2 Infektionsrisiken durch allogene Knochentransplantate

Wissenschaftliche Fragestellungen zur allogenen Knochentransplantation beschäftigen sich vor allem mit klinisch-funktionellen Aspekten sowie den potenziellen Infektionsgefahren (Übertragungen von Viren und bakteriellen Krankheitserregern) für den Transplantatempfänger.


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2.1  Relevante Infektionserreger

2.1.1 Humanes Immundefizienzvirus (HIV)

Das zur Gruppe der Retro-Viren (Familie Lenti-Viren) gehörende Humane Immundefizienzvirus (HIV, Typ 1 mit 3 Subtypen: M(ajor), N(ew), O(utlier), Subtyp M mit Varianten A-I; Typ 2) wurde Anfang der achtziger Jahre erstmals beschrieben und 1983 durch die Arbeitsgruppen von Montagnier bzw. Gallo isoliert [Barre-Sinoussi et al., 1983; Popovic et al., 1984]. Es handelt sich um ein ca. 100 nm großes, umhülltes, einzelsträngiges RNA-Virus. Das Virus ruft das erworbene Immundefektsyndroms (AIDS) hervor, welches durch opportunistische Infektionen (Befall von CD4-Zellen mit zunehmender Ausschaltung des Immunsystems), die im Endstadium zum Tod führen, gekennzeichnet ist. Man schätzt die derzeitige weltweite Prävalenz auf ca. 30-40 Millionen Menschen. Dabei sind allein in Afrika 15 Millionen Menschen infiziert. Die Prävalenzen in Asien liegen bei 6 Millionen, in Lateinamerika bei 1,8 Millionen und in den USA/Europa bei 1,5 Millionen. In Osteuropa wird eine hohe Dunkelziffer postuliert [Modrow & Falke, 1998; RKI, 2002].

Die Übertragung des Virus erfolgt vor allem durch homo- und heterosexuellen Verkehr, i.v.-Drogenmißbrauch, intrauterine/konnatale Infektion, Verletzungen und andere Übertragungen von infektiösem Blut (ungetestete Transfusionen/Transplantationen), Samen, Speichel und anderen Körpersekreten. Einzelheiten der Diagnostik werden unter Punkt 3. erläutert und diskutiert. Die derzeitige Therapie besteht in antiviralen Kombinationstherapien (z.B. HAART) und in der Behandlung der opportunistischen Infektionen (u.a. CMV-Chorioretinits, CMV-Pneumonie, HSV-Infektionen, Zoster multiplex, orale Haarleukoplakie) bzw. der AIDS-assoziierten Krankheitsbilder (u.a. Enzephalopathie, Wasting-Syndrom, Kaposi-Sarkom, B-Zell-Lymphom, Zervix-Karzinom). Aufgrund der Heterogenität des Virus (Typen, Subtypen, Varianten) ist eine Impfung derzeit noch nicht verfügbar.

Die Übertragung von HIV ist eines der zentralen Themen in der gesamten Transplantationsmedizin und somit auch in der allogenen Knochentransplantation. In den USA wurde 1988 erstmals über eine HIV-Übertragung durch ein steril entnommenes allogenes Knochentransplantat, welches 1984 im Rahmen einer Wirbelsäulen-OP eingesetzt wurde, berichtet [CDC, 1988]. Das Transplantat wurde bei -80°C über 24 Tage gelagert und keinem Sterilisationsprozess unterzogen, der Spender nicht auf HIV-Antikörper untersucht.

1985 wurden einem Multiorganspender, der so frisch mit HIV-infiziert war, dass die Tests noch nicht positiv waren (´diagnostischen Fenster´), insgesamt 58 Gewebs- und Organtransplantate, darunter 28 Knochentransplantate, entnommen. 25 der Transplantate wurden lyophilisiert und mit 30%igem Ethanol behandelt. 3 Transplantate wurden weder desinfiziert noch lyophilisiert. Die drei Empfänger wurden mit HIV-1 infiziert [Simonds et al., 1992].


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Auch in Deutschland wurden HIV-Übertragungen durch Knochentransplantate beschrieben. Bei einem männlicher Spender wurden 1984 insgesamt 16 Knochentransplantate unter sterilen Bedingungen entnommen, keiner Virusinaktivierung unterzogen und bei -80°C konserviert. Ein HIV-Test konnte nicht durchgeführt werden, da zu dieser Zeit keine geeigneten Tests zur Verfügung standen. Im Zeitraum von November 1984 bis Mai 1985 erhielten 12 Patienten Transplantate des Spenders und vier dieser Empfänger wurden mit HIV infiziert [Schratt et al., 1996].

Seither wurden in der internationalen Literatur keine weiteren Übertragungsfälle geschildert. Es ist jedoch davon auszugehen, dass das Infektionsrisiko trotz umfassender Sicherheitsmaßnahmen (Labordiagnostik, Anamnese/Klinik, Inaktivierungsverfahren) insbesondere im afrikanisch/asiatischen Raum weiterhin vorhanden ist.

Das Risiko einer HIV-Übertragung durch Bluttransfusionen wird in Deutschland auf der Grundlage der berichteten Übertragungsfälle auf < 1:5.000.000 [Graul et al, 2003; Bein & Sachs, 2003] geschätzt. Eine weitere Verminderung auf ein Restrisiko von < 1: 11.000.000 ist durch die allgemeine Einführung der NAT-Testung (Blutspendertestung auf HIV-Genom ab 01.05.2004) zu erwarten [Seifried et al., 2002; Caspari & Gerlich, 2003]. Dieses Risiko dürfte mit dem für Gewebespender weitestgehend vergleichbar sein. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass Organ-/Gewebespender in der Regel ´Erstspender´ sind und somit in diesem Kollektiv eine erhöhte Prävalenz zu erwarten ist [Offergeld et al., 2003; Strong, 2003].

2.1.2 Humanes Hepatitis B-Virus (HBV)

Das humane Hepatitis B-Virus gehört zu den Hepadnaviren und besitzt ein (teilweise) doppelsträngiges DNA-Genom. Dieses Virus kann unter geeigneten Umständen die Hepatitis B aus-lösen, die auch, infolge der Übertragungswege, als „Serumhepatitis“ oder „Transfusionshepatitis“ bekannt ist. Erste klinische Beschreibungen von sog. „Ikterus-Epidemien“, deren Ursache aus heutiger Sicht übertragene Hepatitis B-Viren waren, reichen in die Jahre 1885 (Pocken-Impfaktion) und 1938 (Masern-Impfungen) zurück. Die infektiösen Viruspartikel sind ca. 42 nm groß, sphärisch und besitzen eine Lipidhülle. Sie werden nach D. S. Dane, der sie 1970 entdeckte, auch ´Dane-Partikel´ genannt. In der aus der Membran des endoplasmatischen Reticulums entstandenen Hüllmembran des Virus ist das HBsAg (hepatitis B virus surface antigen) als virales Protein, welches auch als freies HBsAg-Partikel (ca. 20 nm) im Serum vorkommt, verankert. Der Nachweis von HBsAg ist eine der grundlegenden diagnostischen Verfahren zur Detektion einer HBV-Infektion. Im Inneren befindet sich ein ikosaedrisches Kapsid mit einem Durchmesser von ca. 24 nm. Dieses besteht aus 180 Einheiten des HBcAg (hepatitis B virus core antigen) und enthält das DNA-Genom. Der Nachweis von Antikörpern gegen dieses Protein wird ebenfalls bei der HBV-Diagnostik genutzt (Näheres unter 3.).


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Heutzutage sind weltweit etwa 300 Millionen Menschen an einer chronischen Hepatitis B erkrankt. In Deutschland gibt es etwa 50.000 Neuinfektionen/Jahr, ca. 0,5% der Bevölkerung sind HBsAg-positiv [Hahn et al., 2001]. Eine besonders hohe Durchseuchung findet sich bei i.v. Drogenabhängigen, Homosexuellen und Prostituierten. Die Übertragung erfolgt in der Regel durch kontagiöses Blut und Blutprodukte. Ungenügend sterilisierte nicht-ärztliche Instrumente (z.B. Tätowierungsnadeln, Piercings), der Inhalt mehrfach benutzter Ampullen (z.B. Heparine), aber auch Sperma, Speichel, Tränenflüssigkeit und andere Sekrete können potenziell infektiös sein. Zielorgan der Viren ist die Leber (Zielzellen: Hepatozyten). Durch die daraus folgende Immunreaktion wird das Krankheitsbild (Abdomialbeschwerden, Fieber, Gelenkbeschwerden, Exantheme, Ikterus) ausgelöst. Der Verlauf kann entweder fulminat mit akutem Leberversagen auftreten, ausheilen oder in eine chronische Form (aktiv oder persistierend) übergehen. Als eine der gefürchtetsten Spätfolgen ist die Entwicklung eines primären Leberzellkarzinoms bekannt.

Obwohl bisher nur eine HBV-Übertragung durch Knochentransplantate bekannt wurde [Shutkin, 1954], muss dieses Virus zweifelsohne, insbesondere aufgrund der hohen Viruskonzentration in der infektiösen Phase (bis 1010 geq/ml) als relevant für die Risikobewertung von Knochengewebsspendern angesehen werden. Für die Gefahr Blut-assoziierter Infektionen im ´diagnostischen Fenster´ spricht auch ein vor kurzem bekannt gewordener Fall einer HBV-Übertragung durch ein Erythrozytenkonzentrat. Der Spender der Konserve war HBsAg-negativ getestet worden. Die HBV-DNA-Untersuchung der Rückstellprobe mittels NAT war positiv (ca. 2.000 copies/ml). Der Test auf HBsAg wurde erst 2 Monate nach der Spende des infektiösen Erythrozytenkonzentrates grenzwertig positiv [Meisel et al., 2003].

Das derzeitige Risiko, in Deutschland durch eine Transfusion mit dem HBV infiziert zu werden, liegt auf der Grundlage der berichteten Übertragungsfälle zwischen 1:100.000 und 1:1.000.000 [Graul et al., 2002; Bein & Sachs, 2003; Caspari & Gerlich, 2003].

2.1.3 Humanes Hepatitis C-Virus (HCV)

Nach Aufdeckung der pathophysiologischen Zusammenhänge der Hepatitis A und der Hepatitis B und molekularbiologischer bzw. serologischer Beschreibung der diesen Erkrankungen zugrundeliegenden Viren, verblieben eine Vielzahl parenteral übertragbarer sog. NonA/NonB-Hepatitiden, deren ursächliches Agens zunächst nicht gefunden werden konnte. Erst 1989 wurde im Nachgang von Schimpanseninfektionen mit nachfolgender DNA-Isolierung und -Charakterisierung ein Antigen exprimiert, das mit Seren von chronisch Infizierten mit NonA/NonB-Hepatitis reagierte. Die entsprechende cDNA wurde sequenziert und das (nunmehr als Hepatitis C-Virus bezeichnete) Virus als neues Genus der Flaviviridae identifiziert. Das Hepatitis C-Virus ist ein einzelsträngiges RNA-Virus von ca. 60-70 nm Größe. Es besteht aus einem [Seite 12↓]Kapsid und einer Hülle. Eine eindeutige morphologische Darstellung ist bis heute nicht gelungen. Wie HBV wird das HCV parenteral übertragen. Risikogruppen sind erneut i.v.-Drogenabhängige, Dialysepatieten, Homosexuelle und Gefängnisinsassen. Die Übertragung erfolgt vor allem durch infektiöses Blut und Blutprodukte. Auch Sperma, Speichel und andere Exsudate enthalten geringe Viruskonzentrationen. In Deutschland sind etwa 0,6%, in den USA 1,5-4,4 % der Bevölkerung seropositiv. Pro Jahr werden in Deutschland 20.000-50.000 Neuinfektionen beobachtet. Die Hepatitis C-Infektion verläuft zumeist klinisch stumm. Klinisch sichtbare Verläufe sind in der Regel leichter als die der Hepatitis B, jedoch ist auch hier ein Übergang in Zirrhose und primäres Leberzellkarzinom möglich. Als zentraler labordiagnostischer Test wird ein IgG-ELISA gegen Struktur- und Nicht-Struktur-Antigene (C100, C33, C22) eingesetzt. Aufgrund des langen diagnostischen Fensters besitzt die HCV-NAT große Bedeutung, wobei auch diese nicht letzte Sicherheit bietet (siehe 3.). Therapeutisch wird neben einer allgemein symptomatischen Therapie insbesondere alpha-Interferon, meist in Kombination mit Ribavirin eingesetzt [Hahn et al., 2001].

1992 wurde erstmals eine HCV-Übertragung durch ein allogenes Knochentransplantat beschrieben. Die Spenderin des Knochentransplantates infizierte sich 1985 durch Transfusion eines infektiösen Frischplasmas mit HCV. 1990 wurde dieser Patientin im Rahmen einer Hüft-Operation ein Femurkopf entnommen und als Transplantat nach 8 Wochen Kältekonservierung ohne Virusinaktivierung weiterverwendet. Der Empfänger des Femurkopf-Transplantates wurde kurze Zeit später Anti-HCV positiv [Conrad et al., 1995].

Ein weiterer HCV-Übertragungsfall wurde vor kurzem in den USA publiziert. Hier wurden einem anti-HCV-negativ getesteten Multiorganspender im Jahr 2000 insgesamt 91 Organ- bzw. Gewebetransplantate entnommen. Hiervon wurden 40 Patienten mit Transplantaten versorgt. Eine HCV-Infektion ließ sich bei den Organempfängern sowie bei 5 Gewebeempfängern (1 Vena saphena-Empfänger, 1 Sehnenempfänger, 3 Knochen/Sehnen-Empfänger) nachweisen. Die im Juli 2002 untersuchte Rückstellprobe des Spenders war in der HCV-Genom-Untersuchung (AMPLICOR HCV Test, Version 2.0, Roche) positiv, im Antikörper-Test (ORTHO HCV Version 3.0 ELISA) jedoch unverändert negativ [CDC, 2003]. Bei den 16 Empfängern, die bestrahlte Knochentransplantate (Dosis: 15 kGy) erhalten hatten, wurde keine HCV-Infektion festgestellt. Eigene Untersuchungen weisen daraufhin, dass diese Dosis in Anbetracht des D10-Wertes von Flaviviren (BVDV: <3 kGy) für eine Abreicherung um 5log10-Stufen hinreichend ist und somit die Bestrahlung mit großer Wahrscheinlichkeit bei diesen Empfängern die Infektion verhindert hat [Pruss et al., 2002].

Nach Einführung der HCV-NAT für Blutspender im April 1999 liegt das Risiko einer HCV-Übertragung durch Blutprodukte in Deutschland oberhalb von 1:13.000.000 [Seifried et al., 2002, Caspari & Gerlich, 2003; Graul et al., 2003].


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2.1.4  Weitere relevante Viren, Prionen

Schließlich sei auf Viren hingewiesen, die durch Blut und damit auch durch Knochentransplantate potenziell übertragen werden und schwere klinische Verläufe hervorrufen können.

Das humane Parvovirus B19, ein nicht-umhülltes, kleines (22 nm), einzelsträngiges DNA-Virus, kann beim Menschen die Ringelröteln hervorrufen. Bei Infektionen in utero können die Parvorviren einen Hydrops fetalis (10-15% aller Fälle) bzw. einen Abort auslösen. Persistierende Infektionen sind Ursache von Arthritis, Arthropathie und aplastischer Anämie. Die Übertragung erfolgt durch Tröpfcheninfektion, als zellulärer Rezeptor wurde die Blutgruppensubstanz P beschrieben. Demzufolge findet man das Virus vor allem in Erythroblasten, deren virusbedingte Zerstörung zu einer temporären, ca. 10 Tage andauernden Hemmung der Erythropoese mit Hämolyse und nachfolgender Anämie führt. Zentrales pathogenetisches Element ist somit ein O2-Mangel. Das Virus ist gegenüber Umwelteinflüssen und Inaktivierungsmaßnahmen sehr resistent. Die Diagnostik erfolgt mittels serologischer und molekularbiologischer Tests. Die Therapie ist symptomatisch, bei niedrigem Hb-Wert (<10 g/dl) kann eine intrauterine Transfusion notwendig werden.

Das Risiko einer Übertragung von Parvoviren ist in Deutschland aufgrund von regelmäßigen Epidemien (ca. alle 4-5 Jahre), bei denen jeder tausendste bis zwanzigtausendste Spender PCR-positiv ist, relativ hoch [Hahn et al., 2001; Caspari & Gerlich, 2003]. Da Parvoviren insbesondere im Knochenmark persistieren, stellt die Übertragung markhaltiger Knochentransplantate, bei denen keine Entfernung der Blutzellen erfolgt, ein besonderes Infektionsrisiko dar. Die Übertragung des humanen Parvovirus B19 durch Blutprodukte wurde bereits mehrfach beschrieben [Koenigbauer et al., 2000; Matsiu et al., 1999]. Berichte über Infektionen durch Knochentransplantate liegen bis dato nicht vor, das potenzielle Risiko ist aufgrund der Zielzellen der Viren jedoch nicht unerheblich.

Das ca. 28 nm große, nicht-umhüllte Hepatitis A-Virus (HAV) enthält eine Einzelstrang-RNA und gehört der Gruppe der Picornaviridae an. Es bleibt außerhalb des menschlichen Körpers unter normalen Umweltbedingungen für mindestens 4 Wochen infektiös. Das Hepatitis A-Virusist ätherstabil und sehr hitzeresistent. Für die Inaktivierung ist eine Hitzeeinwirkung von 100°C für 5 Minuten nötig. Eine 30-minütige Behandlung bei 60°C ist nicht ausreichend. Das Virus überträgt sich fäkal-oral, z. B. durch Lebensmittel und Trinkwasser. Es verursacht eine in den meisten Fällen ohne Spätfolgen ausheilende Hepatitis [Hahn et al., 2001]. Übertragungen durch Knochentransplantate sind bis dato nicht bekannt.

Das humane Cytomegalievirus (CMV) ist ein ca. 180 nm großes doppelsträngiges DNA-Virus, das zur Gruppe der Herpes-Viren gehört. Die Übertragung des Virus erfolgt zumeist durch Tröpfcheninfektion, ist aber auch über Bluttransfusionen bzw. Organtransplantationen möglich. [Seite 14↓]Die Leukozytendepletion von Blutkonserven (3-4 log) führt zu einer erheblichen Abreicherung von CMV. Obwohl der Arbeitskreis Blut des Bundesministeriums für Gesundheit von einer weitestgehenden Gleichwertigkeit von Leukozytendepletion und Anti-CMV-Testung ausgeht [Arbeitskreis Blut, 2000], sollten die transfundierten Blutprodukte bei Risikopatienten (Feten, Frühgeborene, Anti-CMV negative Immunsupprimierte nach Knochenmark- bzw. Stammzelltransplantation) zusätzlich einen Antikörper-negativen CMV-Status aufweisen. In Deutschland sind ca. 55% der Bevölkerung infiziert. Die Erkrankung verläuft mit einem Mononukleose-ähnlichem Bild und kann zusätzlich mit einer interstitiellen Pneumonie einhergehen. Besonders schwerwiegend sind intrauterine Infektionen, die zu Entwicklungsstörungen des Fetus führen können sowie die Infektion von immunsupprimierten Patienten, bei denen insbesondere die CMV-Pneumonie gefürchtet ist. Therapeutisch ist der Einsatz von Ganciclovir und Cidofovir erfolgversprechend. Aufgrund der hohen Durchseuchung der Bevölkerung sowie des zumeist blanden Verlaufes der Infektion besitzt die CMV-Übertragung bei der allogenen Knochentransplantation eine untergeordnete Rolle. Jedoch sollte insbesondere bei Übertragung großer, blutzellhaltiger Transplantate in CMV-Ak-negative Schwangere bzw. immunsupprimierte Patienten (cave: Reaktivierung) auf den CMV-Status (Antikörperbestimmung) des Gewebespenders geachtet werden.

Das Humane T-Zell-Leukämie-Virus 1 (HTLV-1, Retro-Virus, behülltes einzelsträngiges RNA-Virus) spielt in Deutschland aus epidemiologischer Sicht nur eine sehr untergeordnete Rolle, jedoch wurde durch eine schwedische Arbeitsgruppe eine Übertragung durch gefrierkonservierten allogenen Knochen berichtet [Sanzén und Carlsson, 1997].

Die Übertragung von Prionen durch allogene Dura mater-Transplantate ist seit längerem bekannt [CDC, 1987, 1989], jedoch wurde über eine solche Infektion durch allogene Knochentransplantate oder durch Bluttransfusionen bisher nicht berichtet [Bein & Sachs, 2003]. Des weiteren wird das vCJD/CJD-Übertragungsrisiko durch Knochengewebe durch die WHO derzeit als sehr niedrig eingestuft [WHO, 2003].

2.1.5 Bakterien, Pilze, Sporenbildner und Sporen

Die Übertragung von nicht-viralen Erregern durch allogene Knochentransplante ist unter anderen Gesichtspunkten zu betrachten. Eine Virusübertragung ist in der Regel nur dann möglich, wenn der Spender infiziert ist, eine Virämie aufweist und mit dem Transplantat eine hinreichende Menge infektiösen Virus (zumeist im Blut bzw. in Blutzellen) übertragen wurde (Primärinfektion). Nicht-virale Erreger können auch durch Kontaminationen vor, während oder nach der Entnahme in das Transplantat gelangen (Sekundärinfektion) [Tomford et al., 1995; Eastlund, 2002]. Dieser Umstand erfordert ein möglichst keimarmes Vorgehen bei der Explantation und Bearbeitung der Gewebe sowie ein mikrobiologisches Monitoring [Forsell & Liesman, 2000; Martinez, [Seite 15↓]2002; Bankowski, 2002]. Dies ist insbesondere dann zu fordern, wenn kein validiertes Inaktivierungsverfahren eingesetzt wird.

Eine 1981 durchgeführte Untersuchung von Infektionen bei 303 allogenen Knochentransplantationen ergab 21 Infektionsfälle (6,9%). Das ermittelte Erregerspektrum umfasste Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis und eine Enterobacter-Spezies. Nur in einem Fall stimmten Erregerspezies von Transplantat und Patient überein [Tomford et al., 1981]. Eine Folgestudie zeigte transplantatbedingte Infektionen in 3 von 324 Transplantationen [Tomford et al., 1990].

1988 wurden 283 Patienten mit einer allogenen Knochentransplantation (gefrierkonservierte große Allografts) auf Infektionen überprüft. Nach der Knochentransplantation entwickelten 33 Patienten (11,7%) eine bakterielle Infektion. 55% der Erreger waren grampositiv (u.a. Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus und α-hämolysierendeStreptokokken), 18% gramnegativ (u.a. Escherichia coli, Bacteroides fragilis, Proteus- und Pseudomonas-Arten) und 27% lagen als Mischkultur vor. Ein direkter Zusammenhang zwischen Infektion und kontaminiertem Transplantat konnte jedoch nur in einem Fall (Pseudomonas-Spezies) sicher belegt werden. In zwei weiteren Fällen war der Zusammenhang wahrscheinlich, jedoch nicht gesichert [Lord et al., 1988].

Ein früher Fall einer Bakterienübertragung durch allogene Knochentransplantate ist die 1953 berichtete Übertragung von Mycobacterium tuberculosis. Dem Spender wurden im Rahmen einer TBC-bedingten Thorakotomie Rippen entnommen, die als Knochentransplantate weiter verwendet wurden [James, 1953]. Floride bzw. klinisch manifeste Tuberkulosen gelten heute als Ausschlusskriterium für Knochenspender [Bundesärztekammer, 2001].

Eine dänische Arbeitsgruppe untersuchte den postoperativen Verlauf von 423 allogenen Femurkopf-Empfängern. Dabei wurden insgesamt 7 Infektionen (1,7%) durch allogene Knochentransplantate festgestellt. Das Erregerspektrum umfasste alpha-hämolysierende Streptokokken, Bacillus spp., Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella spp.und Micrococcus spp. Die bei der Explantation vorgenommenen Abstrichkulturen waren negativ [Nielsen et al., 2001]. Die Nachweise von Bacillus- und Micrococcus-Spezies deuten auf sekundäre Kontaminationen hin.

In jüngster Zeit häufen sich leider Berichte über Übertragungen von nicht-viralen Mikroorganismen durch allogene musculoskeletale Transplantate. Eine schottische Arbeitsgruppe berichtet im Rahmen der Aufarbeitung von 98 Femurkopftransplantaten eine Infektionsrate von 12,2 %, wobei in zwei Fällen ein kontaminiertes Knochentransplantat als Ursache der postoperativen Infektion gesichert wurde [Sutherland et al., 1997]. In einer Studie aus dem Jahr 2002, die 250 Empfänger von allogenen Knochentransplantaten umfasste, wurden 4 transplantat-assoziierte Infektionen (1,6%) nachgewiesen. Das Erregerspektrum umfasste in drei Fällen Staphylococcus aureus sowie einmal Pseudomonas aeruginosa. Die Transplantate wurden vor der Operation lediglich in Antibiotikalösungen gespült [Liu, 2002].


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Im November 2001 erlag ein Patient nach einem rekonstruktiven Eingriff am Knie, der die Transplantation eines allogenen Femurkondylus erforderte, 4 Tage postoperativ einem schweren septischen Schock. Sowohl die Blutkultur als auch die Nachuntersuchung von Rückstellmustern des Knochengewebsspenders isolierten Clostridium sordelli. Ein weiterer Patient, der Knochengewebe (Femurkondylus mit Meniskus) desselben Spenders erhielt, entwickelte ebenfalls eine Infektion mit Clostridium sordelli. Das Spendergewebe wurde unter sterilen Bedingungen 23,5 Stunden post mortem entnommen. Der Spender wurde gekühlt gelagert und hatte keine anamnestischen bzw. klinischen Hinweise für eine Clostridium-Infektion. Weitergehende Untersuchungen der CDC in US-amerikanischen Gewebebanken zeigten, dass im Zeitraum 2000-2002 insgesamt 26 Patienten (die o.g. 2 Fälle eingeschlossen) transplantatbedingte Infektionen erlitten. 13 Patienten wurden durch allogene Sehnen (8), Femurkondylen (2), Spongiosa (2) und Menisci (1) mit Clostridium septicum, Clostridium sordelli, Staphylococcus aureus bzw. Enterococcus faecium infiziert. Alle Gewebe wurden aseptisch entnommen, jedoch keinem terminalen Desinfektions- bzw. Sterilisationsverfahren unterzogen. Weitere 11 Patienten waren mit Gram-negativen-Spezies (u.a. Pseudomonas aeruginosa, Hafnia alvei, Citrobacter werkmanii youngae und Klebsiella oxytoca) infiziert worden. Bei zwei Patienten konnte keine anschließende Bewertung vorgenommen werden. Die übertragenen Transplantate waren zumeist frisch oder gefrierkonserviert, in einem Fall auch gefriergetrocknet [CDC, 2002; Joyce et al., 2003]. Schließlich ist ein Bericht über eine spenderbedingte Serratia marcescens Infektion nach Cornea-Transplantation zu erwähnen [Levartovsky & Lazarovich, 2002].

Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Kontaminations- bzw. Infektionsrate von allogenen Knochentransplantaten mit nicht-viralen Erregern ein Risiko darstellt. Trotz umfangreicher Sicherheitsmaßnahmen bei der Explantation, Bearbeitung und Transplantation (aspetische Bedingungen, mikrobiologisches Monitoring) ist die Integration eines Inaktivierungsverfahrens in den Herstellungsprozess sinnvoll. Hierfür sprechen die zwar quantitativ wenigen, aber teils dramatischen klinischen Verläufe transplantat-assoziierter Infektionen. Es ist jedoch abzuwägen, inwieweit solche Verfahren in der Lage sind sämtliche Bereiche des Transplantates zu erreichen und die biologischen Eigenschaften des Gewebes negativ beeinflussen.

2.2 Virusauswahl für Validierungsstudien

Die Testviren für die vorliegenden Untersuchungen wurden entsprechend bestehender Normen und Richtlinien ausgewählt und repräsentieren ein Spektrum der klinisch relevantesten Viren.

Das Bundesamt für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM) sowie das Paul-Ehrlich-Institut (PEI) [BfArM/PEI 1994] fordern für Validierungsverfahren zur Inaktivierung von Viren die Ver-wendung von

Diese Viren wurden in die Untersuchungen einbezogen und durch das Poliomyelitis-Virus Typ 1 (Familie der Picornaviridae, Genus Enterovirus, ca. 30 nm, einzelsträngiges nicht-umhülltes RNA-Virus), als Standard-Testvirus in Desinfektionsmittelprüfungen, sowie das nicht-umhüllte, 20 nm große Bovine Parvovirus (BPV, im Peressigsäure-Versuch Porcines Parvovirus, PPV, als Modellvirus für das humane Parvovirus B19)ergänzt. BPV war Ziel zahlreicher Untersuchungen hinsichtlich der Resistenz gegen physikalische bzw. chemische Einwirkungen [Mahnel, 1979; Bräuniger et al., 2000]. Es wird seit längerem als hoch resistentes Testvirus bei der Prüfung der Validität bzw. Wirksamkeit von chemischen Desinfektionsverfahren eingesetzt. BPV kann auch als allgemeines Modellvirus für vergleichbare thermostabile Viren dienen. Hierzu gehört u.a. das Hepatitis B-Virus, welches eine mittlere, gegenüber Parvoviren jedoch geringere Hitzeresistenz besitzt [Wallhäußer, 1995].

2.3 Auswahl nicht-viraler Erreger für die Validierungsstudien

Die für die Versuche der vorliegenden Untersuchungen verwendeten Mikroorganismen wurden entsprechend bestehender Normen und Empfehlungen sowie den klinisch relevanten Daten zu gefundenen Kontaminations- und Infektionskeimen zusammengestellt:


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15.02.2005