Dissertation endgültig - FreiDok plus - Albert-Ludwigs

Aus der
Medizinischen Universitätsklinik
der
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau
R ETROSPEKTIVE A NALYSE DER M ACHBARKEIT UND
E FFIZIENZ VON G RANULOZYTENTRANSFUSIONEN BEI
P ATIENTEN MIT SCHWEREN I NFEKTIONEN IN DER
N EUTROPENIE
I NAUGURAL – D ISSERTATION
zur Erlangung des Medizinischen Doktorgrades
der Medizinischen Fakultät
der Albert-Ludwigs-Universität
Freiburg im Breisgau
Vorgelegt 2006
von Matthias Eckenweiler
geboren in Hechingen
DEKAN
PROF. DR. C. PETERS
1. GUTACHTER
PROF. DR. H. BERTZ
2. GUTACHTER
PD DR. M. DETTENKOFER
JAHR DER PROMOTION
2007
I N E RINNERUNG
AN MEINEN
V ATER
1
Inhaltsverzeichnis
I NHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG.............................................................................................................................................. 4
1.1
EINFÜHRUNG ........................................................................................................................................ 4
1.2
PHYSIOLOGIE UND FUNKTION DER GRANULOZYTEN ............................................................................ 4
1.3
NEUTROPENIE ..................................................................................................................................... 10
1.4
INFEKTIONEN IN DER NEUTROPENIE ................................................................................................... 11
1.4.1
Risiko und Einteilung .................................................................................................................... 11
1.4.2
Häufigste Erreger und Krankheitsbilder....................................................................................... 13
1.4.3
Therapie ........................................................................................................................................ 15
1.5
G-CSF ................................................................................................................................................ 18
1.6
GRANULOZYTENTRANSFUSIONEN ....................................................................................................... 20
1.6.1
Historischer Hintergrund .............................................................................................................. 20
1.6.2
Indikationen................................................................................................................................... 28
1.6.3
Gewinnung und Transfusion der Granulozytenkonzentrate .......................................................... 29
1.6.4
Nebenwirkungen............................................................................................................................ 31
1.7
2
ZIEL DER ARBEIT ................................................................................................................................ 33
PATIENTEN, SPENDER UND METHODEN ....................................................................................... 34
2.1
PATIENTEN ......................................................................................................................................... 34
2.2
SPENDER ............................................................................................................................................. 37
2.3
METHODEN ......................................................................................................................................... 38
2.3.1
Standardtherapie und Indikation zur Granulozytentransfusion .................................................... 38
2.3.2
Leukapherese................................................................................................................................. 38
2.3.3
Transfusion.................................................................................................................................... 39
2.3.4
Definitionen................................................................................................................................... 39
2.3.5
Datenerfassung und Statistik......................................................................................................... 41
Inhaltsverzeichnis
3
2
ERGEBNISSE............................................................................................................................................ 43
3.1
SPENDER UND LEUKAPHERESE ........................................................................................................... 43
3.1.1
Leukapheresen pro Spender und Blutbildveränderungen ............................................................. 43
3.1.2
Bestandteile des Leukapheresats................................................................................................... 45
3.1.3
Verhältnis zwischen Spender-Leukozytenzahl und Ertrag ............................................................ 46
3.2
PATIENTEN UND GRANULOZYTENTRANSFUSIONEN ............................................................................ 47
3.2.1
Indikationen................................................................................................................................... 47
3.2.2
Leukozytenanstieg nach Granulozytentransfusion ........................................................................ 49
3.2.3
Nebenwirkungen............................................................................................................................ 50
3.2.4
Überleben...................................................................................................................................... 51
3.3
GRANULOZYTENTRANSFUSIONEN BEI BAKTERIELLER PNEUMONIE ODER PNEUMONIE OHNE
ERREGERNACHWEIS ............................................................................................................................ 52
3.3.1
Patientencharakteristika und klinischer Verlauf........................................................................... 52
3.3.2
CRP-Verlauf nach Transfusion ..................................................................................................... 54
3.3.3
Überleben nach Transfusion ......................................................................................................... 56
3.4
GRANULOZYTENTRANSFUSIONEN BEI BAKTERIELLER SEPSIS ............................................................. 57
3.4.1
Patientencharakteristika und klinischer Verlauf........................................................................... 57
3.4.2
CRP-Verlauf nach Transfusion ..................................................................................................... 59
3.4.3
Überleben nach Transfusion ......................................................................................................... 61
3.5
GRANULOZYTENTRANSFUSIONEN BEI PILZINFEKTIONEN .................................................................... 62
3.5.1
Patientencharakteristika und klinischer Verlauf........................................................................... 62
3.5.2
CRP-Verlauf nach Transfusion ..................................................................................................... 65
3.5.3
Überleben nach Transfusion ......................................................................................................... 67
3.6
MÖGLICHE EINFLUSSVARIABLEN AUF DEN TRANSFUSIONSERFOLG .................................................... 68
3.6.1
Infektion......................................................................................................................................... 68
3.6.2
Vorbestehende Neutropeniedauer ................................................................................................. 69
3.6.3
Transfundierte Granulozytenzahl.................................................................................................. 70
3.6.4
Hämatopoetische Regeneration .................................................................................................... 71
Inhaltsverzeichnis
4
3
DISKUSSION ............................................................................................................................................ 72
4.1
ERGEBNISSE DER LEUKAPHERESE ....................................................................................................... 72
4.2
NEBENWIRKUNGEN BEI SPENDERN UND PATIENTEN ........................................................................... 72
4.3
ANSPRECHEN, KLINISCHER VERLAUF UND ÜBERLEBEN NACH GRANULOZYTENTRANSFUSIONEN ...... 74
4.4
ZUKUNFTSPERSPEKTIVEN ................................................................................................................... 79
5
ZUSAMMENFASSUNG........................................................................................................................... 80
6
VERZEICHNISSE .................................................................................................................................... 81
7
6.1
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS ................................................................................................................ 81
6.2
ABBILDUNGSVERZEICHNIS.................................................................................................................. 84
6.3
TABELLENVERZEICHNIS ...................................................................................................................... 85
6.4
LITERATURVERZEICHNIS .................................................................................................................... 86
ANHANG ................................................................................................................................................. 105
7.1
LEBENSLAUF..................................................................................................................................... 105
7.2
DANKSAGUNG .................................................................................................................................. 107
1 Einleitung
4
1 Einleitung
1.1 Einführung
In den vergangenen Jahren sind durch die Entwicklung von hochwirksamen Zytostatika deutliche Fortschritte in der Behandlung maligner Erkrankungen erzielt worden. Die Anwendung
dieser Substanzen in intensivierten Chemotherapieprotokollen, oft in Kombination mit Knochenmarktransplantation, führt jedoch häufig zu einer drastischen und lebensbedrohlichen
Zytopenie und Immunsuppression der Patienten, die meist über mehrere Wochen besteht. In
diesen Phasen der reduzierten Infektabwehr bleiben trotz verbesserter prophylaktischer Maßnahmen und neuen hocheffektiven Antibiotika bzw. Antimykotika auch heute noch nicht beherrschbare Infektionen eine der Haupttodesursachen von Patienten mit malignen Erkrankungen. Das Risiko an diesen lebensbedrohlichen Infektionen zu erkranken stellt somit leider oft
ein limitierender Faktor für potentiell kurative Chemotherapien dar. Daraus ergibt sich der
Bedarf an alternativer bzw. ergänzender effektiver Therapie von Infektionen während der
Immunsuppression und der damit verbundenen Zytopenie. Eine dieser Möglichkeiten sind
Granulozytentransfusionen.
Während Transfusionen von Erythrozyten bei Patienten mit schwerer Anämie sowie die Substitution von Thrombozyten bei thrombozytopenischen Patienten mit hohem Risiko für akute
Blutungen gängige Methoden der Transfusionsmedizin darstellen, gilt der Ersatz von Granulozyten bei Infektionen in der Zytopenie auch heute noch als neuartige und noch nicht ausreichend erforschte Möglichkeit supportiver Therapie.
1.2 Physiologie und Funktion der Granulozyten
Die Granulozyten gehören zusammen mit den Monozyten und den Lymphozyten zu den weißen Blutkörperchen, den so genannten Leukozyten (WBC; white blood cells). Diese Zellen
bilden gemeinsam die Grundlage des menschlichen Immunsystems. Dabei sind die Granulozyten ein wesentlicher Träger der unspezifischen Abwehr von Infektionen und unterscheiden
sich sowohl morphologisch als auch funktionell von den anderen Leukozyten.
Bei den Granulozyten werden neutrophile, eosinophile und basophile Zellen unterschieden,
die einer unterschiedlichen Verteilung im Blut folgen. Die Zahl der Leukozyten im Blut von
gesunden Erwachsenen beträgt etwa 4.500 – 10.000 Zellen pro Mikroliter. Dabei entfallen
1 Einleitung
5
1.800 – 7.500 (50 – 65 %) auf die neutrophilen, 40 – 450 (2 – 4 %) auf die eosinophilen und
10 – 200 (0,5 -1 %) auf die basophilen Granulozyten1 2 [135; 159; 170]. Die neutrophilen Granulozyten sind somit die am häufigsten im peripheren Blut gesunder Menschen vorkommenden Leukozyten. Diese Werte können bei Kindern je nach Alter deutlich differieren, da z.B.
bei Säuglingen Leukozytenzahlen bis 25.000 / µl durchaus noch im Normbereich liegen [74].
Eosinophile und basophile Granulozyten spielen hauptsächlich bei allergischen Reaktionen
eine Rolle. Im Hinblick auf die unspezifische Abwehr von Bakterien und Pilzen sind sie jedoch nur von untergeordneter Bedeutung und sollen daher im Rahmen dieser Arbeit nicht
näher beschrieben werden.
Die Granulozyten und Monozyten des Blutes werden im Knochenmark aus einer gemeinsamen multipotenten myeloischen Stammzelle gebildet. Unter dem Einfluss von verschiedenen
Wachstumsfaktoren und Zytokinen (z.B. SCF, G-CSF, GM-CSF, IL-3) werden so bei einem
gesunden Erwachsenen mit 70 kg Körpergewicht pro Tag ca. 1011 neutrophile Granulozyten
produziert [17]. Dabei durchlaufen die Zellen unterschiedliche Reifungsstadien vom Myeloblasten, der die erste morphologisch charakterisierbare Vorstufe des neutrophilen Granulozyten darstellt, bis hin zum reifen segmentkernigen Granulozyten des peripheren Blutes, der
bei Bedarf ins Gewebe wandern kann (s. Abb. 1.1). Die für die verschiedenen Granulozytenreihen charakteristischen neutrophilen, eosinophilen und basophilen Granula treten erstmals
im Stadium der Promyelozyten bzw. Myelozyten auf.
Die normale Zeit vom Myelozytenstadium bis zur Freisetzung von reifen neutrophilen Granulozyten ins Blut liegt normalerweise zwischen fünf und sieben Tagen und kann bei Infektionen auf zwei Tage verkürzt werden. Bei erhöhtem Bedarf kann auch die Granulozytenproduktion deutlich erhöht werden und man findet häufig unreife Formen der Zellen im peripheren
Blut [51; 124]. Den zuletzt genannten Vorgang nennt man auch Linksverschiebung. Unter
physiologischen Bedingungen werden die reifen Granulozyten jedoch nur zum Teil in das
Blutgefäßsystem abgegeben, während ein weitaus größerer Teil (10 - 15fach) im Knochenmark als Reservepool verbleibt. Diese Knochenmarkreserve kann dann zu jeder Zeit abgerufen werden [74].
Die in den Blutstrom abgegebenen Zellen wandern normalerweise nicht mehr ins Knochenmark zurück, sondern verweilen mit einer Halbwertszeit von nur 6 - 8 Stunden in den Blutgefäßen. Dabei verteilen sie sich etwa zu gleichen Teilen (jeweils ca. 2 x 1010) auf einen rand-
1
2
Diese Referenzbereiche können je nach Autor etwas differieren.
In einer neueren Schreibweise werden die Werte pro Liter Blut angegeben, z.B. 4,5 – 10 x 109 / l.
6
1 Einleitung
ständigen (marginalen) Pool, der durch die Anhaftung der Granulozyten an die Endothelzellen
der Gefäße, insbesondere der Lungen- und Milzgefäße entsteht und einen zirkulierenden Pool.
Nur die frei im Blut zirkulierenden Granulozyten, also ca. 20 % der täglich produzierten Menge, werden im Blutbild erfasst und stehen prinzipiell einer Sammlung für Granulozytenkonzentrate zur Verfügung. Allerdings befinden sich die zwei Pools in einem dynamischen
Gleichgewicht und körperliche Bewegung, Aufregung oder Stress bewirken eine Verschiebung der Granulozyten vom randständigen in den zirkulierenden Pool. Außerdem lässt sich
eine vermehrte Freisetzung von Granulozyten aus der Knochenmarkreserve in den zirkulierenden Pool durch eine Reihe verschiedener Pharmaka (z.B. Adrenalin, Glukokortikoide)
auslösen [10; 42; 175]. Schließlich verlassen die Granulozyten die Blutbahn und wandern ins
Gewebe ein um dort ihre Funktionen im Rahmen der unspezifischen Immunabwehr zu erfüllen. Dieser normalerweise irreversible Vorgang endet mit dem Absterben der Granulozyten
nach ungefähr 1 - 5 Tagen [51; 74].
Myeloblast
Promyelozyt
Myelozyt
Metamyelozyt
Stabkerniger
Neutrophiler
Knochenmark
Segmentkerniger
Neutrophiler
Blut
Segmentkerniger
Neutrophiler
Gewebe
Abb. 1.1 Entwicklung der neutrophilen Granulozyten
Reife neutrophile Granulozyten haben einen Durchmesser von 12 – 15 µm und weisen einen
charakteristischen, dichten Zellkern auf, der in zwei bis fünf Segmente (am häufigsten drei)
geteilt ist. Sie werden daher auch segmentkernige oder polymorphkernige neutrophile Granulozyten (PMNL, polymorphonuclear leukocytes) genannt. Im Gegensatz dazu werden ihre
direkten Vorläuferzellen Stabkernige genannt, da diese Zellen noch nicht die klaren, fadenförmigen Abschnürungen zwischen den Kernsegmenten besitzen. Das Chromatin dieser Zel-
1 Einleitung
7
len ist noch grob geklumpt und schlank (gurkenförmig) [124]. Daneben haben die reifen Zellen ein blasses, unregelmäßig konturiertes Zytoplasma mit zahlreichen feinen Granula. Man
unterscheidet azurophile (blauviolett sich anfärbende) Primärgranula, die bereits im Promyelozytenstadium erscheinen, von den sekundären (spezifischen) Granula die im reifen
Neutrophilen überwiegen, jedoch erst im Myelozytenstadium sichtbar werden. Während erstere u.a. unspezifische Kollagenase, Elastase, Myeloperoxidase, saure Phosphatase, Cathepsin
G sowie kationische antibakterielle Proteine enthalten, findet man in den sekundären Granula
Enzyme wie die alkalische Leukozytenphosphatase, Aminopeptidase, spezifische Kollagenase, Laktoferrin und Lysozym. Beide Arten von Granula enthalten somit Enzyme lysosomalen
Ursprungs, die den Granulozyten die Ausübung ihrer physiologischen Funktionen (Phagozytose, Zytolyse) ermöglichen [51; 74; 109]. Auf der Oberfläche der Granulozyten finden sich
neben den humanen Leukozytenantigenen (HLA) der Klasse Ι und anderen myeloischen Differenzierungsantigenen verschiedene membranständige Rezeptoren und Adhäsionsmoleküle,
darunter Rezeptoren für Komplementfaktoren, für den Fc-Teil von Immunglobulinen und für
unterschiedliche Zytokine (Entzündungsmediatoren). Insbesondere scheint den Bindungsstellen für so genannte Chemokine, einer Unterfamilie der Zytokine, die eine starke chemotaktische Aktivität als Antwort auf Entzündungssignale haben, eine besonders wichtige Rolle für
die physiologischen Funktionen der Granulozyten zuzukommen [117].
Die Hauptfunktion der neutrophilen Granulozyten besteht in der Phagozytose und der Elimination von Mikroorganismen. Um diese wirkungsvoll beseitigen zu können, müssen die
Neutrophilen an den Ort der Infektion gelangen, um dort die Erreger an die Zelloberfläche
binden und anschließend inkorporieren zu können. Dieser komplexe Vorgang ist in Abbildung 1.2 schematisch dargestellt.
Mit Hilfe von verschiedenen Zytokinen, die im Bereich der Entzündung z.B. durch geschädigte Fibroblasten oder ortständige Gewebemakrophagen produziert werden, exprimieren die
Endothelzellen der Blutgefäße Adhäsionsmoleküle, an welche die vorbeiströmenden Granulozyten binden. Dieser Adhäsionsvorgang wird durch die lokale Blutströmungsverlangsamung
aufgrund einer Gefäßdilatation im Bereich von Entzündungen erleichtert. Nach der festen
Bindung an die Endothelzellen treten die Granulozyten durch die normalerweise virtuelle Lücke zwischen zwei Endothelzellen hindurch (Diapedese) und gelangen so ins Gewebe. Die
Wanderungsrichtung (gezielte Migration) wird durch einen chemotaktischen Gradienten bestimmt, d.h. Bakterien, Makrophagen, Endothelzellen aber auch aktivierte Granulozyten produzieren Substanzen (Chemokine), die sowohl Granulozyten als auch Monozyten anlocken
und so zum Entzündungsherd führen (Chemotaxis). Die amöboide Fortbewegung der Zellen
8
1 Einleitung
wird unter Ausbildung von so genannten Pseudopodien erreicht. Am Ort der Entzündung angekommen nehmen die Granulozyten die Fremdkörper auf, indem die Zellmembran das Partikel umfließt und durch Fusion ihrer distalen Enden ein Vesikel (Phagosom oder Endosom)
innerhalb der Zelle bildet. Dieser Vorgang der Phagozytose wird durch die Anheftung von
Immunglobulinen oder Komplementfaktoren an die Oberfläche der Fremdkörper erleichtert
(Opsonierung) [75; 124]. Die so inkorporierten Fremdkörper, z.B. Bakterien können nun sowohl durch sauerstoffabhängige als auch durch nichtoxidative Reaktionen abgetötet werden.
Endothelzellen
Neutrophiler
Granulozyt
Blut
Adhäsionsmoleküle
Diapedese
Gewebe
Chemotaxis
Phagozytose
Opsonierte
Fremdkörper
Abtötung
&
Verdauung
Abb. 1.2 Funktion der neutrophilen Granulozyten
Im Rahmen der Aktivierung des oxidativen Abtötungssystems, ausgelöst durch hohe Konzentrationen an chemotaktischen Stimuli und diverse Rezeptor-Ligand-Interaktionen (u.a. die
Bindung von Erregern über den Fc-Rezeptor), kommt es zu einer abrupten Steigerung des
oxidativen Stoffwechsels. Dieser Vorgang wird als respiratory burst bezeichnet. Dabei werden aus O2, NADPH und intrazellulären Halogeniden eine Vielzahl an mikrobiziden Verbindungen, wie Superoxid (O2-), Wasserstoffperoxid (H2O2), Hydroxyradikal (OH) und hypohalogenisierten Säuren (HOCL) gebildet und freigesetzt. Die wichtigsten dabei beteiligten Enzyme sind die Myeloperoxidase und die NADPH-Oxidase. Zwar haben die gebildeten Sub-
1 Einleitung
9
stanzen eine teils direkt abtötende Wirkung, doch besitzen viele Bakterien wiederum, wie
auch der menschliche Organismus selbst, Mechanismen, die vor diesen Radikalen schützen,
wie z.B. der Abbau von O2- und H2O2 zu O2, H2 und H2O durch die Superoxiddismutase und
die Katalase [74; 124].
Bei den nichtoxidativen Mechanismen der Granulozyten zur Bakterienabtötung kommt es zur
Fusion der aufgenommenen Fremdkörper mit den präformierten enzymhaltigen primären und
spezifischen (sekundären) Granula des Zytoplasmas. Während die lysosomalen Enzyme (u.a.
saure Phosphatase und Lysozym) bereits bei niedrigem pH zytotoxisch wirksam sind, entfalten die kationischen Proteine der primären Granula erst bei alkalischem pH ihre volle mikrobizide Aktivität. Auch das bereits oben erwähnte Laktoferrin, ein Eisen bindendes Molekül,
welches in den spezifischen Granula der neutrophilen Granulozyten gespeichert wird, hat eine
bakteriostatische Wirkung, indem es den Bakterien Eisen entzieht und damit ihr weiteres
Wachstum verhindert. Im Gegensatz zu den Enzymen und Proteinen der primären Granula,
die überwiegend intrazellulär wirken und nur freigesetzt werden, wenn die Granulozyten mit
phagozytierbaren Partikeln zusammentreffen, kann die Freisetzung der Inhaltsstoffe von spezifischen Granula auch durch lösliche Stimuli induziert werden. Diese können außerdem auch
nach außen in den Extrazellularraum abgegeben werden (Degranulation), was allerdings
schädigend auf das umliegende Gewebe wirken kann. Die Freisetzung von Granulainhalt und
von Sauerstoffradikalen ist wesentlich mitbeteiligt am Gewebeschaden bei Asthma bronchiale, zystischer Fibrose, entzündlichen Darmerkrankungen und ischämischer Reperfusion [51;
75; 124].
Wie bereits oben erwähnt, sterben die Granulozyten letztlich im Rahmen einer Infektion und
der damit verbundenen physiologischen Abwehrfunktion der Zellen bereits wenige Tage nach
dem Übertritt ins Gewebe ab. Über den Vorgang der Apoptose (programmierter Zelltod) von
Granulozyten und das Entfernen der abgestorbenen Zellen durch Makrophagen ist jedoch erst
wenig bekannt.
1 Einleitung
10
1.3 Neutropenie
Unter einer Neutropenie, oder auch Granulozytopenie genannt, versteht man einen Abfall der
absoluten Neutrophilenzahl (ANC; absolute neutrophil count) unter 1.500 Zellen pro Mikroliter bei einem größeren Kind oder einem Erwachsenen.3
Die Neutropenien können nach unterschiedlichen Gesichtspunkten eingeteilt werden. Eine der
Möglichkeiten besteht darin, die Neutropenien unter pathogenetischen Gesichtspunkten zu
betrachten. Dabei unterscheidet man u.a. Neutropenien aufgrund von Stammzelldefekten
(z.B. die relativ seltene angeborene oder erworbene zyklische Neutropenie) oder Reifungsstörungen der determinierten Stammzellen (chronische benigne Neutropenie), bzw. Störungen
der Stammzellproliferation (z.B. aplastische Anämie), Neutropenien bei Stoffwechselerkrankungen (Hyperglyzinämie, Glykogenose Ιb, etc.), Neutropenien bei phänotypischen Anomalien (z.B. Shwachman-Diamond-Syndrom) und die schwere kongenitale Neutropenie (Kostmann-Syndrom). Daneben gibt es noch die große Gruppe der erworbenen Neutropenien, die
u.a. bei Splenomegalie (z.B. im Rahmen eines Felty-Syndroms), bei ineffektiver Granulopoese (Vitamin-B12- oder Folsäuremangel) oder auch bei Infektionen (Hepatitis A und B, Masern,
Röteln, Salmonellose, Tuberkulose, etc.) auftreten können. Nicht zu vergessen sind Neutropenien, die durch eine Vielzahl unterschiedlicher Medikamente induziert werden können, wie
z.B. durch Sulfonamide und Penizilline, Thyreostatika, Phenothiazine, Antirheumatika und
Antipyretika, um nur einige der häufigen Auslöser zu nennen. Aufgrund der leider durchschnittlich zunehmenden Inzidenz der malignen Erkrankungen, werden auch immer häufiger
schwere Formen der Granulozytopenie v.a. im Rahmen der intensiven Chemotherapie von
hämatologischen Neoplasien (z.B. akute Leukämie), der Strahlentherapie und auch der autologen oder allogenen Stammzelltransplantation gesehen.
Eine andere Möglichkeit ist die klinische Einteilung, mit Hilfe derer versucht wird, das Risiko
v.a. für bakterielle und mykotische Infektionen abzuschätzen. Man unterscheidet hierbei eine
milde (ANC = 1.000 – 1.5000 / µl) von einer mäßigen (ANC = 500 – 1.000 / µl) und einer
schweren (ANC < 500 / µl) Neutropenie [123]. Die klinische Bedeutung liegt in der daraus
resultierenden hochgradigen Abwehrschwäche, die sehr häufig zu schwersten Infektionen der
Haut, der Schleimhäute oder der inneren Organe führen kann, v.a. bei ausgeprägten Neutropenien mit Werten unter 200 Granulozyten / µl. Allerdings ist zu beachten, dass es auch Patienten mit über Jahre bestehenden, ausgeprägten Neutropenien gibt, die nicht an ernsten Infektionen leiden [74; 123].
3
Gesunde Menschen schwarzer Hautfarbe oder aus dem Mittleren Osten können infolge eines höheren Anteils
randständiger Neutrophiler um bis zu 200 Zellen / µl niedrigere Werte haben.
1 Einleitung
11
1.4 Infektionen in der Neutropenie
1.4.1 Risiko und Einteilung
Immunsupprimierte Patienten haben im Vergleich zu Immungesunden neben einer erhöhten
Morbidität und Mortalität für Infektionen mit obligat pathogenen Erregern, ein spezifisch erhöhtes Risiko für reaktivierte Infektionen bei latenten Erregern (z.B. CMV, HSV) und für
opportunistische Infektionen, welche bei intaktem Immunsystem nicht zu einer klinischen
Erkrankung führen. Über 80 % der Infektionserreger stammen von der körpereigenen endogenen mikrobiellen Flora ab, und bis zu 50 % sind dabei nosokomial, d.h. im Krankenhaus erworben [101]. Die erhöhte Infektanfälligkeit ist unterschiedlich stark ausgeprägt und hängt
von zusätzlich betroffenen Abwehrsystemen des Körpers ab. Zum Beispiel erleichtern durch
Chemo- und/oder Strahlentherapie induzierte Schädigungen im Mund und Magen-DarmTrakt wesentlich den Eintritt von Erregern. Daneben erhöhen Granulozytenfunktionsstörungen, die im Rahmen der Grundkrankheit, z.B. bei der akuten myeloischen Leukämie (AML),
oder als Folge einer Steroidtherapie auftreten können, sowie ein Mangel an Lymphozyten
oder Antikörpern die Infektionswahrscheinlichkeit deutlich [1; 101]. Hauptrisikofaktor für das
Auftreten von schweren Infektionen ist jedoch die Neutropenie, mit einer signifikanten Zunahme bei Werten unterhalb von 1.000 neutrophilen Granulozyten pro Mikroliter Blut [16].
Bei einem Abfall unter 500 / µl bzw. 100 / µl ist das Risiko einer tödlichen Infektion drastisch
erhöht. Steigen die Leukozyten während der antimikrobiellen Behandlung nicht über 500 / µl
an, so erhöht auch dies signifikant das Risiko des tödlichen Infektionsverlaufes [104].
Nach der zu erwartenden Gesamtdauer der Neutropenie werden die Patienten unterschiedlichen Risikogruppen zugeordnet (s. Tab. 1.1). Hochrisikopatienten, also Patienten mit einer
länger als zehn Tagen anhaltenden schweren Granulozytopenie (< 100 / µl) erleiden in 80 %
der Fälle infektiöse Komplikationen [102]. An dieser Einteilung orientieren sich die verschiedenen Therapieschemata für aufgetretene Infektionen und deren Verlauf. Zusätzlich müssen
jedoch eine Vielzahl an weiteren Risikofaktoren berücksichtigt werden. Dazu gehören u.a.
Alter > 60 Jahre, maligne Systemerkrankung, Intensität und Toxizität der Therapie für Knochenmark und Schleimhäute, Zustand nach allogener Knochenmark- bzw. Stammzelltransplantation und zusätzliche Immunsuppression. Daneben spielen chronische Lungen- und
Darmerkrankungen, sonstige schwere Begleiterkrankungen, vorbestehende chronische Infektionen oder Kolonisation mit bekannten problematischen Erregern (z.B. Pseudomonas aeruginosa, multiresistente Staphylokokken, Sprosspilze) und iatrogene bzw. nosokomiale Schädigungen von Haut und Schleimhaut (Operationen, zentrale Venenkatheter, parenterale Ernäh-
12
1 Einleitung
rung, etc.) eine wichtige Rolle. Bei bestehenden Zweifeln an der Risikoeinschätzung sollten
die Patienten nach dem Hochrisikotherapieprotokoll behandelt werden [1].
Tabelle 1.1
Risikozuordnung für den Verlauf der Infektion nach der zu erwartenden Ge-
samtdauer der Neutropenie (nach [1])
Zu erwartende Neutropeniedauer
Risikogruppe
≤ 5 Tage
Niedrigrisikopatient
6-9 Tage
Standardrisikopatient
≥ 10 Tage
Hochrisikopatient
Die Infektionen in der Neutropenie lassen sich nach den Empfehlungen der Arbeitsgemeinschaft Infektiologie in der Hämatologie und Onkologie der Deutschen Gesellschaft für Hämatologie und Onkologie und anderen Fachgremien [18; 56; 82; 87; 102; 104; 125] in folgende
drei Gruppen einteilen:
1. Unerklärtes Fieber
2. klinisch gesicherte Infektion
3. mikrobiologisch gesicherte Infektion mit oder ohne Bakteriämie
Als unerklärtes Fieber oder Fieber unbekannter Genese (FUO; fever of unknown origin) wird
neu aufgetretenes Fieber ohne richtungweisende klinische oder mikrobiologische Infektionsbefunde gewertet. Dabei wird Fieber als eine einmalige orale Temperaturmessung von ≥
38,3°C und Werte ≥ 38,0° C für mindestens eine Stunde anhaltend oder zweimal innerhalb
von 24 Stunden definiert.
Als klinisch gesicherte Infektion (CDI; clinically documented infection) gilt Fieber in Verbindung mit einem diagnostisch eindeutigen lokalisierten Befund, beispielsweise einer Pneumonie oder einer Haut-Bindegewebe-Infektion, dessen mikrobiologische Pathogenese jedoch
nicht bewiesen werden kann oder der einer Untersuchung nicht zugänglich ist.
Eine mikrobiologisch gesicherte Infektion (MDI; microbiologically documented infection)
liegt vor, wenn neben einem lokalisierbaren Infektionsbefund ein zeitlich und mikrobiologisch plausibler Erregernachweis gelingt oder wenn Infektionserreger in der Blutkultur auch
ohne lokalisierten Infektionsherd nachweisbar sind. Für koagulasenegative Staphylokokken
und Corynebacterium Species ist ein mindestens zweimaliger Nachweis aus separat entnom-
1 Einleitung
13
menen Blutkulturen erforderlich, während ein einmaliger Nachweis als Kontamination gewertet wird. Bei Lungeninfiltraten wird der Erregernachweis in der Blutkultur oder der bronchoalveolären Lavage als zuverlässig angesehen, während Befunde aus Rachenabstrichen, Sputum, Speichel oder Mundspülflüssigkeit nur im Falle des Nachweises obligat pathogener Erreger im unmittelbaren zeitlichen Zusammenhang mit dem Auftreten von Lungeninfiltraten
als klinisch relevant gewertet werden. Bei abdominellen Infektionssymptomen wird der
Nachweis von Clostridium difficile mit gleichzeitigen Toxinnachweis aus der Stuhlprobe als
Erregersicherung akzeptiert, während andere potenziell pathogene Erreger in mindestens zwei
konsekutiven Stuhlproben nachweisbar sein müssen. Bei katheterassoziierten Infektionen ist
die positive Blutkultur in Verbindung mit dem Nachweis des gleichen Infektionserregers aus
dem entfernten Kathetermaterial oder mit einem Abstrich von einer entzündeten Einstichstelle
erforderlich. Der alleinige Nachweis einer Besiedlung des Katheters wird als Kontamination
gewertet. Kommt es zur Entzündung des subkutanen Anteils von getunnelten zentralvenösen
Kathetern, spricht man von einer Tunnelinfektion. Von einer so genannten Tascheninfektion
spricht man dann, wenn sich die subkutane Tasche bei implantierten Portsystemen infiziert.
Bei Beteiligung der Katheteraustrittsstelle wird eine Ausdehnung der Infektion von mindestens 2 cm in den Tunnel als notwendige Bedingung angesehen. Bei Harnwegsinfektionen wird
ein pathologisches Isolat in signifikanter Keimzahl gefordert, bei Wundinfektionen der Keimnachweis aus Abstrich- oder Punktionsmaterial.
Im Rahmen der diagnostischen Maßnahmen bei Patienten mit neutropenischem Fieber ist zu
berücksichtigen, dass die üblichen Zeichen und Symptome einer Infektion wesentlich geringer
ausgeprägt sein können und Fieber häufig das einzige frühe Zeichen der Infektion darstellt.
Erklärt wird dies durch die im Rahmen des Immundefektes eingeschränkten Möglichkeiten
des Organismus mit einer Entzündung auf einen systemischen oder lokalen Infekt zu reagieren. Dadurch gelingt es leider nur bei 30 - 50 % der Patienten mit Fieber in der Neutropenie
den infektiösen Ursprung klinisch oder mikrobiologisch nachzuweisen [49].
1.4.2 Häufigste Erreger und Krankheitsbilder
Die wichtigsten Erreger bei Infektionen in der Neutropenie sind in Tabelle 1.2 aufgeführt,
wobei über 85 % der bakteriellen Infektionen durch koagulasenegative Staphylokokken (v.a.
Staphylococcus epidermidis), α- und β-hämolysierende Streptokokken, Staphylococcus aureus, E. coli, Klebsiella pneumoniae und Pseudomonas aeruginosa ausgelöst sind. Innerhalb
dieses Erregerspektrums ist es in den letzten Jahren unter anderem aufgrund der eingeführten
14
1 Einleitung
prophylaktischen Maßnahmen (Cotrimoxazol oder Fluorchinolon-Präparate) zu einer deutlichen Häufigkeitsverschiebung in den grampositiven Bereich gekommen, wobei jedoch ca.
25 - 30 % der Infektionen polymikrobiell sind. Außerdem ist die Inzidenz von invasiven Pilzinfektionen während der letzten 10 - 15 Jahre, u.a. durch die Verwendung von zentralen Venenkathetern und den frühen Einsatz von Breitspektrumantibiotika, v.a. bei Patienten mit länger dauernder Knochenmarkaplasie und bei Patienten nach allogener Stammzelltransplantation deutlich angestiegen [1; 18; 54; 82; 136; 138]. Im Rahmen einer Autopsiestudie an Patienten mit hämatologischen Neoplasien konnte diese steigende Häufigkeit zwischen 1979 (10 %)
und 1990 (16 %) belegt werden. Dabei waren invasive Mykosen in bis zu 76 % der Fälle die
maßgebliche Todesursache [129]. Unter den Erregern findet man dabei in über 85 % der Fälle
Candida albicans bzw. tropicalis und Aspergillus fumigatus bzw. flavus [54]. Initial sind sie
dabei hauptsächlich bei Lungeninfiltraten relevant. Werden erst nach mehr als fünf Tagen
Erreger nachgewiesen, dann sind dies in etwa 30 - 40 % der dokumentierten Infektionen Pilze
[104].
Tabelle 1.2 Häufigstes Erregerspektrum bei Diagnosestellung (modifiziert nach [94])
Grampositive
Bakterien
Gramnegative
Bakterien
Anaerobier
- Clostridium spp.
(v.a. C. difficile)
Pilze
- Koagulasenegative
Staphylokokken
- Escherichia coli
- Candida spp.
- Staphylococcus
aureus
- Pseudomonas spp.
(v.a. P. aeruginosa)
- Aspergillus spp.
- Streptococcus spp.
(v.a. S. viridans)
- Proteus spp.
- Mucor spp.
- Enterococcus
faecalis/faecium
- Klebsiella spp.
- Corynebakterium
spp.
- Enterobacter
spp.
1 Einleitung
15
Neben einer Bakteriämie/Fungämie bzw. einer Sepsis, deren Häufigkeit meist mit 10 - 30 %
der dokumentierten Infektionen je Neutropeniephase angegeben wird [53; 104; 125; 177],
machen folgende sieben Lokalisationen den größten Teil der Infektionsherde beim neutropenischen Patienten aus: Oropharynx, Peridontium, Lunge, distaler Ösophagus, Kolon, Perianalregion, Haut. Dabei geht einer invasiven Infektion meist eine lokale Besiedlung des Organs
oder benachbarter Organe voraus. Zum Beispiel werden Pneumonien häufig von Keimen verursacht, die den Oropharynx kolonisieren, perianale Läsionen sind meist durch Erreger bedingt, welche den unteren Intestinaltrakt besiedeln [54]. Unter den oben genannten Lokalisationen ist die Lunge am häufigsten betroffen. Bei ca. 15 % aller Patienten mit ausgeprägter
Neutropenie nach intensiver Chemotherapie entwickeln sich Lungeninfiltrate, und die Wahrscheinlichkeit einer Pilzinfektion liegt dabei über 50 %. Besonders bedrohlich und lebensgefährlich ist die invasive Aspergillose mit einer Letalität von 70 - 80 % beim neutropenischen
Patienten und bis zu 100 % beim Patienten nach allogener Stammzelltransplantation [46; 54;
101; 104].
Aufgrund der hohen Inzidenz und dem oft tödlichen Ausgang von Infektionen in der Neutropenie ist für die optimale Behandlung der betroffenen Patienten eine adäquate Diagnostik
unerlässlich. Diese sollte neben einer klinischen Untersuchung, serologischen, mikrobiologischen und bildgebenden Verfahren (z.B. Röntgen, Sonografie, CT) auch invasive Methoden
(BAL, Biopsie, u.a.) beinhalten, da v.a. bei atypischen Infektionen häufig nur damit die Erreger histologisch oder zytologisch nachgewiesen werden können.
1.4.3 Therapie
Bei Patienten mit Fieber über 38° C in der Neutropenie muss von einer bakteriellen Infektion
ausgegangen werden. Da sich diese aufgrund der Abwehrschwäche innerhalb von wenigen
Stunden lebensbedrohlich entwickeln kann, muss nach Abnahme von Untersuchungsmaterial
für den Nachweis der jeweiligen Erreger (z.B. in Blutkulturen) unverzüglich mit einer antimikrobiellen (primär antibakteriellen) Therapie begonnen werden. Zum Beispiel liegt die Letalität einer zu spät behandelten Infektion, welche sich zur Sepsis entwickelt bei 70 - 100 %,
wobei bereits Therapieverzögerungen von nur wenigen Stunden nach Beginn der ersten Symptome als zu spät gewertet werden müssen. Für den Beginn einer Therapie bei Patienten mit
neutrophilen Granulozyten < 500 /µl oder < 1.000 /µl mit zu erwartendem Abfall unter 500 /µl
gelten daher folgende Indikationen:
1 Einleitung
•
16
Fieber ohne erkennbare Ursache (Definition s.o.) oder zusätzlich klinisch, radiologisch oder mikrobiologisch dokumentierte Infektion
•
Symptome oder Befunde einer Infektion bei afebrilen Patienten
•
Klinische Diagnose einer Sepsis, auch ohne Fieber
Der Anstieg des C-reaktiven Proteins (CRP), ein in der Leber produziertes Akutphasenprotein, das als empfindlicher aber unspezifischer Indikator für entzündliche Prozesse und Gewebeschädigungen gilt, ohne gleichzeitigen Fieberanstieg bzw. ohne Organsymptomatik wird
bisher nicht als Indikation zur antimikrobiellen Therapie herangezogen. Allerdings kann er als
Frühindikator für eine beginnende Infektion gewertet werden [1; 54; 81; 82; 102].
Die eingeleitete antibiotische Therapie ist empirisch, d.h. es werden gut untersuchte Substanzen oder Kombinationen mit einem breitem Wirkspektrum (u.a. gegen Enterobakterien, Pseudomonas aeruginosa und Staphylokokken) eingesetzt, ohne einen mikrobiologischen Erregernachweis abzuwarten. Bei Vorliegen von bakteriologischen Befunden soll die Therapie dann
nach diesen ausgerichtet, jedoch nicht eingeengt werden, da häufig weitere unerkannte Erreger die Infektion verursacht haben können und es beim neutropenen Patienten nicht selten zu
einem raschen Keimwechsel kommt. Außerdem muss bei Nachweis von resistenten Keimen
das Wirkspektrum der initialen antibiotischen Therapie um diese erweitert werden.
Je nach Risikoeinschätzung werden die betroffenen Patienten stufenweise nach entsprechenden Therapieschemata behandelt. Während bei Niedrigrisikopatienten zu Beginn noch eine
orale Duotherapie mit einem fluoriertem Chinolon (Gyrasehemmer) und einem Breitbandpenicillin in Kombination mit einem Betalactamaseinhibitor (z.B. Ciprofloxacin + Amoxicillin/Clavulansäure) erwogen wird, erhalten Patienten der Standard- und Hochrisikogruppe von
Anfang an eine intravenöse Therapie. In der Monotherapie werden dabei neben Breitspektrum-Cephalosporinen (Cefepim oder Ceftazidim) und gegen Pseudomonas aeruginosa wirksame Penicillinen mit Betalactamaseinhibitoren (z.B. Piperacillin/Tazobactam) auch Carbapeneme (Imipenem oder Meropenem) eingesetzt. Die Kombination von einem dieser Präparate mit einem Aminoglykosid, beispielsweise Amikacin, Gentamicin oder Netilmicin, findet
häufig Anwendung in der Duotherapie. Bei klinisch kritischen Situationen, Resistenzproblemen oder fulminanten Infektionen z.B. mit Streptococcus viridans werden zusätzlich Glykopeptide (häufig Vancomycin) gegeben [1; 54; 81; 82; 103].
1 Einleitung
17
Wenn nach 72 - 96 Stunden immer noch Fieber besteht und eine länger anhaltende Neutropeniedauer zu erwarten ist, sollte die Therapie durch Ergänzung von Präparaten, Erweiterung
des Wirkspektrums etc. modifiziert werden. Dabei ist v.a. zu beachten, dass auch eine nichtbakterielle Infektion, eine bakterielle Infektion mit Resistenz gegenüber den verwendeten
Antibiotika, eine neu aufgetretene Zweitinfektion, unzureichende Serum- und Gewebespiegel
der Antibiotika und auch Medikamentenfieber oder Infektionen an nicht vaskularisierten Stellen (Katheter, „Abszesse“) Gründe für persistierendes Fieber sein können. Eine systemische
antimykotische Therapie sollte in Erwägung gezogen werden, wenn es 72 Stunden nach der
ersten Therapiemodifikation noch nicht zu einem Ansprechen gekommen ist [102].
Da Pneumonien nur zu 62 % auf die initiale antibakterielle Therapie ansprechen – im Vergleich zu 82 % bei anderen nachgewiesenen Infektionen [104; 110] – , sollte bei Patienten mit
der klinischen Diagnose einer Pneumonie neben der Gabe von Antibiotika eine empirische
antimykotische Therapie bei persistierendem Fieber durchgeführt werden [13]. Das früher
häufig eingesetzte konventionelle Amphotericin B sowie Fluconazol wurden in den letzten
Jahren immer mehr durch neuere und besser wirkende Antimykotika mit geringerer Toxizität,
wie Itraconazol, Voriconazol und Caspofungin ergänzt, bzw. ersetzt. Liposomales Amphotericin B hat jedoch nach wie vor einen Stellenwert, v.a. in der Behandlung der invasiven
Aspergillose [19; 20; 66; 169; 172].
Analog zu der Wahrscheinlichkeit, dass Pneumonien in bis zu 50 % der Fälle durch Pilze verursacht sind, muss auch bei Patienten mit abdomineller Symptomatik die Vielfalt des Erregerspektrums beachtet werden. Zum Beispiel können durch die zusätzliche Gabe von Metronidazol auch Infektionen mit Anaerobiern erfasst werden. Selbstverständlich müssen bei entsprechenden klinischen Hinweisen und diagnostischen Befunden ebenso antivirale und antiparasitäre Therapien eingeleitet werden.
Im Allgemeinen wird das therapeutische Ansprechen 72 - 96 Stunden nach Therapiebeginn
und Modifikation kontrolliert, wobei ein Abfallen der Körpertemperatur unter 38° C, ohne
dass Anzeichen für eine Infektion bestehen, als wichtigster Erfolgsparameter gewertet wird.
Aber auch ein Abfall von CRP oder Procalcitonin korreliert signifikant mit dem klinischen
Ansprechen auf die Therapie [62]. Nach Entfieberung unter 38° C werden Patienten mit < 500
Neutrophilen/µl noch 5 - 7 Tage weiterbehandelt, Patienten mit > 500 Neutrophilen/µl noch
für zwei Tage. Im Falle einer gesicherten Infektion werden außerdem solange Antiinfektiva
gegeben, bis keine mikrobiologischen oder klinischen Infektionszeichen mehr nachweisbar
sind. Damit nach Beendigung der antimikrobiellen Therapie ein Infektionsrezidiv oder eine
1 Einleitung
18
Sekundärinfektion erfasst werden können, ist eine Nachbeobachtungszeit von ca. sieben Tagen erforderlich [1; 81; 102; 103].
Immer häufiger werden heute zusätzlich rekombinante hämatopoetische Wachstumsfaktoren,
z.B. G-CSF, und auch Granulozytentransfusionen als Begleitmedikation gegeben, um die
Regeneration der neutrophilen Granulozyten zu beschleunigen und um die kritische Phase der
Neutropenie zu überbrücken, da diese die Dauer der Infektionstherapie ganz entscheidend
beeinflusst.
1.5 G-CSF
Der Granulozyten-Kolonie-stimulierende Faktor (G-CSF; granulocyte-colony-stimulating
factor) gehört neben anderen hämatopoetischen Wachstumsfaktoren und Koloniestimulierenden Faktoren (z.B. IL-3, IL-6, GM-CSF) zu der Gruppe der Zytokine, die v.a.
Wachstum und Differenzierung hämatopoetischer Stamm- und Vorläuferzellen, aber auch
Zahl und Funktion reifer neutrophiler Granulozyten regulieren [100].
G-CSF ist ein aus 174 Aminosäuren bestehendes Glykoprotein mit einem Molekulargewicht
von ungefähr 20 kDa und einer überwiegenden α-Helix Tertiärstruktur [73]. Das kodierende
Gen wurde auf dem Abschnitt q21-q22 von Chromosom 17 lokalisiert, ganz in der Nähe von
anderen an der Entwicklung der neutrophilen Granulozyten beteiligten Genen [60]. Gebildet
wird G-CSF von Monozyten, Makrophagen, Fibroblasten, Knochenmarkstromazellen und
Endothelzellen und wirkt wie andere Kolonie-stimulierende Faktoren durch die Bindung an
hochaffine G-CSF-spezifische Rezeptoren. Das Vorhandensein dieser Rezeptoren wurde vom
Myeloblasten bis zum reifen neutrophilen Granulozyten an allen an der Granulopoese beteiligten Zellen nachgewiesen, nicht aber an Zellen der erythrozytären oder megakaryozytären
(Thrombopoese) Differenzierungsreihe [43; 150; 171].
Die essentielle Beteiligung von G-CSF an der normalen Entwicklung neutrophiler Granulozyten wurde u.a. 1994 an knock-out Mäusen mit einem G-CSF-Gendefekt demonstriert [96].
Zwar zeigten diese lebensfähigen und fertilen Mäuse makroskopisch keine Auffälligkeiten,
jedoch entwickelten sie eine chronische Neutropenie (etwa 20 - 30 % der normalen Granulozytenzahl), verbunden mit einer Reduktion der granulopoetischen Vorläuferzellen im Knochenmark um 50 %. Im Zusammenhang mit einer durch Listeria monocytogenes induzierten
Sepsis zeigten sie eine deutlich beeinträchtigte Fähigkeit zur Infektabwehr und einen fehlenden Anstieg der neutrophilen Granulozyten im Blut.
1 Einleitung
19
Neben einer vermehrten und beschleunigten Produktion der Granulozyten und einer Mobilisierung der Knochenmarkreserve ins Gefäßsystem, was letztlich in einer Erhöhung des zirkulierenden Pools resultiert [11], haben verschiedene Studien gezeigt, dass G-CSF über eine
Hemmung der Apoptose zu einer verlängerten Überlebenszeit der Granulozyten führt [35].
Außerdem werden die spezifischen Funktionen der Zellen wie Chemotaxis, Phagozytose, respiratory burst und mikrobizide Aktivität unter dem Einfluss von G-CSF verstärkt oder zumindest erhalten [6; 40; 85; 137].
G-CSF ist seit mehreren Jahren in rekombinanter Form (rhG-CSF) kommerziell verfügbar
und ist inzwischen neben Erythropoetin das bei weitem am häufigsten therapeutisch eingesetzte Zytokin. Angewendet wird es dabei teils zur Prävention aber v.a. zur interventionellen
Therapie der Neutropenie und den damit häufig verbundenen Infektionen, da durch die Gabe
von G-CSF (meist in einer Dosierung von 5 µg / kg s.c.) die hämatopoetische Regeneration
beschleunigt und somit die neutropenieassoziierte Morbidität, insbesondere die Inzidenz von
Fieber und Infektionen reduziert, die Hospitalisationsdauer verkürzt und der Antibiotikaverbrauch vermindert werden kann. Dabei ist es von untergeordneter Bedeutung, ob die Granulozytopenie durch myelosuppressive Chemo- und/oder Strahlentherapie induziert wurde,
oder im Rahmen einer Leukämie, einer aplastischen Anämie oder idiopathisch aufgetreten ist,
[36; 38; 76; 126; 150; 164]. Allerdings wirkt G-CSF nur dann effektiv, solange die Patienten
noch über eine ausreichend hohe Anzahl dafür empfänglicher hämatopoetischer Vorläuferzellen verfügen [41]. Aufgrund von Kosten-Nutzen-Analysen wird der Einsatz dieser Substanz
heute trotz der teils viel versprechenden Ergebnisse routinemäßig noch nicht empfohlen, sondern beschränkt sich auf die supportive Behandlung von Patienten mit schweren und lebensbedrohlichen Infektionen [13; 50; 106; 107; 126; 165].
Neben der Möglichkeit rhG-CSF als direktes Therapeutikum einzusetzen, wird diese Substanz
mittlerweile bereits seit einigen Jahren auch bei gesunden Menschen zur Mobilisation von
Granulozyten angewandt. Durch die relativ nebenwirkungsarme subkutane Applikation von
G-CSF (s. Kap. 1.6.4) in einer Dosierung von 5 - 10 µg / kg pro Tag und moderne Apheresetechniken ist es möglich geworden, von gesunden Spendern eine hohe Zahl an Granulozyten
(3 - 9 x 1010) im Rahmen einer Leukapherese zu gewinnen [11; 31; 34; 40; 98; 157]. Diese
Entwicklungen haben zu einem erneuten Interesse an Granulozytentransfusionen als mögliche
supportive Therapie geführt [24; 41; 79].
1 Einleitung
20
1.6 Granulozytentransfusionen
1.6.1 Historischer Hintergrund
Seit über 70 Jahren wird daran geforscht, die Infektabwehr immunsupprimierter Patienten
durch Transfusion von neutrophilen Granulozyten zu unterstützen. Bereits in den 30er Jahren
des letzten Jahrhunderts wurde über eine Granulozytengabe berichtet [158]. Dabei wurde
neutropenen Patienten ein „Leukozyten-Gemisch“ (leukocytic cream) intramuskulär verabreicht, woraufhin bei neun von zehn Patienten ein Anstieg der absoluten Neutrophilenzahl im
peripheren Blut verzeichnet werden konnte. 1953 wurden zum ersten Mal erfolgreich Leukozyten intravenös transfundiert. Empfänger waren in diesem Fall Hunde mit einer totalen Knochenmarkaplasie, die zuvor mit einer potentiell letalen Dosis bestrahlt wurden [23]. Fünf Jahre später zeigte dieselbe Arbeitsgruppe, dass Leukozyten von Ratten teilweise ihre physiologischen Funktionen beibehielten, nachdem sie neutropenen Mäusen injiziert wurden [22].
In den 60er Jahren wurden Patienten mit unbehandelter chronisch-myeloischer Leukämie
(CML) als Spender für Granulozytentransfusionen herangezogen, da diese häufig Granulozytenzahlen von mehr als 50 x 109 / l im peripheren Blut aufweisen4 und es somit möglich war,
von diesen Patienten ungefähr 7 x 1010 neutrophile Granulozyten zu gewinnen [58; 121]. Ein
möglicher Vorteil bestand weiterhin in einer verlängerten Halbwertszeit der Myelozyten und
anderer granulozytärer Vorläuferzellen, die einen Großteil der transfundierten Zellen ausmachten, und länger im zirkulierenden Zell-Pool nachgewiesen werden konnten. Von den
damals transfundierten Tumorpatienten, die unter Fieber in der Leukopenie litten, entfieberten
54 % innerhalb von 36 Stunden [121]. Dennoch ist es verständlich, dass CML-Patienten heute
nicht mehr als Spender in Frage kommen, da sie zum einen relativ selten sind, und zum anderen die Gefahr des Anwachsens leukämischer Zellen und die Übertragung weiterer potentieller Pathogene auf den Empfänger nicht ausgeschlossen werden kann.
Parallel zu der Verwendung von CML-Patienten als Spender für Granulozytentransfusionen
wurde in den 60er Jahren sowohl die Filtrations- als auch die Zentrifugationsleukapherese
entwickelt. Durch diese neuen Verfahrenstechniken ist es möglich geworden, Leukozyten von
gesunden Spendern zu gewinnen. Die Filtrationsleukapherese, bei der Spenderblut über eine
Nylonmembran geleitet wurde und die daran anheftenden Granulozyten über einen Waschschritt zur Transfusion gewonnen werden konnten, war eine billige und einfach zu handhabende Methode. Indes galt die Zentrifugationsleukapherese anfangs als aufwendig, teuer und
kaum effektiv, da u.a. Granulozyten und Erythrozyten aufgrund ihrer ähnlichen Dichte nur
4
Entspricht einer Granulozytenzahl von 50.000 /µl
1 Einleitung
21
schwer voneinander zu trennen waren. Außerdem erlaubte das Filtrationsverfahren einen
deutlich höheren Gewinn an Granulozyten (bis ca. 6 x 1010), was dazu geführt hat, dass in den
70er Jahren viele Studien unter Verwendung der Filtrationsleukapherese durchgeführt wurden
[5; 63; 69; 72]. Im Laufe der Zeit stellte sich allerdings heraus, dass es durch die Adhäsion der
Granulozyten an die Nylonmembran zu einem raschen Funktionsverlust der Zellen und zu
einer Aktivierung des Komplementsystems kommt. Zudem haben durch Filtration gewonnene
Granulozyten eine verkürzte Lebensdauer und eine verminderte Migrationsfähigkeit, und eine
Stunde nach Transfusion ließen sich nur noch 20 % der transfundierten Zellen nachweisen
[115]. Darüber hinaus konnte bei Spendern während den ersten 30 Minuten der Filtrationsleukapherese eine vorübergehende schwere Neutropenie beobachtet werden, und auch sonst kam
es sowohl bei Empfängern als auch bei Spendern v.a. durch die Komplementaktivierung zu
teils schweren Nebenwirkungen [37; 65; 134]. Daher wurde diese Methode heute wieder zugunsten der Zentrifugationsleukapherese verlassen. Unter Verwendung dieses Verfahrens
wird das Spenderblut durch Zentrifugation in verschiedene Phasen getrennt, und die gewünschten Zellen, beispielsweise Leukozyten, können so selektiv gesammelt werden. Die
Funktion der gesammelten Zellen wird dabei nicht wesentlich beeinträchtigt. Daher gilt die
Zentrifugationsleukapherese heute als Methode der Wahl zur Apherese von Granulozyten
[153].
Um eine größere Ausbeute bei der Zellgewinnung zu erzielen, konzentrierten sich Studien der
70er Jahre auf pharmakologische Methoden, die Zahl der Granulozyten im peripheren Blut
gesunder Spender zu erhöhen. Während die Vorbehandlung der Spender mit Etiocholanolon,
einem Katecholamin-Metabolit, aufgrund schwerer Nebenwirkungen, wie Fieber, Schüttelfrost und generalisierte Schmerzen, relativ schnell wieder verlassen wurde, ist es durch die
Applikation von Glukokortikoiden und die Verwendung von Hydroxyethylstärke (HES) möglich geworden, die Zahl der gesammelten Granulozyten von 0,5 x 1010 auf bis zu 3 x 1010 zu
erhöhen [39; 63; 147]. Während Glukokortikoide eine Verschiebung der Granulozyten vom
randständigen in den zirkulierenden Pool sowie eine Freisetzung der Granulozyten aus der
Knochenmarkreserve in die Gefäße bewirken, führt die Gabe von HES zum Spenderblut zu
einer Sedimentationsbeschleunigung der Erythrozyten in der Zentrifuge, wodurch die Trennung der Granulozyten von den Erythrozyten erleichtert wird. Dabei ruft HES im Vergleich
zu anderen Sedimentationsbeschleunigern nur wenige Nebenwirkungen [21; 112; 151] hervor
und ist deutlich effektiver [92; 93; 111; 118; 119]. Auch die Vorbehandlung der Spender mit
Glukokortikoiden zeigte eine geringe klinische Nebenwirkungsrate, wenngleich auch Bedenken hinsichtlich einer möglichen steroidinduzierten Funktionsstörung der Leukozyten geäu-
22
1 Einleitung
ßert wurde. Diese Vermutung hat sich jedoch durch verschiedene kontrollierte Studien nicht
bestätigt [5; 72; 168], und man geht heute davon aus, dass Glukokortikoide bei gleichzeitiger
Hemmung der Apoptose zu keiner klinisch relevanten Einschränkung der Granulozyten führen [97; 130]. In den folgenden Jahren wurden daraufhin verschiedene Glukokortikoide in
unterschiedlichen Dosierungen getestet. In den meisten Studien wurden die höchsten gewinnbaren Granulozytenzahlen (ca. 2 - 3 x 1010) unter Verwendung von Dexamethason oder Prednison erzielt [59; 108; 153].
Während anfangs v.a. viele kleinere, unkontrollierte klinische Studien zu Granulozytentransfusionen bei Erwachsenen publiziert wurden und meist einen Vorteil für die transfundierten
Patienten nahe legten, führten die ständigen Fortschritte in der Sammlung von Spendergranulozyten seit den 70er Jahren auch bald zu ersten kontrollierten klinischen Studien. Diese Arbeiten wurden von Wright [175] und Strauss [153] zusammengefasst. Einen Überblick über
Umfang und Erfolg oder Misserfolg dieser Studien gibt Tabelle 1.3.
Tabelle 1.3
Granulozytentransfusionen bei Erwachsenen in sieben kontrollierten Studien
(modifiziert nach [136])
Versuchsgruppe
Autor
Jahr
Kontrollgruppe
Patienten
Überleben
Patienten
Überleben
[n]
[%]
[n]
[%]
Erfolg
Graw et al. [63]
1972
39
46
37
30
Teilweise
Higby et al. [72]
1975
17
76
19
26
Ja
Fortuny et al. [57]
1975
17
78
22
80
Nein
Vogler et al. [168]
1977
17
59
13
15
Ja
Alavi et al. [5]
1977
12
82
19
62
Teilweise
Herzig et al. [69]
1977
13
75
14
36
Ja
Winston et al. [173]
1982
48
63
47
72
Nein
In der ersten kontrollierten Studie, die 1972 veröffentlicht wurde, berichteten Graw und Mitarbeiter über Granulozytentransfusionen bei Patienten mit nachgewiesener oder wahrscheinlicher Gram-negativer Sepsis. Patienten, die vier Granulozytentransfusionen erhielten, überlebten zu 100 %, Patienten mit drei Granulozytentransfusionen zu 80 %. In der Kontrollgruppe,
die aus Patienten bestand, für die kein passender Spender gefunden werden konnte, überlebten
1 Einleitung
23
nur 30 % das infektiöse Ereignis [63]. Diese Ergebnisse und weitere wichtige Erkenntnisse
dieser Studie, wie die erhöhte Nebenwirkungsrate und die geringere Zahl an zirkulierenden
Granulozyten nach der Transfusion unter Verwendung der Filtrationsleukapherese sowie die
Erhöhung der zirkulierenden Granulozytenzahl bei AB0- und möglicherweise auch bei HLAKompatibilität, haben den Weg für weitere Studien gebahnt. So wurden diese ersten positiven
Ergebnisse 1975 in einer Studie von Higby und Mitarbeitern, in der alle Patienten, unabhängig vom klinischen Verlauf, vier Granulozytentransfusionen erhielten, größtenteils bestätigt.
Dagegen konnten Fortuny und Mitarbeitern im selben Jahr keinen Erfolg der Granulozytentransfusionen aufzeigen. In ihrer Studie hatte die Kontrollgruppe mit alleiniger antibiotischer Behandlung eine sehr hohe Überlebensrate (80 %) [57], was allerdings darauf hindeutet,
dass Patienten in die Studie eingeschlossen wurden, die nicht bedrohlich erkrankt waren.
Vogler und Winton zeigten 1977, dass besonders Patienten mit prolongierter Neutropenie von
Granulozytentransfusionen profitierten [168]. Zu diesem Schluss kam auch die Arbeitsgruppe
um Herzig [69]. Daneben berichteten Vogler und Winton über ein fehlendes Ansprechen auf
diese Art von Therapie bei Patienten, die weniger als 0,3 x 1010 Granulozyten pro Transfusion
erhielten [168]. In der Studie von Alavi und Mitarbeitern wurden Patienten mit Fieber in der
Neutropenie, darunter einige mit relativ guter Prognose, Granulozyten transfundiert und es
konnte teilweise eine Wirksamkeit bei klinisch dokumentierten Infektionen gezeigt werden,
insbesondere bei Patienten mit anhaltendem Knochenmarkversagen. Zusätzlich gab es Hinweise auf eine prophylaktische Wirkung gegen Pilzinfektionen [5]. 1982 konnten Winston
und Mitarbeiter keinen Vorteil der transfundierten Patienten gegenüber der Kontrollgruppe
demonstrieren, allerdings wurden im Mittel auch nur 0,5 x 1010 neutrophile Granulozyten
transfundiert [173]. Die hohe Überlebensrate der Patienten aus der Kontrollgruppe deutete
außerdem darauf hin, dass entweder Patienten in die Studie eingeschlossen wurden, die nicht
an ernsten Infektionen erkrankt waren, oder aber die verwendeten Antibiotika wirksamer als
in früheren Studien waren.
Insgesamt zeigte sich somit in drei der sieben kontrollierten Studien ein signifikanter Überlebensvorteil transfundierter Patienten [69; 72; 168], in zwei weiteren Studien ein Trend hinsichtlich eines besseren klinischen Verlaufes [5; 63] und in zwei Studien keinerlei Überlegenheit der Granulozytentransfusionen. Jedoch lassen sich bei genauerer Betrachtung teils deutliche Unterschiede in der Art der Granulozytengewinnung und der verabreichten Granulozytendosis erkennen (s. Tab. 1.4). Diese Faktoren hatten zum Teil erhebliche Auswirkungen auf
das Resultat der Studien.
1 Einleitung
24
Tabelle 1.4
Charakteristika der sieben kontrollierten Granulozytentransfusions-Studien
(modifiziert nach [136])
Autor
Leukaphereseverfahren
Granulozytendosis
(x 1010)
Erfolg
Filtration
2,0
Zentrifugation
0,6
Filtration
2,2
Ja
Fortuny et al. [57]
Zentrifugation
0,4
Nein
Vogler et al. [168]
Zentrifugation
2,7
Ja
Filtration
5,9
Teilweise
Filtration
1,7
Zentrifugation
0,4
Zentrifugation
0,5
Graw et al. [63]
Higby et al. [72]
Alavi et al. [5]
Herzig et al. [69]
Winston et al. [173]
Teilweise
Ja
Nein
Ein großes Problem der 70er und 80er Jahre, das die Ergebnisse von Granulozytentransfusionen bei Erwachsenen negativ beeinflusst hat, war die geringe Anzahl an von Spendern gewonnenen Granulozyten. Trotz Mobilisierung mit Glukokortikoiden haben diese niedrige
Ausbeute und die kurze Halbwertszeit der transfundierten Zellen häufig zu keinem oder kaum
messbarem Anstieg der zirkulierenden Granulozyten beim Empfänger geführt [89]. Daneben
dämpften auch der hohe technische und finanzielle Aufwand, die mit Granulozytentransfusionen assoziierten, teils erheblichen Nebenwirkungen [71] und der Einsatz von neuen antimikrobiellen Wirkstoffen den anfänglichen Enthusiasmus. Buckner und Clift resümierten
bereits 1984, dass Granulozytentransfusionen teuer seien und gesunde Spender in eine zeitaufwendige, unbequeme und riskante Prozedur involvierten. Sie kamen daher zu der Ansicht,
dass es nur wenige klinische Situationen gäbe, in denen der Einsatz von Granulozytentransfusionen gerechtfertigt wäre und eine breitere Anwendung des Verfahrens eine bessere Technik
der Granulozytengewinnung voraussetze [25].
Bei Kindern, darunter Kinder mit septischer Granulomatose und Neugeborene mit dringendem Verdacht auf Sepsis, wurden auch weiterhin in einer Reihe von Zentren Granulozytentransfusionen durchgeführt, da den kleinen Patienten relativ gesehen eine hohe Zahl an
Zellen von gesunden Erwachsenen transfundiert werden konnte [30; 90; 152].
Erst die Entdeckung des Potentials von G-CSF und die klinische Anwendung dieser Substanz
zur Mobilisierung von Granulozyten bei gesunden Spendern (s. Kap. 1.5) haben zu einem
1 Einleitung
25
erneuten und verstärkten Interesse an Granulozytentransfusionen geführt. Unterstützt wurde
dies durch weiterhin verbesserte Sammeltechniken und den dringenden Bedarf an effektiver
Behandlung von Infektionen in der Neutropenie. [41; 78]. Seit Anfang der 90er Jahre wurden
daher viele Studien publiziert, in denen u.a. versucht wurde, die optimale Dosierung von GCSF und auch die der Kombination von G-CSF und Glukokortikoiden herauszuarbeiten, um
bei gesunden Spendern eine möglichst hohe Zahl an zirkulierenden Granulozyten im peripheren Blut (ANC) zu erzielen [4; 11; 31; 70; 77; 84; 94; 98; 128; 133]. Im Vergleich zu früheren
Studien, in denen die Spender ausschließlich mit Glukokortikoiden vorbehandelt wurden,
konnte so die Zellzahl der durch Zentrifugationsleukapherese gewonnenen Granulozytenkonzentrate häufig um ein Vielfaches erhöht werden. Ein Überblick dieser Ergebnisse ist in Tabelle 1.5 dargestellt. Bei anschließender Transfusion der Zellen konnte in den meisten Fällen
ein deutlicher Anstieg der Granulozyten im Blut der Patienten verzeichnet werden. Teilweise
wurden sogar Normalwerte erreicht. So berichteten Bensinger und Mitarbeiter bereits 1993
von einem mittleren, 24 Stunden nach der Transfusion gemessenen, Anstieg der Zellen auf
0,95 x 109 /l [11]. In der Studie von Hübel und Mitarbeitern führten Granulozytentransfusionen von mit G-CSF vorbehandelten Fremdspendern eine Stunde danach zu einer medianen
Granulozytenzahl in Höhe von 1,7 x 109 /l [77]. Wurden die Fremdspender zuvor mit G-CSF
und Dexamethason stimuliert, so wurde bei den Empfängern ein medianer Granulozytenwert
von 1,1 x 109 /l erreicht, verglichen mit 0,2 x 109 Granulozyten pro Liter nach Transfusion von
Granulozytenkonzentraten, die von verwandten Spendern gewonnen wurden. Diesen wurde
dabei vor der Leukapherese ebenfalls nur G-CSF appliziert. Einen deutlich höheren Wert (2,6
x 109 /l) konnten Price und Mitarbeiter sowohl eine Stunde nach der Granulozytengabe, als
auch am nächsten Morgen bei ihren Patienten messen [133]. In einer anderen Studie, in der 30
Patienten insgesamt 301 Granulozytentransfusionen erhielten [128], wurde die Wahrscheinlichkeit, innerhalb von fünf Tagen eine absolute Granulozytenzahl von > 0,5 x 109 /l zu erreichen, mit 85 % angegeben.
Obwohl die Ergebnisse von den Studien, die verschiedene Strategien der Zellmobilisation
verfolgten, darauf hinweisen, dass eine höhere Granulozytendosis auch zu einem höheren
Anstieg der Granulozytenzahl beim Empfänger führt [77; 128], konnte in manchen Studien
diesbezüglich kein klarer Zusammenhang dargestellt werden [3; 4; 133]. Ursachen dieser abweichenden Beobachtungen können u.a. unterschiedliche Ausgangswerte der Zellzahlen vor
der Transfusion, Inkompatibilität der Leukozyten zwischen Spender und Empfänger und ein
fehlender einheitlicher Zeitpunkt der Messung sein.
26
1 Einleitung
Tabelle 1.5 Ergebnisse der Granulozytengewinnung nach Stimulation mit G-CSF und/oder
Glukokortikoiden
Autor
&
Jahr
Stimulationsregime
ANC
(x 109/l)
Anzahl
GK
(n)
PMNL /
GK
(x 1010)
G-CSF, 5µg/kg/d s.c., x 12 d
29,6
58
4,2
Caspar et al.
1993 [31]
G-CSF, 300µg s.c., x 1 d
20,2
22
4,4
Hester et al.
1995 [70]
G-CSF, 5µg/kg/d s.c., x 4-5 d
23,8 – 35,5
124
4,1
Liles et al.
1997 [98]
G-CSF, 300µg s.c. x 1 d
G-CSF, 600µg s.c. x 1 d
Dexamethason, 8mg p.o. x 1 d
G-CSF, 300µg + Dex. 8mg x 1 d
G-CSF, 600µg + Dex. 8mg x 1 d
26,5
27,4
9,0
33,9
43,0
n.d.
n.d.
Jendiroba et al.
1998 [84]
G-CSF, 5µg/kg/d s.c., x 4-5 d
G-CSF, 5µg/kg/d s.c., x 4-5 da
Prednison, 60mg/d p.o., x 4-5 d
34,2b
29,3
20,7
221
179
64
4,2
4,6
2,9
Peters et al.
1999 [128]
G-CSF, 5µg/kg/d s.c., x 5 d
Prednisolon 50-100mg i.v., x 1 d
15,8c
4,5d
175
126
4,5
1,3
Adkins et al.
2000 [4]
G-CSF, 10µg/kg/d s.c., d 1, 4, 6, 8
14,8 - 45,4
127
5,6 – 9,9
G-CSF, 600µg s.c. +
Dex. 8mg p.o., x 1 d
30,9
175
8,2
3,0
18,9
22,4
13
37
5
5,1
5,5
10,6
219
4,6
5,4
8,1
Bensinger et al.
1993 [11]
Price et al.
2000 [133]
Lee et al.
2001 [94]
Hübel et al.
2002 [77]
Dex., 3mg/m² i.v., x 1 d
G-CSF, 5µg/kg/d s.c., x 1 d
G-CSF, 5µg/kg/d s.c. +
Dex., 3mg/m² i.v., x 1 d
G-CSF, 600µg s.c., x 1 dc
G-CSF, 600µg s.c., x 1 dd
G-CSF, 600µg +
Dex. 8mg p.o., x 1 dd
n.e.
327
ANC, absolute Neutrophilenzahl (absolute neutrophil count); Dex., Dexamethason; GK, Granulozytenkonzentrat; i.v., intravenös; n.d., nicht durchgeführt; n.e. nicht evaluierbar; PMNL, neutrophile Granulozyten (polymorphonuclear leukocytes); p.o., per os; s.c., subkutan;
a
Nur jeden zweiten Tag
Ergebnisse dieser Studie beziehen sich auf die Gesamtzahl an Leukozyten
c
Verwandte Spender
d
Fremdspender
b
1 Einleitung
27
In den vergangenen Jahren wurden Granulozytentransfusionen am häufigsten zur Behandlung
von Patienten mit lebensbedrohlichen Infektionen in der Neutropenie, die auf die konventionelle antimikrobielle Therapie nicht ausreichend ansprachen, eingesetzt. Beispiele dieser Infektionen sind bakterielle oder mykotische Sepsis und invasive Aspergillose. Die meisten
Zentren versuchen Granulozytentransfusionen ein- bis zweimal täglich oder zumindest einmal
in zwei Tagen durchzuführen [33; 83; 128; 133]. Werden dabei nur Verwandte und enge
Freunde der Patienten als Spender rekrutiert, so führt dies häufig zu logistischen Problemen,
wenn keine ausreichend hohe Zahl an Spendern mit passender Blutgruppe und CMV-Status
zur Verfügung stehen. Dahingegen haben Hübel und Mitarbeiter gezeigt, dass die Zeit von der
Indikationsstellung bis zur Durchführung der ersten Transfusion verkürzt werden kann, wenn
freiwillige Fremdspender rekrutiert werden [77]. In einer anderen Studie konnten durch die
Kombination von Fremdspendern und Spendern aus der Verwandtschaft 75 % der geplanten
täglichen Granulozytentransfusionen bei Patienten mit Sepsis in der Neutropenie durchgeführt
werden [133].
Obwohl immer mehr Studien, auch aus jüngster Vergangenheit, gezeigt haben, dass Granulozytentransfusionen eine sichere und effektive Therapiemaßnahme bei Patienten mit schweren
Infektionen in der Neutropenie sein können (s. Tab. 1.6), so sind diese Ergebnisse nur bedingt
aussagekräftig. Viele Berichte stammen aus kleinen unkontrollierten Studien und einzelnen
Fallberichten mit unterschiedlichen Ausgangssituationen, infektiösen Komplikationen, etc.,
und es mangelt bis heute an großen kontrollierten Multicenter-Studien.
Neben der therapeutischen Anwendung von Granulozytentransfusionen wurde immer wieder
auch versucht, den klinischen Wert von prophylaktischen Transfusionen herauszuarbeiten. So
führten verschiedene Arbeitsgruppen Granulozytentransfusionen bei Patienten nach autologer
[4] und allogener [2; 3; 15] Stammzelltransplantation durch, darunter auch bei Patienten mit
Pilzinfektionen in der Vorgeschichte [88]. Die Ergebnisse dieser Studien zeigten, dass prophylaktische Granulozytentransfusionen eine sichere Methode sind und sowohl die Dauer der
Neutropenie als auch die Inzidenz und Schwere einer Sepsis reduzieren konnten. Dies führte
zu einer geringeren Anzahl an Tagen mit Fieber, einem reduzierten Antibiotikaverbrauch und
einem möglichen positiven Einfluss auf das Langzeitüberleben der Patienten [2; 15; 88].
Insgesamt betrachtet bleiben die Aussagekraft bisheriger Resultate und somit auch der klinische Wert von prophylaktischen und therapeutischen Granulozytentransfusionen gegenwärtig
immer noch umstritten. Der Einsatz von Granulozytentransfusionen beschränkt sich daher auf
bestimmte klinische Situationen (s. Kap. 1.6.2). Ergebnisse zukünftiger, kontrollierter Studien
28
1 Einleitung
sollen zeigen, ob das Indikationsspektrum erweitert werden kann und ob Granulozytentransfusionen ein fester Bestandteil der Infektionstherapie in der Neutropenie sein werden.
Tabelle 1.6 Ergebnisse der Granulozytentransfusions-Therapie aus den letzten Jahren
Autor
&
Jahr
Anzahl
Patienten
(n)
Ergebnisse nach GTx
GesamtAnsprechen
(%)
Hester et al. 1995 [70]
15
Positives Ansprechen: 9/15 M
60
Dignani et al. 1997 [48]
15
Positiver Verlauf: 11/15 (2/4 HP; 9/11 SP)
73
Peters et al. 1999 [128]
30
Überleben an Tag 100 mit Infektionsfreiheit : 21/30
(14/17 B ; 7/13 M)
70
Price et al. 2000 [133]
19
Infektionsfreiheit: 8/19 (0/5 A; 4/7 C; 3/3B)
42
Lee et al. 2001 [94]
25
Positiver Verlauf : 10/25 (14/31 B; 8/11 M)a
40
Illerhaus et al. 2002 [83]
18
Klinische Stabilisierung oder Besserung : 12/18b
67
Cesaro et al. 2003 [33]
15
Positives Ansprechen: 9/15 (6 CR ; 3 PR)
60
Rutella et al. 2003 [139]
20
Positiver Verlauf: 6/11 B; 4/7 M; 1/2 CDI
55
A, Aspergillose; B, bakterielle Infektion; C, Candidämie; CDI, klinisch gesicherte Infektion (clinically documented infection); CR, vollständige Erholung (complete recovery); GTx, Granulozytentransfusion; HP, Hefepilz; M,
mykotische Infektion; PR, partielle Besserung ( partial recovery); SP, Schimmelpilz
a
b
Z.T. Patienten mit Mehrfachinfektionen
Darunter u.a. 5/9 mit invasiv-pulmonaler Aspergillose, 7/9 mit schwerer Sepsis; z.T. Mehrfachinfektionen
.
1.6.2 Indikationen
Nach den Aussagen der Infectious Diseases Society of America kann der routinemäßige Einsatz von Granulozytentransfusionen bei neutropenen Patienten bisher nicht empfohlen werden
[81]. Diese Art von Therapie gilt auch heute noch als ein experimentelles, klinisches Verfahren, welches nur im Rahmen von Studien angewandt werden sollte [26; 78]. Dennoch gibt es
bestimmte Situationen in der Neutropenie, in denen der Einsatz von G-CSF-stimulierten Granulozytentransfusionen angebracht und gerechtfertigt sein kann. Dazu gehören schwere Infektionen bei Patienten mit weniger als 200 - 500 neutrophilen Granulozyten/µl, die trotz maximaler antibiotischer und antimykotischer Therapie für mehr als 48 Stunden einen progredienten Verlauf zeigen und aufgrund der Erregerspezies und der zu erwartenden Neutropeniedauer
1 Einleitung
29
mit hoher Wahrscheinlichkeit lebensbedrohlich für den Patienten werden können. Beispiele
dieser Infektionen sind nekrotisierende Fasziitis, schwere neutropenische Typhlitis (syn.
neutropenische Kolitis, nekrotisierende Enteropathie), systemische Pilzinfektionen, etc. [14;
26].
Diese Indikationsbereiche haben sich im Laufe der Jahre durch klinische Erfahrung und veröffentlichte Daten aus einzelnen Fallberichten und Studien herauskristallisiert. Allerdings
werden Granulozytentransfusionen, auch aufgrund der oft nicht ausreichenden Spenderverfügbarkeit, in manchen Zentren nur dann zur Infektionstherapie in Erwägung gezogen, wenn
davon auszugehen ist, dass sich die Knochenmarkfunktion und in Folge dessen die absolute
Zahl an neutrophilen Granulozyten des Empfängers in einer absehbaren Zeit erholen wird.
Vorgeschlagen wird dabei ein Zeitraum von sieben Tagen [14].
Zusätzlich zu den o.g. Indikationen können auch Patienten, die an einer der seltenen angeborenen Granulozytenfunktionsstörungen, wie z.B. der septischen Granulomatose leiden, bei
progredienten und lebensbedrohlichen Infektionen von Granulozytentransfusionen profitieren.
Ein Erfolg ist bei diesen Patienten auch dann möglich, wenn sie eine normale absolute Granulozytenzahl im peripheren Blut aufweisen [178]. Des Weiteren können Granulozytentransfusionen erfolgreich bei Neugeborenen mit Sepsis und Neutropenie aufgrund erschöpfter Granulozytenreserve im Knochenmark eingesetzt werden [29].
Der klinische Nutzen der therapeutischen sowie der prophylaktischen Gabe von Granulozytenkonzentraten soll in derzeit laufenden Studien in Europa und den USA erforscht bzw. bestätigt werden. Unter anderem wird eine geplante prospektive Multicenter-Studie, die durch
das Transfusion Medicine/Hemostasis Clinical Trial Network (USA) beaufsichtigt wird, voraussichtlich wertvolle Informationen diesbezüglich liefern.
1.6.3 Gewinnung und Transfusion der Granulozytenkonzentrate
Wie bereits in Kapitel 1.6.1 erwähnt, werden Granulozytenkonzentrate durch maschinelle
Apherese, und zwar heute ausschließlich mittels Zentrifugationsleukapherese, von gesunden
Spendern gewonnen. Die Spende dieser Präparate ist dabei stets eine gerichtete Spende für
einen bestimmten Patienten. Die in Deutschland geltenden Anforderungen an die Spender
(Gesundheit, Eignung, Spendertauglichkeit) sind in nationalen und europäischen Gesetzen
und Richtlinien beschrieben und beinhalten beispielsweise Blutgruppenkompatibilität mit
dem Empfänger, Alter (i.A. 18-68 Jahre) und negative Infektionsserologie für HIV, TPHA,
1 Einleitung
30
HBsAg und HCV [27; 55]. Außerdem sollten bei CMV-seronegativen Patienten nur Granulozytenpräparate von CMV-seronegativ getesteten Spendern eingesetzt werden.
Tierexperimentelle Untersuchungen und klinische Erfahrungen haben gezeigt, dass ein Konzentrat für einen erwachsenen Patienten mehr als 2 x 1010 und für Neugeborene mehr als
3 x 109 Granulozyten enthalten sollte [9; 26; 166]. Zur Gewinnung eines ausreichend hohen
Granulozytengehalts werden die Spender daher mit Glukokortikoiden und/oder gentechnisch
hergestelltem G-CSF vorbehandelt. Da G-CSF derzeit in Deutschland nicht für diese Indikation zugelassen ist, dürfen solche Vorbehandlungen nur im Rahmen von Studien mit einem
zustimmenden Votum der zuständigen Ethikkommission sowie einer Probandenversicherung
erfolgen. Außerdem ist bei Gabe von G-CSF an Frauen im gebärfähigen Alter zuvor eine
Schwangerschaft auszuschließen [26]. Der optimale Zeitpunkt der Apherese liegt bei 8 - 12
Stunden nach der letzten Gabe von G-CSF, da in diesem Zeitraum die maximale Anzahl an
zirkulierenden Granulozyten zu erwarten ist [99].
Um während der Zentrifugation eine ausreichende Trennung von Granulozyten und Erythrozyten zu erreichen, hat sich der Einsatz des Sedimentationsbeschleunigers Hydroxyethylstärke
(HES) bewährt. Da Unverträglichkeitsreaktionen auf HES beschrieben sind, wird eine so genannte biologische Vorprobe durch intravenöse Injektion von 1 ml 6 %iger HES mit anschließender 5-minütiger Beobachtungszeit empfohlen. Außerdem beschränkt der Einsatz dieses
Sedimentationsbeschleunigers wegen der Gefahr für das Auftreten von starkem Juckreiz die
Zahl der bei einem Spender erlaubten Granulozytapheresen auf vier pro Jahr [26; 47]. Während der Apherese werden dem Spenderblut dann 200 bis maximal 750 ml 6%ige HES sowie
ein Antikoagulanz (Tri-Natrium-Citrat) zugesetzt. Anschließend wird jedes gewonnene Konzentrat zur Verhinderung einer Graft-Versus-Host-Reaktion mit 30 Gy bestrahlt.
Aufgrund der autolytischen Tendenz von Granulozyten sollten die Granulozytenkonzentrate
innerhalb von sechs Stunden nach Herstellung transfundiert werden. Allerdings haben verschiedene Studien gezeigt, dass es auch möglich ist, Granulozytenkonzentrate bei 10 - 24° C
bis zu 24 Stunden in Ruhe und ohne wesentlichen Funktionsverlust zu lagern und anschließend erfolgreich zu transfundieren [80; 91; 145].
Die Granulozytentransfusion erfolgt über ein normales Transfusionsgerät mit Standardfilter
(DIN 58360, Porengröße 170 µm – 230 µm) und einer empfohlenen Transfusionsgeschwindigkeit von 1 x 1010 Zellen pro Stunde [26].Unmittelbar vor der Transfusion ist jedes Granulozytenkonzentrat einer optischen Qualitätsprüfung zu unterziehen. Hierbei ist vor allem auf
Unversehrtheit des Beutels, Koagel- und Aggregatbildung, Verfärbungen sowie auf Hämolyse
1 Einleitung
31
zu achten. Auffällige Granulozytenkonzentrate dürfen nicht transfundiert werden. Weiterhin
sind die einwandfreie Beschriftung, die korrekte Zuordnung zum Patienten und das Verfallsdatum des Präparates zu kontrollieren. Um mögliche pulmonale Transfusionsreaktionen durch
gleichzeitige Gabe von Amphotericin B (s. Kap. 1.6.4) zu vermeiden, sollte zur Granulozytentransfusion ein zeitlicher Abstand von 4 - 6 Stunden eingehalten werden, auch wenn dieser
Zusammenhang mehr und mehr in Frage gestellt wird [52]. Weiterhin sollte bei Frauen im
gebärfähigen Alter eine Prophylaxe mit Anti-D Immunglobulin immer dann durchgeführt
werden, wenn die Gabe von Rh(D)-positiven Granulozytenpräparaten unvermeidlich ist. Damit kann eine Immunisierung der Patientinnen vermieden werden [26].
Kommt es nach Granulozytentransfusionen bei den Empfängern zu einem wiederholten Ausbleiben eines adäquaten Inkrements (Granulozytenanstieg < 0,5 x 109 /l), sollte durch spezifische Untersuchungen (z.B. Lymphozytotoxizitätstest) eine Vor-Alloimmunisierung des Empfängers gegen HLA- und granulozytenspezifische Antigene ausgeschlossen werden. Bei positivem Testbefund sind entsprechend HLA- und/oder Granulozytenantigen-kompatible Granulozyten zu transfundieren [26].
1.6.4 Nebenwirkungen
Bei Spendern sind die Nebenwirkungen von G-CSF (und auch von Glukokortikoiden) erfahrungsgemäß gering und beschränken sich meist auf lokales Brennen an der Einstichstelle,
dosisabhängige leichte und vorübergehende Knochen- und Muskelschmerzen, moderate
Kopfschmerzen, selten Übelkeit, Müdigkeit oder auch Schlaflosigkeit [8; 11; 28; 31; 133;
155]. Allerdings treten diese unerwünschten Nebenwirkungen bei bis zu 80 % der Spender
auf, und in einer Studie von McCullough und Mitarbeitern [113] haben ungefähr 75 % der
Spender aufgrund der vorübergehenden Nebenwirkungen Schmerzmittel eingenommen. Dadurch konnte aber in den meisten Fällen eine deutliche Linderung erzielt werden. Spender
sollten auch auf den Umstand eines möglicherweise erhöhten Thromboserisikos hingewiesen
und auf Vorliegen einer Thrombophilie untersucht werden, da von einer Gerinnungsaktivierung im Sinne einer Hyperkoagulabilität nach G-CSF-Applikation berichtet wurde [149]. Außerdem wiesen Ghodsi und Mitarbeiter 2001 auf ein möglicherweise erhöhtes Kataraktrisiko
bei Granulozytenspendern nach wiederholter Gabe von Glukokortikoiden hin [61].
Eine einmalige Gabe von G-CSF führt, nach gelegentlich innerhalb der ersten 30 Minuten
auftretender transienter Neutropenie, zu einem über 24 - 48 Stunden anhaltenden Granulozytenanstieg im Blut des Spenders, mit einem maximalen Wert nach ungefähr 12 Stunden.
1 Einleitung
32
Durch wiederholte Applikation kann dieser erhöhte Level für mindestens zwei Wochen aufrechterhalten werden. Nach Absetzen von G-CSF kommt es innerhalb weniger Tage zu einer
vollständigen Normalisierung des Blutbildes [11; 34; 98]. Bis heute gibt es insgesamt nur
wenig Langzeiterfahrung über die Behandlung mit G-CSF. In bisherigen Untersuchungen
konnten jedoch noch keine negativen Folgen gezeigt werden [32; 143; 154].
Weitere Nebenwirkungen bei Spendern wie starker Juckreiz, Flush, Blutdruck- und Herzfrequenzanstieg bei zu schneller Infusion und Wasserretention mit Hyponatriämie können durch
die Gabe von HES auftreten. Allerdings sind auch hier keine langfristigen Nebenwirkungen
bekannt [28; 120]. Als sehr seltene unerwünschte Nebenwirkung sind anaphylaktoide Reaktionen beschrieben worden (Häufigkeit < 1:1.000.000). Daneben können bei Patienten mit Gerinnungsstörungen (z.B. von Willebrand-Jürgens-Syndrom) Blutungen auftreten [160], welche sich jedoch durch Auswahl eines geeigneten HES-Präparates minimieren lassen [161163].
Insgesamt treten unerwünschte Nebenwirkungen bei Granulozytenspendern zwar relativ häufig auf, jedoch meist nur in milder Ausprägung. In einer Studie von Price und Mitarbeitern
ergab eine Umfrage unter Spendern nach der Leukapherese eine 98 %ige Bereitschaft, noch
einmal an einer Granulozytenspende teilzunehmen [133]. Im Rahmen einer deutschösterreichischen Multicenter-Studie waren dies immerhin noch 85 % [28].
Von den Empfängern werden Granulozytentransfusionen im Allgemeinen gut toleriert. Die
am häufigsten zu beobachtenden Nebenwirkungen sind Fieber und Schüttelfrost, seltener
Hautausschlag (Urtikaria), Dyspnoe, Tachykardie und Hypotension [4; 28; 77; 94; 116; 128;
133]. Während diese Nebenwirkungen meist als gering bis moderat beschrieben werden und
teilweise durch Prämedikation und reduzierte Transfusionsgeschwindigkeit minimiert werden
können, besteht doch die Gefahr einer Granulozytentransfusion-assoziierten pulmonalen Reaktion, die einen tödlichen Ausgang zur Folge haben kann [94]. Pathophysiologisch liegen
dieser pulmonalen Reaktion verschiedenartige Ursachen zu Grunde. Dazu zählen anaphylaktische Reaktionen, Überwässerung, Lungenödem und TRALI (transfusion related acute lung
injury) [140]. Bei letzterem geht man davon aus, dass es im Mikrogefäßsystem der Lunge zur
Aggregation von neutrophilen Granulozyten kommt.
In den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts wurden verschiedene Fälle von gravierenden Nebenwirkungen einer Granulozytentransfusion und gleichzeitiger Gabe von konventionellem
Amphotericin B beschrieben. Hiernach können unter dieser Kombinationsbehandlung lebensbedrohliche pulmonale Reaktionen auftreten [12; 176]. Obwohl in darauf folgenden Untersuchungen dieser Zusammenhang nicht bestätigt wurde [52; 86], wird auch heute noch empfoh-
1 Einleitung
33
len, einen zeitlichen Abstand zwischen den Granulozytentransfusionen und der Gabe von
Amphotericin B einzuhalten (s. Kap. 1.6.3).
Weiterhin scheint die Gefahr einer durch die Granulozytentransfusion bedingten Alloimmunisierung durch HLA-Klasse-I- und granulozytenspezifische Alloantikörper des Empfängers zu
bestehen, welche zu schweren febrilen Transfusionsreaktionen führen kann [68; 114; 144;
156]. Allerdings wurde in zwei neueren Studien der Zusammenhang zwischen einer Leukozyteninkompatibilität und dem Auftreten von unerwünschten Nebenwirkungen nicht bestätigt
[4; 133]. Dennoch sollte bei fehlendem Inkrement nach Granulozytentransfusionen, dem Auftreten eines gegenüber Thrombozytenpräparaten refraktären Zustandes, posttransfusionellen
pulmonalen Infiltraten und häufigen febrilen Transfusionsreaktionen eine Alloimmunisierung
in Betracht gezogen und weitere Untersuchungen veranlasst werden.
1.7 Ziel der Arbeit
Seit 1996 werden in der Medizinischen Klinik und der Kinderklinik der Universität Freiburg
Granulozytentransfusionen durchgeführt. Ziel dieser Arbeit ist es, die Daten aller Transfusionen, die bei Patienten im Rahmen der supportiven Therapie bei schweren Infektionen in der
Neutropenie durchgeführt wurden, zu erfassen und zu analysieren. Zum einen soll die Durchführung und die Machbarkeit der Granulozytengewinnung sowie der -transfusion erläutert
werden, zum anderen soll die Effektivität dieser Therapieoption anhand des klinischen Verlaufs und unter Zuhilfenahme von laborchemischen Parametern und der Überlebenszeitanalyse beschrieben werden. Dazu sollen die Patienten entsprechend ihrer infektiologischen Erkrankung in verschiedene Gruppen eingeteilt werden, um so ein eventuell unterschiedliches
Ansprechen der Transfusionen auf die durch verschiedene Erreger ausgelösten Krankheitsbilder herauszuarbeiten. Des Weiteren soll untersucht werden, ob es zusätzliche Faktoren gibt,
die die Wahrscheinlichkeit für das Ansprechen auf die Granulozytentransfusionen beeinflussen können.
2 Patienten, Spender und Methoden
34
2 Patienten, Spender und Methoden
2.1 Patienten
An der Universitätsklinik Freiburg werden seit 1996 Granulozytentransfusionen durchgeführt.
Dabei werden die Empfänger wie auch die Spender der Granulozytenkonzentrate vor der
Transfusion über mögliche Risiken und Nebenwirkungen dieser Behandlungsmethode aufgeklärt. Diese Aufklärung, die nach den Richtlinien der Deklaration von Helsinki erfolgt, und
die Einwilligung in das Verfahren werden durch eine Unterschrift des Patienten bestätigt. Die
entsprechenden Durchführungsprotokolle wurden der Ethikkommission vorgelegt und von
dieser positiv begutachtet.
In dem Zeitraum von Anfang 1996 bis Ende 2003 wurden insgesamt 318 Leukapheresen initiiert, von denen allerdings drei vorzeitig abgebrochen werden mussten. Ursachen dafür waren
in zwei Fällen Zuflussstörungen vom Spender zum Zellseperator und in einem Fall eine vasovagale Reaktion (vorübergehend Übelkeit, Kaltschweißigkeit, fehlende periphere Pulse ohne
Bewusstseinsverlust) des Spenders.
Aufgrund unzureichender Datenlage konnten fünf Transfusionen nicht weiter verfolgt und
ausgewertet werden. Des Weiteren wurden drei Granulozytenkonzentrate nicht transfundiert,
da eine Patientin vor der geplanten Transfusion starb, bei einer Patientin der Verdacht auf ein
Sweet-Syndrom nach Gabe von G-CSF gestellt wurde und ein Patient nach vorangegangener
Granulozytentransfusion Alloantikörper gegen Granulozyten entwickelte.
Von den 307 auswertbaren Granulozytentransfusionen wurden 75 prophylaktisch durchgeführt, 44 davon im Rahmen einer klinikinternen Studie von Illerhaus und Mitarbeitern [83].
Diese prophylaktischen Transfusionen wurden in dieser Arbeit aufgrund einer anderen Aufgabenstellung und Zielsetzung nicht näher betrachtet.
Insgesamt konnten daher die Daten von 232 Granulozytentransfusionen, die an der Universitätsklinik Freiburg zwischen 1996 und 2003 bei 70 Patienten als supportive Therapiemaßnahme bei schweren Infektionen in der Neutropenie durchgeführt wurden, erfasst und ausgewertet werden. Dabei entfielen 23 Granulozytentransfusionen auf acht Säuglinge und Kinder
und 209 Transfusionen auf 62 erwachsene Patienten. Tabelle 2.1 gibt einen Überblick über
die Patientencharakteristika und die Anzahl der Transfusionen pro Patient. Die Verteilung der
verschiedenen Grunderkrankungen auf das gesamte Patientenkollektiv ist in Abbildung 2.1
noch einmal graphisch dargestellt.
35
2 Patienten, Spender und Methoden
Tabelle 2.1 Patientencharakteristika
Erwachsene
Kinder
Gesamt
62
8
70
Männlich/weiblich
39/23
6/2
45/25
Alter (Jahre)
Median
Range
49
17-77
11
0,2-16
44
0,2-77
2
36
3
4
2
-
6
38
3
5
3
2
9
2
2
5
3
2
9
4
2
1-25
2
1-10
2
1-25
13
19
11
11
3
2
3
1
3
2
2
1
-
16
21
13
11
3
2
3
1
1
Anzahl der Patienten
Grunderkrankung
ALL
AML
Aplastische Anämie
CML
Hodgkin Lymphom
MDS
NHL
Sonstige
(Agranulozytose, MammaKarzinom, Histiozytose, Neuroblastom)
Anzahl GTx pro Patient
Median
Range
Anzahl Patienten mit
1 GTx
2 GTx
3 GTx
4 GTx
6 GTx
7 GTx
8 GTx
10 GTx
25 GTx
ALL, akute lymphatische Leukämie; AML, akute myeloische Leukämie; CML, chronische
myeloische Leukämie; GTx, Granulozytentransfusion; MDS, myelodysplastisches Syndrom;
NHL, Non-Hodgkin-Lymphom
36
2 Patienten, Spender und Methoden
Hodgkin
Lymphom 3
CML 5
NHL 9
ALL 6
Aplastische
Anämie 3
MDS 2
Sonstige 4
AML 38
Abb. 2.1 Hämatologische Grunderkrankungen aller Patienten (n = 70)
Im Jahr 2002 erhielt eine Patientin zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten und unter verschiedenen Indikationen jeweils vier Granulozytentransfusionen, so dass die Daten dieser Patientin
zum Teil getrennt in die Auswertung miteinbezogen wurden. Erkennbar ist dies an der Gesamtzahl der Patienten, da in diesen Fällen von 71, bzw. 63 Patienten ausgegangen wurde.
Die Verteilung der Patienten und entsprechend die der Granulozytentransfusionen über die
Jahre ist in Abbildung 2.2 dargestellt.
70
Anzahl Patienten und GTx
58
60
50
42
35
40
30
34
25
18
20
10
13
12
5
5
1996
1997
16
12
11
8
6
3
0
1998
1999
2000
2001
2002
Jahr
Patienten (Gesamt n=71)
GTx (Gesamt n=232)
Abb. 2.2 Anzahl der Patienten und GTx pro Jahr
2003
37
2 Patienten, Spender und Methoden
2.2 Spender
Für die insgesamt 232 Granulozytentransfusionen standen 90 Spender zur Verfügung, davon
neun Spender für 23 Transfusionen bei Kindern und 81 Spender für 209 Transfusionen bei
erwachsenen Patienten. Einen Überblick über Geschlecht, Alter und Anzahl der Leukapheresen pro Spender sowie die Aufteilung nach den Empfängern gibt Tabelle 2.2.
Tabelle 2.2 Spendercharakteristika
Spender für Erwachsene
Spender für Kinder
Gesamt
81
9
90
Männlich/weiblich
36/45
5/4
41/49
Alter (Jahre)
Median
Range
37
18-69
33
18-39
36
18-69
Leukapheresen pro Spender
Median
Range
2
1-13
2
1-5
2
1-13
Anzahl der Spender
Alle Spender wurden aus der Verwandtschaft oder der näheren Bekanntschaft der Patienten
ausgewählt und haben sich freiwillig zur Verfügung gestellt. Sie wurden über die Besonderheiten des Verfahrens zur Gewinnung von Granulozyten sowie die möglichen Risiken und
Nebenwirkungen aufgeklärt und haben diese Aufklärung und die Einwilligung in das Verfahren durch Unterschrift bestätigt. Grundvoraussetzungen für eine mögliche Granulozytenspende waren dabei die identische Blutgruppe (AB0 und Rh +/-) von Patient und Spender und ein
negatives Testergebnis des Spenders für eine Schwangerschaft sowie für HAV-, HBV-, HCVund HIV-Infektionen und für Treponema pallidum und Toxoplasmose. In einem Fall erhielt
eine CMV-negative Patientin aufgrund einer rasch progressiven Aspergillose und einem fehlenden CMV-negativen Spender Granulozytenkonzentrate von einem CMV-positiven Spender. Bei allen anderen CMV-negativen Patienten wurden Granulozytenpräparate von CMVseronegativ getesteten Spendern eingesetzt. Alle Spender erhielten ca. 12 Stunden vor jeder
Leukapherese einmalig subkutan 5 µg / kgKG G-CSF (Filgrastim; Neupogen®, Amgen, München, Deutschland). Zuvor wurden sie klinisch untersucht und es wurden verschiedene Laboruntersuchungen (Blutbild, Leber- und Nierenfunktionswerte, CRP) durchgeführt.
2 Patienten, Spender und Methoden
38
2.3 Methoden
2.3.1 Standardtherapie und Indikation zur Granulozytentransfusion
Alle Patienten wurden nach den Standardempfehlungen für Infektionen in der Neutropenie
antibiotisch behandelt. Sobald die Leukozyten eines Patienten unter 1.000 / µl fielen und die
Körpertemperatur auf über 38,3° C anstieg oder aber im Blut des Patienten ein nicht anderweitig zu erklärender CRP-Anstieg gemessen werden konnte und der Patient Symptome einer
Infektion zeigte, wurde eine Infektion angenommen. Nach Abnahme von Blutkulturen, Sputum- und Urinproben wurde dann eine Behandlung mit Breitbandantibiotika, z.B. Ceftazidim,
Piperacillin oder Carbapeneme begonnen. Außer im Rahmen entsprechender Therapieprotokolle wurden prophylaktisch keine Antibiotika und Antimykotika verabreicht. Bei über 48
Stunden persistierendem Fieber in der Neutropenie wurde die Therapie mit Vancomycin
(2 x 1 g / Tag) erweitert und im Falle eines Verdachts einer Pilzinfektion zusätzlich mit
Amphotericin B (1 mg / kgKG / Tag) eskaliert. Konnte ein Erreger isoliert werden, so wurde
die antibiotische Therapie entsprechend den Resistenztestungen geändert und angepasst. Erythrozytenkonzentrate wurden bei Abfall des Hämoglobins unter 8 g / dl und Thrombozytenkonzentrate bei Abfall der Gesamtthrombozytenzahl unter 15.000 / µl transfundiert.
Granulozytentransfusionen wurden bei Anstieg der Infektionsparameter und Verschlechterung des klinischen Zustandes trotz maximaler Eskalation der antibiotischen und antimykotischen Therapie und einer nicht zu erwartenden hämatopoetischen Regeneration innerhalb der
folgenden fünf Tagen sobald als möglich initiiert.
2.3.2 Leukapherese
Alle Granulozytenkonzentrate wurden mit dem COBE Spectra Zellseperator (COBE BCT,
Lakewood, CO, USA) unter Verwendung der Spectra Software Version 5.1 gewonnen. Das
Sammelprinzip für Granulozyten mit der COBE Spectra ist halbautomatisch mit einer durch
das PMN-Programm vorgegebenen Basiseinstellung, die durch visuelle Überwachung der
Separationskammer sowie dem Abgleich der Farbe im Sammelschlauch mit einer von der
Firma COBE mitgelieferten Farbskalakarte (COBE Spectra WBC Colorgram) noch optimiert
werden kann. Während jeder Apherese wurden ungefähr 5 - 7 Liter Blut vom Spender mit
einer kontinuierlichen Durchflussrate von 40 - 70 ml/min verarbeitet. Die Zellsammelrate
wurde dabei auf 2 ml/min eingestellt. Im Rahmen der anfänglichen Apheresen wurde als Sedimentationsbeschleuniger 6 %ige HES 200/0,5 (Molekulargewicht: 200 kDa, Substitutions-
2 Patienten, Spender und Methoden
39
grad: 30 %) (HAES-steril 6 %, Fresenius, Bad Homburg, Germany) mit ACD-A (Baxter, Unterschleißheim, Germany) in dem Verhältnis 1 : 1 gemischt und anschließend dem Spenderblut in einem Verhältnis von 1 : 15 beigefügt. Ab 1999 wurde eine Mischung aus 470 - 500 ml
6 %ige HES 450/0,7 (Plasmasteril, Fresenius, Bad Homburg, Germany) und 30 ml
46,7 %igem Tri-Natrium Citrat verwendet und dem Spenderblut in einem Verhältnis von
1 : 13 zugeführt, da sich gezeigt hat, dass der Gewinn an Granulozyten und somit der Reinheitsgrad der Konzentrate dadurch gesteigert werden konnte.
2.3.3 Transfusion
Alle Granulozytenkonzentrate wurden mit 30 Gy (anfangs noch mit 20 Gy) bestrahlt und innerhalb von sechs Stunden nach der Apherese entsprechend den allgemeinen Transfusionsrichtlinien und der klinischen Verträglichkeit transfundiert. Zuvor erhielten die Empfänger
nach den Standardempfehlungen 500 - 1.000 mg Paracetamol und eine Ampulle (50 mg) Clemastin als Prämedikation. Die anfängliche Gabe von 4 mg Dexamethason wurde wegen der
möglichen Funktionsbeeinträchtigung der transfundierten Granulozyten durch Glukokortikoide wieder verlassen. Um das Risiko für mögliche Nebenwirkungen zu reduzieren, wurde den
Patienten sowohl acht Stunden vor, als auch acht Stunden nach der Granulozytentransfusionen kein Amphotericin B gegeben.
Abhängig von der Spenderverfügbarkeit und dem klinischen Zustand der Patienten wurde
versucht, Granulozytentransfusionen jeden zweiten Tag durchzuführen, und zwar so lange,
bis die Patienten hämatopoetisch regeneriert hatten.
2.3.4 Definitionen
Neutropenie
An der Universitätsklinik Freiburg liegt der Normbereich für Granulozyten zwischen 40 und
75 % bei einer Gesamtleukozytenzahl von 4.300 - 10.000/µl. Eine Neutropenie wurde im
Rahmen dieser Arbeit definiert als WBC < 1.000/µl. Bei fünf Patienten wurde trotz einer
Leukozytenzahl von ≥ 1.000/µl eine Neutropenie definiert, da bei Ihnen ein großer Anteil von
malignen Zellen und/oder ein sehr geringer Prozentsatz an Granulozyten im Blut gemessen
werden konnte und somit von einer absoluten Granulozytenzahl von ≤ 500/µl ausgegangen
werden musste.
2 Patienten, Spender und Methoden
40
Infektionen
Anhand klinischer, radiologischer und mikrobiologischer Befunde wurde jedem Patienten
eine Infektion zugeordnet, die als Indikation zur Granulozytentransfusionen betrachtet werden
kann. Bei Überschneidungen von verschiedenen Infektionen wurde mittels des zeitlichen Auftretens der Befunde, des klinischen Verlaufs und der im Vordergrund stehenden Symptomatik
eine Infektion als dominierend bewertet und zur Einteilung herangezogen.
Zur Auswertung der Transfusionsdaten wurden die Patienten nach ihren Infektionen zum
Zeitpunkt der Indikationsstellung zur Granulozytentransfusionen in folgende Gruppen eingeteilt:
•
Bakterielle Pneumonie und Pneumonie ohne Erregernachweis (POE)
•
Bakterielle Sepsis
•
CRP-Anstieg unbekannter Genese (CUO, CRP of unknown origin)5
•
Fieber unbekannter Genese (FUO)
•
Mykotischen Infektionen
Da sich diese Arbeit auf die Therapie schwerer Infektionen in der Neutropenie konzentriert,
wurden die Daten der Patienten mit der Indikation CUO oder FUO zur Granulozytentransfusionen von der detaillierten Auswertung ausgeschlossen.
CRP-Verlauf
Als ein laborchemischer Parameter um den Verlauf einer Infektion unter Granulozytentransfusionen darzustellen, wurde das C-reaktive Protein gewählt. An der Universität Freiburg
wurde der Referenzbereich dieses Entzündungsparameters mit 0 - 0,5 mg/dl angegeben. Ausgangspunkt der Verlaufsbeschreibung war der zuletzt gemessene CRP-Wert vor der ersten
Transfusion (in den meisten Fällen ca. 4 - 8 Stunden vor der Transfusion). Als Endpunkt wurde der am dritten Tag nach der letzten Granulozytentransfusionen gemessene CRP-Wert gewählt, unabhängig davon, ob der Patient eine oder mehrere Transfusionen erhalten hatte.
Konnte bei einem Patienten dieser Wert aus diversen Gründen nicht ermittelt werden (Tod,
kurzfristige Entlassung oder Verlegung, Fehlmessung, etc.), so wurde der nach der letzten
Transfusion zuletzt dokumentierte Wert zur Datenauswertung herangezogen. Um eine über5
Hausintern wird bei einem deutlichen Anstieg des CRP unter Ausschluss sonstiger Ursachen, auch ohne Fieber
von einer Infektion ausgegangen und antiinfektiös behandelt.
2 Patienten, Spender und Methoden
41
sichtliche Darstellung des CRP-Verlaufs zu erhalten, wurde aus den jeweiligen Datenreihen
der Median berechnet und dieser graphisch dargestellt. Das Signifikanzniveau des medianen
CRP-Abfalls wurde mit Hilfe des t-Tests für verbundene Stichproben berechnet.
Endogene hämatopoetische Regeneration
Von einer endogenen hämatopoetischen Regeneration wurde ausgegangen, wenn im Blut der
Patienten an drei oder mehr aufeinander folgenden Tagen ein kontinuierlicher Leukozytenwert von ≥ 1.000/µl gemessen werden konnte und dieser Anstieg nicht auf direkt transfusionsbedingte Ereignisse zurückzuführen war.
Überleben als Indikator für den Transfusionserfolg
Für die Auswertung der Daten und den Vergleich mit Ergebnissen aus der Literatur wurde das
Überleben an Tag 30 nach der ersten Granulozytentransfusion als Indikator für ein positives
Ansprechen und somit für den Transfusionserfolg gewertet. Die Berechnung der Überlebenszeiten bzw. der Überlebenswahrscheinlichkeit erfolgte mit der Kaplan-Meier-Methode.
2.3.5 Datenerfassung und Statistik
Der Beobachtungszeitraum beginnt am 1. Januar 1996 und endet am 31. Dezember 2003. Zur
Datenerhebung dienten die Patientenakten und die elektronische Patientendatenverwaltung
(PDV) Freiburg sowie das Arztbriefsystem der Kinderklinik und der Abteilung Hämatologie
und Onkologie der Universitätsklinik Freiburg. Bis auf wenige noch nicht mikroverfilmte
Patientenakten, sind alle Daten und Datenverwaltungsprogramme über das klinikinterne Bearbeitungsprogramm Medoc® abrufbar. Zur Erfassung und Auswertung aller stattgefundenen
Leukapheresen dienten außerdem die Daten der Metreon Bioproducts GmbH® mit dem Tochterunternehmen Cell Genix®.
Die statistische Auswertung der gewonnenen Daten erfolgte mit Hilfe von Microsoft® Excel
XP Professional und Graph Pad Prism® Version 4.00. Zur Untersuchung auf Signifikanz
kamen dabei je nach Größe und Verteilung der Stichproben folgende Testverfahren zur Anwendung: der t-Test, der Wilcoxon-Test und der U-Test nach Mann, Withney und Wilcoxon.
Der dabei ermittelte p-Wert gibt an, auf welchem Niveau sich das signifikante Ergebnis ein-
2 Patienten, Spender und Methoden
42
stellt und ermöglicht so eine aussagekräftige Beschreibung der Testergebnisse. Das Signifikanzniveau wurde auf 5 % festgelegt.
Stammten die Daten aus größeren Stichproben mit normalverteilter Grundgesamtheit so wurden entweder der t-Test für unverbundene Stichproben (s. Kap. 3.1.2) oder der t-Test für verbundene Stichproben (s. Kap. 3.2.2) angewendet. Bei unbekannter Verteilung und kleiner
Stichprobengröße wurden verbundene Stichproben mit Hilfe des Wilcoxon-Test (s. Kap. 3.3.2,
3.4.2, 3.5.2) und unverbundene Stichproben mit Hilfe des U-Test nach Mann-Whitney und
Wilcoxon (s. Kap. 3.6.2, 3.6.3) auf Signifikanz untersucht.
In Kapitel 3.1.3 wurden die erhobenen Daten in einem Korrelationsdiagramm dargestellt und
es wurde neben dem p-Wert nach Pearson auch der Korrelationskoeffizient nach Spearmann
bestimmt.
Die graphische Darstellung der Überlebensverteilung der Patienten erfolgte mit Hilfe der
Überlebenszeitkurve nach Kaplan-Meier in Form einer umgekehrten Summenhäufigkeitsfunktion. Nach dieser Methode wird für jeden Tag die Wahrscheinlichkeit errechnet, diesen
lebend zu überstehen. Da in der hier vorliegenden Arbeit aufgrund der akut lebensbedrohlichen Infektionen v.a. das Kurzzeitüberleben von großem Interesse war, wurde zur besseren
Übersicht die Zeitachse (x-Achse) zweigeteilt. Der erste Abschnitt geht von Tag 0 bis Tag 50
nach der ersten Granulozytentransfusion und ist in 10-Tage-Abständen skaliert, während der
zweite Abschnitt bei Tag 50 beginnt und in 500-Tage-Abständen das Langzeitüberleben darstellt.
Zur Untersuchung auf Signifikanz von verschiedenen Überlebenszeitkurven untereinander (s.
Kap. 3.2.4, 3.6.1, 3.6.4) kam der Logrank-Test zur Anwendung.
43
3 Ergebnisse
3 Ergebnisse
3.1 Spender und Leukapherese
3.1.1 Leukapheresen pro Spender und Blutbildveränderungen
Für die im Beobachtungszeitraum untersuchten 232 Granulozytentransfusionen stellten sich
aus dem näheren Umfeld der Patienten insgesamt 90 Spender freiwillig zur Verfügung. Das
Durchschnittsalter zum Zeitpunkt der ersten Leukapherese lag bei 39 Jahren (SD ± 12). Aus
Tabelle 3.1 wird ersichtlich, dass der größte Teil der Spender (93,3 %) ein- bis viermal zur
Gewinnung von Granulozytenkonzentraten herangezogen wurde, während fünf oder mehr
Leukapheresen pro Spender eher die Ausnahme waren (6,7 %).
Tabelle 3.1 Leukapheresen pro Spender
Spender für Erwachsene
Spender für Kinder
Gesamt
Spender mit 1 Leukapherese
25
3
28
Spender mit 2 Leukapheresen
25
2
27
Spender mit 3 Leukapheresen
12
2
14
Spender mit 4 Leukapheresen
15
-
15
Spender mit 5 Leukapheresen
-
2
2
Spender mit 6 Leukapheresen
1
-
1
Spender mit 8 Leukapheresen
1
-
1
Spender mit 11 Leukapheresen
1
-
1
Spender mit 13 Leukapheresen
1
-
1
Median Leukapheresen/Spender
2
2
2
1-13
1-5
1-13
Range
Wie bereits in Kapitel 2.2 beschrieben, wurden alle Spender vor jeder Behandlung mit G-CSF
und der anschließenden Leukapherese mittels klinischer Untersuchung und verschiedener
Labortests auf Spendertauglichkeit überprüft. Die Werte des Blutbildes wurden dabei sowohl
vor als auch nach jeder Granulozytensammlung analysiert und sind in Tabelle 3.2 dargestellt.
Bei zwei Leukapheresen fehlten die Angaben der Blutwerte sowohl vor als auch nach der
Spende, bei 13 Weiteren wurden die nach der Zellsammlung gemessenen Werte nicht dokumentiert.
44
3 Ergebnisse
Neben dem zu erwartenden Abfall der Leukozyten im Blut der Spender nach der Leukapherese konnten teilweise auch recht deutliche Veränderungen sowohl bei der Zahl der Erythrozyten und der Thrombozyten als auch beim Hämoglobinwert gemessen werden. Bei einem Patienten musste der von 177.000/µl auf 33.400/µl gefallene Thrombozytenwert nachträglich auf
Station noch einmal kontrolliert werden. Bei zwei Spendern musste die Leukapherese im Verlauf aufgrund von Zuflussstörungen abgebrochen und später wiederholt werden. Dadurch verringerte sich der Ausgangswert der Leukozyten im Blut vor der Leukapherese von 21.900/µl
und 25.100/µl auf 16.100/µl und 22.000/µl. Bei einer Spenderin musste die Leukapherese
nach Verarbeitung von 5,2 Litern Blut vorzeitig aufgrund eines zu niedrigen Hämoglobinwertes (9,1 g/dl) abgebrochen werden, da dieser von ihr nicht toleriert wurde. Neben diesen
Komplikationen und den teils nicht unerheblichen Blutbildveränderungen wurden keine weiteren Nebenwirkungen bei den Spendern dokumentiert.
Tabelle 3.2 Blutbild der Spender vor und nach der Leukapherese (Median/Range)
Spender für Erwachsene
Spender für Kinder
Gesamt
34,6 (10,7 - 85,4)
22,0 (7,2 - 65,2)
34,3 (24-57,7)
24,1 (16,8-45,1)
34,6 (10,7-85,4)
22,3 (7,2-65,2)
4,4 (3,3-5,6)
3,8 (2,8-4,9)
4,8 (4,0-5,7)
4,2 (3,4-4,8)
4,5 (3,3-5,7)
3,8 (2,8-4,9)
13,1 (9,6-17,1)
11,3 (8,3-15,4)
14,3 (12,2-16,7)
12,8 (10,2-14,3)
13,2 (9,6-17,1)
11,5 (8,3-15,4)
228,0 (104-440)
192,5 (33,4-362)
211,0 (145-281)
176,0 (92,8-240)
226,5 (104-440)
191,0 (33,4-362)
Leukozyten (x 103/µl)
Prä (n=230)
Post (n=217)
Erythrozyten (x 106/µl)
Prä (n=230)
Post (n=217)
Hämoglobin (g/dl)
Prä (n=230)
Post (n=217)
Thrombozyten (x 103/µl)
Prä (n=230)
Post (n=217)
45
3 Ergebnisse
3.1.2 Bestandteile des Leukapheresats
Die 232 Leukapheresen wurden anhand ihres Volumens und der verschiedenen zellulären
Bestandteile analysiert. Bei zwei Leukapheresen fehlten jegliche Angaben über das gewonnene Produkt, bei neun Weiteren fehlten verschiedene Angaben über die zellulären Bestandteile.
Tabelle 3.3 Volumen und zelluläre Bestandteile der Leukapheresate (Median/Range)
für Erwachsene
für Kinder
Gesamt
274 (50-446)
189 (92-316)
267,5 (50-446)
Leukozyten (x 1010)
4,69 (0,3-11,28)
2,36 (0,18-6,41)
4,62 (0,18-11,28)
Granulozyten (x 1010)
3,74 (0,01-10,39)
1,27 (0,05-5,56)
3,59 (0,01-10,39)
15,02 (0-50,88)
13,72 (0-71,04)
15,00 (0-71,04)
Volumen (ml)
Thrombozyten (x 1010)
Im Durchschnitt konnten 253,3 ml (SD ± 70,7 ml) durch die Leukapherese gewonnen werden.
Das arithmetische Mittel der darin enthaltenen Thrombozyten betrug 16,55 x 1010 (SD ± 10,08
x 1010), das der Leukozyten 4,67 x 1010 (SD ± 2,53 x 1010). Die entsprechenden medianen
Werte sind in Tabelle 3.3 wiedergegeben und die weitere Differenzierung der Leukozyten ist
in Abbildung 3.1 graphisch dargestellt.
% Eosinophile;
0,4
% Monozyten;
9,9
% Basophile;
0,3
%
Lymphozyten;
22,3
% Neutrophile;
67,1
Abb. 3.1 Differenzierung der Leukozyten im Leukapheresat
(Prozentangaben der jeweiligen Mittelwerte)
46
3 Ergebnisse
Durch den ab 1999 veränderten Sedimentationsbeschleuniger (s. Kap. 2.3.2) konnte der Gewinn an Granulozyten und somit der Reinheitsgrad der Konzentrate signifikant gesteigert
werden (p < 0,0001). Während bis 1999 im Schnitt 1,30 x 1010 Granulozyten pro Leukapheresat gewonnen wurden (SD ± 1,26 x 1010; Median 0,93 x 1010; Range 0,01 - 6,93 x 1010), konnte
dies durch die Umstellung auf durchschnittlich 5,11 x 1010 Granulozyten pro Leukapheresat
Granulozyten/Leukapheresat x 1010
(SD ± 1,82 x 1010; Median 4,83 x 1010; Range 1,12 - 10,39 x 1010) gesteigert werden.
12.5
10.0
7.5
5.0
2.5
0.0
vor 1999 (n=92)
ab 1999 (n=136)
Leukapheresen
Abb. 3.2 Gewonnene Granulozyten pro Leukapheresat vor und ab 1999
3.1.3 Verhältnis zwischen Spender-Leukozytenzahl und Ertrag
Setzt man die im Rahmen der Leukapherese gewonnenen Leukozyten in Relation zu den
Leukozytenwerten der Spender vor der Zellsammlung, so zeigt sich ein leichter, allerdings
nicht signifikanter Trend hinsichtlich steigender Zellzahlen. Unter Berücksichtigung, dass
1999 an der Universitätsklinik Freiburg der Sedimentationsbeschleuniger verändert wurde (s.
Kap. 2.3.2), zeigt sich bei der Darstellung der o.g. Werte der Spender nach 1999 eine signifikante Korrelation nach Pearson (p < 0,0001; Korrelationskoeffizient r = 0,6299). In Abbildung
3.3 ist dieser Zusammenhang anhand einer Regressionsgerade (y = 1,2724 x + 18,639) graphisch dargestellt.
47
3 Ergebnisse
WBC pro Leukapheresat (x 109)
120
100
80
60
40
20
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Spender-WBC vor Leukapherese (x 103/µl)
Abb. 3.3 Spender-WBC im Verhältnis zu gewonnenen WBC ab 1999
3.2 Patienten und Granulozytentransfusionen
3.2.1 Indikationen
Im Folgenden werden die Daten von insgesamt 232 therapeutischen Granulozytentransfusionen, die zwischen 1996 und 2003 stattgefunden haben, dargestellt.
Bei 17 erwachsenen Patienten wurde die Indikation zur Granulozytentransfusion aufgrund
einer bakteriellen Pneumonie (n = 5) oder einer Pneumonie ohne Erregernachweis (n = 12)
gestellt, bei 17 Patienten aufgrund einer bakteriellen Sepsis. 21 Patienten erhielten Granulozytentransfusionen, da bei Ihnen in der Phase der Neutropenie eine lebensbedrohliche mykotische Infektion diagnostiziert wurde, davon 16 Patienten mit invasiv-pulmonaler Aspergillose
(8 CDI; 8 MDI) und je ein Patient mit einer cerebralen Aspergillose, einer CandidaPneumonie, einer Candida-Sepsis, einer Mucormykose und einem mykotischen Leberbefall
(CDI). Bei acht Patienten konnte trotz eines lebensbedrohlichen klinischen Zustandes weder
mikrobiologisch noch klinisch eine Infektion nachgewiesen werden, und die Granulozytentransfusionen wurden unter der Indikation FUO (n = 4) oder CUO (n = 4) durchgeführt. Bei
den Kindern verteilten sich die Infektdiagnosen wie folgt: vier Pilzinfektionen (mikrobiologisch gesicherte invasiv-pulmonale Aspergillosen), zwei bakterielle Septikämien, eine Pneumonie ohne Erregernachweis und einmal FUO. Abbildung 3.4 zeigt die Verteilung der Granu-
48
3 Ergebnisse
lozytentransfusionen auf die verschiedenen Indikationsgruppen. Dabei ist anzumerken, dass
ein Patient, bei dem eine Pilzinfektion diagnostiziert wurde (klinisch gesicherte invasivpulmonale Aspergillose), 25 Granulozytentransfusionen innerhalb von zwei Monaten erhalten
hat und sich daher in dieser Indikationsgruppe das Verhältnis von Patienten zu Granulozytentransfusionen deutlich in Richtung der Transfusionen verschiebt.
120
101
Anzahl Patienten und GTx
100
80
54
51
60
40
18
25
19
20
26
9
0
Bakt. Pneumonie
& POE
Bakt. Sepsis
Pilzinfektionen
CUO / FUO
Infektionen
Patienten (Gesamt n=71)
GTx (Gesamt n=232)
Abb. 3.4 Verteilung der GTx auf die Indikationsgruppen
Die Ursache der Neutropenie konnte retrospektiv bei einem der 63 Patienten nicht eruiert
werden. Während acht Patienten (12,7 %) aufgrund Ihrer hämatologischen Grunderkrankung
neutropen waren, war bei 43 Patienten (68,3 %) eine vorausgegangene Chemotherapie die
Ursache. Bei elf Patienten (17,5 %) wurden die Infektionen in der Neutropenie nach autologer
(n = 7) oder allogener (n = 4) Stammzelltransplantation diagnostiziert, wobei vier Patienten
bereits vor der Transplantation neutropen waren und die Indikation zur Granulozytentransfusion sowohl vor als auch nach der Stammzellgabe gestellt wurde.
Von den acht Kindern, die Granulozytentransfusionen erhalten haben, waren fünf (62,5 %)
aufgrund einer vorausgegangenen Chemotherapie neutropen. Bei den anderen drei Patienten
(37,5 %) fand die Transfusion im Rahmen einer Infektion in der Phase der Neutropenie nach
allogener Stammzelltransplantation statt.
49
3 Ergebnisse
3.2.2 Leukozytenanstieg nach Granulozytentransfusion
Der mediane Leukozytenanstieg und der weitere Verlauf der Leukozyten innerhalb der ersten
18 Stunden nach Granulozytentransfusion sind in Abbildung 3.5 dargestellt. Die Werte eines
Patienten, der vier Granulozytentransfusionen erhalten hatte, wurden in diesem Diagramm
nicht berücksichtigt, da bei ihm aufgrund eines leukämischen Schubes über 100.000 Leukozyten pro Mikroliter gemessen wurden.
Ausgehend von 0,3 x 103 Leukozyten pro Mikroliter (Median; Range 0,1 - 15,4 x 103 /µl) stiegen die im Blut der Patienten gemessenen Leukozyten signifikant (p < 0,001) innerhalb der
ersten 3 - 6 Stunden nach der Transfusion im Median auf einen maximalen Wert von
0,8 x 103 /µl (Range 0,1 - 13,0 x 103 /µl) an. Am nächsten Morgen, entsprechend 14 - 18 Stunden nach der Transfusion, wurde eine mediane Leukozytenzahl in Höhe von 0,6 x 103 /µl
(Range 0,1 - 11,5 x 103 /µl) gemessen. Die vereinzelt recht hohen Leukozytenwerte erklären
sich zum einen durch den Effekt vorangegangener Granulozytentransfusionen und zum anderen durch einen Anstieg leukämischer Zellen.
1,0
0,9
0,8
3
WBC (x 10 /µl)
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
prä GTx
(n=204)
0-3
(n=55)
3-6
(n=108)
Zeit nach GTx (h)
Abb. 3.5 Medianer Leukozytenanstieg nach GTx
14-18
(n=204)
50
3 Ergebnisse
In Abbildung 3.6 ist mit Hilfe eines Box- und Whiskerdiagramms noch einmal der Leukozytenanstieg nach Transfusion dargestellt. Allerdings wurden in dieser Darstellung nur diejenigen Patienten berücksichtigt, die vor der ersten Transfusion 1.000 oder weniger Leukozyten
pro Mikroliter Blut hatten. Durch diese Zensierung der Patienten konnte die Streubreite der
Daten zum Teil deutlich reduziert werden und es zeigte sich auch hier, ausgehend von den
Werten vor den Transfusionen, ein signifikanter Anstieg der Leukozyten (p < 0,0001).
Der mediane Ausgangswert der Leukozyten vor den 23 Transfusionen, die bei insgesamt acht
Kindern und Säuglingen durchgeführt wurden, lag bei 0,4 x 103 /µl (Range 0,0 - 1,5 x 103 /µl).
Hier wurde der maximale mediane Wert in Höhe von 0,5 x 103 /µl (Range 0,3 - 2,6 x 103 /µl)
bereits innerhalb der ersten drei Stunden nach der Transfusion gemessen.
6
Leukozyten (x 10³/µl)
5
4
3
2
1
0
prä GTx (n=174)
0-3 (n=53)
3-6 (n=99)
14-18 (n=173)
Zeit nach GTx (h)
Abb. 3.6 Leukozytenanstieg nach GTx bei Patienten mit WBC ≤ 1.000/µl vor 1. GTx
3.2.3 Nebenwirkungen
Im Allgemeinen wurden die Granulozytentransfusionen von den Empfängern problemlos toleriert und nur in wenigen Fällen wurden Nebenwirkungen beschrieben.
Bei einer Patientin (#7) kam es nach der ersten Granulozytentransfusionen zur Antikörperbildung, so dass die geplante zweite Granulozytentransfusionen abgesagt werden musste und
3 Ergebnisse
51
keine weiteren stattfinden konnten. Bei einem weiteren Patienten, und zwar einem Kind, bei
dem die Indikation zur Granulozytentransfusion aufgrund der Diagnose FUO gestellt wurde,
kam es im Rahmen von drei durchgeführten Granulozytentransfusionen zum Auftreten von
antithrombozytären Antikörpern.
Ein Patient (#4) entwickelte während der sechsten Granulozytentransfusion eine anaphylaktische Reaktion mit Schüttelfrost und Dyspnoe, die aber unter medikamentöser Behandlung gut
therapierbar war.
Im Zusammenhang mit Granulozytentransfusionen bzw. dem damit verbundenen Leukozytenanstieg im Rahmen der hämatopoetischen Regeneration wurde bei drei erwachsenen
Patienten (#13; #47; #48) und einem Kind, einem neunjährigen Jungen mit ALL, ein
Capillary-Leak-Syndrom diagnostiziert. Während bei den drei erwachsenen Patienten der
Zustand unter intensivmedizinischen Maßnahmen stabilisiert und verbessert werden konnte,
kam es bei dem Jungen aufgrund zusätzlich progredienter pneumonischer Infiltrate (V.a. invasiv-pulmonale Aspergillose) und dem radiologischen Verdacht auf ein beginnendes parapneumonisches ARDS zu einem letalen Ausgang.
Wie bereits in Kapitel 2.2 erwähnt, erhielt eine CMV-negative Patientin, ein 15-jähriges Mädchen mit einer ALL, aufgrund einer rasch progressiven Aspergillose und einem fehlenden
CMV-negativen Spender insgesamt drei Granulozytenkonzentrate von einem CMV-positiven
Spender. Trotz einer antiviralen Prophylaxe zeigte die Patientin 24 Tage nach der letzten
Transfusion Symptome einer sich entwickelnden CMV-Infektion, die letztlich zu einer weiteren Verschlechterung der durch die Lungenaspergillose vorgeschädigten pulmonalen Situation und damit zum Tode der jungen Patientin führte. Des Weiteren konnten auch bei dieser
Patientin Antikörper gegen Granulozyten nachgewiesen werden.
3.2.4 Überleben
Die graphische Darstellung nach Kaplan-Meier in Abbildung 3.7 zeigt die Überlebenswahrscheinlichkeit nach der ersten Granulozytentransfusion für alle Patienten, die als supportive
Therapie einer lebensbedrohlichen Infektion in der Neutropenie Granulozyten erhalten hatten.
Dabei lag die Wahrscheinlichkeit, den Tag 30 nach der ersten Granulozytentransfusion zu
überleben, für einen erwachsenen Patienten bei 66,7 %, bei einem Kind bei 50 %. Die mediane Überlebenszeit für einen Erwachsenen betrug 102 Tage (Range 0,5 - 2598 Tage), die für
ein Kind 33 Tage (Range 1 - 1905). Im Logrank-Test zeigte sich beim Vergleich der zwei
Kurven kein statistisch signifikanter Unterschied (p = 0,9851).
52
3 Ergebnisse
100
Überleben (%)
80
60
40
20
0
0
10
20
30
40
50
500
1500
2500
Zeit (Tage)
Erwachsene (n=63)
Kinder (n=8)
Abb. 3.7 Gesamtüberleben nach 1. GTx
3.3 Granulozytentransfusionen bei bakterieller Pneumonie oder
Pneumonie ohne Erregernachweis
3.3.1 Patientencharakteristika und klinischer Verlauf
Bei 17 erwachsenen Patienten wurde die Indikation zur Granulozytentransfusion aufgrund
einer schweren bakteriellen Pneumonie oder einer Pneumonie, bei der zumindest initial kein
Erreger nachgewiesen werden konnte, gestellt. In fünf Fällen konnte bereits vor der Transfusion mindestens ein Erreger nachgewiesen werden, bei vier weiteren Patienten gelang dies
erst im Verlauf, während bei acht Patienten zu keiner Zeit eine Keimidentifikation gelang.
Einen Überblick über Grunderkrankung, Infektion und klinischen Verlauf gibt Tabelle 3.4.
Innerhalb dieses Patientenkollektivs konnte bei sieben Patienten (41,2 %) innerhalb von fünf
Tagen nach der letzten Granulozytentransfusion an drei oder mehr aufeinander folgenden
Tagen ein kontinuierlicher Leukozytenwert von ≥ 1.000/µl gemessen werden, so dass davon
ausgegangen wurde, dass diese Patienten hämatopoetisch regeneriert hatten.
53
3 Ergebnisse
Tabelle 3.4 Patienten mit bakterieller Pneumonie oder Pneumonie ohne Erregernachweis
Patienten
Alter
(Jahre)
Geschlecht
Diagnose
#1
54
m
AML
#2
54
m
#3
55
#4
Anzahl
GTx
Indikation zur GTx
Klinischer Verlauf
Häm. Reg. bis
5 Tage nach
letzter GTx
Überleben
30 Tage
nach 1. GTx
1
Aspirationspneumonie
(Enterococcus faecalis)
Stabiler Verlauf und regrediente
Infiltrate
+
+
AML
2
POE nach allogener KMT
Im Verlauf Rückgang von Infiltraten
und CRP, aber rezidivierende Fieberschübe
-
-
m
NHL
2
Legionellen-Pneumonie
Verschlechterung; progrediente Infiltrate; fünf Tage nach letzter GTx
gestorben
-
-
59
m
AML
6
POE; später Pseudomonas
aeruginosa
Initial regrediente Infiltrate; stabiler
Verlauf; anaphylaktische Reaktion
während 6. GTx
-
+
#5
42
m
HL
3
POE; im Verlauf Nachweis
von Klebsiellen/Staphylokokken, radiologischer
V.a. pulmonale Aspergillose
Regrediente Infiltrate; zusätzlich
Candida-Sepsis; Obduktion: erfolgreich
therapiertes Aspergillom; chronisch
organisierende aber auch infarktoide
Pneumonieherde
+
-
#6
33
w
CML
1
POE
Progrediente Infiltrate; Obduktion:
Pilzmyokarditis; Influenza- und
Aspergillus-Pneumonie
-
-
#7
65
w
CML
1
Bakterielle Mischpneumonie
Deutliche Befundbesserung; Bildung
von Antikörper gegen Granulozyten
+
+
#8
66
m
AA
1
POE
Deutliche Befundbesserung; 14 Tage
nach GTx kein sicherer Infiltratnachweis im CT
-
+
#9
63
w
AML
4
POE; im Verlauf V.a.
pulmonale Aspergillose
Deutlicher Rückgang der pulmonalen
Symptomatik und der Infektparameter
+
+
#10
77
m
AML
3
POE
Deutlicher Rückgang der pulmonalen
Infiltrate und stabiler pulmonaler
Verlauf; tiefes, zerebrales Koma;
-
-
#11
58
m
AML
4
Bakterielle Pneumonie
(Entero-, Staphylokokken)
Weitgehende Infiltratrückbildung und
Rückgang der Infektparameter
+
+
#12
32
m
AML
8
POE; im Verlauf Nachweis
von Aspergillus
Progrediente und neue Infiltrate;
Rückgang unklarer Leberherde (CT);
im Verlauf bakterielle Sepsis; letztlich
nicht beherrschbare Infektsituation (39
Tage nach 1. GTx)
+
+
#13
63
m
AML
1
POE; im Verlauf Nachweis
von Aspergillus
Intubation bei Capillary-Leak-Syndrom
nach GTx; zögerliche Besserung der
Infektsituation
-
+
#14
35
w
ALL
3
POE
CRP initial rückläufig; Infiltrate unverändert; letztlich nicht beherrschbare
Infektsituation
-
-
#15
30
m
CML
2
Bakterielle Pneumonie
(Enterokokken, Pseudomonas aeruginosa)
Initial regrediente Infiltrate und Stabilisierung der Beatmungssituation; 7
Tage nach 1. GTx an multiresistenter
Pseudomonas-Pneumonie gestorben
-
-
#16
50
m
AML
4
POE
Im Verlauf CRP langsam rückläufig;
nach initialer Infiltratregredienz neue,
teils progrediente Infiltrate; ein Monat
nach letzter GTx deutliche Rückbildung der Infiltrate
-
+
#17
56
w
AML
4
POE; im Verlauf V.a.
pulmonale Aspergillose
CRP rückläufig und stetige Besserung
des klinischen Zustandes
+
+
Erwachsene
AA, aplastische Anämie, ALL, akute lymphatische Leukämie; AML, akute myeloische Leukämie; CML, chronische myeloische Leukämie; CRP, C-reaktives
Protein; CT, Computertomographie; GTx, Granulozytentransfusion; HL, Hodgkin Lymphom, KMT, Knochenmarktransplantation; m, männlich; NHL, NonHodgkin-Lymphom; POE, Pneumonie ohne Erregernachweis; V.a., Verdacht auf; w, weiblich
3 Ergebnisse
54
Die radiologischen Kontrollen nach Granulozytentransfusion ergaben bei acht Patienten
(47,1 %) eine zum Teil recht deutliche Befundregredienz, während bei drei Patienten (17,6 %)
ein Progress der pulmonalen Infiltrate beobachtet wurde. Retrospektiv konnte bei sechs Patienten keine definitive Aussage bezüglich des radiologischen Verlaufes gemacht werden.
Gründe hierfür waren unklare oder schwankende Befundangaben oder fehlende Verlaufskontrollen bei entsprechender klinischer Situation.
Ein Junge, ca. 18 Monate alt, mit einer diagnostizierten Histiozytose, erhielt ebenfalls aufgrund einer Pneumonie ohne Erregernachweis einmalig eine Granulozytentransfusion. In den
Tagen nach der Transfusion kam es jedoch zu einer deutlichen Verschlechterung des klinischen Zustandes mit zunehmender pulmonaler Infiltration, einer ausbleibenden hämatopoetischen Regeneration, und es wurde noch vor seinem Tod der Verdacht auf ein parapneumonisches ARDS gestellt.
3.3.2 CRP-Verlauf nach Transfusion
Von den 17 Patienten mit einer bakteriellen Pneumonie oder einer Pneumonie ohne initialen
Erregernachweis konnte nur bei einer Patientin (#6) der CRP-Verlauf nicht dargestellt werden, da diese bereits am Tag der ersten Transfusion an den Folgen der massiven Infektion in
der Neutropenie verstorben war und somit dem vor der Transfusion gemessenen Wert kein
Endwert zugeordnet werden konnte. Der mediane CRP-Wert vor der ersten Granulozytentransfusion lag in diesem Patientenkollektiv bei 24,3 mg/dl (Range 2,5 - 44,4 mg/dl) und
fiel im Verlauf bis zum dritten Tag nach der letzten Transfusion auf 15,0 mg/dl (Range 1,9 36,1 mg/dl). Dieser signifikante CRP-Abfall (p = 0,0354) ist in Abbildung 3.8 graphisch dargestellt.
Bei dem 18 Monate alten, an einer Histiozytose erkrankten Jungen fiel das CRP von initial
19,3 mg/dl nur sehr zögerlich auf 17,8 mg/dl innerhalb der drei Tage nach seiner Granulozytentransfusion.
55
3 Ergebnisse
30,0
25,0
CRP (mg/dl)
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
1.GTx
(n=16)
x. GTx + 3 d
(n=16)
Zeit
Abb. 3.8 CRP-Verlauf (Median) bei Patienten mit bakterieller Pneumonie oder POE
Um einen möglichen Einfluss der hämatopoetischen Regeneration einzelner Patienten auf den
Verlauf des Entzündungsparameters herauszuarbeiten, wurden die CRP-Werte der Patienten,
die bis zum dritten Tag nach ihrer letzten Granulozytentransfusion bereits hämatopoetisch
regeneriert hatten, den Werten der restlichen Patienten gegenübergestellt. Auch hier wurden
die jeweiligen Mediane berechnet und der Verlauf graphisch dargestellt (s. Abb. 3.9). Bei den
vier Patienten mit hämatopoetischer Regeneration fiel das CRP im Verlauf von 27,0 mg/dl
(Range 10,4 - 42,0 mg/dl) auf 14,3 mg/dl (Range 9,8 - 24,4 mg/dl). Demgegenüber kam es bei
den 12 Patienten, die bis zum dritten Tag nach ihrer letzten Granulozytentransfusion noch
nicht hämatopoetisch regeneriert hatten, zu einem medianen CRP-Abfall von 24,3 mg/dl
(Range 2,5 - 44,4 mg/dl) auf 15,3 mg/dl (Range 1,9 - 36,1 mg/dl). Beide CRP-Abfälle sind in
dieser Subanalyse nichtsignifikant (p > 0,05) und auch der Vergleich beider Geraden untereinander zeigt keinen signifikanten Unterschied.
56
3 Ergebnisse
30,0
25,0
CRP (mg/dl)
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
1. GTx
x. GTx + 3 d
Zeit
häm. Reg. (n=4)
keine häm. Reg. (n=12)
Abb. 3.9 CRP-Verlauf (Median) bei Patienten mit und ohne
hämatopoetischer Regeneration
3.3.3 Überleben nach Transfusion
Das mediane Überleben der erwachsenen Patienten (n = 17), die in der Phase der Neutropenie
Granulozytentransfusionen aufgrund einer schweren bakteriellen Pneumonie oder einer
Pneumonie mit fehlendem Erregernachweis erhalten haben, lag bei 57 Tagen (Range 0,5 1485 Tage). Die Wahrscheinlichkeit, 30 Tage nach der ersten Granulozytentransfusionen
noch am Leben zu sein, betrug 58,8 %. Somit konnte bei zehn Patienten mit Hilfe der Granulozytentransfusionen die kritische Phase der Neutropenie überbrückt und die das Leben bedrohende Infektion therapiert werden. Von den sieben Patienten, die bis zu diesem Zeitpunkt
gestorben waren, erlag ein Patient (#10) aller Wahrscheinlichkeit nach den direkten Folgen
seiner hämatologischen Grunderkrankung, während fünf Patienten (#3, #5, #6, #14, #15) das
infektiöse Geschehen in der Neutropenie nicht überlebten. Bei einem Patienten (#2) konnte
die unmittelbare Todesursache nicht eruiert werden. Abbildung 3.10 zeigt die graphische Darstellung der nach der Kaplan-Meier-Methode berechneten Überlebenskurve.
Das Kind, mit der Diagnose einer Histiozytose und einer Pneumonie ohne Erregernachweis in
der Phase der Neutropenie nach allogener Transplantation, starb elf Tage nach der Transfusion an den direkten Folgen seiner Infektion.
57
3 Ergebnisse
100
Überleben (%)
80
60
40
20
0
0
10
20
30
40
50
500
1000
1500
Zeit (Tage)
Abb. 3.10 Überleben nach 1. GTx bei bakterieller Pneumonie oder POE (n = 17)
3.4 Granulozytentransfusionen bei bakterieller Sepsis
3.4.1 Patientencharakteristika und klinischer Verlauf
17 erwachsenen Patienten, bei denen in der Phase der Neutropenie eine lebensbedrohliche
bakterielle Sepsis klinisch im Vordergrund stand, wurden insgesamt 50 Granulozytenkonzentrate transfundiert. Während in 16 Fällen vor der Transfusion mindestens ein Erreger in
der Blutkultur nachgewiesen werden konnte, war es bei einem Patienten (#25) nicht möglich
einen Keim zu isolieren. Dennoch wurde auch bei ihm klinisch die Diagnose einer bakteriellen Sepsis gestellt, da an der Haut dieses Patienten multiple septische Streuherde, am ehesten
durch Staphylokokken verursacht, gefunden wurden. Neben einer bakteriellen Sepsis konnte
bei zehn Patienten (58,8 %) zusätzlich die Diagnose einer Pneumonie gestellt werden, davon
in drei Fällen eine invasiv-pulmonale Aspergillose, die einmal klinisch (#32) und zweimal
mikrobiologisch (#23, #26) gesichert wurde. Des Weiteren wurden bei einem Patienten (#33),
entgegen dem in Kapitel 2.3.3 beschriebenen Prozedere, die Granulozyten vom Bruder (HLAidenter Stammzellspender) nicht bestrahlt, um einen GvL-Effekt durch die im Konzentrat
befindliche Lymphyozytenpopulation zu ermöglichen.
58
3 Ergebnisse
Tabelle 3.5 Patienten mit bakterieller Sepsis
Patienten
Alter
(Jahre)
Geschlecht
Diagnose
#18
34
w
Mamma-Ca
#19
40
m
#20
17
#21
Anzahl
GTx
Indikation zur GTx
Klinischer Verlauf
Häm. Reg. bis
5 Tage nach
letzter GTx
Überleben
30 Tage
nach 1. GTx
4
Multiresistente Enterokokken-Sepsis; später
Candida glabrata in BK
CRP langsam rückläufig; klinische
Besserung bis zur vollständigen
Erholung
+
+
Agranulozytose
2
k.n. StaphylokokkenSepsis
Intubation über 2 Monate; Stabilisierung und langsame, aber vollständige Erholung
+
+
w
AML
4
E. coli, Enterobacter
cloacae, Enterococcus
faecium, k.n. Staphylokokken-Sepsis
Rückläufige Infektparameter und
klinische Stabilisierung; vollständige Erholung
-
+
42
m
AML
3
k.n. StaphylokokkenSepsis
Klinische Stabilisierung; fremd-allogene KMT 3 Tage nach letzter GTx
-
+
#22
33
m
AML
2
k.n. StaphylokokkenSepsis
Stabiler klinischer Verlauf; zusätzliche pneumonische Infiltrate im
Verlauf regredient
-
+
#23
37
m
CML
6
k.n. StaphylokokkenSepsis
Verschlechterung; V.a. pulmonale
Aspergillose; 4 Tage nach letzter
GTx gestorben
+
-
#24
63
m
NHL
4
E. coli-Sepsis
Massiver Progress der Grunderkrankung; 2 Tage nach letzter GTx
gestorben
-
-
#25
30
w
NHL
2
Multiple septische
Streuherde an der Haut
(CDI)
CRP rückläufig; klinische Verbesserung
+
+
#26
58
m
NHL
2
Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecium, k.n. Staphylokokken-Sepsis
Verschlechterung; zusätzlich progrediente pulmonale Infiltrate; 6 Tage
nach letzter GTx gestorben; Obduktion: invasiv-pulmonale Aspergillose
-
-
#27
42
w
AML
2
Streptokokken-Sepsis
Langanhaltender Leukozyten- und
Thrombozytenanstieg; deutliche
klinische Verbesserung
+
+
#28
56
w
AML
2
Pseudomonas aeruginosa-Sepsis
Klinische Stabilisierung und initialer
CRP-Abfall
-
+
#29
73
m
MDS
2
Pseudomonas aeruginosa-Sepsis
Rückläufige septische Konstellation;
zusätzliche pulmonale Infiltrate regredient; Zeichen eines oligoanurischen Nierenversagens; Obduktion:
beidseitige Candida-Pneumonie
-
-
#30
63
w
AML
4
k.n. StaphylokokkenSepsis
Stabilisierung des klinischen Bildes
und Rückgang der Infektparameter
+
+
#31
31
m
AML
3
E. coli-Sepsis
Deutliche Verbesserung; CRP
rückläufig; zusätzliche pulmonale
Infiltrate regredient
+
+
#32
54
m
AML
3
E. coli-Sepsis
Klinische Stabilisierung und rückläufiges CRP; V.a. pulmonale
Aspergillose; im Verlauf regrediente pulmonale Infiltrate
+
+
#33
35
m
AML
2
k.n. StaphylokokkenSepsis
Klinische Verbesserung, rückläufiges CRP
+
+
#34
23
w
AML
3
Enterococcus faeciumSepsis
Zusätzliche pneumonische Infiltrate;
nur kurzfristige Besserung des
klinischen Zustands; Obduktion:
chronisch karnifizierende, interstitielle Pneumonie ohne Erregernachweis
-
-
Erwachsene
ALL, akute lymphatische Leukämie; AML, akute myeloische Leukämie; ARDS, akutes Lungenversagen (adult respiratory distress syndrome); BK, Blutkultur; Ca,
Karzinom (carcinoma); CDI, klinisch gesicherte Infektion (clinically documented infection); CML, chronische myeloische Leukämie; CRP, C-reaktives Protein; E.
coli, Escherichia coli; GTx, Granulozytentransfusion; Häm.Reg., hämatopoetische Regeneration; KMT, Knochenmarktransplantation; k.n., koagulase-negativ; m,
männlich; MDS, Myelodysplastisches Syndrom; NHL, Non-Hodgkin-Lymphom; V.a., Verdacht auf; w, weiblich
3 Ergebnisse
59
Bei neun der 17 Patienten (52,9 %) konnte innerhalb von fünf Tagen nach der letzten Granulozytentransfusion an drei oder mehr aufeinander folgenden Tagen ein kontinuierlicher Leukozytenwert von ≥ 1.000/µl gemessen werden, so dass davon ausgegangen wurde, dass diese
Patienten hämatopoetisch regeneriert hatten. Von den zehn Patienten mit zusätzlichen pulmonalen Infiltraten zeigten 50 % eine eindeutige Befundbesserung in den radiologischen Kontrollaufnahmen nach Beendigung der Granulozytengabe. Bei den anderen fünf Patienten kam
es entweder zu keiner signifikanten radiologischen Befundänderung oder aber sogar zu einer
Verschlechterung der pulmonalen Situation.
Zwei Kinder erhielten ebenfalls aufgrund einer lebensbedrohlichen bakteriellen Sepsis Granulozyten. Ein knapp zwei Jahre alter, an einem Neuroblastom erkrankter Junge erhielt zweimalig Granulozytenkonzentrate, nachdem bei ihm die Diagnose einer Klebsiellen-Sepsis in der
Neutropenie gestellt wurde. Darunter kam es zu rückläufigen Infektparametern und zu einer
deutlichen Besserung der klinischen Situation. Des Weiteren konnte bei ihm innerhalb von
fünf Tagen nach der letzten Transfusion eine hämatopoetische Regeneration verzeichnet werden. Das andere Kind, ein neunjähriger Junge mit der Diagnose ALL, der an einer Staphylokokken-Sepsis und zusätzlich einer pulmonalen Aspergillose erkrankt war, konnte von den
zwei Granulozytentransfusionen, die ihm verabreicht wurden nicht profitieren. Bei ihm kam
es nach den Transfusionen zu einem Capillary-Leak-Syndrom und es wurde der Verdacht auf
ein parapneumonisches ARDS gestellt.
3.4.2 CRP-Verlauf nach Transfusion
Im Verlauf der zwei bis maximal sechs Granulozytentransfusionen, die bei den Patienten mit
bakterieller Sepsis durchgeführt wurden, zeigte sich im Median ein signifikanter CRP-Abfall
von initial 21,8 mg/dl (Range 0,5 - 50,4 mg/dl) auf 15,6 mg/dl (Range 0,6 - 56,7 mg/dl) bis
zum dritten Tag nach der letzten Transfusion (p = 0,0386).
Die Subanalyse dieses Patientenkollektivs hinsichtlich des CRP-Verlaufs und der hämatopoetischen Regeneration ergab bei den Patienten, die hämatopoetisch regeneriert hatten, einen
nichtsignifikanten medianen CRP-Abfall von 21,8 mg/dl (Range 3,3 - 46,8 mg/dl) auf 3,2
mg/dl (Range 0,6 - 56,7 mg/dl). Demgegenüber ist das CRP bei den Patienten ohne Regeneration im Median von 22,1 mg/dl (Range 0,5 - 50,4 mg/dl) bis zum dritten Tag nach der letzten
Granulozytentransfusion auf 16,1 mg/dl (Range 1,2 - 27,4 mg/dl) gefallen. Dieser Abfall erweist sich mit Hilfe des Wilcoxon-Tests als signifikant (p = 0,0273). Der Vergleich beider
Geraden zeigt keinen signifikanten Unterschied.
60
3 Ergebnisse
30,0
25,0
CRP (mg/dl)
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
1.GTx
(n=17)
x.GTx + 3 d
(n=17)
Zeit
Abb. 3.11 CRP-Verlauf (Median) bei Patienten mit bakterieller Sepsis
30,0
25,0
CRP (mg/dl)
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
1. GTx
x. GTx + 3 d
Zeit
häm. Reg. (n=7)
keine häm. Reg. (n=10)
Abb. 3.12 CRP-Verlauf (Median) bei Patienten mit und ohne
hämatopoetischer Regeneration
3 Ergebnisse
61
Im Blut des Jungen mit der Diagnose eines Neuroblastoms konnte vom Tag der ersten Granulozytentransfusion bis zum dritten Tag nach seiner zweiten und zugleich auch letzten Transfusion ein CRP-Rückgang von 5,6 mg/dl auf 2,6 mg/dl verzeichnet werden. Dem hingegen
stieg das CRP bei dem neunjährigen Jungen von anfänglich 26,0 mg/dl um 15 mg/dl auf
41 mg/dl an.
3.4.3 Überleben nach Transfusion
Das mediane Überleben der erwachsenen Patienten (n = 17), die Granulozytentransfusionen
im Rahmen eines bakteriell-septischen Geschehens erhalten hatten, lag bei 163Tagen (Range
4 - 2508 Tage). 12 der insgesamt 17 erwachsenen Patienten profitierten insofern von den Granulozytentransfusionen, als dass die Infektion in der kritischen Phase der Neutropenie beherrscht werden konnte und sie auch 30 Tage nach der ersten Transfusion noch am Leben
waren. Dies entspricht einer 30-Tage-Überlebenswahrscheinlichkeit von 70,6 %. Ein Patient
(#24), der insgesamt vier Granulozytentransfusionen erhalten hatte, starb zehn Tage nach der
ersten Granulozytentransfusion bei anhaltend hohen Infektparametern an den Folgen des massiven Progresses seiner Grunderkrankung, einem NHL. Die anderen vier Patienten, die 30
Tage nach der ersten Transfusion nicht mehr am Leben waren, starben an den direkten Folgen
ihrer schweren Infektion. Ein Patient (#23) starb bei septischer Konstellation im Multiorganversagen. Bei drei Patienten konnte im Rahmen der Obduktion eine pulmonale Infiltration
nachgewiesen werden, davon einmal eine invasiv-pulmonale Aspergillose (#26), einmal eine
beidseitige Candida-Pneumonie und einmal eine chronisch karnifizierende, interstitielle
Pneumonie ohne Erregernachweis (#34).
Während es bei dem knapp zweijährigen Jungen mit der diagnostizierten Klebsiellen-Sepsis
zu einer raschen Verbesserung des klinischen Bildes mit rückläufigen Infektparametern kam,
verschlechterte sich der Zustand des neun Jahre alten Junge, der an einer StaphylokokkenSepsis und im Verlauf auch an einer invasiv-pulmonalen Aspergillose erkrankt war, zunehmend. Neben den bereits erwähnten Diagnosen kam es bei ihm zu einem Capillary-LeakSyndrom nach Granulozytentransfusion, und er starb fünf Tage nach der ersten, bzw. vier
Tage nach der letzten Transfusion bei Verdacht auf ein parapneumonisches ARDS in der kardio-respiratorischen Insuffizienz.
62
3 Ergebnisse
100
Überleben (%)
80
60
40
20
0
0
10
20
30
40
50
500
1500
2500
Zeit (Tage)
Abb. 3.13 Überleben nach 1.GTx bei bakterieller Sepsis (n = 17)
3.5 Granulozytentransfusionen bei Pilzinfektionen
3.5.1 Patientencharakteristika und klinischer Verlauf
Im Beobachtungszeitraum erhielten 21 Patienten insgesamt 86 Granulozytentransfusionen
aufgrund einer schweren Pilzinfektion in der Neutropenie. Wie bereits in Kapitel 3.2.1 beschrieben, war die am häufigsten gestellte Diagnose eine invasiv-pulmonale Aspergillose, die
in acht von 16 Fällen nicht nur klinisch, sondern auch mikrobiologisch schon vor der ersten
Transfusion nachgewiesen werden konnte. Während der Verdacht auf mykotische Leberabszesse bei einem Patienten (#53) bei fehlendem Erregernachweis nur klinisch mit Hilfe der
Computertomographie und einer explorativen Laparoskopie geäußert werden konnte, gelang
sowohl bei den Patienten mit Candida-Sepsis (#41) und cerebraler Aspergillose (#46), als
auch bei den Patienten mit rhinocerebraler Mukormykose (#48) und Candida-Pneumonie
(#50) der mikrobiologische Erregernachweis bereits vor der ersten Granulozytentransfusion.
Bei elf der 21 Patienten mit mykotischen Infektionen (52,4 %) konnte innerhalb von fünf Tagen nach der letzten Granulozytentransfusion an drei oder mehr aufeinander folgenden Tagen
3 Ergebnisse
63
ein kontinuierlicher Leukozytenwert von ≥ 1.000/µl gemessen werden, so dass davon ausgegangen wurde, dass diese Patienten hämatopoetisch regeneriert hatten.
Die radiologischen Kontrollen ergaben bei acht der 16 Patienten (50 %) mit invasivpulmonaler Aspergillose eine z.T. recht deutliche Befundbesserung. Bei einigen Patienten (s.
Tab. 3.6) wurden letztlich nur noch narbig-streifige Veränderungen der Lunge beschrieben, so
dass von einer vollständigen Abheilung ausgegangen wurde. Währen es bei drei Patienten
(18,8 %) zu keiner signifikanten Befundänderung kam oder aber keine weiteren radiologischen Kontrollen dokumentiert wurden, verschlechterte sich der pulmonale Zustand bei fünf
der 16 Patienten (31,25 %) auch nach der Gabe von Granulozytenkonzentraten.
Eine mikrobiologisch gesicherte invasiv-pulmonale Aspergillose in der Neutropenie konnte
bei vier Kindern diagnostiziert werden. Es handelte sich dabei um einen zwei Monate alten
Säugling mit einer ALL, ein 12-jähriges Mädchen mit einer AML, ein 15-jähriges Mädchen
mit einem ALL-Rezidiv und um einen 16 Jahre alten Jungen mit einem AML-Rezidiv. Während es bei dem Säugling bereits nach einer Granulozytentransfusion zu einer Stabilisierung
mit rückläufigen Infektparametern und einem deutlichen Anstieg der Leukozyten kam, verschlechterte sich der Zustand des 12-jährigen Mädchens auch nach zehn Transfusionen zunehmend. Bei progredienten pulmonal-infiltrativen Prozessen zeigte die Patientin schließlich
das Vollbild einer Aspergillus-Sepsis. Obwohl sich der klinische Zustand des 15-jährigen
Mädchens nach drei Granulozytentransfusionen deutlich besserte, zeigten die radiologischen
Kontrollen eine deutliche Befundprogredienz und zunehmende Einschmelzungen der pulmonalen Infiltrate. Anzumerken bleibt jedoch, dass die Patientin nach den Transfusionen der
vom CMV-positiven Vater gewonnen Granulozyten an einer CMV-Infektion erkrankte und
letztlich nicht geklärt werden konnte, ob die zunehmenden pulmonalen Infiltrate nicht durch
diese Neuinfektion (mit-) bedingt waren. Der 16-jährige Junge starb bereits am Folgetag nach
der ersten Transfusion im septischen Schock bei systemischer Aspergillose.
64
3 Ergebnisse
Tabelle 3.6 Patienten mit Pilzinfektionen
Patienten
Alter
(Jahre)
Geschlecht
Diagnose
#35
67
m
AML
#36
29
w
#37
32
#38
Anzahl
GTx
Indikation zur GTx
Klinischer Verlauf
Häm. Reg. bis
5 Tage nach
letzter GTx
Überleben
30 Tage
nach 1. GTx
2
Invasiv-pulmonale
Aspergillose
Deutlicher Rückgang der pulmonalen Infiltrate; klinische Verbesserung
+
+
AML
1
V.a. pulmonale und
renale Aspergillose
Verschlechterung; Obduktion: disseminierte
invasive Aspergillose (Niere, Lunge)
-
-
w
CML
4
V.a. peritoneale/
pulmonale Aspergillose
Rückgang der pulmonalen Infiltrate; rasche
Besserung des klinischen Zustandes
+
+
59
w
AML
1
Invasiv-pulmonale
Aspergillose
Konstante, konfluierende Infiltrate; 10 Tage
nach GTx an akuter pulmonaler Blutung
(Gefäßarrosion) gestorben
+
-
#39
39
m
HL
8
Invasiv-pulmonale
Aspergillose
Entfieberung nach 4. GTx; CRP rückläufig;
deutliche Regredienz der Infiltrate im Verlauf
+
+
#40
24
m
AML
25
V.a. invasiv-pulmonale
Aspergillose
Klinische Verbesserung; deutliche Regredienz
der Infiltrate --> narbige Residuen (CT)
-
+
#41
39
m
ALL
2
Candida albicans
Fungämie
Zunehmende Besserung; deutliche Rückbildung der zusätzlichen Infiltrate
+
+
#42
71
m
AML
2
V.a. invasiv-pulmonale
Aspergillose
Entfieberung 4 Tage nach letzter GTx; deutliche Besserung des klinischen Zustandes;
konstante bis diskret regrediente Infiltrate
+
+
#43
44
w
AML
8
Invasiv-pulmonale
Aspergillose
Deutlicher Rückgang der pulmonalen Infiltrate
und Besserung des klinischen Zustandes
-
+
#44
54
m
AML
7
V.a. invasiv-pulmonale
Aspergillose
Im Verlauf CRP rückläufig, deutliche Regredienz der Infiltrate --> narbige Residuen (CT)
-
+
#45
52
m
AML
2
V.a. invasiv-pulmonale
Aspergillose
Initial Stabilisierung der Infektkonstellation;
im Verlauf konstante, teils progrediente Aspergilloseherde; Obduktion 35 Tage nach 1. GTx:
Hirninfarkt rechts; Mukor-Pneumonie/-Myokarditis; V.a. Algeninfektion
+
+
#46
46
w
HL
1
Cerebrale Aspergillose
Klinische Stabilisierung; folgende Liquordiagnostik wieder Aspergillus-negativ
+
+
#47
48
w
AA
4
V.a. invasiv-pulmonale
Aspergillose
Capillary-Leak-Syndrom nach 4. GTx; regrediente Infiltrate; CRP rückläufig
+
+
#48
64
m
MDS
1
Rhinocerebrale Mukormykose
Konstanter cerebraler Abszessnachweis (CT);
Verschlechterung des pulmonalen Status durch
Capillary-Leak-Syndrom nach GTx und
zusätzliches Infiltrat
-
+
#49
72
w
AML
3
Invasiv-pulmonale
Aspergillose
Befundverschlechterung; zusätzliche Infiltrate
im Verlauf; 2 Tage nach letzter GTx gestorben
-
-
#50
46
m
AML
4
Candida albicans/krusei
Pneumonie
Initial leichte Besserung und CRP-Abfall; im
Verlauf neu aufgetretene pulmonale Infiltrate
(Klebsiellen), progredient septisches Geschehen (Candida glabrata Fungämie)
-
-
#51
49
m
AML
2
Invasiv-pulmonale
Aspergillose
Neue und progrediente pulmonale Infiltrate;
progredientes septisches Geschehen; Obduktion: ARDS; Enterokokken Pneumonie
-
-
#52
44
m
AML
2
V.a. invasiv-pulmonale
Aspergillose
Deutlicher Leukozytenanstieg, CRP-Abfall;
Stabilisierung
-
+
#53
32
m
AML
1
V.a. mykotische
Leberabszesse
Infektparameter rückläufig; deutliche Regredienz der Leberherde
+
+
#54
65
w
AML
3
Invasiv-pulmonale
Aspergillose
Klinische Verschlechterung und progrediente
pulmonale Infiltrate
-
-
#55
37
w
AA
3
Invasiv-pulmonale
Aspergillose
Initial CRP rückläufig; konstante Infiltrate; im
Verlauf rezidivierende Infekte
+
+
Erwachsene
AA, aplastische Anämie, ALL, akute lymphatische Leukämie; AML, akute myeloische Leukämie; ARDS, akutes Lungenversagen (adult respiratory distress syndrome); CML, chronische myeloische Leukämie; CRP, C-reaktives Protein; CT, Computertomographie; GTx, Granulozytentransfusion; Häm.Reg., hämatopoetische
Regeneration; HL, Hodgkin Lymphom; m, männlich; MDS, myelodysplastisches Syndrom; V.a., Verdacht auf; w, weiblich
65
3 Ergebnisse
3.5.2 CRP-Verlauf nach Transfusion
30,0
CRP (mg/dl)
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
1.GTx
(n=21)
x.GTx + 3 d
(n=21)
Zeit
Abb. 3.14 CRP-Verlauf (Median) bei Patienten mit Pilzinfektionen
In Abbildung 3.14 ist der mediane CRP-Verlauf der 21 Patienten, denen aufgrund einer Pilzinfektion in der Neutropenie Granulozyten transfundiert wurden, dargestellt. Bei einem Patienten (#53) wurde am Tag der ersten und bei ihm auch zugleich der letzten Granulozytentransfusion kein CRP-Wert dokumentiert, so dass dem Ausgangswert zur Verlaufsbeschreibung die Messung vom Vortag zu Grunde gelegt wurde. Im Beobachtungszeitraum vom
Tag der ersten Granulozytentransfusion bis zum dritten Tag nach der letzten Transfusion zeigte sich ein signifikanter medianer CRP-Abfall (p = 0,0031) von 23,5 mg/dl (Range 6,5 - 40,9
mg/dl) auf 13,9 mg/dl (Range 3,3 - 30,8 mg/dl).
Bei differenzierter Betrachtung der Patienten mit und ohne hämatopoetischer Regeneration
zeigte sich bei den Patienten, die regeneriert hatten, ein signifikanter medianer CRP-Abfall
(p = 0,0020) von anfänglich 20,4 mg/dl (Range 14,4 - 40,9 mg/dl) auf 9,8 mg/dl (Range 3,3 21,7 mg/dl). Hingegen fiel das CRP bei den Patienten, bei denen es bis zum dritten Tag nach
der letzten Transfusion noch nicht zu einer hämatopoetischen Regeneration gekommen war,
im Median von 24,0 mg/dl (Range 6,5 - 33,2 mg/dl) auf 19,8 mg/dl (Range 4,1 - 30,8 mg/dl).
Dies entspricht einem nichtsignifikanten Abfall des Entzündungsparameters. Der Vergleich
beider Geraden zeigt einen signifikanten Unterschied (p = 0,0378).
66
3 Ergebnisse
30,0
25,0
CRP (mg/dl)
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
1. GTx
x. GTx + 3 d
Zeit
häm. Reg. (n=10)
keine häm. Reg. (n=11)
Abb. 3.15 CRP-Verlauf (Median) bei Patienten mit und ohne
hämatopoetischer Regeneration
Während der 16-jährige Junge, der so wie drei weitere Kinder an einer invasiv-pulmonalen
Aspergillose erkrankt war, bereits am Tag seiner ersten Granulozytentransfusion verstarb und
es bei dem 12 Jahre alten Mädchen im Verlauf bis zu ihrem Tod am zweiten Tag nach der
zehnten Transfusion zu einem CRP-Anstieg von 22,0 mg/dl auf 38,0 mg/dl kam, zeigten die
zwei anderen Kinder einen recht deutlichen CRP-Rückgang. Bei dem Säugling, der bereits am
ersten Tag nach seiner Granulozytentransfusion hämatopoetisch regenerierte, fiel das CRP bis
zum dritten Tag nach der Transfusion von initial 7,2 mg/dl auf 3,8 mg/dl. Ein deutlicher
CRP-Rückgang von 21,0 mg/dl am Tag der ersten Transfusion bis auf 8,6 mg/dl am dritten
Tag nach der letzten Transfusion konnte bei dem 15-jährigen Mädchen verzeichnet werden.
Auch bei ihr kam es bis zu diesem Zeitpunkt bereits zu einer hämatopoetischen Regeneration.
67
3 Ergebnisse
3.5.3 Überleben nach Transfusion
Das mediane Überleben der 21 erwachsenen Patienten, die in der Phase der Neutropenie Granulozytentransfusionen aufgrund einer lebensbedrohlichen Pilzinfektion erhalten hatten, lag
bei 141 Tagen (Range 5 - 2598 Tage). Der klinische Zustand von 15 der insgesamt 21 Patienten konnte mit Hilfe der Granulozytentransfusionen bis zum Tag 30 nach der ersten Transfusion deutlich verbessert oder zumindest stabilisiert werden. Entsprechend liegt die 30-TageÜberlebenswahrscheinlichkeit bei 71,4 %. Bei allen sechs Patienten, die bis zum diesem Zeitpunkt bereits verstorben waren, war die Infektion unmittelbar als Todesursache anzunehmen
oder sogar nachweisbar. Während vier dieser sechs Patienten (#36, #38, #49, #54) den Folgen
einer invasiv-pulmonalen Aspergillose erlagen, konnte bei einem Patienten (#51) die vor der
Granulozytentransfusion mikrobiologisch gesicherte Aspergillus-Infektion in der Obduktion
nach antimykotischer Therapie nicht mehr nachgewiesen werden. Stattdessen zeigten sich hier
eine Enterokokken-Pneumonie sowie ein ARDS. Zu der initial diagnostizierten mykotischen
Pneumonie eines Patienten (#50) kamen im Verlauf noch bakterielle Infiltrate hinzu. Dieser
Patient verstarb bei progredientem septischen Geschehen acht Tage nach der letzten Granulozytentransfusion in der kardio-respiratorischen Insuffizienz.
100
Überleben (%)
80
60
40
20
0
0
10
20
30
40
50
500
1500
2500
Zeit (Tage)
Abb. 3.16 Überleben nach 1. GTx bei Pilzinfektionen (n = 21)
3 Ergebnisse
68
In der Untergruppe der invasiv-pulmonalen Aspergillosen (n = 16) zeigte sich bei einem medianen Überleben von 232 Tagen (Range 5 - 2598 Tage) eine Wahrscheinlichkeit von 68,8 %,
30 Tage nach der ersten Granulozytentransfusion noch am Leben zu sein.
Die 30-Tage-Überlebenswahrscheinlichkeit der vier Kinder lag bei 50 %. Wie bereits in Kapitel 3.4.1 erwähnt, starb der 16-jährige Junge bereits am Folgetag nach der ersten Granulozytentransfusion im septischen Schock bei systemischer Aspergillose. Bei einem deutlichen
Progress der ausgedehnten mykotischen Infiltrate in beiden Lungenflügeln kam es bei dem
12-jährigen Mädchen zu einer zunehmenden Verschlechterung des Allgemeinzustandes, so
dass die junge Patientin schließlich das Vollbild einer Aspergillus-Sepsis zeigte und zwei Tage nach der letzten Transfusion den Folgen ihrer schweren Infektion in der Neutropenie erlag.
Zwar konnte der klinische Zustand der 15 Jahre alten Patientin soweit stabilisiert werden, dass
sie 30 Tage nach der ersten Granulozytentransfusion noch am Leben war, jedoch zeigte sie
nach Erhalt der vom CMV-positiven Vater gewonnenen Granulozyten im Verlauf Symptome
einer CMV-Infektion. Bei progredienten pulmonalen Infiltraten und den Zeichen eines ARDS
kam es letztlich zu einer pulmonalen und kardialen Dekompensation, und das Mädchen verstarb 43 Tage nach der letzten Granulozytentransfusion.
3.6 Mögliche Einflussvariablen auf den Transfusionserfolg
3.6.1 Infektion
Obwohl das mediane Überleben in den drei verschiedenen Patientenkollektiven auf den ersten
Blick recht deutliche Unterschiede aufweist (57 Tage bei bakterieller Pneumonie bzw. POE,
163 Tage bei bakterieller Sepsis und 141 Tage bei Pilzinfektionen) konnte beim Vergleich der
einzelnen Überlebenskurven untereinander mit Hilfe des Logrank-Tests kein signifikanter
Unterschied gezeigt werden. Im Hinblick auf das direkte Ansprechen auf die Granulozytentransfusionen, gemessen an der 30-Tage-Überlebenswahrscheinlichkeit (bakterielle Pneumonie: 58,8 %; bakterielle Sepsis: 70,6 %; Pilzinfektionen: 71,4 %), zeigte sich ebenfalls zwischen den einzelnen Indikationsgruppen kein signifikanter Unterschied.
69
3 Ergebnisse
100
Überleben (%)
80
60
40
20
0
0
10
20
30
40
50
500
1500
2500
Ze it (Tage)
Bakt. Pneumonie/POE
(n=17)
Bakt. Sepsis
(n=17)
Pilzinfektion
(n=21)
Abb. 3.17 Überlebenswahrscheinlichkeiten im Vergleich
3.6.2 Vorbestehende Neutropeniedauer
Die mediane Dauer der Neutropenie vor der ersten Granulozytentransfusion betrug bei den 55
erwachsenen Patienten mit schweren Infektionen 15 Tage (Range 3 - 68 Tage). Die Kinder,
die Granulozytentransfusionen aufgrund einer schweren Infektion erhalten hatten (n = 7), waren im Median 25 Tage neutropen (Range 17 - 40 Tage), wobei bei einem Kind die Neutropeniedauer nicht eruiert werden konnte. In beiden Gruppen wurde zur Bestimmung der Neutropeniedauer jeweils der Tag der ersten Transfusion mitgezählt.
Während die Patienten mit positivem Ansprechen auf die Granulozytentransfusionen (n = 37)
im Median 15 Tage (Range 5 - 68 Tage) vor der ersten Transfusion neutropen waren, betrug
die Dauer der Neutropenie der Patienten mit fehlendem Ansprechen (n = 18) 15,5 Tage
(Range 3 - 36 Tage). Dieser Unterschied ist nicht signifikant (p > 0,05). Als Kriterium für ein
positives Ansprechen auf die Granulozytentransfusionen wurde hier das Überleben an Tag 30
nach der ersten Transfusion herangezogen. Auch bei den Kindern zeigte sich kein signifikanter Unterschied in der Dauer der Neutropenie zwischen den Patienten mit und denen ohne
positivem Ansprechen auf die Transfusionen (p > 0,05).
70
3 Ergebnisse
3.6.3 Transfundierte Granulozytenzahl
Insgesamt wurden den 71 Patienten 232 Granulozytenkonzentrate transfundiert. Im Median
wurden durch ein Leukapheresat 3,59 x 1010 Granulozyten übertragen. Bei der Berechnung in
Bezug auf das jeweilige Körpergewicht der Patienten, ergab dies bei den acht Kindern, die
zusammen 23 Granulozytentransfusionen erhalten hatten, eine mediane Zelldosis in Höhe von
0,0447 x 1010 Granulozyten/kgKG (Range 0,0015 - 0,3411 x 1010 Granulozyten/kgKG). Bei
den 55 erwachsenen Patienten, die an einer schweren Infektion in der Neutropenie erkrankt
waren, errechnete sich eine mediane Granulozytenzahl in Höhe von 0,0534 x 1010 /kgKG
(Range 0,0001 - 0,1954 x 1010 Granulozyten/kgKG).
Im Hinblick auf den veränderten Sedimentationsbeschleuniger ab 1999 zeigte sich bei den
Transfusionen, die alle erwachsenen Patienten seit diesem Jahr erhalten hatten (n = 132), eine
mediane transfundierte Granulozytenzahl von 0,0695 x 1010 /kgKG (Range 0,0174 - 0,1954 x
1010 /kgKG). Dabei wurden den Patienten, die ein positives Ansprechen auf die Granulozytentransfusionen zeigten, im Median 0,0720 x 1010 /kgKG Zellen (Range 0,0274 - 0,1954 x
1010 /kgKG) transfundiert, während die Patienten ohne Erfolg im Median 0,0568 x 1010 /kgKG
Granulozyten (Range 0,0397 - 0,1285 x 1010 /kgKG) pro Transfusion erhalten hatten. Der Vergleich zeigt einen signifikanten Unterschied (p = 0,0227). In diese Subanalyse wurden Patienten, bei denen die Indikation zur Granulozytentransfusion allein aufgrund von Fieber und/oder
einer CRP-Erhöhung gestellt wurde (FUO/CUO), nicht mit einbezogen.
Granulozyten/kgKG x 10 10
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
Erfolg (n=37)
kein Erfolg (n=18)
Patienten
Abb. 3.18 Transfundierte Granulozyten/kgKG bei Patienten mit und ohne Erfolg
71
3 Ergebnisse
3.6.4 Hämatopoetische Regeneration
Von den 55 erwachsenen Patienten, denen Granulozyten aufgrund einer schweren Infektion in
der Neutropenie transfundiert wurden, haben 27 bis zum fünften Tag nach der ersten Transfusion endogen hämatopoetisch regeneriert. Im Vergleich der Überlebenskurve dieser 27 Patienten mit der der 28 Patienten, die nicht hämatopoetisch regeneriert hatten, errechnet sich - bei
einer medianen Überlebenszeit von 168 bzw. 19 Tagen - im Logrank-Test ein signifikanter
Vorteil für die Patienten, bei denen sich das Knochenmark rasch erholen konnte (p = 0,0140).
Betrachtet man nur die 30-Tage-Überlebenswahrscheinlichkeit, so zeigt sich auch hier ein
deutlich signifikanter Unterschied (p = 0,0006).
100
Überleben (%)
80
60
40
20
0
0
10
20
30
40
50
500
1500
2500
Zeit (Tage)
häm. Reg. (n=27)
keine häm. Reg. (n=28)
Abb. 3.19 Überlebenswahrscheinlichkeit mit und ohne hämatopoetischer Regeneration
4 Diskussion
72
4 Diskussion
4.1 Ergebnisse der Leukapherese
Der zu Beginn der Granulozytentransfusions-Ära aufgekommene Enthusiasmus wurde aufgrund der meist sehr geringen Zahl an Granulozyten, die von den Spendern gewonnen werden
konnten, bis zur Entdeckung von G-CSF, z.T. wieder deutlich gebremst. Erst durch die klinische Anwendung dieses Wachstumsfaktors, in manchen Studien auch in Kombination mit
Glukokortikoiden, zur Stimulierung der Granulopoese bei gesunden Spendern und durch verbesserte Apheresetechniken konnte das Interesse an Granulozytentransfusionen wieder gesteigert werden [24; 41; 79]. Durch diese neuen Entwicklungen ist es möglich geworden, im
Rahmen einer Leukapherese zwischen 3 und 10 x 1010 Granulozyten pro Leukapheresat zu
gewinnen [11; 31; 40; 77; 84; 94].
Von den in dieser Arbeit beschriebenen 232 Leukapheresaten konnte retrospektiv in 228 Fällen die darin gewonnene Granulozytenzahl bestimmt werden. Durchschnittlich waren hier in
jedem Produkt 3,57 x 1010 (SD ± 2,47 x 1010; Median 3,59 x 1010, Range 0,01 - 10,39 x 1010)
Granulozyten enthalten. Im Vergleich zu den in den o.g. Studien erzielten Zellzahlen, erscheint dies auf den ersten Blick als relativ geringe Ausbeute. Wie jedoch bereits in den Kapiteln 2.3.2 und 3.1.2 beschrieben, wurde 1999 der im Rahmen der Leukapherese eingesetzte
Sedimentationsbeschleuniger an der Universitätsklinik Freiburg verändert. Dies führte dazu,
dass bei allen seit diesem Zeitpunkt durchgeführten Leukapheresen (n = 136) eine signifikant
höhere Zahl an Granulozyten gewonnen werden konnte (p < 0,0001), nämlich durchschnittlich
5,11 x 1010 Granulozyten pro Leukapheresat (SD ± 1,82 x 1010; Median 4,83 x 1010; Range
1,12 - 10,39 x 1010), im Vergleich zu durchschnittlich 1,30 x 1010 Granulozyten pro Leukapheresat vor 1999 (SD ± 1,26 x 1010; Median 0,93 x 1010; Range 0,01 - 6,93 x 1010).
4.2 Nebenwirkungen bei Spendern und Patienten
Bei keinem der 90 Granulozytenspender in dieser Arbeit wurden schwere Nebenwirkungen
beschrieben. Sowohl die subkutane Applikation von G-CSF vor jeder Spende, als auch in den
meisten Fällen das Spendeverfahren an sich wurden von den Spendern gut toleriert. Nur in
drei Fällen (1,29 %) kam es zu Komplikationen, so dass die Leukapherese vorzeitig abgebrochen werden musste. Zweimal handelte es sich dabei um eine im Verlauf der Apherese aufgetretene Zuflussstörung, und bei einer Spenderin kam es im Verlauf der Leukapherese zu ei-
4 Diskussion
73
nem deutlichen Hämoglobinabfall, der von ihr nicht toleriert wurde, so dass das Verfahren
abgebrochen werden musste und auch nicht mehr wiederholt werden konnte. Bei allen anderen Spendern kam es nur zu den in Kapitel 3.1.1 beschriebenen Blutbildveränderungen, die
problemlos toleriert wurden.
Diese positiven Erfahrungen bestätigen größtenteils die Ergebnisse vorangegangener Studien
[8; 11; 28; 31; 133; 155]. Allerdings berichteten einige Autoren von häufig auftretenden milden Nebenwirkungen. So gaben z.B. 69 % der 261 Spender in einer Studie von McCullough
und Mitarbeiter geringe Nebenwirkungen wie Muskel- und Knochenschmerzen, Kopfschmerzen, Müdigkeit und Übelkeit an, die immerhin ca. 75 % dieser Spender dazu veranlasst haben,
Schmerzmittel einzunehmen [113]. Auch in einer Arbeit von Bux und Mitarbeitern, in der
183 Spender zur Gewinnung von 507 Granulozytenkonzentraten zur Verfügung standen,
wurden relativ häufig (ca. 60 %) geringe, G-CSF assoziierte Nebenwirkungen dokumentiert.
Leukapherese assoziierte Nebenwirkungen wurden bei 14 % der Spender beobachtet. Insgesamt verlangten jedoch nur 13 der 183 Spender aufgrund starker Knochenschmerzen, Kopfschmerzen oder Juckreiz lindernde Medikamente, und nur 5 % der Spender wären zu einer
erneuten Granulozytenspende nicht mehr bereit gewesen [28]. Price und Mitarbeiter zeigten
in ihrer Untersuchung, dass obwohl nur 28 % ihrer Spender völlig frei von Nebenwirkungen
waren, dennoch 98 % der Spender sich für eine weitere Granulozytenspende bereit erklären
würden [133]. Leider konnte in der hier vorliegenden Arbeit retrospektiv keine Aussage über
das Auftreten geringer Nebenwirkungen, wie Kopf- und Gliederschmerzen, etc. gemacht werden, da diese nicht ausreichend dokumentiert wurden.
Ein immer wieder häufig und ausführlich diskutiertes Thema ist das Risiko für das Auftreten
von Komplikationen bei Empfängern von Granulozytentransfusionen. Während in der hier
vorliegenden Arbeit auftretende Symptome, wie z.B. leichtes Fieber, Schüttelfrost oder Tachykardie größtenteils nicht direkt und nicht zweifelsfrei den Granulozytentransfusionen zuzuschreiben war, so traten doch bei 8 Patienten (11,27 %) z.T. schwerwiegende Komplikationen auf. Darunter waren als noch moderat auftretende Nebenwirkungen die Bildung von granulozytären (n = 2) und thrombozytären (n = 1) Antikörpern sowie das Auftreten einer
anaphylaktischen Reaktion (n = 1), die medikamentös gut behandelbar war. Vier Patienten
mussten intensivmedizinisch überwacht und therapiert werden, da bei Ihnen ein CapillaryLeak-Syndrom in zeitlichem Zusammenhang mit den Transfusionen diagnostiziert wurde. Bei
einem Patienten kam es dabei zu einem letalen Ausgang. Anzumerken bleibt jedoch, dass bei
allen vier Patienten zusätzlich der Verdacht auf eine invasiv-pulmonale Aspergillose geäußert
4 Diskussion
74
wurde und somit letztlich bei vorliegender respiratorischer Insuffizienz nicht definitiv geklärt
werden konnte, was ausschlaggebend für die Lungenschädigung war.
Auch Lee und Mitarbeiter berichteten von pulmonalen Reaktionen im Zusammenhang mit
Granulozytentransfusionen bei zwei Patienten, wovon einer der beiden an den Folgen eines
Lungenödems starb. Schädigungen der Lunge bleiben daher nach wie vor eine möglicherweise schwerwiegende, wenn auch eher selten auftretende Komplikation bei der Transfusion von
Blut oder Blutbestandteilen [140; 148] und sollten daher stets bei Granulozytentransfusionen
im Hinterkopf behalten werden.
Eine weitere mögliche Komplikation ist die Übertragung infektiöser, insbesondere viraler
Krankheiten. Während das Risiko einer HBV-, HCV- oder HIV-Infektion im allgemeinen als
gering bis sehr gering eingestuft wird [7; 131; 146], scheint die Übertragung einer CMVInfektion v.a. im Rahmen von Granulozytentransfusionen bei immunkomprimierten Patienten
eine etwas größere Rolle zu spielen [67; 122; 174]. An der Universitätsklinik Freiburg kam es
zwischen 1996 und 2003 im Rahmen der Granulozytentransfusionen bei einer Patientin zu
einer tödlich endenden CMV-Infektion durch die Übertragung von Granulozyten eines CMVpositiven Spenders. In diesem speziellen Fall wurde bei fehlendem CMV-negativen Spender
das Risiko einer CMV-Infektion im Vergleich zu dem lebensbedrohlichen Risiko der progressiven und therapierefraktären pulmonalen Aspergillose als geringer eingestuft. Bei engmaschigen Kontrollen in Bezug auf eine beginnende Infektion und einer präventiven Behandlung
sobald die Infektion molekularbiologisch nachgewiesen wurde, wird diese Vorgehensweise
v.a. bei Hochrisikopatienten auch von anderen Autoren unterstützt [122].
4.3 Ansprechen, klinischer Verlauf und Überleben nach Granulozytentransfusionen
Als erster nachweisbarer Effekt der Granulozytentransfusionen konnte in dieser Arbeit ein
signifikanter Leukozytenanstieg im Blut der Patienten nach den Transfusionen gezeigt werden. Verschiedene Studien der letzten Jahre zeigten ebenfalls einen signifikanten Anstieg der
Granulozyten bzw. Leukozyten bei den Empfängern, sofern eine adäquate Zahl an Granulozyten transfundiert wurde [4; 11; 128; 139]. Dies entspricht den Aussagen früherer Autoren,
nach denen mindestens 2 - 3 x 1010 neutrophile Granulozyten transfundiert werden müssen, um
einen messbaren Anstieg der Zellen im peripheren Blut der Empfänger zu erreichen [89; 153;
166].
4 Diskussion
75
Um den klinischen Verlauf und somit auch das Ansprechen auf die Behandlung mit Granulozytentransfusionen der Patienten in dieser Arbeit zu beschreiben war initial geplant, neben
dem CRP-Verlauf und dem Überleben auch das Auftreten von Fieber, bzw. den Zeitpunkt der
Fieberfreiheit als Kriterium heranzuziehen. Diese Idee musste während der Zusammentragung
und Auswertung der Daten jedoch wieder verworfen werden, da es bei vielen Patienten aufgrund der schwarz-weiß Mikroverfilmung der Patientenakten nicht möglich war, die Temperaturkurve von der Pulskurve zu unterscheiden.
Von den 63 erwachsenen Patienten, die an der Universitätsklinik Freiburg zwischen 1996 und
2003 Granulozytentransfusionen erhalten hatten und deren Daten im Rahmen dieser Arbeit
ausgewertet wurden, waren 44 an Tag 30 nach der ersten Transfusion noch am Leben. Dies
entspricht einer Erfolgsquote von 66,7 %. Eine mögliche Erklärung für das geringere Ansprechen der acht Kinder, von denen 30 Tage nach der ersten Granulozytentransfusionen nur noch
die Hälfte am Leben war, mag der relativ späte Zeitpunkt der Transfusion gewesen sein, an
dem sich die Kinder z.T. bereits in einem äußerst schlechten und kritischen Gesundheitszustand befanden.
58,8 % der Patienten (entsprechend 10/17), die Granulozytentransfusionen aufgrund einer
schweren bakteriellen Pneumonie oder einer Pneumonie ohne Erregernachweis erhalten hatten, zeigten – gemessen an dem Überleben an Tag 30 nach der ersten Transfusion – ein positives Ansprechen. Neben einem signifikanten CRP-Abfall konnte zudem bei acht Patienten
(47,1 %) in den radiologischen Kontrollen ein z.T. recht deutlicher Rückgang der pulmonalen
Infiltrate gezeigt werden. Bei den Patienten mit bakterieller Sepsis profitierten 12 von 17
(70,6 %) im Hinblick auf das Überleben von den Granulozytentransfusionen. Auch in diesem
Patientenkollektiv kam es im Verlauf der Transfusionen zu einem signifikanten CRP-Abfall.
In der Gruppe der Patienten, bei denen die Indikation zur Granulozytentransfusion aufgrund
einer schweren Pilzinfektion gestellt wurde, profitierten 15 von 21 von dieser ergänzenden
Therapieoption, d.h. die 30-Tage-Überlebenswahrscheinlichkeit betrug 71,4 %. In der Untergruppe der invasiv-pulmonalen Aspergillosen (n = 16) lag diese Wahrscheinlichkeit bei
68,8 % und es zeigten sich radiologisch bei acht der 16 Patienten eine z.T. recht deutliche
Befundregredienz, bis hin zur vollständigen Abheilung. Wie auch in den anderen Infektionsgruppen, konnte auch in der Gruppe der Patienten mit Pilzinfektionen ein signifikanter CRPAbfall im Verlauf der Transfusionen verzeichnet werden.
In der Literatur wurden für die Therapie von invasiven Aspergillosen (meist pulmonal) mit
Amphotericin B Ansprechraten von 40 % und weniger dokumentiert [44; 66; 127]. Bei Pati-
4 Diskussion
76
enten mit invasiv-pulmonaler Aspergillose nach Knochenmarktransplantation lag die Mortalität z.T. sogar bei über 94 % [46]. Allerdings zeigen die Ergebnisse aus Studien, in denen die
Patienten mit Antimykotika der neueren Generation behandelt wurden größere Erfolge. Hier
lagen die Ansprech- bzw. Überlebensraten bei 48 – 71 % [45; 66; 127]. Insgesamt müssen
jedoch alle Ergebnisse, insbesondere wenn sie zum Therapievergleich herangezogen werden,
mit Vorsicht gewertet werden, da es sich teilweise um unterschiedliche Patientenkollektive
handelt und z.B. der Anteil der mikrobiologisch nachgewiesenen invasiven Aspergillosen
erheblich variieren kann.
Während Grigg und Mitarbeiter 1996 in ihrer Studie [64], in der drei von drei Patienten mit
bakterieller Infektion überlebten und alle fünf Patienten mit Pilzinfektionen starben, eher
entmutigende Ergebnisse vorwiesen, berichteten Hester und Mitarbeiter ein Jahr zuvor über
eine Ansprechrate von 60 % bei 15 Patienten mit mykotischen Infektionen, die Granulozytentransfusionen erhalten hatten [70]. Auch Peters und Mitarbeiter, die 30 Kinder mit Granulozytenkonzentraten behandelten, berichteten über ein gutes Ansprechen [128]. 100 Tage
nach dem Beginn der Transfusionen lebten noch 70 % der Patienten. Dabei zeigte sich ein
signifikanter Unterschied zwischen dem Überleben der Patienten mit bakteriellen Infektionen
(82 %) und denen mit Pilzinfektionen (54 %). In der Gruppe der neun Patienten mit invasiver
Aspergillose kam es bei fünf Patienten (56 %) zu einer vollständigen Ausheilung der Infektion. Hübel und Mitarbeiter verglichen im Jahr 2002 den klinischen Verlauf eines großen Patientenkollektivs nach Granulozytentransfusionen mit dem einer Kontrollgruppe [77]. Dabei
zeigte sich eine nichtsignifikante Tendenz eines schlechteren klinischen Verlaufes bei Patienten, die Granulozytentransfusionen erhalten haben, unabhängig davon, ob die transfundierten
Zellen von verwandten oder fremden Spendern gewonnen wurden (progressiver oder tödlicher Verlauf in 40,3 % der Fälle aus der Kontrollgruppe, vs. 55,9 % und 57,5 % bei Patienten
mit verwandten bzw. fremden Granulozytenspendern). Patienten mit bakterieller Sepsis, die
der Studiengruppe angehörten und daher Granulozytentransfusionen erhielten, hatten zudem
einen signifikant schlechteren Verlauf. Allerdings sind diese negativen Ergebnisse nur mit
Vorsicht zu interpretieren, da es sich hierbei nicht um eine prospektiv randomisierte Studie
handelte und die Patienten der Kontrollgruppe teilweise „historisch“ waren. Hinzu kommt,
dass es wahrscheinlicher war, dass Patienten mit ernsthafteren Infektionen der Transfusionsgruppe zugeordnet wurden. Insgesamt konnte in Bezug auf den Gesamtverlauf, insbesondere
das Langzeitüberleben kein relevanter Unterschied gezeigt werden.
Ergebnisse jüngster Untersuchungen lassen wiederum positive Erwartungen aufkommen. In
einer prospektiven nichtkontrollierten Studie behandelten Lee und Mitarbeiter 32 Patienten
4 Diskussion
77
mit schweren Infektionen in der Neutropenie mit durchschnittlich 3,8 Granulozytentransfusionen [95]. 19 Patienten (59,4 %) sprachen auf die Granulozytentransfusionstherapie an. Die
Subanalyse zeigte in 80 %, 66,7 % und 50 % der Fälle mit mykotischen, bzw. gramnegativen
und grampositiven bakteriellen Infektionen ein positives Ansprechen. Die Migrationsfähigkeit
der transfundierten Granulozyten wurde szintigraphisch mit Hilfe von radioaktiv markierten
Zellen bei vier Patienten untersucht. Die zwei auf die Therapie ansprechenden Patienten zeigten dabei eine vermehrte Aufnahme der radioaktiv markierten Granulozyten in die infiltrativen pulmonalen Läsionen, während die zwei Patienten, die nicht von den Granulozytentransfusionen profitieren konnten, szintigraphisch keinerlei Aufnahme zeigten. Unter der Annahme, dass der Erfolg der Granulozytentransfusionen von der Fähigkeit der Granulozyten abhängt, an den Ort des infektiösen Geschehens zu migrieren, weisen Lee und Mitarbeiter darauf hin, dass die Granulozyten-Szintigraphie dazu verwendet werden kann, die Wahrscheinlichkeit für das Ansprechen auf die Behandlung mit Granulozytentransfusionen vorauszusagen.
2004 analysierten Safdar und Mitarbeiter in einer retrospektiven Fall-Kontroll-Studie 491
Patienten mit einer Candidämie [142]. Darunter befanden sich 29 Patienten, die Granulozytentransfusionen erhalten hatten und 462 Patienten ohne Transfusionen. Entgegen den Erwartungen der Autoren erholten sich weniger Patienten, denen Granulozyten transfundiert wurden vollständig von ihrer Infektion, im Vergleich zu denjenigen ohne Transfusionen (35 % vs.
67 %). Die Mortalitätsrate war in beiden Gruppen jedoch annähernd gleich (48 % in der
Gruppe mit vs. 45 % ohne Granulozytentransfusionen, p = 0,5). Da in der Gruppe der Patienten, die Granulozytentransfusionen erhalten hatten, vermehrt Risikofaktoren für eine erhöhte
Mortalität (z.B. länger andauernde Neutropenie, vermehrtes Auftreten von invasiven Durchbruch-Mykosen, häufiger vorangegangene Blutstammzelltransfusionen) zu finden waren, kamen die Autoren zu dem Schluss, dass die Transfusionen dennoch effektiv waren und die
Überlebensrate dieser Hochrisikopatienten höher als erwartet lag.
Die Ergebnisse einer im letzten Jahr von Mousset und Mitarbeitern veröffentlichten Studie
waren im Hinblick auf die Effektivität von Granulozytentransfusionen viel versprechend. In
dieser prospektiven, nicht-randomisierten Studie wurden bei 23 Patienten sekundärprophylaktisch sowie bei 44 fortschreitenden, lebensbedrohlichen Infektionen Granulozyten transfundiert. 30 Tage nach der ersten Transfusion konnte in der Interventionsgruppe in 36 von 44
Fällen (82 %) ein positiver Verlauf dokumentiert werden. Dabei zeigten die Patienten mit
bakteriellen Infektionen (n = 13) eine nichtsignifikante Tendenz, besser auf die Behandlung
mit Granulozytentransfusionen anzusprechen, im Vergleich zu den 31 Patienten mit Pilzinfek-
4 Diskussion
78
tionen (92 % vs. 78 %). Eine Infektkontrolle bei invasiver Aspergillose konnte in 77 % der
Fälle (17/22) erreicht werden. In der Gruppe der prophylaktischen Transfusionen kam es bei
keinem der 23 Hochrisikopatienten zu einer Reaktivierung einer in der Vergangenheit bereits
schon einmal aufgetretenen schweren Infektion.
Um mögliche Prädiktoren für den Erfolg von Granulozytentransfusionen herauszuarbeiten
wurden die Patienten neben der Art ihrer Infektion auch hinsichtlich der Dauer der vorbestehenden Neutropenie und der Zahl der pro Kilogramm Körpergewicht transfundierten Granulozyten untersucht. In allen drei Infektionsgruppen konnte ein z.T. sehr guter Transfusionserfolg verzeichnet werden, wobei Patienten mit Pilzinfektionen mit einer 30-TageÜberlebenswahrscheinlichkeit von 71,4 % am besten – wenn auch nicht signifikant – auf die
Granulozytentransfusionen ansprachen. Anzumerken bleibt jedoch in diesem Zusammenhang,
dass einige Patienten sowohl an bakteriellen als auch an mykotischen Infektionen erkrankt
waren, sie jedoch anhand der - zum Zeitpunkt der Indikationsstellung zur Granulozytentransfusion - im Vordergrund stehenden klinischen Symptomatik einer der drei Gruppen zugeordnet wurden. Letztlich bleiben so diese Ergebnisse mit Vorsicht zu bewerten. Im Hinblick auf
die Anzahl der Tage, an denen die Patienten vor der ersten Transfusion neutropen waren,
zeigte sich kein signifikanter Unterschied zwischen den Patienten mit und denen ohne Erfolg.
Zu diesem Schluss kamen sowohl Peters als auch Lee und Mitarbeiter [95; 128]. Dagegen
zeigte sich in der hier vorgelegten Arbeit, dass den Patienten, die auf die Behandlung mit
Granulozytenkonzentraten gut angesprochen haben, signifikant mehr Granulozyten pro Kilogramm Körpergewicht transfundiert wurden. Dieser Zusammenhang wurde in der Literatur
bereits schon mehrfach dokumentiert [105; 153; 167; 166].
Bereits 1966 wurde der Zusammenhang zwischen dem Grad der Ausprägung bzw. der Dauer
der Neutropenie und dem Risiko für Infektionen von Bodey und Mitarbeitern beschrieben
[16]. Auch in späteren Arbeiten wurde immer wieder gezeigt, dass die hämatopoetische Regeneration und der damit verbundene Wiederanstieg der neutrophilen Granulozyten im peripheren Blut der bestimmende Faktor hinsichtlich des Überlebens einer schweren Infektion,
wie z.B. einer systemischen Pilzinfektion darstellt [132; 141]. In der hier vorliegenden Arbeit
konnte gezeigt werden, dass Patienten, die – möglicherweise initiiert oder unterstützt durch
die Granulozytentransfusionen – rasch hämatopoetisch regenerierten, einen deutlich signifikanten Überlebensvorteil (p = 0,0006) im Vergleich zu den Patienten mit fehlender Regeneration hatten. In welchem Ausmaß Granulozytentransfusionen unter Umständen die Erholung
des Immunsystems der betroffenen Patienten beschleunigen können, bleibt jedoch nach wie
vor offen.
4 Diskussion
79
4.4 Zukunftsperspektiven
Auch wenn die Ergebnisse jüngster Studien, wie auch die Ergebnisse der hier vorgelegten
Arbeit, den Schluss nahe legen, dass Granulozytentransfusionen eine sehr große und vielleicht
auch entscheidende Bedeutung in der supportiven Therapie von lebensbedrohlichen Infektionen in der Neutropenie zugeschrieben werden kann, so stehen doch das – wenn auch geringe Risiko für schwerwiegende Komplikationen und Nebenwirkungen und der hohe finanzielle
und logistische Aufwand dieser Transfusionen dem gegenüber. Außerdem bleibt abzuwarten
bzw. in diesem Zusammenhang weiter auszuwerten, welchen Erfolg die Behandlung v.a. mit
neueren Antimykotika mit sich bringt und ob dadurch ggf. der Einsatz von Granulozytentransfusionen bei vielleicht gleichen oder auch besseren Erfolgsaussichten wieder vermehrt
in Frage gestellt wird. Auf jeden Fall ist der Bedarf an zukünftigen, klinisch kontrollierten
und prospektiv randomisierten Studien hinsichtlich der Behandlung mit Granulozytentransfusionen gegeben, denn letztlich müssen Granulozytentransfusionen bis heute noch als experimentelle Therapie angesehen werden. Große Hoffnung wird auf die Ergebnisse einer Phase III
Studie des Transfusion Medicine/Hemostasis Clinical Trials Network gesetzt, in der über 200
Patienten Granulozyten in hohen Dosierungen transfundiert werden sollen. Um diese hohe
Patientenzahl zu erreichen, werden wahrscheinlich 15 bis 20 verschiedene Einrichtungen daran teilnehmen. Mit den Ergebnissen ist bis in ungefähr drei bis vier Jahren zu rechnen und
man hofft, dass dann eindeutige und zuverlässige Aussagen hinsichtlich des klinischen Einsatzes von Granulozytentransfusionen zu treffen sind.
5 Zusammenfassung
80
5 Zusammenfassung
Die insgesamt zunehmende Inzidenz von malignen Erkrankungen und die klinische Anwendung von intensivierten und aggressiven (Radio-) Chemotherapien bergen bis heute die Gefahr für das Auftreten von lebensbedrohlichen Infektionen in der Neutropenie. Bereits seit
vielen Jahren wird postuliert, dass Granulozytentransfusionen einen positiven Einfluss auf die
Behandlung dieser schweren, insbesondere therapierefraktären Infektionen haben und somit
von großem klinischem Nutzen sein können. Bis heute gibt es jedoch keine abgeschlossene
prospektiv randomisierte Studie, die einen Beweis für die Effizienz der Granulozytentransfusionen erbringen konnte.
In dieser Arbeit wurden die Daten von insgesamt 232 Granulozytentransfusionen, 90 Spendern, 63 erwachsenen Patienten und acht Kindern der Universitätsklinik Freiburg aus dem
Beobachtungszeitraum von 1996 bis 2003 erfasst, beschrieben und analysiert. Durch die Vorbehandlung der Spender mit G-CSF konnten im Median 3,59 x 1010 Granulozyten (Range
0,01 - 10,39 x 1010) durch die Leukapherese gewonnen werden. 55 erwachsenen Patienten
wurden aufgrund einer lebensbedrohlichen Infektion im Median 0,0534 x 1010 Granulozyten/kgKG (Range 0,0015 - 0,3411 x 1010 Granulozyten/kgKG) transfundiert. Nebenwirkungen waren bei den Spendern sehr gering, und auch bei den Empfängern traten nur in sehr seltenen Fällen ernstere Komplikationen auf. Die Patienten wurden entsprechend der Art der
Infektion, an der sie erkrankt waren in verschiedene Gruppen eingeteilt. Das Ansprechen auf
die Transfusionen wurde anhand der klinischen und laborchemischen Verläufe und der Überlebenswahrscheinlichkeiten dargestellt. Die 30-Tage-Überlebenswahrscheinlichkeit nach der
ersten Granulozytentransfusion lag bei 17 Patienten mit bakterieller Pneumonie bei 58,8 %,
bei 17 Patienten mit bakterieller Sepsis bei 70,6 % und bei 21 erwachsenen Patienten, die an
einer Pilzinfektion erkrankt waren bei 71,4 %. Dieser Unterschied ist nicht signifikant. Des
Weiteren konnte in der hier vorliegenden Arbeit gezeigt werden, dass der Erfolg der Granulozytentransfusionen nicht von der Dauer der vorbestehenden Neutropenie, jedoch von der jeweiligen Anzahl an transfundierten Granulozyten abhängt.
Die Ergebnisse dieser retrospektiven Analyse zeigen, dass Granulozytentransfusionen eine
sichere und effektive Therapieoption bei Patienten mit schweren Infektionen in der Neutropenie, wie z.B. die invasiv-pulmonale Aspergillose, sein können. Eine prospektive, klinisch
kontrollierte Studie, die aktuell an der Universitätsklinik Freiburg läuft, wird wahrscheinlich
weitere wertvolle Informationen diesbezüglich liefern können.
81
6 Verzeichnisse
6 Verzeichnisse
6.1 Abkürzungsverzeichnis
ALL
Akute lymphatische Leukämie
AML
Akute myeloische Leukämie
ANC
Absolute Neutrophilenzahl (absolute neutrophil count)
ARDS
Akutes Lungenversagen (adult respiratory distress syndrome)
BAL
Bronchoalveolare Lavage
BK
Blutkultur
Ca
Karzinom (carcinoma)
CDI
Klinisch gesicherte Infektion (clinically documented infection)
CML
Chronische myeloische Leukämie
CMV
Cytomegalie-Virus
CRP
C-reaktives Protein
CT
Computertomographie
CUO
CRP-Anstieg unbekannter Genese (CRP of unknown origin)
d
Tag (dies)
E. coli
Escherichia coli
FUO
Fieber unbekannter Genese (fever of unknown origin)
G-CSF
Granulozyten-Kolonie-stimulierender Faktor (granulocyte-colony-stimulating
factor)
GM-CSF
Granulozyten-Monozyten-Kolonie-stimulierender Faktor
GTx
Granulozytentransfusion
GvL-Effekt
Graft versus Leukämie-Effekt
h
Stunde (hora)
Häm. Reg.
Hämatopoetische Regeneration
HAV
Hepatitis A Virus
82
6 Verzeichnisse
HBsAg
Hepatitis B Oberflächen- (surface) Antigen
HBV
Hepatitis B Virus
HCV
Hepatitis C Virus
HES
Hydroxyethylstärke
HIV
Human immunodeficiency virus
HLA
Humanes Leukozytenantigen
HSV
Herpes simplex Virus
IL
Interleukin
kgKG
Kilogramm Körpergewicht
KMT
Knochenmarktransplantation
k.n.
koagulase-negativ
m
männlich
MDI
Mikrobiologisch gesicherte Infektion (microbiologically documented
infection)
MDS
Myelodysplastisches Syndrom
NADPH
Reduziertes Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat
NHL
Non-Hodgkin Lymphom
PDV
Patientendatenverwaltung
pH
Potenz und Maß für Wasserstoffionenkonzentration (pondus hydrogenii)
PMN
Polymorphkernig (polymorphonuclear)
PMNL
Polymorphkernige neutrophile Granulozyten (polymorphonuclear leukocytes)
POE
Pneumonie ohne Erregernachweis
Rh
Rhesus
rhG-CSF
Rekombinanter, humaner Granulozyten-Kolonie-stimulierender Faktor
s.c.
subkutan
SCF
Stammzellfaktor (stem cell factor)
SD
Standardabweichung (standard deviation)
83
6 Verzeichnisse
spp.
Species (Plural)
TPHA
Treponema-pallidum-Hämagglutinations-Assay
TRALI
Transfusionsassoziierte akute Lungeninsuffizienz (transfusion related acute
lung injury)
w
weiblich
WBC
Leukozyten (white blood cells)
6 Verzeichnisse
84
6.2 Abbildungsverzeichnis
Abb. 1.1 Entwicklung der neutrophilen Granulozyten ............................................................ 6
Abb. 1.2 Funktion der neutrophilen Granulozyten .................................................................. 8
Abb. 2.1 Hämatologische Grunderkrankungen aller Patienten (n = 70)................................. 36
Abb. 2.2 Anzahl der Patienten und GTx pro Jahr .................................................................. 36
Abb. 3.1 Differenzierung der Leukozyten im Leukapheresat ................................................ 45
Abb. 3.2 Gewonnene Granulozyten pro Leukapheresat vor und ab 1999 ............................. 46
Abb. 3.3 Spender-WBC im Verhältnis zu gewonnenen WBC ab 1999................................. 47
Abb. 3.4 Verteilung der GTx auf die Indikationsgruppen ..................................................... 48
Abb. 3.5 Medianer Leukozytenanstieg nach GTx.................................................................. 49
Abb. 3.6 Leukozytenanstieg nach GTx bei Patienten mit WBC ≤ 1.000/µl vor 1. GTx ....... 50
Abb. 3.7 Gesamtüberleben nach 1. GTx ................................................................................ 52
Abb. 3.8 CRP-Verlauf (Median) bei Patienten mit bakterieller Pneumonie oder POE ......... 55
Abb. 3.9 CRP-Verlauf (Median) bei Patienten mit und ohne hämatopoetischer
Regeneration............................................................................................................ 56
Abb. 3.10 Überleben nach 1. GTx bei bakterieller Pneumonie oder POE (n = 17) ............... 57
Abb. 3.11 CRP-Verlauf (Median) bei Patienten mit bakterieller Sepsis ............................... 60
Abb. 3.12 CRP-Verlauf (Median) bei Patienten mit und ohne hämatopoetischer
Regeneration.......................................................................................................... 60
Abb. 3.13 Überleben nach 1.GTx bei bakterieller Sepsis (n = 17)......................................... 62
Abb. 3.14 CRP-Verlauf (Median) bei Patienten mit Pilzinfektionen .................................... 65
Abb. 3.15 CRP-Verlauf (Median) bei Patienten mit und ohne hämatopoetischer
Regeneration.......................................................................................................... 66
Abb. 3.16 Überleben nach 1. GTx bei Pilzinfektionen (n = 21)............................................. 67
Abb. 3.17 Überlebenswahrscheinlichkeiten im Vergleich..................................................... 69
Abb. 3.18 Transfundierte Granulozyten/kgKG bei Patienten mit und ohne Erfolg .............. 70
Abb. 3.19 Überlebenswahrscheinlichkeit mit und ohne hämatopoetischer Regeneration ..... 71
6 Verzeichnisse
85
6.3 Tabellenverzeichnis
Tabelle 1.1 Risikozuordnung für den Verlauf der Infektion nach der zu erwartenden
Gesamtdauer der Neutropenie (nach [1]) ............................................................ 12
Tabelle 1.2 Häufigstes Erregerspektrum bei Diagnosestellung (modifiziert nach [94])........ 14
Tabelle 1.3 Granulozytentransfusionen bei Erwachsenen in sieben kontrollierten Studien
(modifiziert nach [136]) ...................................................................................... 22
Tabelle 1.4 Charakteristika der sieben kontrollierten Granulozytentransfusions-Studien
(modifiziert nach [136]) ...................................................................................... 24
Tabelle 1.5 Ergebnisse der Granulozytengewinnung nach Stimulation mit G-CSF und/oder
Glukokortikoiden ................................................................................................ 26
Tabelle 1.6 Ergebnisse der Granulozytentransfusions-Therapie aus den letzten Jahren ....... 28
Tabelle 2.1 Patientencharakteristika ...................................................................................... 35
Tabelle 2.2 Spendercharakteristika ........................................................................................ 37
Tabelle 3.1 Leukapheresen pro Spender ................................................................................ 43
Tabelle 3.2 Blutbild der Spender vor und nach der Leukapherese (Median/Range) ............. 44
Tabelle 3.3 Volumen und zelluläre Bestandteile der Leukapheresate (Median/Range) ........ 45
Tabelle 3.4 Patienten mit bakterieller Pneumonie oder Pneumonie ohne Erregernachweis.. 53
Tabelle 3.5 Patienten mit bakterieller Sepsis ......................................................................... 58
Tabelle 3.6 Patienten mit Pilzinfektionen .............................................................................. 64
6 Verzeichnisse
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6.4 Literaturverzeichnis
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105
7 Anhang
7 Anhang
7.1 Lebenslauf
Persönliche Daten
Name:
Matthias Eckenweiler
Wohnort:
Ferdinand – Weiß – Str. 57
79106 Freiburg i.Br.
Geburtsdatum:
20. August 1978
Geburtsort:
Hechingen
Schulische Ausbildung
Sept. 1984 – Juli 1988
Grund- und Hauptschule Hechingen
Sept. 1988 – Juli 1997
Allgemeines Gymnasium Hechingen
Juni 1997
Allgemeine Hochschulreife
Berufliche Ausbildung
Okt. 1997 – Okt. 1998
Zivildienstleistender im Kindergarten für behinderte Kinder der
KBF (Körper – Behinderten – Förderung Neckar – Alb)
Februar – März 1999
Krankenpflegepraktikum Kreiskrankenhaus Hechingen
April 1999 – Sept. 2003
Studium der Humanmedizin an der Eberhard – Karls – Universität Tübingen
März 2001
Ärztliche Vorprüfung
März 2002
Erster Abschnitt der Ärztlichen Prüfung
Seit Oktober 2003
Weiterführung des Studiums für Humanmedizin an der Albert –
Ludwigs – Universität Freiburg im Breisgau
März 2005
Zweiter Abschnitt der Ärztlichen Prüfung
November 2006
Dritter Abschnitt der Ärztlichen Prüfung
106
7 Anhang
Famulaturen
September 2001
Innere Medizin, Kreiskrankenhaus Hechingen
September 2002
Chirurgische Gemeinschaftspraxis, Rottenburg a. N.
November 2002
Preyer´sches Kinderspital, Wien, Österreich
Januar 2003
Samui International Hospital, Koh Samui, Thailand
Praktisches Jahr
Okt. 2005 – Jan. 2006
Pädiatrie, St. Josefskrankenhaus Freiburg
Jan. 2006 – Mai 2006
Innere Medizin, St. Josefskrankenhaus Freiburg
Mai 2006 – Juni 2006
Chirurgie, St. Josefskrankenhaus Freiburg
Juli 2006 – Aug. 2006
Chirurgie, Moi Teaching and Referral Hospital, Eldoret, Kenia
7 Anhang
107
7.2 Danksagung
Mein herzlicher Dank geht an Herrn Prof. Dr. Bertz für die Überlassung dieses interessanten
Themas und die kontinuierliche Unterstützung bei der Entstehung der Dissertation. Seine
freundliche und menschliche Art hat mich über die ganze Zeit begleitet. Außerdem danke ich
Herrn PD Dr. Dettenkofer, der sich freundlicherweise dazu bereit erklärt hat, die Funktion des
Zweitgutachters zu übernehmen.
Für die Beantwortung meiner manchmal endlos erscheinenden Anzahl an Fragen, die hilfreichen Tipps und Anregungen sowie die intensive Unterstützung hinsichtlich thematischer und
organisatorischer Sachverhalte bedanke ich mich sehr herzlich bei Herrn Dr. Illerhaus.
Ich danke Frau Matt für die Bereitstellung von Patientendaten sowie Frau Dr. Herzog und
Ihren Kolleginnen für die Hilfestellung beim Auffinden und Erfassen der Leukapheresedaten.
Bei Frau Dr. Ihorst möchte ich mich für die Durchsicht meiner Daten und die Unterstützung
bei der statistischen Auswertung bedanken.
Mein persönlicher Dank gilt meinen Freunden, insbesondere Raphael Spielmann, die immer
ein offenes Ohr für mich hatten und mir mit Rat und Tat zur Seite standen.
Ich danke meinen Eltern, die es mir ermöglicht haben, meine Ziele verfolgen und erreichen zu
können. Sie haben mich stets motiviert und mir immer wieder Kraft gegeben.
Danke Isabel.