Hiemann, Nicola E.: Histomorphometrische Untersuchungen myokardialer Blutgefäßveränderungen nach Herztransplantation. (Ein Beitrag zur Pathogenese der Transplantatvaskulopathie.)

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Kapitel 7. Diskussion

7.1. Diskussion von Material und Methodik

In dieser Studie wurden rechtsventrikuläre Rejektionskontrollbiopsien von 41 herztransplantierten Patienten ausgewertet, die aus einer Gesamtpopulation von 971 HTx-Patienten ausgewählt wurden. Die Patienten entsprachen den in Kapitel 4 zu Grunde gelegten Kriterien , die für diese Untersuchung bestimmt wurden. Die Gesamtgruppe wurde anhand ihrer Koronarangiographiebefunde in eine TVP- und Kontrollpopulation unterteilt. Die in Anwendung gebrachten Auswahlkriterien wurden streng eingehalten, obwohl damit das Risiko einer kleinen Beobachtungspopulation gegeben war. Die Gruppenanzahl erreichte trotzdem eine ausreichende Größe, die eine statistische Prüfung der Ergebnisse ermöglichte. Andererseits wurde dadurch auch der meßtechnische Aufwand limitiert. Um beide Gruppen im Hinblick auf die Fragestellung nach einer TVP vergleichen zu können, durfte es zwischen diesen keine demographischen Unterschiede geben.

Wird die beobachtete Population anhand der vorliegenden Koronarangiographiebefunde in eine TVP- und Kontrollgruppe unterteilt, so fanden sich keine statistisch signifikanten Unterschiede bezüglich des Alters bei HTx, der Überlebenszeit mit Transplantat, des Alters bei Exitus letalis, der Ischämiezeit, der Reperfusionszeit und des Spenderalters. Somit war eine Vergleichbarkeit der beiden Populationen gegeben. Eine Altersinzidenz wird auch in der Literatur mehrfach verneint ( 10 , 12 , 18 , 70 , 85 , 94 ). Im Gegensatz zu den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit stehen die Beobachtungen von Ardehali et al. ( 4 ) und Day et al. ( 23 ), die eine verlängerte Ischämie- bzw. Reperfusionszeit als kausal-pathogenetische Faktoren in der Entwicklung einer TVP diskutieren. Die Assoziation der TVP mit einem erhöhten Spenderalter kann von Gao et al. ( 38 ) und Costanzo et al. ( 21 ) gezeigt werden, obwohl andere Forscher einen solchen Zusammenhang nicht nachweisen können ( 94 ).

Ebenso konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Gruppen bezüglich der HTx-Indikation, der Azathioprin-, Cyclosporin- und Prednisolontherapie, dem Spendergeschlecht, dem CMV- (Zytomegalievirus) Status des Spenders und Empfängers sowie dem HLA- (Human Leucocyte-Antigen) Matching festgestellt werden. Auf die Entwicklung einer TVP in Assoziation mit einer bestehenden Zytomegalievirus- (CMV) Infektion wird mehrfach hingewiesen ( 8 , 61 , 69 , 70 ), während Russell et al. ( 94 ) jedoch einen solchen Zusammenhang negieren. Die Unabhängigkeit dieser vaskulären Veränderungen von demographischen Charakteristika wie HTx-Indikation, Spender- und Empfängergeschlecht sowie dem Schema der Immunsuppression ist ebenfalls beobachtet worden ( 10 , 94 ). Diese wie auch die vorliegenden Ergebnisse stehen im Kontrast zu denen von Addonizio et al. ( 1 ), die in ihren Untersuchungen eine Assoziation der TVP mit einem erniedrigten immunsuppressiven Regimen beschreiben. Das Ergebnis einer erhöhten Anzahl von HLA-Mismatchen in Assoziation mit dem Schweregrad der TVP ( 102 ) kann mit der vorliegenden Studie nicht belegt werden und geht konform mit den Beobachtungen von Pucci et al. ( 88 ) und Hosenpud et al. ( 51 ). Da in dieser Arbeit die zur Anwendung gebrachten Kardioplegielösungen nicht berücksichtigt werden konnten, sind hierzu keine Aussagen möglich ( 80 ).

Die Aufteilung des Gesamtkollektivs in eine TVP- und Kontrollgruppe stützte sich neben den Befunden der jährlichen Herzkatheteruntersuchungen auch auf die Sektionsprotokolle. Letzteres erfolgte auf dem Hintergrund, daß die selektive Koronarangiographie als insensitiv im Hinblick auf die Fragestellung nach einer TVP eingestuft wird ( 29 , 53 , 55 , 64 , 87 , 101 ) und somit die angiographische Diagnose einer TVP bzw. die Abwesenheit angiographischer Hinweise auf das Bestehen einer TVP zusätzlich durch ein Autopsieprotokoll verifiziert werden sollten. Wie aus Anlage 3 und Anlage 4 zu ersehen ist, wurden von den 41 untersuchten Patienten nur sieben obduziert. Die Obduktionsbefunde wichen bezüglich der Bewertung der Koronararterien nicht von den Befunden der Linksherzkatheter ab. Jedoch wurden von den zwei autopsierten Kontrollpatienten die Koronararterien nur makroskopisch bewertet. Außerdem ist zu einer umfassenden Beurteilung der Koronararterien die Präparation aller Gefäße in ihrer gesamten Länge notwendig. In Anbetracht der Insensitivität der selektiven Koronarangiographie bezüglich der Diagnose einer TVP ( 29 , 53 , 55 , 64 , 87 , 101 ) ist die niedrige Sektionsfrequenz innerhalb der untersuchten Gruppen mangelhaft. Die Möglichkeit einer fehlerhaften Gruppenzuteilung der Patienten aufgrund \|[lsquor]\|falsch negativer‘ Koronarangiographiebefunde ist daher nicht auszuschließen.


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Der Zeitpunkt, die Anzahl und der Schweregrad der akuten Rejektionsepisoden sowie die vaskuläre Reaktion wurden bewußt nicht als Auswahlkriterien gewählt, weil die Literatur zu dieser Problematik ausgesprochen widersprüchlich ist ( 60 , 68 , 70 , 85 , 88 , 90 , 108 , 116 ).

Die Auswertung aller zellulären Rejektionen erfolgte unter Verwendung der ISHLT-Klassifikation ( 9 ) und ihrer Ergänzung (s. auch Kapitel 2.4., Seite 13). Bei Zusammenfassung einzelner Abstoßungsgrade zu Gruppen zeigte sich eine Häufung milder Rejektionsepisoden während des zweiten und dritten Monats nach HTx bei Patienten mit angiographisch nachweisbaren vaskulären Veränderungen. Auch in dieser Studie besteht die Problematik bei der Untersuchung einer Assoziation der TVP mit akuten Rejektionsepisoden darin, daß die Studie retrospektiv erfolgte und nur eine geringe Anzahl von Patienten verfügbar waren ( 47 ). In der Literatur werden sowohl Zusammenhänge mit schweren akuten Abstoßungsepisoden ( 68 , 70 , 90 , 108 ) als auch eine Koinzidenz mit milden Rejektionen ( 60 , 116 ) beschrieben. Daneben weisen andere Berichte auf eine Unabhängigkeit dieses Krankheitsprozesses von dem individuellen Abstoßungsgeschehen hin ( 85 , 88 ).

In der vorliegenden Arbeit wurde die vaskulären Reaktion (s. auch Kapitel 2.4., Seite 13) gesondert untersucht. Da sich für die TVP-Gruppe nur im fünften Monat nach HTx ein signifikant größerer Wanddurchmesser im Vergleich mit der Kontrollgruppe ergab, ist somit anhand der selektiven Betrachtung dieses Parameters eine eindeutige Diagnose der TVP nicht möglich.

Das Ausmaß der Endothelzell (EZ)-schwellung war bei der TVP-Gruppe im dritten, vierten und elften Monat nach HTx signifikant stärker ausgeprägt und deutet sich als Charakteristikum für diese Gruppe an. Ein solcher Zusammenhang zwischen dem Ausmaß der vaskulären Reaktion und der Existenz einer TVP ist in der Literatur ebenfalls von Dilley et al. ( 26 ), Hammond et al. ( 45 ) und Hosenpud et al. ( 52 ) beschrieben. Die vermehrte EZ-Zellschwellung bei TVP-Patienten könnte ein Hinweis auf eine Schädigung des Endothels sein. Diese Hypothese wird von den Beobachtungen der Unterschiede im qualitativen Färbeverhalten mit CD 31 zwischen beiden Gruppen unterstützt. Während in der Kontrollgruppe die Blutgefäßwände klar abgrenzbar waren, zeigten sich diese in der TVP-Gruppe als unscharf begrenzt und verwaschen. Letzteres könnte aber auch ein Hinweis auf unterschiedliche Funktionszustände der Zellen sein. Die Hypothese der EZ-Schädigung wird durch die Beobachtung unterstützt, daß EZ in vitro einen heparinähnlichen Inhibitor des SMC-Wachstums produzieren ( 16 , 17 ). Somit würde ein Verlust oder eine Schädigung der EZ die Progression einer TVP als proliferative Erkrankung vaskulärer SMCs vorantreiben. Im Gegensatz zu der vaskulären Reaktion stellt sich die zelluläre, akute Rejektion als myozytenassoziierte Veränderung (Nekrose) dar, die mit einem Umbau in der Myokardarchitektur verbunden ist. Die ausschließlich vaskulär orientierte und dabei überwiegend proliferativ verlaufende Form der Auseinandersetzung mit dem Transplantat (vaskuläre Reaktion) wird durch ihre ischämisch bedingte Folgen im Bioptat sichtbar. Diese beiden Rejektionsformen können auch in Kombination auftreten, wobei eine mögliche Bedingtheit existiert.

Im Zusammenhang mit der TVP findet auch der Begriff der ”chronischen Rejektion“ Verwendung. Aziz et al. ( 5 ) charakterisieren die ”chronische Rejektion“ als einen diffusen, lumenverengenden Prozeß der Arterien in Allograften, der mit zellulären Infiltraten und Fibrose einhergeht und in organspezifischen Läsionen mündet. Anhand ihres verwendeten Tiermodells sind SMCs 40 Tage nach HTx in der verdickten Intima nachweisbar. Libby et al. ( 65 ) beschreiben mit dem Begriff der ”chronischen Rejektion“ eine arteriosklerotische Obstruktion der Koronararterien in transplantierten Herzen, deren mögliche Pathogenese auf einer Immunreaktion Typ IV beruht. Der genaue Zeitpunkt des Beginns dieser vaskulären Veränderungen bleibt jedoch offen. Ähnliches bezüglich der offenen Zeitangabe findet sich bei Reinsmoen et al. ( 92 ), die diesen Prozeß als Koronararterienerkrankung bezeichnen, der sich in Veränderungen der Gefäßlumina im jährlich durchgeführten Koronarangiogramm manifestiert. Die TVP oder die ”chronische Rejektion“ können beide in der frühen postoperativen Phase nach HTx auftreten und bei beiden Formen der vaskulären Veränderungen kommt es gehäuft zu Ischämiekrisen. Eine Distanzierung von dem Begriff der ”chronischen Rejektion“ ist jedoch berechtigt, da er einerseits einen langsamen Verlauf suggeriert und andererseits inhaltlich an ein ausschließlich immunologisches Geschehen bzw. an morphologische Zeichen von andauernden Abstoßungsprozessen geknüpft ist. Da jedoch der Einfluß des immunologischen Konfliktes mit dem Transplantat in Form von Abstoßungsreaktionen ( 60 , 68 , 70 , 85 , 90 , 108 , 116 ), zirkulierenden Antikörpern ( 22 , 30 , 47 ) und der von nichtimmunologischen


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kausalpathogenetischen Faktoren ( 7 , 28 , 32 , 33 , 43 , 79 , 89 ) auf die Inzidenz und Progredienz der TVP umstritten ist, ist die Bezeichnung ”chronische Rejektion“ unzutreffend. Des weiteren bleibt auch die Frage offen, ob sich die TVP in einem ”steady state“ stabilisieren kann oder ob sie immer eine Progression zeigt.

Immunhistochemische Färbemethoden sind etablierte Routineverfahren ( 67 ), die hauptsächlich aus der onkologischen Diagnostik bekannt sind. Diese Methode wird ebenfalls mit einer Auswahl von Antikörpern als Zusatzuntersuchung an routinemäßig entnommenen rechtsventrikulären Kontrollbiopsien herztransplantierter Patienten am Deutschen Herzzentrum Berlin praktiziert. Da die EMB als sicheres und akkurates Instrument für die Erkennung einer Abstoßungsreaktion gilt ( 27 , 41 , 93 , 105 ) und dieses Verfahren ohne eine zusätzliche invasive Untersuchung der Patienten durchführbar ist, ist es berechtigt, diese Methode im Hinblick auf eine mögliche Bedeutung für die frühzeitige Diagnose einer TVP nach HTx zu prüfen. Auf die Möglichkeit einer Frühdiagnose der TVP nach HTx anhand von Herzmuskelbiopsien ist bisher nur in einigen Berichten hingewiesen worden ( 13 , 83 , 86 ).

Die immunhistochemische Aufbereitung aller Präparate erfolgte nach dem gleichen Standard. Alle ausgewählten histologischen Schnitte wiesen eine positive Reaktion mit dem entsprechenden Antikörper (Ak) auf und es konnten ebenso alle immunhistochemischen und HE-Präparate histomorphometrisch ausgewertet werden. Die Reproduzierbarkeit der Färbequalität war von der Größe der einzelnen Biopsie unabhängig. Dieses läßt die Folgerung zu, daß bei gleichem Standard vergleichbare Ergebnisse in einer Beobachtungspopulation erzielt werden können. Beruhend auf Unterschieden in der Durchführung immunhistochemischer Färbemethoden zwischen verschiedenen Instituten, ist eine Vergleichbarkeit von Ergebnissen jedoch aufgrund z.B. verschiedener Verarbeitungstechniken oder Fixationszeiten mit ihrem modifizierenden Einfluß auf die Färbequalität nur unter Vorbehalt zu betrachten.

Für die Auswertung der histologischen Schnitte wurde die manuelle morphometrische Auswertung der Zielstrukturen unter strenger Wahrung morphometrischer Meßprinzipien gewählt. Die bisher vorliegenden computergestützten Bildanalysesysteme sind für die Durchführung solcher Untersuchungen nicht trennscharf genug bzw. erfordern eine manuelle Nachbesserung. Die Genauigkeit und die Fehlerabschätzung dieser Methoden, wie auch das Verfahren der mikroskopischen Schätzung, werden in der Literatur diskutiert, wobei der quantitativen mikroskopischen Histomorphometrie gewisse Vorzüge eingeräumt werden ( 67 ). Trotzdem ist dieses Verfahren von verschiedenen Faktoren beeinflußt, denn es obliegt dem Untersucher die Anzahl und die \|[lsquor]\|Zufälligkeit‘ der bewerteten Gesichtsfelder (GF) zu bestimmen. Zwar wurden letztere nach dem Prinzip der ”random fields“ ausgewählt, jedoch wurden auch nur solche GF bewertet, in denen die Myokardarchitektur erhalten war. Diese erwies sich in einigen Biopsien als stark gestört, so daß nur eine kleine Anzahl verwertbarer GF mit einer ausreichenden Testfeldgröße (mindestens 75 Punkte des Netzrasters) der mikroskopischen Analyse zur Verfügung standen. Die Ermittlung eines optimalen Stichprobenmeßumfanges war auch deshalb nicht möglich, weil dieser ebenso durch die Größe der Biopsie bestimmt ist. Es wurde angestrebt, die Biopsien vollständig mit mindestens 10 GF zu vermessen, jedoch war bei einem histologischen Schnitt aufgrund des geringen Materials nur die Bewertung von 8 GF möglich. Die o.g. Einschränkungen tragen u.a. dazu bei, daß die Reproduzierbarkeit dieser Methode von einigen Autoren mit Vorsicht behandelt wird ( 118 ).

Des weiteren wurde anhand des Mittelwertes der je GF ausgezählten Blutgefäße die Anzahl der antikörper-(Ak) tragenden Blutgefäße auf die Fläche eines mm2 umgerechnet. Alternativ dazu wäre die Auszählung eines mm2 für jede Biopsie möglich gewesen. Dieses war jedoch aufgrund der z.T. sehr schwankenden Probengrößen nicht durchführbar.

Die Lokalisation der Antigen-Ak-Reaktion erwies sich im Hinblick auf die Anatomie des Myokards als den Erwartungen entsprechend und es fanden keine Kreuzreaktionen zwischen den verwendeten Agenzien und den Herzmuskelzellen (HMZ) oder anderen histologischen Strukturen innerhalb der Biopsien statt. Dabei erfolgte eine Markierung aller Blutgefäße mit Hilfe des immunhistochemischen Markers CD 31 ( 105 ) und die selektive Darstellung der Arteriolen als Blutgefäße mit glatten Muskelzellen (SMCs) mit dem immunhistochemischen Marker a-Aktin ( 24 , 73 , 103 ). Die Anzahl der Kapillaren ergab sich aus der Differenz der CD 31-positiven und a-Aktin-positiven Blutgefäße. Somit wurde die terminale Strombahn als Zielgröße selektiv erfaßt.


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7.2. Diskussion der Ergebnisse

Die im Rahmen dieser Arbeit beobachtete Rejektionsdynamik der CD 31-Expression in Form eines Abfalls der Blutgefäßanzahl bei starken Abstoßungen im Vergleich zu negativen Rejektionskontrollen ist auch bei Fetzer et al. ( 34 ) beschrieben. Dieses spiegelt möglicherweise die temporäre Schädigung der EZ bei hochgradiger zellulärer Rejektion wider. Die negative Korrelation sowohl der Rejektionsereignisse bis zum dritten Monat nach HTx als auch der EZ-Schwellung mit der Anzahl der CD 31-positiven Blutgefäße unterstützen diese Hypothese. Der Anstieg der Anzahl CD 31-positiver Blutgefäße bei milder fokaler Abstoßung im Vergleich zu minimaler Rejektion in der TVP-Gruppe könnte Ausdruck eines ”On-Off-Phänomens“ von normalerweise verschlossenen Kapillaren sein. In der Literatur wird dieses als Ausdruck eines intensiven entzündlichen Geschehens (Vaskulitis) und als typisch für die TVP bewertet ( 45 , 46 ).

Es fanden sich keine Korrelationen zwischen den berechneten Parametern der CD 31-Färbungen und dem Ausmaß der Wandverdickungen als Ausdruck einer vermehrten Proliferation von SMCs. Daher liegt die Schlußfolgerung nahe, daß die EZ selbst nicht in Form einer vermehrten proliferativen Aktivität an diesem Prozeß beteiligt sind, diesen wohl aber vermitteln können ( 65 , 89 , 97 ).

Die Gesamtanzahl der Blutgefäße änderte sich während des gesamten Beobachtungszeitraumes nicht und scheidet somit als Einflußfaktor in einer der beiden Gruppen aus. Es ließen sich auch keine Unterschiede bezüglich der Fläche, der Anschnittdichte und der Hypertrophie der HMZ zwischen beiden Gruppen feststellen. Da sich diese Parameter während des gesamten Untersuchungszeitraumes in keiner der beiden Gruppen entscheidend änderten, scheidet eine Hypertrophie oder ein Verlust an HMZ ebenso als Einflußfaktor in einer Gruppe aus.

In der vorliegenden Studie finden sich keine Hinweise auf eine Proliferation der Intima. Dieses widerspricht den Beobachtungen anderer Forscher, die die Manifestation einer TVP als Volumenzunahme der Intima postulieren ( 3 , 8 , 10 , 11 , 12 , 13 , 18 , 24 , 37 , 53 , 55 , 56 , 59 , 61 , 68 , 83 , 86 , 88 , 107 , 109 , 114 ). Da sich die Anzahl der CD 31-positiven Gefäße und die Anzahl der Kapillaren nicht signifikant zwischen beiden Gruppen unterschieden, besitzen sie bei der Fragestellung nach der Entwicklung bzw. der Existenz einer TVP keine Aussagekraft. Die Standardabweichung dieser Größen war jedoch deutlich geringer in der Kontrollgruppe als in der TVP-Gruppe, so daß dieses ein mögliches Bewertungskriterium darstellen könnte. Die große Streubreite der ermittelten Werte ist als Ausdruck der individuellen Reaktionsbreite zu werten.

Für die Veränderungen in der Anzahl der CD 31-positiven Blutgefäße erwies sich keiner der demographischen Charakteristika, die von den Patienten erfaßt werden konnten, als prädisponierender Faktor.

Die Anzahl der a-Aktin-positiven Blutgefäße veränderte sich - im Gegensatz zu den CD 31-positiven Blutgefäßen - bei verschiedenen Graden der Rejektion nicht. Dieses ist insofern interessant, als daß im Rahmen der immunologischen Auseinandersetzung des Empfängers mit dem Transplantat ein vermehrtes Auftreten immunkompetenter Zellen wie Makrophagen ( 54 , 95 ) und deren Sekretionsprodukten wie PDGF (Plateled Derived Growth Factor) ( 98 , 111 ), TNF-a (Tumor Necrosis Factor-a) ( 66 , 111 ), TGF (Transforming Growth Factor) ( 111 , 114 ) und FGF (Fibroblast Growth Factor) ( 89 , 111 ) zu beobachten ist, welche potente SMC-Mitogene darstellen. Im Tierversuch bewirkte die subkutane Applikation von TGF-1b an Ratten eine floride a-Aktin-Expression in Myofibroblasten sowie eine Erhöhung der Level an a-Aktin-mRNA ( 25 ). Desmouliere et al. ( 25 ) postulieren daher für TGF-1b eine wichtige Rolle bei fibrokontraktiven Erkrankungen durch die Regulation der a-Aktin-Expression. Auch Libby et al. ( 65 ) konnten im Tierexperiment eine Assoziation von akuten Rejektionsepisoden mit einer vermehrten proliferativen Aktivität der SMCs in der Media von Koronararterien zeigen. Die immunologisch bedingte Proliferation der vaskulären SMCs läßt sich jedoch durch eine positive Korrelation der Anzahl der a-Aktin-positiven Blutgefäße während aller Erhebungsintervalle mit der Rejektionsfrequenz im zweiten und dritten Monat nach HTx demonstrieren. Hier findet sich, wie oben schon erwähnt, eine Häufung milder Abstoßungsreaktionen in der TVP-Gruppe. Auf eine Assoziation der TVP mit frühen Rejektionsepisoden wird in der Literatur hingewiesen ( 60 , 116 ). Des weiteren ist auch die Annahme


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zulässig, daß sich die Proliferation der SMCs erst nach Latenzzeit im Anschluß an vorausgehende Rejektionen manifestiert. Dieses wird auch von Tanaka et al. ( 103 ) vermutet.

Die Anzahl a-Aktin-positiver Blutgefäße korrelierte im frühen postoperativen Verlauf nur schwach positiv mit dem Ausmaß der EZ-Schwellung. Diese positive Korrelation war erst im 11. Monat nach HTx stärker ausgeprägt. Dieses könnte als ein weiterer Hinweis auf die Entwicklung einer TVP in Abhängigkeit von einer Schädigung des Endothels bzw. aufgrund spezifischer Interaktionen zwischen EZ und SMCs gewertet werden. Letzterer Pathomechanismus wird ebenso von anderen Forschern angenommen ( 79 , 97 ). Es wäre aber auch denkbar, daß die vorliegenden Beobachtungen eine endotheliale Dysfunktion als frühe, möglicherweise reversible Manifestation der TVP widerspiegeln ( 111 ). Die Proliferation von SMCs scheint sich demnach im Gefolge von Veränderungen an EZ mit einer Latenz zu entwickeln.

Das Ausmaß der Wandverdickungen in HE korrelierte im späteren postoperativen Verlauf positiv mit der Proliferation von SMCs in der frühen Phase nach HTx. Somit stellt sich die histomorphometrische Auswertung als sensitiver in der Bewertung der frühen Veränderungen der intramuralen Koronararterienäste dar als die ausschließliche Betrachtung der Veränderungen in einer HE-Färbung.

In dieser Studie war bei allen transplantierten Patienten eine Zunahme von a-Aktin-tragenden Blutgefäßanschnitten zu beobachten, wobei deren stärkster Anstieg in den ersten 3 Monaten nach HTx nachzuweisen war. Diese Beobachtung von vaskulären Veränderungen bei allen HTx-Patienten ist auch von Gao et al. ( 39 ) und Johnson et al. ( 56 ) beschrieben. Die Proliferation von SMCs in intramyokardialen Blutgefäßen von Herztransplantaten ist anscheinend ein mit der HTx einhergehendes biologisches Phänomen, wobei die Bedingungen, unter denen dieser Prozeß einen Krankheitswert entwickelt, nicht bekannt sind. Trotz der erheblichen Streubreite fanden sich die Mittelwerte der TVP-Gruppe oberhalb der Grenze von 100 Arteriolen/mm2, während die Anzahl der Arteriolen bei der Kontrollgruppe immer unter dieser blieb. Diese Unterschiede der quantitativen Morphologie intramyokardialer Blutgefäße waren, wenn der angiographische Befund zugrundegelgt wurde, signifikant zwischen beiden Gruppen. Da ausschließlich Endomyokardproben aus dem rechten Ventrikel untersucht wurden und keine Angaben über die genaue Lokalisation des Entnahmeortes verfügbar waren, muß aufgrund der großen Streuungen der berechneten Werte die Frage nach der Art des Vorkommens - ob regional oder diffus - offen bleiben. Die große Streubreite könnte jedoch auch Ausdruck eines Versagens der Regulationsmechanismen sein, die ein ”steady state“ dieser transplantatbedingten Blutgefäßveränderungen gewährleisten. Bei der Betrachtung der einzelnen Patienten stellten sich im Rahmen der Beurteilung der Zeitverläufe erhebliche Unterschiede heraus, die zumindest den Gedanken nahelegen, daß diese Veränderungen nicht statisch sind sondern sich durchaus durch eine ständige Dynamik auszeichnen können. Die Entwicklung einer TVP wird anscheinend innerhalb von drei Monaten nach HTx determiniert. Die Zunahme an a-Aktin-positiven Blutgefäßen ist in der frühen postoperativen Phase ein stetig progredienter Prozeß, dessen Intensität sich jenseits des 3. postoperativen Monats abschwächt und anschließend ein Plateau ausbildet. Erfolgt der Vergleich der Anzahl a-Aktin-positiver Blutgefäße aus angrenzenden Beobachtungseinheiten, so läßt sich dieser Proliferationsprozeß bis zum achten Monat nach HTx verfolgen. Eine TVP könnte aber auch erst später auftreten, da sich die Untersuchungen dieser Arbeit auf den Zeitraum von 14 Monaten nach HTx beschränkten. Die Bedingungen für eine späte Manifestation der TVP sind jedoch nicht bekannt. Die heterogene Verteilung der TVP ( 68 ) und ihr Befall sowohl der epikardialen ( 3 , 5 , 8 , 10 , 11 , 12 , 13 , 18 , 24 , 37 , 53 , 55 , 56 , 59 , 61 , 68 , 83 , 86 , 88 , 107 , 109 , 114 ) als auch der intramuralen arteriellen Blutgefäße ( 3 , 5 , 10 , 11 , 12 , 13 , 18 , 53 , 56 , 61 , 68 , 83 , 86 , 88 , 114 ) ist in der Literatur mehrfach beschrieben. Demetris et al. ( 24 ) und Gao et al. ( 37 ) konnten jedoch keine morphologischen Veränderungen des arteriellen Blutgefäßsystems im Myokard herztransplantierter Patienten nachweisen. Auf eine mögliche Reversibilität der TVP oder zumindest zeitweilige Remissionsphasen der Proliferation von SMCs im Rahmen einer TVP ist trotz intensiver Literaturrecherche kein Hinweis gefunden worden. Lediglich Vassalli et al. ( 111 ), die eine endotheliale Dysfunktion als frühe Manifestation einer TVP betrachten, räumen eine mögliche Reversibilität in diesem Stadium ein. Blum et al. ( 14 ) schließen jedoch eine solche Möglichkeit aus. Die Aussage über eine Reversibilität der Proliferationsprozesse im Rahmen einer TVP bedarf sowohl einer chronologischen Betrachtung des Untersuchungsmaterials als auch die Verwendung eines hinreichend sensitiven Testverfahrens. Die vorliegende Arbeit ist nach intensivem Studium der Literatur die erste Studie, die mit Hilfe


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immunhistochemischer Färbemethoden intramyokardiale Blutgefäße rechtsventrikulärer Herzmuskelbiopsien von HTx-Patienten systematisch und selektiv im ersten Jahr nach Transplantation im Hinblick auf die Fragestellung nach einer TVP bewertet hat.

In der Literatur wird das Auftreten einer TVP in Venen von Hosenpud et al. ( 53 ), Liu et al. ( 68 ) und Weis et al. ( 114 ) beschrieben. Dieses Phänomen wird jedoch von Billingham ( 13 ) und Gao et al. ( 37 ) verneint. Aufgrund methodischer Schwierigkeiten ist anhand der vorliegenden Arbeit keine Aussage über einen Mitbefall des venösen Schenkels möglich, der jedoch nicht auszuschließen ist. Die Morphologie des venösen Systems ( 15 ) ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wand von Venen nicht nur dünner, sondern auch lockerer gebaut ist als die von Arterien. Zudem spielen in der Venenwand besonders die kollagenen Fasern eine größere Rolle, während bei den Arterien des muskulären Typs die SMCs überwiegen. Daher erscheint die Involvierung von Venen als wenig wahrscheinlich, denn aufgrund der Ergebnisse dieser Arbeit besteht das morphologische Korrelat der TVP in einer Proliferation von SMCs, die in Venen nur in einer geringen Anzahl vorhanden sind. Außerdem wäre die Manifestation einer TVP in Venen aufgrunddessen auch hämodynamisch kaum entscheidend.

Die quantitative Zunahme von a-Aktin-positiven Gefäßen läßt sich durch zwei unterschiedliche Phänomene charakterisieren. Einerseits war eine Proliferation von SMCs in bereits existenten Arteriolen mit selektiver Verbreiterung der Media zu beobachten und andererseits erfolgte eine Umwandlung von Kapillaren zu Arteriolen. Die frühe postoperative Proliferation von SMCs in bereits präexistenten Arteriolen sowie der morphologische Switch von Kapillaren zu a-Aktin-positiven Blutgefäßen ist als frühe Transformation der terminalen Strombahn aufzufassen. Diese Befunde in Assoziation mit einer TVP beim Menschen wurden trotz intensiver Literaturrecherche weder jeder für sich noch in Kombination beschrieben. Es finden sich lediglich Berichte darüber, daß SMCs in die Intima migrieren ( 5 ) bzw. innerhalb der verbreiterten Intima nachweisbar sind ( 10 , 12 , 13 , 18 , 53 , 56 , 83 ). Die Media soll im Rahmen der Intimaproliferation nicht betroffen ( 10 , 88 ) oder sogar verdünnt sein ( 3 , 13 , 24 , 114 ). Nur Hosenpud et al. ( 51 ) weisen auf eine ”SMC-stimulierende Aktivität“ in der Media in Form einer Erhöhung der mRNA bestimmter Wachstumsfaktoren hin. Daneben beschreiben Tanaka et al. ( 103 ) eine frühe proliferative Aktivität der SMCs in der Media, die den intimalen Veränderungen vorangehen. Diese Beobachtungen ( 103 ) sind jedoch auf tierexperimentelle Untersuchungen zurückzuführen. Zwar beschreiben Faulk et al. ( 33 ) a-Aktin-positive Blutgefäße, deren Gefäßkaliber den von Kapillaren entsprechen und deren Endothelzellen (EZ) Oberflächenmarker von Venen exprimieren, erläutern jedoch dieses Phänomen nicht weiter. Daß Kapillaren zu Arterien und Venen weiterdifferenzieren können, ist aus Untersuchungen zur Ausbildung von Kollateralkreisläufen in verschiedenen Organen bekannt ( 15 ).

Weiterhin läßt sich zeigen, daß die Güte der strukturellen Blutversorung während des gesamten Untersuchungszeitraumes bei beiden Patientenpopulationen abnahm. Dieser Prozeß war innerhalb der ersten drei Monate nach HTx besonders ausgeprägt, und es stellte sich anschließend ein Plateau ein. Die Abnahme der kapillären Vaskularisation scheint ein Charakteristikum für die Umbauprozesse der terminalen Strombahn nach HTx zu sein, die alle herztransplantierten Patienten betreffen. Von der Verringerung der Kapillardichte waren jedoch die Patienten mit TVP signifikant stärker betroffen als die Kontrollpatienten. Als weitere Gütekriterien der strukturellen Blutversorgung zeigten der Quotient aus der Anschnittdichte der CD 31-positiven Blutgefäße und der HMZ sowie die Volumendichte der CD 31-positiven Blutgefäße eine negative Korrelation in der frühen postoperativen Phase mit der Anschnittdichte der Arteriolen im gesamten Beobachtungszeitraum. Mit diesen Parametern kann belegt werden, daß die Zunahme der a-Aktin-positiven Blutgefäße mit einer Verschlechterung der Perfusion des Myokards verbunden ist.

Die positive Korrelation der Gesamtanzahl der Blutgefäße im 1. und 3. Monat nach HTx mit der Anzahl der Arteriolen im gesamten Beobachtungszeitraum spiegelt einerseits die Arteriolen als Teilmenge dieses Pools wider und andererseits unterstreicht sie nochmals die mangelnde Aussagekraft der Anzahl der CD 31-positiven Blutgefäße im Hinblick auf die Fragestellung nach dem Bestehen einer TVP.

Die Pathogenese der TVP bleibt weiterhin umstritten. Es läßt sich jedoch anhand dieser Studie zeigen, daß eine Proliferation von SMCs zu einer Stenosierung der Blutgefäßlumina führt. Die Veränderungen der Anschnittdichten arterieller Blutgefäße waren bereits 4 Wochen post HTx nachweisbar. Ob sie


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jedoch denen in der Koronarangiographie nachweisbaren Befunden vorangingen bleibt offen, da keine Herzkatheterbefunde für diesen Zeitraum vorlagen. Aufgrund der Tatsache, daß in dieser Arbeit enge Beziehungen zwischen den Veränderungen der großen Koronararterien und der kleinen intramyokardialen Blutgefäße bestehen, ist davon auszugehen, daß an diesem Prozeß SMCs aller arteriellen Blutgefäße des Herzens beteiligt sind. Offen muß jedoch bleiben, wie sich dieser Prozeß entwickelt. Die Okklusion der kleinen intramyokardialen Blutgefäßäste hat möglicherweise eine Erhöhung des peripheren Widerstandes zur Folge, so daß die Veränderungen der epikardialen Koronararterien ein sekundäres Phänomen der TVP darstellen. Die unterschiedliche zeitliche Progression ( 18 , 83 , 86 ) bzw. unterschiedliche Ätiologien der TVP in großen und kleinen Gefäßen ( 18 ) werden auch von anderen Autoren vermutet. Lin et al. ( 66 ) berichten hingegen von einem biologisch und geographisch uniformen Bild dieser vaskulären Veränderungen in proximalen und distalen Gefäßabschnitten. Die Möglichkeit einer frühzeitigen Entwicklung der TVP wird auch von Billingham ( 12 ) diskutiert. Anhand von Tiermodellen sind intimale Veränderungen in Form von modifizierten SMCs schon 20 Tage nach HTx nachweisbar ( 10 ). Die Beobachtung, daß eine endotheliale Aktivierung kurze Zeit nach HTx erfolgen kann und zwischen mikrovaskulären und epikardialen Koronararterien variieren kann, wird von Tanaka et al. ( 104 ) beschrieben. In der vorliegenden Studie fanden sich bei allen Patienten mit einer makrovaskulären Manifestation der TVP auch mikrovaskuläre Veränderungen, welches die Vermutung auf ein mögliche Parallelität dieser beiden Ereignisse zuläßt. Es wird jedoch auch berichtet, daß bei Patienten mit einem Befall der epikardialen Blutgefäße nur ein Drittel dieser Population auch mikrovaskuläre Manifestationen zeigten ( 112 ). Von Scheidt et al. ( 112 ) schließen daraus, daß die epikardiale und mikrovaskuläre TVP als zwei unterschiedliche und unabhängige Erkrankungen anzusehen sind. Ähnliches berichten Amano et al. ( 2 ), die eine prominentere Intimaproliferation in der Aorta und in den großen Koronararterien als in den kleinen intramyokardialen Gefäßen beobachteten.

In der vorliegenden Arbeit ließen sich keine Korrelationen zwischen den morphometrischen Ergebnissen der a-Aktin-Färbungen und den demographischen Daten aus Kapitel 6.1. ( Tabelle 4 und Tabelle 5 ) sowie dem Zeitpunkt der angiographischen Diagnose der TVP (s. auch Anlage 3 ) nachweisen.

Die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchungen konnten folgende zwei pathogenetische Faktoren nicht klären:

  1. Der Auslösemechanismus für diesen zur Ischämie führenden Prozeß bleibt weiterhin spekulativ.
  2. Es konnte nicht geklärt werden, wann die Proliferationsteigerung der SMCs Krankheitsbedeutung erlangt.

In Abbildung 11 ist die mögliche Pathogenese der TVP dargestellt, die sich auf die Untersuchungsergebnisse dieser Studie stützt. Durch die Muskularisierung der Kapillaren und die Proliferation von SMCs in bereits präexistenten Arteriolen verkleinert sich der Gesamtquerschnitt der terminalen Strombahn. Diese Prozesse resultieren in einer multiplen Stenosierung der Gefäßlumina und können zu einer vermehrten Ischämie des Myokards führen.


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Abbildung 11 Mögliche Pathogenese der TVP mit mikrovaskulärer Beteiligung

Die in den HE-Färbungen beobachteten degenerativen Veränderungen der HMZ in Form von Vakuolisierung, Karyorrhexis, Karyomegalie und pathologischen Kernfiguren können als Folgeerscheinungen dieser Minderperfusion des Myokards angenommen werden. Die fokale und diffuse Ischämie der HMZ durch Okklusion von kleinen Gefäßen stellt sich auch in anderen Berichten als Vakuolisierung von HMZ und Mikroinfarkten dar ( 83 ), deren Auftreten nutzbar für die Frühdiagnose vaskulärer Veränderungen und eine angemessene Therapie scheint ( 83 ).

In Anlehnung an die Resultate dieser Arbeit und deren Aussagen bezüglich der Pathogenese der TVP ist es berechtigt, diese wie folgt zu definieren:

Die Transplantatvaskulopathie stellt sich als ein Prozeß dar, der mit proliferativen Prozessen der glatten Muskelzellen in allen Gefäßabschnitten beginnt, sich regional unterschiedlich entwickelt und durch Bilder klassischer Arterienveränderungen maskiert werden kann und zur Einschränkung der Koronarreserve führt.


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