Der Medizinischen Fakultät
Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

zur Erlangung der venia legendi
vorgelegt

von
Dr. med. Nimrod Schwella

Berlin 1999

Gutachter:
1:Prof. Dr. med. H. J. Kolb, München
2:Prof. Dr. med. B. Kubanek, Ulm

Öffentlich-wissenschaftlicher Vortrag vor der Medizinischen Fakultät:
2 Mai 2000

Abstrakt

Bei Patienten mit Keimzelltumoren werden Mobilisation und Separation peripherer Blut-stammzellen durch das Alter, die zytostatische Vorbehandlung und Art der Mobilisations-chemotherapie statistisch signifikant beeinflußt. Der beste prädiktive Parameter für die gesammelten Stamm- und Vorläuferzellen ist die Anzahl der peripheren CD34+ Zellen, die am Tag der Leukapherese im Blutkreislauf zirkulieren. Für die Rekonstitution der Granulo- und Thrombozytopoese nach Hochdosischemotherapie ist die Dosis der trans-fundierten CD34+ Zellen von signifikantem Wert. Bei der Transplantation von mehr als 2,5×10⁶ CD34+ Zellen/kg kann mit einer schnellen und sicheren Regeneration der Hämatopoese, einem niedrigeren Bedarf an Antibiotika, Erythrozyten- und Thrombozy-tenkonzentraten sowie einem kürzeren Krankenhausaufenthalt gerechnet werden.

Schlagwörter:
Hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen , Mobilisation und Separation , Hochdosischemotherapie, Autologe Transplantation

Abstract

In patients with germ cell cancer the mobilization and collection of peripheral blood progenitor cells are significantly influenced by patient’s age, cytotoxic pretreatment and the mobilization chemotherapy used. The best predictive factor for harvested progenitor cells is the number of CD34+ cells circulating in the peripheral blood on the day of leukapheresis. The dose of transfused CD34+ cells has a significant impact on the reconstitution of granulocytes and platelets after high-dose chemotherapy. Transplan-tation of more than 2,5×10⁶ CD34+ cells/kg results in a rapid and safe regeneration of hematopoiesis, less antibiotics and transfusion requirements (red blood cell and platelet concentrates) and a shorter hospital stay.

Keywords:
hematopoietic stem and progenitor cells, mobilization and collection , high-dose chemotherapy , autologous transplantation

Inhaltsverzeichnis
Titelseite	Periphere Blutstammzellen: Mobilisation, Separation und hämatopoetische Rekonstitution nach Hochdosischemotherapie bei Patienten mit Keimzelltumoren
1	Einleitung
1.1	Hochdosischemotherapie und Transplantation hämatopoetischer Stammzellen
1.2	Zirkulierende hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen
1.3	Das CD34 Antigen
1.4	Mobilisation autologer Blutstammzellen aus dem Knochenmark ins periphere Blut
1.4.1	Mobilisation durch zytostatische Medikamente
1.4.2	Mobilisation durch hämatopoetische Wachstumsfaktoren
1.4.3	Mobilisation durch Chemotherapie und Wachstumsfaktoren
1.5	"Monitoring" der zirkulierenden Blutstammzellen nach Mobilisation
1.6	Rekonstitution der Blutbildung nach Hochdosistherapie und Transplantation von autologen hämatopoetischen Stammzellen
1.6.1	Hämatopoetische Regeneration nach autologer Knochenmarktransplantation
1.6.2	Hämatopoetische Regeneration nach Transplantation von autologen peri-pheren Blutstammzellen
1.7	Hochdosischemotherapie und Transplantation autologer Blutstammzellen bei Patienten mit malignen Keimzelltumoren
2	Patienten und Methoden
2.1	Patientenkollektiv
2.2	Mobilisierungschemotherapie
2.2.1	Cisplatin, Etoposid und Ifosfamid (PEI)
2.2.2	Taxol, Ifosfamid und Cisplatin (TIP)
2.2.3	Taxol und Ifosfamid (TI)
2.3	Bestimmung zirkulierender Blutstammzellen
2.4	Separation zirkulierender Blutstammzellen
2.5	Kryokonservierung und Lagerung peripherer Blutstammzellen
2.6	Laboratoriumsuntersuchungen zur Qualitätskontrolle der Stammzellprodukte
2.6.1	Untersuchungen vor Kryokonservierung
2.6.2	Untersuchungen nach Kryokonservierung
2.7	Hochdosischemotherapie
2.7.1	Carboplatin, Etoposid und Ifosfamid (CEI)
2.7.2	Carboplatin, Etoposid und Thiotepa (CET)
2.8	Auftauen und Reinjektion autologer Blutstammzellen
2.9	Anwachsen des Transplantats ("Engraftment")
2.10	Supportivtherapie
2.11	Dokumentation und statistische Analysen
2.11.1	Korrelationsanalysen
2.11.2	Analysen zur Mobilisation und Separation peripherer Blutstammzellen
2.11.3	Analysen zur hämatopoetischen Regeneration nach Hochdosistherapie
3	Ergebnisse
3.1	Patienten
3.1.1	Zytostatische Vorbehandlung
3.1.2	Mobilisation und Separation peripherer Blutstammzellen
3.1.3	Mobilisationschemotherapie und Leukozytenkinetik
3.1.3.1	Mobilisation durch PEI und Verlauf der Leukozyten
3.1.3.2	Mobilisation durch TIP und Verlauf der Leukozyten
3.1.3.3	Mobilisation durch TI und Verlauf der Leukozyten
3.1.4	Einleitung der Leukapheresen
3.1.5	Ergebnisse der Leukapheresen
3.1.6	Univariate Analyse prädiktiver Faktoren für die Mobilisation und Separation von CD34+ Zellen
3.1.6.1	Alter der Patienten
3.1.6.2	Zytostatische Vorbehandlung
3.1.6.3	Kumulative Cisplatin-Dosis
3.1.6.4	Kumulative Etoposid-Dosis
3.1.6.5	Kumulative Ifosfamid-Dosis
3.1.6.6	Mobilisationschemotherapie
3.1.7	Andere Parameter
3.1.8	Multivariate Analyse prädiktiver Faktoren für die Mobilisation und Separation von CD34+ Zellen
3.1.9	Korrelationsanalyse zur Definition prädiktiver Parameter des Blutbilds für zirkulierende CD34+ Zellen und gesammelte CFU-GM und CD34+ Zellen
3.1.9.1	Zirkulierende CD34+ Zellen
3.1.9.2	Separation von CFU-GM
3.1.9.3	Separation von CD34+ Zellen
3.1.10	Hochdosischemotherapie und Transplantation autologer Blutstammzellen
3.1.10.1	Transplantierte Zelldosis
3.1.10.2	Hämatopoetische Rekonstitution
3.1.10.2.1	Gesamtkollektiv
3.1.10.2.2	Patienten mit PEI-Mobilisation und Hochdosis-CEI
3.1.10.2.3	Patienten mit TIP-Mobilisation und Hochdosis-CET
3.1.10.2.4	Patienten mit TI-Mobilisation und Hochdosis-CET
3.1.10.2.5	Vergleich der Hämatopoese nach Transplantation einer Zelldosis 2,5×106 oder <2,5×106 CD34+ Zellen/kg
3.1.10.2.6	Univariate Analyse (log rank Test) prädiktiver Faktoren für die hämato-poetische Rekonstitution nach Hochdosischemotherapie
3.1.10.2.6.1	CD34+ Zellen und Regeneration der Granulozyten
3.1.10.2.6.2	CFU-GM und Regeneration der Granulozyten
3.1.10.2.6.3	CD34+ Zellen und Regeneration der Thrombozyten
3.1.10.2.6.4	CFU-GM und Regeneration der Thrombozyten
3.1.10.2.6.5	Andere Parameter
3.1.10.2.7	Multivariate Analyse (Cox Regression) prädiktiver Faktoren für die hämatopoetische Rekonstitution nach Hochdosischemotherapie
3.1.10.2.7.1	Rekonstitution der Granulozyten
3.1.10.2.7.2	Rekonstitution der Thrombozyten
3.1.10.3	Supportivtherapie nach Hochdosischemotherapie und Transplantation autologer Blutstammzellen
3.1.10.3.1	Gesamtkollektiv und einzelne Patientengruppen
3.1.10.3.2	Rolle der Dosis transplantierter CD34+ Zellen
4	Diskussion
4.1	Mobilisation und Separation peripherer Blutstammzellen
4.2	Prädiktive Parameter für die Mobilisation und Separation von CD34+ Zellen
4.3	Prädiktive Faktoren für den Ertrag der Leukapherese
4.4	Hämatopoetische Rekonstitution nach Hochdosischemotherapie
4.5	Prädiktive Faktoren für die hämatopoetische Rekonstitution nach Hochdosis-chemotherapie
4.6	Supportivtherapie nach Hochdosischemotherapie und Transplantation auto-loger Blutstammzellen
4.7	Schlußfolgerung
5	Zusammenfassung
Abkürzungsverzeichnis	Abkürzungen
Bibliographie	Literatur
Danksagung

Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1.	Ablauf der chemotherapeutischen Behandlung mit PEI und Hoch-dosis-CEI (Carboplatin, Etoposid, Ifosfamid)
Abbildung 2.	Ablauf der chemotherapeutischen Behandlung mit TIP und Hoch-dosis-CET (Carboplatin, Etoposid, Thiotepa)
Abbildung 3.	Ablauf der chemotherapeutischen Behandlung mit TI/TIP und Hochdosis-CET (Carboplatin, Etoposid, Thiotepa)
Abbildung 4.	Einleitung der ersten Apherese nach Ende der Chemotherapie (Tag 0) in den einzelnen Patientengruppen
Abbildung 5.	Blutstammzellmobilisation durch Cisplatin, Etoposid und Ifosfamid: Verlauf der Leukozyten
Abbildung 6.	Blutstammzellmobilisation durch Taxol, Ifosfamid und Cisplatin: Verlauf der Leukozyten
Abbildung 7.	Blutstammzellmobilisation durch Taxol und Ifosfamid: Verlauf der Leukozyten
Abbildung 8.	Korrelation zwischen zirkulierendenen und gesammelten CD34+ Zellen
Abbildung 9.	Prädiktion der gesammelten CD34+ Zellen/kg bei einer Zahl zirku-lierender CD34+Zellen >40/µl am ersten Leukapheresetag
Abbildung 10.	Prädiktion der gesammelten CD34+ Zellen/kg bei einer Zahl zirku-lierender CD34+Zellen >100/µl am ersten Leukapheresetag
Abbildung 11.	Prädiktion der gesammelten CD34+ Zellen/kg bei einer Zahl zirku-lierender CD34+Zellen 20-40/µl
Abbildung 12.	Prädiktion der gesammelten CD34+ Zellen/kg bei einer Zahl zirku-lierender CD34+Zellen <20/µl
Abbildung 13.	Rekonstitution der Granulozyten im Gesamtkollektiv
Abbildung 14.	Rekonstitution der Thrombozyten im Gesamtkollektiv
Abbildung 15.	Rekonstitution der Granulozyten bei PEI-Patienten
Abbildung 16.	Rekonstitution der Thrombozyten bei PEI-Patienten
Abbildung 17.	Rekonstitution der Granulozyten bei TIP-Patienten
Abbildung 18.	Rekonstitution der Thrombozyten bei TIP-Patienten
Abbildung 19.	Rekonstitution der Granulozyten bei TI-Patienten
Abbildung 20.	Rekonstitution der Thrombozyten bei TI-Patienten
Abbildung 21.	Rekonstitution der Granulozyten im Gesamtkollektiv
Abbildung 22.	Rekonstitution der Thrombozyten im Gesamtkollektiv
Abbildung 23.	Regeneration der Granulozyten in Abhängigkeit von der Dosis der transplantierten CD34+ Zellen/kg
Abbildung 24.	Regeneration der Granulozyten in Abhängigkeit von der Dosis der transplantierten CD34+ Zellen/kg CD34+ Zellen/kg: 2,55×106: durchgehende Linie; <2,5×106: fein gestrichelt
Abbildung 25.	Regeneration der Granulozyten in Abhängigkeit von der Dosis der transplantierten CD34+ Zellen/kg
Abbildung 26.	Regeneration der Granulozyten in Abhängigkeit von der Dosis der transplantierten CD34+ Zellen/kg
Abbildung 27.	Regeneration der Thrombozyten in Abhängigkeit von der Dosis der transplantierten CD34+ Zellen/kg
Abbildung 28.	Regeneration der Thrombozyten in Abhängigkeit von der Dosis der transplantierten CD34+ Zellen/kg
Abbildung 29.	Regeneration der Thrombozyten in Abhängigkeit von der Dosis der transplantierten CD34+ Zellen/kg
Abbildung 30.	Regeneration der Thrombozyten in Abhängigkeit von der Dosis der transplantierten CD34+ Zellen/kg

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