Schwella, Nimrod: Periphere Blutstammzellen: Mobilisation, Separation und hämatopoetische Rekonstitution nach Hochdosischemotherapie bei Patienten mit Keimzelltumoren

Kapitel 4. Diskussion

4.1 Mobilisation und Separation peripherer Blutstammzellen

Die vorliegende Analyse beruht auf Daten von 120 Patienten mit rezidivierten und/oder refraktären malignen Keimzelltumoren, die in der Zeit von Januar 1993 bis Juli 1998 in der Abteilung für Innere Medizin mit Schwerpunkt Hämatologie/Onkologie (Leiter: Prof. Dr. med. D. Huhn), Virchow-Klinikum der Humboldt-Universität, erhoben wurden. Die Behandlungsstrategie bestand aus drei bis vier Zyklen einer zytostatischen Rezidiv-therapie ("salvage" Chemotherapie) gefolgt von einer Hochdosischemotherapie. Trotz des Fehlens von kontrollierten randomisierten Studien wird bei Patienten mit rezidivierten und/oder refraktären Keimzelltumoren eine Verbesserung der Langzeit-überlebensrate von 20% nach konventioneller "salvage" Chemotherapie auf bis zu 50% nach Hochdosischemotherapie erwartet (118-120). Die Durchführung einer Hochdosis-chemotherapie, die für den Patienten wegen der ausgeprägten Myelosuppression potentiell gefährlich ist, setzt das Vorhandensein eines patienteneigenen (autologen) hämatopoetischen Transplantats, bestehend aus Knochenmark und/oder peripheren Blutstammzellen, voraus. Die hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen, die rechtzeitig vor der Hochdosischemotherapie gesammelt und kryokonserviert werden müssen, werden dem Patienten retransfundiert, um die Rekonstitution der Hämatopoese zu gewährleisten und zu beschleunigen. Im letzten Jahrzehnt haben die peripheren Blutstammzellen aufgrund einiger Vorteile, die sowohl in der Gewinnung als auch in der hämatopoetischen Regeneration nach Hochdosischemo-/Radiotherapie begründet sind, die klassische autologe Knochenmarktransplantation zunehmend verdrängt (7-10).

Autologe hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen werden in der Regel durch eine krankheitsadaptierte Chemotherapie und einen hämatopoetischen Wachstumsfaktor aus dem Knochenmark in die Blutbahn mobilisiert und mittels Leukapherese am Zell-separator gewonnen (87-94).

Die Mobilisation peripherer Blutstammzellen erfolgte in unserem Patientenkollektiv durch eine "salvage" Chemotherapie wie folgt: 66 Patienten erhielten PEI, 26 Patienten TIP und 28 Patienten TI. Hinsichtich der Patientencharakteristika wie Alter, Tumorlokali-sation, Histologie, Krankheitsstadium, Ansprechen auf die primäre Chemotherapie und

Intensität der Vorbehandlung (Therapiezyklen, Medikamentendosis) waren die drei Gruppen vergleichbar. Der einzige signifikante Unterschied bestand in der medianen G-CSF-Dosis, die nach der Mobilisierungschemotherapie verabreicht wurde: PEI-Patienten erhielten 4,8 µg/kg/d, TIP-Patienten 5,8 µg/kg/d und TI-Patienten 9,7 µg/kg/d. Am ersten Apheresetag hatten TI-Patienten signifikant höhere zirkulierende CD34+ Zellen als TIP-Patienten: 60,5/µl versus 15,7/µl (p=0,001). Auf den ersten Blick scheint dies auf der signifikant höheren G-CSF-Dosis der TI-Patienten zu beruhen. Hierzu ist jedoch einschränkend zu sagen, daß ein eindeutiges Dosis-Wirkungsphänomen zwischen G-CSF und der Mobilisation peripherer Blutstammzellen bislang in wenigen Studien lediglich im "steady state", das heißt unter Ruhebedingungen ohne vorausgehende Chemotherapie, gezeigt werden konnte (77-79). Einige Autoren konnten selbst bei der "steady state" Mobilisation keinen signifikanten Anstieg der zirkulierenden CD34+ Zellen bei höherer G-CSF-Dosis nachweisen. So konnten Nademanee et al bei Patienten mit malignen Lymphomen, die zur Mobilisierung G-CSF 10 µg/kg/d erhielten (n=26), weder die Anzahl der Leukapheresen senken noch einen höheren Ertrag an CD34+ Zellen/kg im Vergleich zu Patienten mit G-CSF 5 µg/kg/d (n=39) erzielen (127). Bishop et al mobilisierten bei Patienten mit hämatologischen Malignomen und soliden Tumoren periphere Blutstammzellen mit GM-CSF 125 µg/m²/d (n=34) oder 250 µg/m²/d (n=24) durch (76). Weder die mediane Zahl der Apheresen noch die gesammelten CFU-GM waren zwischen beiden Gruppen signifikant unterschiedlich. In einer aktuell publizierten Arbeit fanden Martin-Murea et al bei Patienten mit Plasmozytom keinen Zusammenhang zwischen der applizierten G-CSF-Dosis, 300 µg/d (n=67) versus 600-1.200 µg/d (n=37), und der Zahl zirkulierender CD34+ Zellen nach einer Mobilisationschemotherapie (128). Diese Erkenntnis wird durch unsere Daten gestützt, da die Zahl der peripheren CD34+ Zellen bei PEI- und TI-Patienten, trotz einer signifikanten Differenz in der medianen G-CSF-Dosis mit 4,8 µg/kg/d versus 9,7 µg/kg/d (p=0,001), bei Beginn der Apheresen mit 43,4/µl versus 60,5/µl vergleichbar war. Die Tatsache, daß die Zahl der peripheren CD34+ Zellen mit 43,4/µl bei PEI-Patienten signifikant höher war als mit 15,7/µl bei TIP-Patienten (p=0,001), bei Vergleichbarkeit der Patientengruppen bezüglich Vorbehand-lung und G-CSF-Dosis (4,8 µg/kg/d versus 5,8 µg/kg/d), läßt vermuten, daß andere, derzeit noch unbekannte Faktoren die Mobilisation von CD34+ Zellen beeinflussen dürften. Ein solcher Faktor ist möglicherweise die Mobilisationschemotherapie selbst. Wir

vermuten, daß die schlechte Mobilisation bei TIP-Patienten in der zytotoxisch-myelosuppressiven Interaktion von Taxol und Cisplatin begründet ist. Von den TIP-Patienten (n=26) benötigten 7 Patienten einen zweiten Chemotherapiezyklus und ein Patient drei TIP-Zyklen für die Gewinnung eines Blutstammzelltransplantats. Von 66 PEI-Patienten und 28 TI-Patienten benötigte aus jeder Gruppe jeweils nur ein Patient einen zweiten Mobilisierungszyklus.

Die Leukapheresen begannen bei TI-Patienten median am Tag 9 nach Ende der Chemotherapie und damit signifikant früher als bei PEI- und TIP-Patienten am Tag 14 bzw Tag 15 (p=0,001; p=0,001). Demirer et al leiteten die Leukapheresen nach Mobilisation mit Taxol und Cyclophosphamid am Tag 11 und nach Cisplatin, Etoposid und Cyclophosphamid am Tag 14 ein (129). Diese Daten sind mit unseren Beo-bachtungen nach TI- und PEI-Mobilisation vergeichbar, natürlich mit der Einschränkung, daß Demirer et al Cyclophosphamid statt Ifosfamid in der Kombinationschemotherapie eingesetzt haben. Der signifikant spätere Apheresebeginn bei PEI- und TIP-Patienten mag mit einer stärkeren und länger dauernden Myelosuppression zusammenhängen, die mit einem Nadir von 700 Leukozyten/µl nach PEI und 1.000 Leukozyten/µl nach TIP einhergeht. Im Gegensatz hierzu liegt nach TI-Mobilisation der tiefste mediane Leukozytenwert bei 2.400/µl. Die leichtere Myelosuppression nach TI wird durch die signifikant höhere mediane Thrombozytenzahl am ersten Apheresetag ebenfalls veran-schaulicht.

Da Patienten mit PEI und TI bei Beginn der Leukapheresen signifikant höhere zirkulierende CD34+ Zellen hatten als TIP-Patienten, konnten durch die erste Apherese bei PEI- und TI-Patienten im Median signifikant mehr CD34+ Zellen/kg gesammelt werden als bei TIP-Patienten: 2,9×10⁶/kg und 3,0×10⁶/kg versus 1,0×10⁶/kg (p=0,001; p=0,001). Die Separationsergebnisse der ersten Leukapherese zeigen, daß bei mehr als der Hälfte sowohl der PEI- als auch der TI-Patienten bereits eine Zelldosis größer als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg gewonnen wurde. Die Reinfusion von 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg nach Hochdosischemotherapie wird von einigen Autoren empfohlen, weil diese Zelldosis zu einer schnellen und dauerhaften Regeneration der Granulozyten und Thrombozyten führt (107-111). Dies würde bedeuten, daß mehr als die Hälfte der PEI- und TI-Patienten mit einer einzigen normalvolumigen Leukapherese (8-12 l) die angestrebte Zelldosis erreicht. Bei TIP-Patienten, die CD34+ Zellen unbefriedigend

mobilisierten, konnten jedoch nur bei einer Minderheit mehr als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg mit der ersten Leukapherese gesammelt werden. Diese Zelldosis konnte selbst durch kumulative Apheresen nur in der Hälfte der TIP-Patienten erreicht werden, wobei im Median drei Separationen (1-7) pro Patient durchgeführt wurden. Deswegen kann die Kombinationschemotherapie TIP zur Mobilisation peripherer Blutstammzellen bei Patienten mit malignen Keimzelltumoren in der vorliegenden Form nicht empfohlen werden. Kumulative Apheresen erbrachten bei PEI-Patienten einen signifikant höheren Ertrag an CD34+ Zellen/kg als bei TI-Patienten, 7,1×10⁶/kg versus 3,6×10⁶ CD34+ Zellen/kg (p=0,04), bei vergleichbaren zirkulierenden und gesammelten CD34+ Zellen bei der ersten Leukapherese. Die Erklärung hierfür ist einfach, da PEI-Patienten im Median zwei Apheresen (1-5) hatten, TI-Patienten jedoch nur eine Separation (1-4). Dieser Unterschied wird dadurch erklärt, daß bei PEI-Patienten unabhängig von der Zahl peripherer CD34+ Zellen die Durchführung von zwei Leukapheresen angestrebt wurde. Die Sammlung von CFU-GM durch kumulative Leukapheresen war in den drei Patientengruppen vergleichbar: 14,6×10⁴/kg bei PEI-, 15,3×10⁴/kg bei TIP- und 19,3×10⁴ CFU-GM/kg bei TI-Patienten. Die Vergleichbarkeit der gesammelten CFU-GM bei gleichzeitig signifikanten Unterschieden bei gewonnenen CD34+ Zellen in den drei Patientengruppen hängt wahrscheinlich mit einer ungleichen Klonogenität der separierten Zellen zusammen. So konnten Serke et al zeigen, daß die Klonogenität von CD34+ Zellen mit steigender Zellzahl kontinuierlich abnimmt (132).

4.2 Prädiktive Parameter für die Mobilisation und Separation von CD34+ Zellen

Wir unternahmen den Versuch prädiktive Parameter für die Mobilisation und Separation von CD34+ Zellen innerhalb der Gesamtpopulation zu identifizieren.

Die Analyse im Mann-Whitney Test ließ folgende Faktoren identifizieren, die mit einer guten Mobilisation und Separation assoziiert waren: Alter 30 Jahre, zytostatische Vor-therapie mit 6 Zyklen, kumulative Dosis Cisplatin 500 mg/m², Etoposid 2.500 mg/m², Ifosfamid 24 g/m² und eine Mobilisationschemotherapie mit PEI oder TI.

In der multivariaten Analyse (multiple lineare Regression) wurden jedoch die kumulativen Dosen für Cisplatin und Etoposid sowohl für zirkulierende als auch gesammelte CD34+ Zellen, die Ifosfamid-Dosis für die separierten CD34+ Zellen eliminiert. Als voneinander

unabhängige Parameter, die sowohl für die Zahl der peripheren als auch gewonnenen CD34+ Zellen von signifikantem Wert waren, verblieben in der multiplen linearen Regression das Patientenalter, die zytostatische Vorbehandlung und die Mobilisations-chemotherapie. Hierbei hatten ein Patientenalter

30 Jahre, eine Vortherapie mit

6 Zyklen und eine Mobilisierung mit PEI oder TI einen signifikant positiven Einfluß auf die Zahl der zirkulierenden und gesammelten CD34+ Zellen.

Bezüglich des Patientenalters existieren in der Literatur gegensätzliche Meinungen. So konnten Bensinger et al bei 54 Patienten mit hämatologischen Malignomen und soliden Tumoren, die G-CSF 16 µg/kg/d zur Mobilisierung erhielten, ein höheres Alter als nachteilig für die Gewinnung von CD34+ Zellen identifizieren (133). Chabannon et al fanden ebenfalls, daß das Alter der Patienten den Ertrag der Leukapheresen signifikant beeinflußte (134). Im Gegensatz hierzu konnten Goldschmidt et al bei 103 Patienten mit Plasmozytom, die Cyclophosphamid plus G-CSF zur Mobilisation erhielten, keinen Einfluß des Alters auf die Sammlung von CD34+ Zellen feststellen (135). Dreger et al fanden bei 52 Patienten mit malignen Lymphomen nach einer Mobilisation mit unterschiedlichen Chemotherapieregimen und/oder G-CSF keinen Zusammenhang zwischen Patientenalter und Ergebnis der Stammzellernte (136). Weaver et al analysierten die Separationsdaten von 497 Patienten, mobilisiert mit Cyclophosphamid, Etoposid und G-CSF, ohne jedoch eine Auswirkung des Patientenalters auf die gesammelten CD34+ Zellen zu finden (137). Zwei weitere Studien fanden ebenfalls keine Korrelation zwischen Patientenalter und Leukaphereseertrag (108, 138). Diese Diskrepanz zwischen den meisten Studien und unseren Untersuchungen könnte diagnosebedingt sein, da in den zitierten Arbeiten keine Daten von Patienten mit Keimzelltumoren analysiert wurden.

Eine ausgedehnte zytostatische und/oder strahlentherapeutische Vorbehandlung wird im allgemeinen als potentieller Nachteil für die Mobilisation peripherer Blutstammzellen angesehen. Dies gilt vor allem dann, wenn in der Vortherapie Zytostatika wie Melphalan, Carmustin und/oder Lomustin zum Einsatz kommen, denen eine potentielle hämato-poetische Stammzelltoxizität zugeschrieben wird (139-141). So fanden Dreger et al bei 52 Patienten mit malignen Lymphomen eine Vorbehandlung mit mehr als einem Zyklus DexaBEAM, die unter anderem Melphalan 20 mg/m² und Carmustin 60 mg/m² pro Zyklus enthielt, als prognostisch signifikant ungünstig auf die gesammelten CD34+ Zellen und

CFU-GM (136). Goldschmidt et al identifizierten bei 103 Plasmozytom-Patienten die Dauer der chemotherapeutischen Vorbehandlung mit Melphalan, nicht jedoch die verabreichte kumulative Dosis, als signifikant aussagefähig für den Ertrag der Leukapherese (135). Haas et al konnten bei 61 Patienten mit malignen Lymphomen einen Vorteil für die Sammlung von CD34+ Zellen für diejenigen Patienten ausarbeiten, die mit

6 Zyklen einer zytostatischen Chemotherapie vorbehandelt waren (108). Zu vergleichbaren Ergebnissen, wie von Haas et al erhoben, kamen Weaver et al, Shepherd et al, Tarella et al und Bensinger et al (137, 142-144). Andere Untersucher konnten jedoch keine Korrelation zwischen vorausgehender Chemotherapie und der Mobilisation oder Separation peripherer Blutstammzellen feststellen (66, 129, 138, 145). Einen interessanten Ansatz verfolgten Drake et al in einer kürzlich publizierten Analyse (146). Sie teilten die zytostatischen Medikamente der Vortherapie nach ihrer hämatopoetischen Toxizität ein, wobei stammzelltoxische Zytostatika mit der höchsten Punktzahl (=4) bewertet wurden und Medikamente mit geringer Myelosuppression eine 1 zur Bewertung erhielten. Die anderen Zytostatika bekamen je nach Hämatotoxizität 2 oder 3 Punkte. Mit dieser Bewertung berechneten die Autoren einen kumulativen Werte-Index eines jeden Patienten auf der Basis der vorausgehenden Chemotherapie. Die Daten von 74 Patienten, die nahezu alle an hämatologischen Malignomen litten (n=71), wurden ausgewertet. Nach der Multivarianzanalyse (multiple lineare Regression) verblieb die Vortherapie mit einem oder mehreren Zytostatika des Toxizitätsfaktors 4 als einzelner Parameter mit signifikantem Einfluß auf die Sammlung von CD34+ Zellen/kg und CFU-GM/kg (146). Im unserem Patientenkollektiv spielten stammzelltoxische Substanzen keine Rolle, da diese Zytostatika in der Therapie von malignen Keimzell-tumoren keine Anwendung finden. Die Multivarianzanalyse zeigte jedoch, daß eine intensive Vorbehandlung mit mehr als 6 Zyklen einer Chemotherapie mit den Substanzen Cisplatin, Etoposid, Bleomycin und/oder Ifosfamid zu einer signifikanten Abnahme der Mobilisierung peripherer Blutstammzellen führte.

Ein weiterer Parameter, der die Mobilisation und Sammlung von zirkulierenden Blut-stammzellen negativ beeinflussen kann, ist eine ausgedehnte Radiotherapie in der Vorbehandlung des Patienten (108, 136, 144, 145). Da eine Strahlentherapie im vorliegenden Patientenkollektiv lediglich von untergeordneter Bedeutung war, wurde sie nicht in die Analyse einbezogen.

Gelegentlich wird über die mögliche Rolle eines Knochenmarkbefalls durch maligne Zellen für die Mobilisierung hämatopoetischer Stammzellen berichtet (108, 129, 144). Dieser Faktor spielte für unsere Patientengruppe ebenfalls keine Rolle, da bei Patienten mit malignen Keimzelltumoren der Befall des Knochenmarks eine ausgesprochene Rarität darstellt.

Passos-Coelho et al untersuchten bei 23 Patientinnen mit Mammacarcinom die Mobilisierung von Blutstammzellen mit CPM und G-CSF und fanden eine signifikante Korrelation zwischen der Prozentzahl von CD34+ Zellen im "steady state" Knochenmark und den nach Mobilisierung gesammelten CD34+ Zellen/kg (147). Dieses Vorgehen sollte jedoch auf Studien oder Einzelfälle beschränkt bleiben, da es die Durchführung eines invasiven diagnostischen Eingriffs (Knochenmarkpunktion) voraussetzt, dessen Wertigkeit zur Zeit nicht endgültig beurteilt werden kann.

4.3 Prädiktive Faktoren für den Ertrag der Leukapherese

Ziel der Blutstammzellseparation ist die Gewinnung eines hämatopoetisch suffizienten Transplantats, das nach einer Hochdosischemotherapie zu einer schnellen und dauerhaften Regeneration der Hämatopoese führt. Um den Zeitpunkt des Apherese-beginns bestimmen zu können und die Separationen effizient zu gestalten, bedarf es prädiktiver Faktoren, die den Ertrag einer Leukapherese mit hoher Wahrscheinlichkeit voraussagen lassen. Aus diesem Grunde haben viele Arbeitsgruppen den Versuch unternommen einen möglichst einfach zu bestimmenden prädiktiven Faktor zu identifizieren. Hierfür schien das Blutbild geradezu prädestiniert, da die peripheren Blutstammzellen während der Mobilisation aus dem Knochenmark in die Blutzirkulation ausgeschwemmt werden.

In frühen Mitteilungen empfahlen Cantin et al und Reid et al den Zeitpunkt des Anstiegs der Leukozyten nach durchschrittenem Nadir oder die simultane Erholung der Thrombozyten und Monozyten für die Einleitung der Leukapheresen (148, 149). Kotasek et al und Craig et al nahmen eine ansteigende Leukozytenzahl größer als 1.000/µl als Surrogatmarker um die Apheresen zu beginnen (66, 96). Trotz dieser frühen Versuche einen guten Aphereseertrag zu prognostizieren mußten bis zu sechs Separationen durchgeführt werden, um das gewünschte Transplantat zu erhalten. Fukuda et al und

Dreger et al konnten vor allem dann gute Aphereseerträge erzielen, wenn die Leukozytenzahlen im peripheren Blut 10.000/µl überschritten (89, 90). Pettengell et al und Jones et al berichteten über Patienten mit malignen Lymphomen, bei denen nach einer Chemotherapie plus G-CSF Blutstammzellseparationen durchgeführt wurden (48, 49). Hierbei konnten beide Arbeitsgruppen mit einer einzelnen Leukapherese ausreichende CD34+ Zellen und CFU-GM sammeln, wenn die Leukozytenzahlen im peripheren Blut mehr als 3.000/µl bzw. 8.000/µl betrugen. Die Autoren waren jedoch nicht in der Lage zwischen der Zahl zirkulierender Leukozyten und der Dosis der gesammelten CD34+ Zellen und CFU-GM eine signifikante Korrelation zu finden, um den Ertrag der Leukapheresen voraussagen zu können. Olivieri et al fanden eine signifikante Korrelation zwischen der Zahl der MNC des peripheren Blutes und den gesammelten CFU-GM (150). Sie folgerten daraus, daß die einfache Bestimmung der MNC vor der Apherese der beste prädiktive Parameter für die Stammzellernte sei, wobei oberhalb von 1.900 MNC/µl mit einem Ertrag

5×10⁴ CFU-GM/kg gerechnet werden konnte. Webb et al beschrieben bei Patientinnen mit Mammacarcinom, die eine zytosta-tische Chemotherapie und/oder G-CSF zur Mobilisation erhielten, ebenfalls eine gute Korrelation zwischen MNC des peripheren Blutes und gewonnenen CFU-GM (151).

In der vorliegenden Analyse korrelierten die an den Apheresetagen gemessenen Zahlen der zirkulierenden Leukozyten, MNC und CD34+ Zellen schlecht bis mäßig mit gesammelten CFU-GM/kg (r=0,31; r=0,51 und r=0,54). Leukozyten korrelierten nicht und MNC des peripheren Blutes nur schwach mit den gewonnenen CD34+ Zellen/kg (r=0,01; r=0,36). Dagegen ergab die Zahl der zirkulierenden CD34+ Zellen am Tag der ersten Leukapherese eine statistisch hoch signifikante Korrelation mit dem Ertrag der CD34+ Zellen/kg (r=0,96; p=0,000). Aufgrund der exzellenten Korrelation zwischen peripheren und gesammelten CD34+ Zellen, läßt sich ab einer bestimmten Zahl der zirkulierenden CD34+ Zellen der zu erwartende Ertrag der CD34+ Zellen/kg der ersten Leukapherese voraussagen. Somit kann bei mehr als 40 CD34+ Zellen/µl mit einem Separations-ergebnis 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg und bei mehr als 100 CD34+ Zellen/µl mit einem Ertrag 5,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg gerechnet werden. Hiermit kann die Sammlung eines hämatopoetisch suffizienten Stammzelltransplantats durch eine einzelne normalvolumige Leukapherese (8-12 l), wobei das zwei bis dreifache Blutvolumen des Patienten prozessiert wird, zuverlässig prognostiziert werden. Das bedeutet, daß bei hohen

peripheren CD34+ Zellzahlen die Separation hämatopoetischer Stammzellen effizient und patientenfreundlich gestaltet werden kann, weil weitere Leukapheresen eingespart werden können. Diese Erkenntnisse könnten die Durchführung sogenannter "large-volume" Leukapheresen relativieren, die den Einsatz von Heparin voraussetzen und mit einer Separationsdauer von bis zu 6 Stunden mit einer höheren Nebenwirkungsrate behaftet sind, jedoch von einigen Arbeitsgruppen propagiert werden (147, 152, 153). Bei Patienten mit mäßiger Mobilisation peripherer Blutstammzellen (CD34+ Zellen <40/µl) müssen jedoch mehrere konventionelle Leukapheresen (8-12 l) durchgeführt werden, um ein hämatopoetisch suffizientes Transplantat zu erhalten. Hier konnten wir zeigen, daß bei 20 bis 40 CD34+ Zellen/µl mit einem Mindestertrag

1,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg gerechnet werden kann. Bei peripheren CD34+ Zellzahlen <10/µl liegt jedoch das Separationsergebnis im Median bei 0,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg. Daraus geht eindeutig hervor, daß bei Patienten mit schlechter Blutstammzellmobilisierung median 5 Leukapheresen nötig sind, um eine Zelldosis von 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg zu erreichen. Deshalb empfehlen wir bei diesen Patienten von einer Leukapherese abzusehen und im Einzelfall die Entnahme von autologem Knochenmmark zu erwägen, um die Option einer Hochdosischemotherapie zu erhalten (95, 154).

Benjamin et al untersuchten 13 Patienten mit malignen Lymphomen, die CPM und G-CSF zur Mobilisation erhielten und fanden lediglich eine schwache Korrelation (r=0,43) zwischen zirkulierenden und gesammelten CD34+ Zellen (155). Dieses Ergebnis entspricht weder unseren Erfahrungen noch Berichten anderer Arbeitsgruppen. So berichteten Haas et al über eine gute Korrelation zwischen peripheren und separierten CD34+ Zellen (r=0,8) bei 61 Patienten mit malignen Lymphomen nach einer Mobilisation mit konventioneller Chemotherapie und G-CSF (108). Sie beschrieben erstmals einen Schwellenwert von 50 CD34+ Zellen/µl, der für einen Aphereseertrag von 2,5×10⁶ CD34+ Zellen prädiktiv war. Wir selbst konnten in einer präliminären Analyse von 60 Patienten mit hämatologischen Erkrankungen und soliden Tumoren aufgrund einer hoch signifikanten Korrelation zwischen zirkulierenden und gesammelten CD34+ Zellen (r=0,94; p=0,000) ein Leukaphereseergebnis mit 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg bei hoher Wahrscheinlichkeit voraussagen, wenn die Zahl der CD34+ Zellen im peripheren Blut den Wert von 40/µl überschritt (110). Elliott et al und Papadopoulos et al berichteten ebenfalls über hohe Korrelationen zwischen peripheren und separierten CD34+ Zellen

(r=0,94; r=0,73) bei Patienten mit verschiedenen Malignomen (130, 156). Elliott et al konnten zeigen, daß neben der signifikanten Korrelation zwischen peripheren und gesammelten CD34+ Zellen des Apheresetages (r=0,94), eine weitere hohe Korrelation zwischen den zirkulierenden CD34+ Zellen des Vortages und dem Apheresergebnis besteht (r=0,84). Mitterer et al verfolgten einen interessanten Ansatz um den Ertrag der CD34+ Zellen zu prognostizieren (157). Sie analysierten die Stammzellmobilisations-daten von 28 Patienten mit malignen hämatologischen Erkrankungen und entwickelten eine mathematische Formel zur Berechnung des zu prozessierenden Blutvolumens, das einen bestimmten Ertrag an CD34+ Zellen erwarten ließ. Es zeigte sich jedoch, daß bei Leukozyten >20.000/µl und/oder CD34+ Zellen <15/µl, gemessen am Tag der Apherese, die Formel mit einer nicht unerheblichen Fehlerquote behaftet war.

Die aktuelle Analyse legt die Schlußfolgerung nahe, daß die Zahl der peripheren CD34+ Zellen, gemessen am Tag der Leukapherese, den besten prädiktiven Parameter für gesammelte CD34+ Zellen darstellt. Aufgrund der hohen Korrelation zwischen zirkulierenden und separierten CD34+ Zellen kann das Aphereseergebnis mit hoher Wahrscheinlichkeit prognostiziert werden. Diese Erkenntnisse erlauben eine sichere Bestimmung des Zeitpunkts für die Einleitung der Leukapheresen und ermöglichen die Sammlung eines hämatopoetisch suffizienten Stammzelltransplantats durch eine einzige konventionelle Leukapherese. Hierdurch könnten überflüssige Apheresen mit nach-folgender Kryokonservierung und weitere G-CSF-Gaben eingespart werden. Unter diesen Bedingungen ließen sich die Mobilisation und Separation peripherer Blut-stammzellen ökonomisch gestalten, was vor allem bei den aktuell knappen Finanz-ressourcen der öffentlichen Hand wünschenswert wäre.

4.4 Hämatopoetische Rekonstitution nach Hochdosischemotherapie

Von 120 Patienten mit kryokonservierten hämatopoetischen Transplantaten erhielten 101 Patienten eine Hochdosischemotherapie. Insgesamt waren 96 Patienten für die Analyse der hämatopoetischen Regeneration und des Posttransplantationsverlaufs nach Retransfusion der peripheren Blutstammzellen auswertbar. Patienten mit PEI-Mobili-sation erhielten Hochdosis-CEI (n=55), TIP-Patienten (n=22) und TI-Patienten (n=19) Hochdosis-CET.

Es wurden im Median folgende Zelldosen transplantiert:

Patienten mit PEI-CEI: 5,8×10⁶ CD34+ Zellen/kg und 14,6×10⁴ CFU-GM/kg.

Patienten mit TIP-CET: 2,8×10⁶ CD34+ Zellen/kg und 15,4×10⁴ CFU-GM/kg.

Patienten mit TI-CET: 4,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg und 19,3×10⁴ CFU-GM/kg.

Patienten mit PEI-CEI und TI-CET erhielten eine signifikant höhere Menge an CD34+ Zellen/kg als Patienten mit TIP-CET (p=0,002; p=0,023). Die Menge der reinfundierten CFU-GM/kg war in allen drei Gruppen vergleichbar.

Die hämatopoetische Regeneration mit Granulozyten >500/µl, Thrombozyten >20.000/µl wurde nach dem folgenden medianen Zeitraum erreicht:

Patienten mit PEI-CEI: 10 (8-27) bzw. 11 (7-39) Tage.

Patienten mit TIP-CET: 10 (9-20) bzw. 13 (10-202) Tage.

Patienten mit TI-CET: 9 (8-12) bzw. 12,5 (9-28) Tage.

Die Rekonstitution der Granulozyten war in den drei Patientengruppen vergleichbar. Patienten mit PEI-CEI erreichten Thrombozyten >20.000/µl signifikant schneller als Patienten mit TIP-CET (p=0,001). Andere Vergleiche der Thrombozytenregeneration zwischen den einzelnen Gruppen waren statistisch nicht signifikant. Somit konnte trotz signifikanter Unterschiede zwischen einzelnen Patientengruppen in der Dosis der transplantierten CD34+ Zellen lediglich ein einziger statistisch signifikanter Unterschied in der hämatopoetischen Regeneration gefunden werden. Hierfür könnten folgende Tatsachen verantwortlich sein: einerseits war die Zahl der Patienten für einen Vergleich der Gruppen TIP-CET und TI-CET wahrscheinlich zu klein um statistische Signifikanz zu erreichen, andererseits dürfte die Thrombopoese, im Gegensatz zur Granulopoese, im Hinblick auf die transplantierte Dosis der CD34+ Zellen/kg der sensiblere Parameter sein.

Basierend auf eigenen präliminären Ergebnissen und Daten anderer Arbeitsgruppen, haben wir die hämatopoetische Rekonstitution von Patienten, die eine Zelldosis 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg erhalten haben, mit Patienten verglichen denen weniger als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg retransfundiert worden waren. Im Gesamtkollektiv hatten 69 Patienten ein Transplantat mit mehr als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg und 27 Patienten erhielten weniger als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg. Patienten mit der höheren Zelldosis erreichten Granulozyten >500/µl in einem medianen Zeitraum von 9 Tagen (7-12) verglichen mit 12 Tagen (10-27) bei Patienten mit der geringeren Zelldosis. Thrombo-zyten >20.000/µl

wurden nach 12 Tagen erreicht in der Patientengruppe mit der höheren Zelldosis und nach 17 Tagen (9-202) von Patienten mit der niedrigeren Zelldosis. Die Unterschiede zwischen den beiden Gruppen waren statistisch hoch signifikant (p<0,000; p<0,000). Diese Erkenntnisse werden durch die Daten anderer Arbeitsgruppen gestützt (108, 109, 111). Haas et al berichteten, daß die Rekonstitution der Hämatopoese nach Hochdosistherapie bei 35 Patienten mit einer Zelldosis

2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg signifikant schneller erfolgte als bei 7 Patienten, die weniger als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/ kg erhalten hatten (108). Schwartzberg et al zeigten in einem heterogenen Patienten-kollektiv (n=52), daß eine schnelle Rekonstitution der autologen Hämatopoese durch die Retransfusion von mehr als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg erreicht werden konnte (109). Schiller et al untersuchten die Regenerationsdaten von 37 Patienten mit Plasmozytom und stellten fest, daß eine Zelldosis >2,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg zu einer signifikant schnelleren Erholung der Granulo- und Thrombozyten führte als eine Dosis <2,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg (111).

Die Daten der hämatopoetischen Rekonstitution, die wir im Gesamtkollektiv erhoben haben, zeigen in Übereinstimmung mit der vorhandenen Literatur, daß bei der Transplantation peripherer Blutstammzellen eine Schwellendosis existiert, die das Tempo der Regeneration von Granulozyten und Thrombozyten nach Hochdosischemo-therapie signifikant beschleunigt. Aus diesem Grunde sollte bei der Durchführung einer Blutstammzellapherese die Gewinnung eines Transplantats mit mehr als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg angestrebt werden.

4.5 Prädiktive Faktoren für die hämatopoetische Rekonstitution nach Hochdosis-chemotherapie

Die univariate Analyse von Parametern mit einem möglichen Einfluß auf die Erholung der Hämatopoese ergab im log rank Test lediglich für die übertragenen CD34+ Zellen/kg und CFU-GM/kg statistische Signifikanz. Alle anderen analysierten Faktoren, ins-besondere das Patientenalter und die zytostatische Vorbehandlung, in der Multi-varianzanalyse für die Mobilisation und Separation peripherer Blutstammzellen von signifikantem Wert, waren für die Regeneration der Granulozyten und Thrombozyten ohne Bedeutung.

In der Multivarianzanalyse (Cox Regression) wurde die Menge der übertragenen CFU-GM/kg, die für die Granulo- und Thrombopoese im log rank Test signifikant war, eliminiert. Somit verblieb die Dosis der transplantierten CD34+ Zellen/kg als einziger Faktor mit signifikantem Einfluß auf das Tempo der hämatopoetischen Regeneration.

Bei der Analyse der transfundierten CD34+ Zellen/kg und der Regeneration von Granulozyten und Thrombozyten ließen sich im log rank Test drei Patientengruppen mit unterschiedlicher Zelldosis diskriminieren, die auch die Grundlage für die Multivarianz-analyse (Cox Regression) bildeten:

1. Gruppe: <2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg (n=27)

2. Gruppe: 2,5×10⁶5,0×10⁶CD34+ Zellen/kg (n=33)

3. Gruppe: >5,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg (n=36)

In der Rekonstitution der Granulopoese benötigten Patienten mit einer Zelldosis <2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg eine signifikant längere Zeit als Patienten mit 2,5×10⁶5,0×10⁶ oder mit >5,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg: 12 (10-27) versus 10 (8-12) bzw. 9 Tage (8-12). Der Unterschied zwischen den beiden Gruppen mit der höheren Zelldosis war statistisch nicht signifikant.

In der Regeneration der Thrombozyten brauchten Patienten mit einer Zelldosis <2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg signifikant länger als Patienten mit 2,5×10⁶5,0×10⁶ oder mit >5,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg: 17 (9-202) versus 12 (7-20) bzw. 11 Tage (7-14). Hierbei war der Unterschied zwischen den beiden Gruppen mit der höheren Zelldosis statistisch signifikant.

Mitteilungen der aktuellen Literatur verweisen in Untersuchungen zur Rekonstitution der Hämatopoese nach Hochdosischemo-/Radiotherapie auf eine signifikante Rolle der transplantierten CFU-GM/kg und/oder CD34+ Zellen/kg. Weaver et al analysierten die Daten der hämatopoetischen Rekonstitution bei 692 Patienten vorwiegend mit Mammacarcinom (71%), die sich einer Hochdosischemotherapie unterzogen haben (113). Sie konnten nach einer Multivarianzanalyse (Cox Regression) zeigen, daß der einzige Parameter, der sowohl die Regeneration der Granulozyten als auch der Thrombozyten signifikant beeinflußte, die transfundierte Dosis der CD34+ Zellen/kg war. Weiterhin stellten sie fest, daß eine Zelldosis 5,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg zu einer schnellen und sicheren Rekonstitution der Hämatopoese führte, wobei oberhalb einer Dosis von 10,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg zu einer weiteren signifikanten Beschleunigung

kam. Bensinger et al untersuchten die Erholung der Hämatopoese bei 243 Patienten mit hämatologischen Erkrankungen und soliden Tumoren nach einer Hochdosischemo-/ Radiotherapie (144). Sie konnten nach einer Multivarianzanalyse zeigen, daß die Dosis der transplantierten CD34+ Zellen/kg sowohl die Granulo- als auch die Thrombopoese signifikant beeinflußte. Hierbei regenerierten Patienten mit mehr als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg schneller als Patienten mit weniger als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg. Eine Zelldosis

5,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg führte zu einer weiteren Beschleunigung der Thrombopoese, war jedoch auf die Granulopoese ohne weiteren Effekt. Watts et al konnten bei 81 Patienten mit malignen Lymphomen eine Zelldosis größer als 3,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg als optimal definieren, um innerhalb von 14 Tagen Granulozyten >500/µl und 21 Tagen Thrombozyten >20.000/µl zu erreichen (145). Desweiteren empfahlen die Autoren die Transfusion einer Mindestdosis von 1,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg, um eine verzögerte hämatopoetische Regeneration zu vermeiden. Bensinger et al empfahlen ebenfalls die Transplantation einer Mindestmenge von 1,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg (133). Pérez-Simón et al untersuchten die Hämatopoese nach Hochdosis-chemotherapie bei Patienten mit Mammacarcinom und hämatologischen Malignomen (n=71) und beschrieben die Transfusion von mehr als 0,75×10⁶ CD34+ Zellen/kg als ausreichend (158). Es bleibt jedoch zu bemerken, daß bei einigen Patienten mit einer transplantierten Menge <2,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg die Regenerationszeit der Thrombo-zyten (>20.000/µl) mit bis zu 45 Tagen recht lang war. In unserem Patientenkollektiv mußte nach Transplantation einer Zelldosis <2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg mit einer bis zu 6 Wochen dauernden Regeneration der Thrombozyten gerechnet werden. Wir sind deshalb der Meinung, daß nach einer Hochdosischemotherapie die Transfusion einer Zelldosis

2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg angestrebt werden sollte, um eine verzögerte hämatopoetische Rekonstitution zu vermeiden und damit das Transplantationsrisiko für den Patienten zu minimieren. Ketterer et al identifizierten in einer Multivarianzanalyse bei 153 Patienten mit lymphoproliferativen Erkrankungen lediglich die Menge der transplantierten CD34+ Zellen/kg als signifikant prädiktiv für die hämatopoetische Regeneration (159). Die Transfusion von weniger als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg war mit einer verzögerten Rekonstitution der Granulo- und Thrombozyten assoziiert. Des-weiteren konnten die Autoren eine Gruppe von Patienten identifizieren, die eine hohe Zelldosis mit mehr als

15,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg erhalten hatten, wodurch die Erholung der Hämatopoese im Vergleich zu Patienten mit einer Dosis >2,5×10⁶

15×10⁶ CD34+ Zellen/kg signifikant beschleunigt wurde. Diese hohe Zelldosis hatten jedoch nur 24% der Patienten durch drei Leukapheresen (1-6) erreicht. Wir sind der Meinung, daß eine Zelldosis >15×10⁶ CD34+ Zellen/kg von vielen Patienten nicht erreicht wird, schon gar nicht durch eine einzelne Apherese, wodurch die klinische Praktikabilität auf wenige Fälle beschränkt bleibt. In unseren Untersuchungen erreichten lediglich 13% der Patienten mehr als 15,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, daß ein autologes Blutstammzelltrans-plantat mit mehr als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg für die Durchführung einer Hoch-dosischemotherapie ausreichend ist, um nach tiefer Myelosuppression eine schnelle Rekonstitution der Granulozyten und Thrombozyten zu bewirken. Die Transplantation einer Zelldosis 5,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg führt lediglich zu einer weiteren marginalen Beschleunigung der Thrombopoese.

4.6 Supportivtherapie nach Hochdosischemotherapie und Transplantation auto-loger Blutstammzellen

Die Parameter der Supportivtherapie wurden in den drei Gruppen miteinander verglichen, deren Einteilung nach der transplantierten Dosis der CD34+ Zellen/kg erfolgte, dem einzigen Faktor mit signifikantem Einfluß auf die hämatopoetische Rekonstitution nach Hochdosischemotherapie. Die Analyse ergab, daß Patienten mit mehr als als 5,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg signifikant weniger Erythrozyten- und Thrombo-zytenkonzentrate, weniger Fieber- und Antibiotika- und Krankenhaustage aufwiesen als Patienten mit einer Zelldosis <2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg. Der Vergleich der Patienten mit der mittleren Zelldosis 2,5×10⁶5,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg hatten signifikant weniger Blutprodukte (Erythrozyten-/Thrombozytenkonzentrate) und einen kürzeren Kranken-hausaufenthalt als Patienten mit weniger als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg. Der Vergleich zwischen Patienten mit der hohen Zelldosis und Patienten mit der mittleren Zelldosis ergab lediglich bei Antibiotika- und Krankenhaustagen einen leicht signifikanten Vorteil für die Gruppe mit der hohen Zelldosis.

Im Gegensatz zu Rekonstitution der Hämatopoese nach Hochdosistherapie, die in den meisten Mitteilungen ausführlich abgehandelt wird, existieren derzeit in der Literatur wenige Publikationen über die Analyse anderer Parameter des klinischen Verlaufs nach Transplantation von autologen peripheren Blutstammzellen. So konnten Papadopoulos et al keinen signifikanten Unterschied feststellen hinsichtlich der Transfusionshäufigkeit und des Krankenhausaufenthalts zwischen Patientinnen mit Mammacarcinom und einer Dosis >2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg und Patientinnen, die 1,0×10⁶2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg erhalten hatten, wobei die Patientenzahl mit 34 recht klein war (155). Remes et al untersuchten 35 Patienten mit vorwiegend hämatologischen Erkrankungen, die eine Hochdosischemotherapie erhielten, und fanden bei Patienten mit mehr als 4,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg eine signifikant geringere Transfusionshäufigkeit mit Thrombozyten-konzentraten als bei Patienten mit weniger als 4,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg (160). Die Zahl der Erythrozytenkonzentrate und der Krankenhaustage war jedoch in beiden Patienten-gruppen vergleichbar. Schiller et al fanden signifikant weniger Transfusionen in einem Kollektiv von Patienten mit Plasmozytom, wenn die Patienten mit mehr als 2,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg transplantiert wurden (111). Haas et al untersuchten die Mobilisation

peripherer Blutstammzellen bei 61 Patienten mit malignen Lymphomen, von denen 42 Patienten eine Hochdosistherapie erhielten (108). Patienten mit mehr als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg hatten weniger Tage mit antibiotischer Therapie, eine geringere Zahl von Thrombozytentransfusionen und einen kürzeren Krankenhausaufenthalt als Patienten mit weniger als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg. Zimmerman et al berichteten bei 21 Patientinnen mit Mammacarcinom über signifikant weniger Antibiotikatage und Thrombo-zytentransfusionen sowie eine kürzere Hospitalisation nach Hochdosischemotherapie, wenn die transfundierte Zelldosis mehr als 0,75×10⁶ CD34+ Zellen/kg betrug (161). Ketterer et al untersuchten 168 Blutstammzelltransplantationen bei 153 Patienten mit lymphoproliferativen Erkrankungen (159). Sie fanden bei Patienten mit >2,5×10⁶<15,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg (n=105) weniger Therapietage mit Antibiotika und Thrombo-zyten und einen kürzeren Krankenhausaufenthalt als bei Patienten mit einer geringeren Zelldosis (n=22). Die Analyse ergab bei Patienten mit mehr als 15,0×10⁶ CD34+ Zellen/ kg (n=41) eine weitere signifikante Abnahme der Thrombozytentransfusionen und des Krankenhausaufenthalts im Vergleich zu Patienten, die Transplantate mit einer Zelldosis >2,5×10⁶<15,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg erhalten hatten. Diese Unterschiede waren, obwohl statistisch signifikant, lediglich geringfügig: Patienten mit der hohen Zelldosis erhielten im Median ein Thrombozytenkonzentrat weniger während eines um einen Tag kürzeren Krankenhausaufenthalts. Man sollte jedoch bedenken, daß eine Transplantation mit der Zelldosis von mehr als 15,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg auf 24% der Fälle beschränkt blieb. Ob diese marginale Verbesserung in der Supportivtherapie klinischen Nutzen erlangen wird, muß weiteren Untersuchungen vorbehalten bleiben.

In unserem Kollektiv benötigten Patienten mit weniger als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg eine intensivere Supportivtherapie nach Hochdosischemotherapie als Patienten mit einer höheren Zelldosis. Ein Transplantat mit mehr als 5,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg bewirkte lediglich eine marginale Verkürzung der Antibiotikatherapie und des stationären Aufent-halts im Vergleich zu Patienten mit einer Dosis 2,5×10⁶5,0×10⁶ CD34+ Zellen/kg.

4.7 Schlußfolgerung

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die Mobilisation und Separation peripherer Blutstammzellen bei Patienten mit malignen Keimzelltumoren durch das Alter, die zytostatische Vorbehandlung und die Mobilisationschemotherapie signifikant beeinflußt wird. Oberhalb eines Schwellenwerts der zirkulierenden CD34+ Zellen kann das Ergebnis einer Leukapherese zuverlässig prognostiziert werden. Der einzige signifikant prädiktive Parameter für die hämatopoetische Rekonstitution nach Hochdosis-chemotherapie ist die Dosis der transplantierten CD34+ Zellen/kg. Nach Transplantation von mehr als 2,5×10⁶CD34+ Zellen/kg kann mit einem weitgehend komplikationsarmen Verlauf und einer routinemäßigen Supportivtherapie gerechnet werden.

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Mon Sep 30 11:51:44 2002