisch. Die chronischen Formen werden chronisch myeloische Leukämie und chronisch lymphatische
Leukämie (Altersleukämie) genannt; letztere wird heute den Lymphomen zugerechnet.
Die ersten Anzeichen von Leukämien sind oft Müdigkeit infolge Blutarmut (Anämie), Blutungen infolge
Blutplättchenmangels (Thrombozytopenie) oder schlecht heilende Infektionen mit oder ohne Fieber
infolge Leukozytenmangels (Leukopenie). Diese Symptome können akut oder schleichend auftreten
und sind kein eindeutiges Indiz für Leukämie, denn sie kommen auch bei anderen Krankheiten vor.
Oft zirkulieren die Leukämiezellen im Blut, manchmal sind sie nur im Knochenmark nachweisbar.
3.2 Lymphome
Ein bösartiges Lymphom ist ein Krebs, der von Zellen des Lymphsystems ausgeht. In erster Linie sind
die lymphatischen Organe (Lymphknoten, Milz) befallen, in fortgeschrittenen Stadien kann die Ausbreitung auch über die Blutbahn erfolgen und das Lymphom verhält sich dann wie eine Leukämie. Unter den Begriff Lymphom fallen rund 30 miteinander verwandte Erkrankungen, die bis vor wenigen
Jahren entweder als Hodgkin- bzw. Non-Hodgkin-Lymphome bezeichnet wurden oder anderen Krebsformen zugeschrieben wurden. Oft, aber nicht immer, machen sich Lymphome als (schmerzfreie) Knoten etwa in der Hals- oder Leistenregion bemerkbar. Weitere typische Symptome sind Müdigkeit und
ein geschwächtes Immunsystem.
3.3 Weitere Bluterkrankungen
Eine weitere Krankheit, bei der die Blut-Stammzelltransplantation zum Einsatz kommen kann, ist das
Multiple Myelom (Plasmozytom oder Kahler'sche Krankheit), bei dem Tumorzellen ein fehlerhaftes Eiweiss produzieren. Auch angeborene Störungen der Blutbildung (z.B. Mittelmeeranämie/Thalassämie)
und gewisse Stoffwechselstörungen lassen sich mit Blut-Stammzellen behandeln (z.B. die chronische
Granulomatose, eine sehr seltene Erbkrankheit, bei der die Funktion von bestimmten Immunzellen gestört ist). Ebenfalls sehr erfolgreich ist die Blut-Stammzelltransplantation bei der Schweren aplastischen Anämie, eine Krankheit, bei der keine Blut-Stammzellen mehr gebildet werden. Schliesslich hat
die Blut-Stammzelltransplantation auch bei einigen Autoimmunkrankheiten (z.B. Morbus Crohn) gute
Wirkung gezeigt.
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4 Spende von Blut-Stammzellen
Bei einer so genannten allogenen Blut-Stammzelltransplantation (siehe Abschnitt 5) versucht man,
eine spendende Person zu finden, die in ihren Gewebemerkmalen (HLA-Antigenen) möglichst mit der
empfangenden Person übereinstimmt. Dieses Kriterium ist bei eineiigen Zwillingen optimal erfüllt, da
Blut-Stammzellen von eineiigen Zwillingspaaren genetisch identisch sind. Ebenfalls sehr gut als Spender geeignet sind HLA-identische Geschwister. Jedes Individuum erbt von der Mutter und dem Vater
je ein Set von HLA-Antigenen. Jedes Kind erbt eine von vier möglichen Kombinationen dieser elterlichen HLA-Antigene. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Geschwister die gleiche Kombination geerbt hat
wie der kranke Bruder bzw. die kranke Schwester und damit als Spendeperson in Frage kommt, ist
demnach ein Viertel. Doch auch nahe Verwandte oder sogar fremde Personen können mit der empfangenden Person (nahezu) HLA-identisch sein. Personen, die Blut-Stammzellen spenden wollen,
können sich in der Schweiz bei der Organisation Swiss Blood Stem Cells registrieren lassen. Diese ist
mit entsprechenden Organisationen auf der ganzen Welt vernetzt. Damit kann weltweit nach einem
bestimmten Gewebetyp gesucht werden. Wird man fündig, wird die registrierte Person für eine
Spende angefragt. Die Wahrscheinlichkeit, innerhalb von sechs Monaten ein passendes Transplantat
zu finden, beträgt in Mitteleuropa etwa 60 Prozent.
Die spendende Person muss während einiger Tage medikamentös mit Wachstumsfaktoren behandelt
werden. Die Medikamente bewirken, dass die Stammzellen aus dem Knochenmark ins Blut wandern.
Am Tag der Transplantation wird der Spender oder die Spenderin während rund sechs Stunden an ein
Gerät angeschlossen, das dem Blut die Blut-Stammzellen entnimmt. Von der Stammzellentnahme
spürt die spendende Person praktisch nichts und sie kann noch am gleichen Tag wieder nach Hause
gehen. Im Fall einer operativen Entnahme von Knochenmark bleibt die spendende Person zur Überwachung einige Tage im Spital.
Anonymen Fremdspenderinnen und -spendern werden die Stammzellen an einem anerkannten Spendezentrum im Land der spendenden Person entnommen. Eine durch Swiss Blood Stem Cells beauftragte Person holt die Blut-Stammzellen ab – oft per Flugzeug aus weit entfernten Ländern – und
bringt sie unverzüglich zum Empfänger oder zur Empfängerin.
4.1 Risiken der Spende
Die Risiken bei einer Spende von Blut-Stammzellen hängen von der Art der Entnahme ab. Bei der
Entnahme aus dem Knochenmark bestehen generell die Risiken einer Operation unter Vollnarkose.
Daneben können vorübergehend Störungen der Wundheilung, Schmerzen und Hämatome an der Entnahmestelle auftreten. Das Knochenmark regeneriert sich innerhalb weniger Wochen vollständig.
Die Spende von Blut-Stammzellen aus dem zirkulierenden Blut verläuft ähnlich wie eine Blutspende.
Die eingenommenen Medikamente führen meist zu leichten bis mittelschweren grippeartigen Symptomen und sind mit Knochen- oder Muskelschmerzen verbunden, die nach dem Absetzen des Medikamentes verschwinden. In seltenen bis sehr seltenen Fällen können lebensbedrohliche Komplikationen
auftreten, wie eine Milzvergrösserung, die bis zur Milzruptur führen kann oder die Bildung von Thromben. Mögliche Spenderinnen und Spender müssen vor einer Spende von den behandelnden Ärztinnen oder Ärzten über die Risiken und möglichen Komplikationen aufgeklärt werden. Nach der Spende
müssen Spenderinnen und Spender nachbetreut werden. Die Gewinnung von Blut-Stammzellen aus
Nabelschnurblut erfolgt nach der Geburt aus der Nabelschnur und ist für Mutter und Neugeborenes
risikolos.
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5 Operation und Nachbetreuung
Der Erfolg einer Transplantation mit Blut-Stammzellen hängt von der Übereinstimmung der Gewebemerkmale zwischen Spende- und Empfängerperson ab. Die Blutgruppen (A, AB, B und 0) und der
Rhesusfaktor (positiv oder negativ) spielen eine unwesentliche Rolle.
Die Blut-Stammzelltransplantation wird vor allem zur Therapie von Blutkrebs eingesetzt. Dabei wird
das blutbildenden System durch Chemo- und Strahlentherapie zunächst weitgehend zerstört und anschliessend durch die Transplantation frischer Blut-Stammzellen wieder aufgebaut. Die heutigen Heilungsmöglichkeiten sind aber nach wie vor beschränkt und werden von vielen Faktoren beeinflusst:
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Grundkrankheit und aktueller Gesundheitszustand der Patientinnen und Patienten
Verfügbarkeit einer Spendeperson
Quelle der transplantierten Stammzellen
Alter des empfangenden und des spendenden Individuums
Art der Vorbehandlung (Konditionierung)
Komplikationen
Bei allen Betroffenen muss deshalb im Einzelfall abgeschätzt werden, ob überhaupt eine Transplantation infrage kommt und falls ja, ob die Heilungsaussichten mit der Rückgabe eigener Stammzellen
(autogen) oder mit der Transplantation von Stammzellen einer anderen Person (allogen) besser sind.
5.1 Autogene Transplantation
Bei der autogenen (oft auch autolog genannten) Blut-Stammzelltransplantation werden die Stammzellen im Anschluss an einen Chemotherapiezyklus aus dem Blut des Patienten bzw. der Patientin gewonnen. Danach erfolgen eine Hochdosis-Chemotherapie und/oder eine Bestrahlung, um die Tumorzellen soweit wie möglich zu vernichten. Anschliessend werden zuvor gewonnenen Zellen zurücktransplantiert. Im Vergleich zu körperfremden Zellen sind körpereigene Stammzellen hinsichtlich der
Gewebsverträglichkeit ideal und werden nicht abgestossen. Hingegen besteht das Risiko, dass mit
der Transplantation wieder Tumorzellen in den Körper gebracht werden können.
5.2 Allogene Transplantation
Bei allogenen Blut-Stammzelltransplantationen werden die Stammzellen einer spendenden Person
auf den Empfänger oder die Empfängerin übertragen. Das bedeutet, dass sich das gesamte Immunsystem der empfangenden Person lebenslänglich auf den Spendertyp umstellt, weil ja die Stammzellen des Immunsystems transplantiert werden. Nach einer allogenen Blut-Stammzelltransplantation
sind deshalb Unverträglichkeitsreaktionen häufiger als bei einer autogenen Transplantation. Dafür
sind Rückfälle der Grundkrankheit seltener.
Nachdem sichergestellt wurde, dass der gewählte Spender bzw. die Spenderin gesund und verfügbar
ist, wird der Zeitplan für die Transplantation festgelegt. In den Tagen unmittelbar vor der Transplantation werden diverse Routineuntersuchungen zur Vorsorge durchgeführt.
Dann erfolgt die sogenannte Konditionierung, eine für die empfangende Person unangenehme Vorbehandlung. Bei der Konditionierung wird durch Chemotherapie und/oder Bestrahlung der grösste Anteil
der bösartigen Zellen vernichtet. Die Konditionierung dauert einige Tage und hat je nach Art der
Transplantation mehr oder weniger starke Nebenwirkungen: Am häufigsten sind Haarausfall, Unwohlsein, Übelkeit und Erbrechen. Nach der Konditionierung beginnt bereits die Vorsorgetherapie gegen
die Abstossungsreaktion.
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Das Transplantat wird dann intravenös verabreicht. Die Stammzellen wandern aus dem Blut ins Knochenmark und beginnen sich dort zu teilen und auszureifen. Diese Periode dauert zwei bis drei Wochen. In dieser Zeit haben die Patienten praktisch keine eigenen Blutzellen und brauchen deshalb
Bluttransfusionen und Transfusionen von Blutplättchen (Thrombozyten) Während dieser Zeit ist die
empfangende Person sehr anfällig für Infektionen und braucht deshalb Antibiotika.
Die transplantierten Blut-Stammzellen lösen häufig eine Abstossungsreaktion gegen die Empfängerin
bzw. den Empfänger aus (Graft-versus-Host-Disease). Wenn sich diese Abstossungsreaktion nicht
stark verschlimmert oder erfolgreich mit Medikamenten behandeln lässt, kann die behandelte Person
aus der Spitalpflege entlassen werden. Sie braucht aber eine intensive Nachbehandlung, was zunächst tägliche, dann wöchentliche, zuletzt jährliche Kontrollen bedeutet.
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