Aus der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Hämatologie und Onkologie,
Campus Virchow-Klinikum, Charité – Universitätsmedizin Berlin
Direktor: Universitätsprofessor Dr. med. Bernd Dörken

HABILITATIONSSCHRIFT

Stellenwert der nichtmyeloablativen Stammzelltransplantation und adoptiven Immuntherapie bei akuten Leukämien und refraktären Nierenzellkarzinomen:
Entwicklung eines immunologischen Therapiekonzeptes

zur Erlangung der Venia legendi
für das Fach

Innere Medizin

der Medizinischen Fakultät der Charité – Universitätsmedizin Berlin

vorgelegt von

Dr. med. Gero Massenkeil

geboren am 6. Mai 1961 in Köln

Berlin, Februar 2004

Datum des öffentlich-wissenschaftlichen Vortrags: 18.10.2004

Dekane: Prof. Dr. Joachim W. Dudenhausen

Prof. Dr. med. Martin Paul

Gutachter:
1. Prof. Dr. Arnold Ganser, Medizinische Hochschule Hannover
2. Prof. Dr. Dieter Hoelzer, Johann-Wolfgang-Goethe Universität, Frankfurt/Main

für Elisabeth und Carla

Inhaltsverzeichnis

• 1 Einleitung
  • 1.1 Entwicklung der hämatopoetischen Stammzelltransplantation
  • 1.2 Konzept der Myeloablation
  • 1.3 Chimärismus nach allogener Stammzelltransplantation
  • 1.4 Spenderlymphozyteninfusionen nach allogener Stammzelltransplantation
  • 1.5 Grundlagen der nichtmyeloablativen Stammzelltransplantation
  • 1.6 Klinische Studien zur nichtmyeloablativen Stammzelltransplantation
  • 1.7 Nichtmyeloablative Stammzelltransplantation bei akuten Leukämien und metastasierten Nierenzellkarzinomen
• 2 Fragestellungen und Untersuchungsziele der vorliegenden Arbeit
• 3 Patienten und Methoden
  • 3.1 Patientencharakteristika
  • 3.2 Chimärismusanalyse
  • 3.3 Spenderlymphozyteninfusionen
  • 3.4 Nichtmyeloablative Stammzelltransplantation bei akuten Leukämien
    • 3.4.1 Patientencharakteristika und Indikation zur NST
    • 3.4.2 Transplantation
    • 3.4.3 Prophylaxe und Therapie der GvHD
    • 3.4.4 Prophylaxe und Therapie von Infektionen
    • 3.4.5 Anwachsen des Transplantates und Remissionskontrolle
  • 3.5 Retrospektive Fall-Kontrollstudie
    • 3.5.1 Patientenselektion und Matching-Kriterien
    • 3.5.2 Transplantation
    • 3.5.3 Prophylaxe und Therapie der GvHD
    • 3.5.4 Prophylaxe und Therapie von Infektionen
    • 3.5.5 Anwachsen des Transplantates und Remissionskontrolle
  • 3.6 Nichtmyeloablative Stammzelltransplantation bei metastasierten Nierenzellkarzinomen
    • 3.6.1 Patientenselektion und Charakteristika stammzelltransplantierter Patienten
    • 3.6.2 Transplantation
    • 3.6.3 Prophylaxe und Therapie der GvHD
    • 3.6.4 Prophylaxe und Therapie von Infektionen
    • 3.6.5 Anwachsen des Transplantates, Spenderlymphozyten und Tumornachsorge
  • 3.7 Statistische Auswertung
• 4 Ergebnisse
  • 4.1 Chimärismusanalyse
  • 4.2 Spenderlymphozyteninfusionen
    • 4.2.1 Chimärismus und Rezidive nach Spenderlymphozyteninfusionen
    • 4.2.2 Toxizität der Spenderlymphozyteninfusionen
  • 4.3 Nichtmyeloablative Stammzelltransplantation bei akuten Leukämien
    • 4.3.1 Hämatopoetische Rekonstitution
    • 4.3.2 Transplantationsassoziierte Komplikationen
    • 4.3.3 Chimärismusanalyse und Spenderlymphozyteninfusionen
    • 4.3.4 Therapieergebnisse nach nichtmyeloablativer Stammzelltransplantation
  • 4.4 Retrospektive Fall-Kontrollstudie
    • 4.4.1 Hämatopoetische Rekonstitution
    • 4.4.2 Transplantationsassoziierte Komplikationen
    • 4.4.3 Chimärismusanalyse und Spenderlymphozyteninfusionen
    • 4.4.4 Transplantationsassoziierte Mortalität
    • 4.4.5 Erkrankungsfreies Überleben
    • 4.4.6 Überleben
  • 4.5 Nichtmyeloablative Stammzelltransplantation bei metastasierten Nierenzellkarzinomen
    • 4.5.1 Hämatopoetische Rekonstitution
    • 4.5.2 Transplantationsassoziierte Komplikationen
    • 4.5.3 Chimärismusanalyse und Spenderlymphozyteninfusionen
    • 4.5.4 Tumoransprechen und Überleben
  • 4.6 Zusammenfassung der Ergebnisse unter Berücksichtigung der Fragestellungen und Untersuchungsziele
• 5 Diskussion
  • 5.1 Indikationsstellung zur nichtmyeloablativen Stammzelltransplantation in der Literatur
  • 5.2 Nichtmyeloablative Stammzelltransplantation bei akuten Leukämien
  • 5.3 Wahl des optimalen dosisreduzierten Konditionierungsregimes
  • 5.4 Komplikationen nach nichtmyeloablativer Stammzelltransplantation
  • 5.5 Prädiktiver Wert des gemischten Chimärismus und prophylaktischer Einsatz von Spenderlymphozyten
  • 5.6 Therapeutischer Einsatz von Spenderlymphozyten im Rezidiv
  • 5.7 Überleben nach nichtmyeloablativer Stammzelltransplantation bei akuten Leukämien
  • 5.8 Nichtmyeloablative Stammzelltransplantation bei metastasierten Nierenzellkarzinomen
• 6 Zusammenfassung und Perspektiven
• Literaturverzeichnis
• Liste verwendeter Abkürzungen
• LEBENSLAUF
• Danksagung
• EIDESSTATTLICHE VERSICHERUNG

Tabellen

• Tabelle 1 . Patientencharakteristika.
• Tabelle 2 . Charakteristika von 30 Patienten mit akuten Leukämien vor NST.
• Tabelle 3 . Indikation zur NST bei 30 Patienten mit ALL oder AML.
• Tabelle 4 . Charakteristika von 75 Patienten der retrospektiven Fall-Kontrollstudie.
• Tabelle 5 . Charakteristika von 29 evaluierten Patienten mit refraktären Nierenzellkarzinomen bei Studieneinschluss.
• Tabelle 6 . Charakteristika von 7 Patienten mit metastasierten Nierenzellkarzinomen vor NST.
• Tabelle 7 . Zeitpunkt und Zellzahl der verabreichten DLI.
• Tabelle 8 . Zugrundeliegende Erkrankung, Konditionierung und Indikation zur DLI bei 55 Patienten.
• Tabelle 9 . Chimärismusstatus im Vergleich zum Krankheitsstatus vor 1. DLI.
• Tabelle 10 . Effekt der DLI bei 14 Patienten mit MC nach NST.
• Tabelle 11 . Posttransplantationsverlauf in der Fall-Kontrollstudie.
• Tabelle 12 . Univariate Analyse des erkrankungsfreien Überlebens und des Gesamt-Überlebens 3 Jahre nach Transplantation.

Bilder

• Abbildung 1 . Pathophysiologie der akuten GvHD. [Ferrara 1998]
• Abbildung 2 . Gemischter Chimärismus nach allogener Stammzelltransplantation. Nachweis von Spender- und Empfängerprofil (mixed chimera) nach Konditionierung (preparative regimen) und Transplantation (HSCT). Konversion in einen kompletten Spenderchimärismus (complete chimera) nach Gabe von Spenderlymphozyten (DLI) (R. Champlin, University of Texas, USA).
• Abbildung 3 . Dosisreduzierte Konditionierung. SZT = Stammzelltransplantat, ATG = Antithymozytenglobulin, BU = Busulfan, FL = Fludarabin, CSA = Cyclosporin A, MMF = Mycophenolat mofetil.
• Abbildung 4Chimärismusanalyse CD34-positiver Zellen im Knochenmark an Tag + 60. Box-Plot mit Median, Quartilen und Ausreißern (unterhalb der untersten Quartile).
• Abbildung 5 . Chimärismusstatus vor Spenderlymphozyteninfusionen. Anteil von Patienten mit gemischtem Chimärismus vor 1. - 3. DLI in %, DLI = Spenderlymphozyteninfusionen, MC = gemischter Chimärismus.
• Abbildung 6 . Hämatopoetische Rekonstitution nach NST. ANC = absolute Zahl neutrophiler Granulozyten.
• Abbildung 7 . Neutrophilenrekonstitution und Beginn der akuten GvHD nach NSTANC = absolute Zahl neutrophiler Granulozyten.
• Abbildung 8 . Gesamt-Überleben (OS) nach nichtmyeloablativer Stammzelltransplantation (NST).
• Abbildung 9 . Zeitpunkt des Auftretens der akuten GvHD nach Transplantation. NST = nichtmyeloablative Stammzelltransplantation, Standard SZT = Standardtransplantation.
• Abbildung 10 . Häufigkeit des gemischten Chimärismus 30 und 90 Tage nach NST und nach Standard SZT. Prozentualer Anteil der Patienten mit MC = Chimärismus an der untersuchten Gesamtgruppe.
• Abbildung 11 . Transplantationsassoziierte Mortalität (TRM) nach NST und Standard SZT. NST = nichtmyeloablative Stammzelltransplantation, Standard SZT = Standardtransplantation.
• Abbildung 12 . Follow-up-Maturity. Ausschließliche Berücksichtigung zensierter Patienten zur Überprüfung vergleichbarer Zensierungen in den untersuchten Gruppen. NST = nichtmyeloablative Stammzelltransplantation, Standard SZT = Standardttransplantation.
• Abbildung 13 . Erkrankungsfreies Überleben (EFS) nach NST und nach Standard SZT. NST = nichtmyeloablative Stammzelltransplantation, Standard SZT = Standardtransplantation.
• Abbildung 14 . Erkrankungsfreies Überleben (EFS) in Abhängigkeit vom Krankheitsstadium. CR = komplette Remission.
• Abbildung 15 . Erkrankungsfreies Überleben (EFS) und zytogenetische Risikogruppe.
• Abbildung 16 . Erkrankungsfreies Überleben (EFS) und akute GvHD. keine GvHD versus GvHD I.-II.° versus III.-IV.° : p = 0,043. GvHD I.-II.° versus III.-IV.° : p = 0,009
• Abbildung 17 . Erkrankungsfreies Überleben (EFS) und chronische GvHD.
• Abbildung 18 . Erkrankungsfreies Überleben (EFS) und Chimärismus an Tag 90. CC = kompletter Chimärismus, MC = gemischter Chimärismus.
• Abbildung 19 . Überleben (OS) nach NST und nach Standard SZT. NST =nichtmyeloablative Stammzelltransplantation, Standard SZT = Standardtransplantation.
• Abbildung 20 . Anteil CD3-positiver Spenderzellen im peripheren Blut in der Chimärismusanalyse.
• Abbildung 21 . Sehr gute partielle Remission pulmonaler Metastasen nach NST. CT der Lunge bei Patient Nr. 3.:  a) CT vor NST zeigt multifokale Metastasen im linken Lungenunterlappen; b) CT 6 Wochen nach NST zeigt einen unveränderten Befund; c) CT 4 Monate nach NST zeigt eine fast vollständige Rückbildung der pulmonalen Metastasen in Originalgrösse und d) gleiche Aufnahme wie c) in 3,3-facher Vergrösserung. Serielle CT-Untersuchungen bis mehr als 20 Monate nach NST zeigen eine Konstanz dieses Befundes.
• Abbildung 22 . Überleben von 29 NST-Kandidaten mit metastasierten Nierenzellkarzinomen. NST = nichtmyeloablative Stammzelltransplantation, OS = Gesamt-Überleben. Nachbeobachtungszeit ab NST oder Einleitung einer anderen Therapie. Falls keine Therapie durchgeführt wurde, Berechnung ab HLA-Typisierung.