Abstoßungsdiagnostik nach Herztransplantationen
Die Früherkennung akuter Abstoßungsreaktionen ist entscheidend für den Erfolg der Herztransplantation. Man unterscheidet mehrere Formen von akuten Abstoßungsreaktionen:
1. Zelluläre Abstoßung
Die zelluläre Abstoßung ist durch das vermehrte Auftreten von Entzündungszellen (Lymphozyten, weiße Blutzellen) im Herzmuskelgewebe gekennzeichnet. Je nach Schweregrad der Abstoßung treten diese Entzündungszellen ungeordnet oder als „Haufen“ auf und sind mit bestimmten Gewebereaktionen verbunden. Dazu gehören eine Schwellung der Herzmuskelzellen, Blutungen oder auch Zelluntergänge, die mit einer eingeschränkten Herzfunktion, Herzstolpern, Luftnot oder einem allgemeinen Krankheitsgefühl des Patienten einhergehen können.
Abb. 1 Darstellung verschiedener zellulärer Abstoßungsgrade. Oben links: keine zelluläre Abstoßung, oben rechts: geringgradige zelluläre Abstoßung, unten links: mäßige zelluläre Abstoßung, unten rechts: moderate zelluläre Abstoßung. (Mit frdl. Genehmigung von Professor R. Meyer, Herzpathologie DHZB)
2. Antikörper-vermittelte Abstoßung
Die antikörper-vermittelte Abstoßung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich körpereigene Botenstoffe in Form von Eiweißen in den kleinen und kleinsten Gefäßen des Herzmuskelgewebes ablagern. Diese lösen dort eine Abwehrreaktion des Körpers aus, und das neue Herz wird dadurch in seiner Kraft geschwächt und die Durchblutung nimmt auch ab. Der behandelnde Arzt kann von Seiten der Beschwerden des Patienten nicht zwischen der zellulären oder der antikörper-vermittelten Abstoßung unterscheiden.
Abb. 2 Darstellung von Eiweißablagerungen („Antikörperablagerungen“ in rot) in den Wänden kleiner und kleinster Gefäße. (Mit frdl. Genehmigung von Professor R. Meyer, Herzpathologie DHZB)
3. Quilty-Phänomen
Das Quilty-Phänomen ist nach dem Patienten bekannt, bei dem es zum ersten Mal entdeckt wurde. Früher glaubte man, dass der Quilty – eine Ansammlung von Entzündungszellen ausschließlich in der innersten Schicht des Herzmuskels – ein Nebeneffekt der Immunsuppression war. Heute weiß man, dass der Quilty die Vorstufe einer zellulären Abstoßung ist. Auch hier kann der Arzt von Seiten der Beschwerden des Patienten nicht zwischen der zellulären oder der antikörper-vermittelten Abstoßung oder dem Quilty unterscheiden.
Abb. 3 Darstellung des Quilty-Phänomens, d. h. eine Ansammlung von Entzündungszellen in der innersten (der Blut zugewandten) Schicht des Herzmuskels. (Mit frdl. Genehmigung von Professor R. Meyer, Herzpathologie DHZB)
Die einzige Technik, die eine detailgenaue Unterscheidung dieser verschiedenen Abstoßungsformen erlaubt, ist die Herzmuskelbiopsie. Sie ist auch heute noch der Goldstandard für die Feststellung von Abstoßungsreaktionen und wird entsprechend den Vorgaben der Fachgesellschaften eingesetzt. Da die Biopsie eine risikoarme jedoch nicht risikolose Untersuchung ist und da sie nicht als permanente (tägliche) Überwachung eingesetzt werden kann, sind andere Techniken entwickelt worden, die einen höheren Patientenkomfort bieten. Hierzu gehört das intramyokardiale Elektrogramm (IMEG) und die Ultraschalluntersuchung des Herzens (Echokardiographie):
Intramyokardiale Elektrogramm (IMEG)
Während der ersten zwei Jahre nach Herztransplantation misst ein implantierter Herzschrittmacher während der Nacht das intramyokardiale Elektrogramm (Aufzeichnung von ca. 750 EKG-Zyklen pro Nacht), eine Spannungskurve (Amplitude) über der rechten und linken Herzkammer. Über eine Antennenspule, die der Patient abends auflegt, werden die Meßsignale durch Fernmessung auf einen Speicher (Patientenmonitor) übertragen und dort automatisch aufgezeichnet. Die gesammelten Daten werden morgens per Telefonleitung von der Auswertungszentrale abgerufen und bewertet. Bei Abfall der IMEG-Amplitude und/oder Anstieg der Herzfrequenz liegt der Verdacht auf Abstoßung vor und der Patient wird zur weiteren Untersuchung in die Klinik einbestellt.
Abb. 4 Schema der IMEG Abstoßungsüberwachung
Echokardiographische Wandbewegungsanalyse (1)
Die Messung der Herzkraft und andere, während der üblichen Ultraschalluntersuchung des Herzens erhobene Messwerte, sind nicht sensibel genug, um Abstoßungsreaktionen frühzeitig zu erfassen. Anders verhält es sich mit der Messung der Geschwindigkeit, mit der sich die Wand der linken Herzkammer während der Anspannungs- und Entspannungsphase des Herzzyklus bewegt. Die Messung der Wandbewegungsgeschwindigkeit erfolgt mit Hilfe eines speziellen Ultraschallverfahrens, dem sog. „Gewebedoppler“. Bei Abstoßung zeigt sich ein Abfall der Wandbewegungsgeschwindigkeiten und eine Verlängerung sowohl der Anspannungsphase als auch der Entspannungsphase.
Abb. 5 Abfall der systolischen maximalen Wandgeschwindigkeit von 12,3 cm/s auf 8,6 cm/s bei einem Patienten mit akuter Abstoßung. (Mit frdl. Genehmigung von Professor R. Meyer, Herzpathologie DHZB)
Echokardiographische Wandbewegungsanalyse (2)
Man hat festgestellt, dass sich die Herzmuskulatur nicht nur im Querschnitt zusammenzieht (sie wird „dicker“), sondern sich auch in ihrer Längsachse zusammenzieht (sie wird „kürzer“). Diese Bewegung und die Schnelligkeit dieser Bewegung kann mit der sog. „Strain-Echokardiographie“ dargestellt werden. Bei Abstoßung zeigt sich auch hier ein Abfall der Wandbewegungsgeschwindigkeiten, und zwar wird die Verkürzung und die Verkürzungsgeschwindigkeit geringer. Der Vorteil dieser Methode gegenüber dem Gewebedoppler ist, dass die Ergebnisse einfacher zu wiederholen sind, der Nachteil ist, dass sie nur mit modernster, teurer Apparatur möglich und sehr zeitaufwändig ist.
Abb. 6 2D-Strain Aufzeichnungen eines asymptomatischen Patienten vor und während einer akuten Abstoßungsreaktion. Bei Abstoßung ist in allen Segmenten die Wanddickenzunahme (radialer Strain) und deren Geschwindigkeit wesentlich geringer. (Mit frdl. Genehmigung von Professor R. Meyer, Herzpathologie DHZB)
Weder das IMEG noch der Ultraschall haben bis heute die diagnostische Genauigkeit der Biopsie zur Feststellung einer Abstoßungsreaktion erreicht. Deshalb ist es notwendig, auch weiterhin Biopsieentnahmen vorzusehen, wo der klinische Verdacht auf eine Abstoßung besteht, auch wenn das IMEG und die Echokardiographie normale Befunde oder nur geringe Veränderungen aufweisen.
Warum Herzkatheteruntersuchungen nach Herz- und Herz-Lungen-Transplantation notwendig sind
Nach jeder Herztransplantation finden im transplantierten Organ Veränderungen an den großen und kleinen Blutgefäßen statt. Hierdurch können Verengungen in den Blutgefäßen entstehen, die die Durchblutung des Organs vermindern und damit eine Gefahr für die Funktionsfähigkeit des neuen Organs darstellen.
Derartige Veränderungen können durch regelmäßige Untersuchungen frühzeitig erkannt werden. Dafür stehen heute mit der Herzkatheteruntersuchung (Koronarangiographie) und der Herzmuskelbiopsie leistungsfähige Untersuchungsmethoden zur Verfügung.
Wir wissen heute, dass die Computertomographie Einengungen der Blutgefäße infolge von Verkalkungen erfasst. Diese „Kalksuche“ erfolgt ohne Kontrastmittel, ist leicht einsetzbar und praktisch ohne jegliche Belastung. Allerdings ist sie bei herztransplantiertem Patienten ohne erwiesenen Nutzen, da das Ausmaß der Verkalkung in den Herzkranzgefäßen nicht den Schweregrad der sog. Transplantatvaskulopathie“ anzeigt. Auch die Untersuchung mit kontrastmittelgestützter Computertomographie erfasst nicht sicher den Schweregrad von Veränderungen an den Herzkranzgefäßen, da bei Herztransplantierten insbesondere die kleinen und kleinsten Gefäße betroffen sind, die in Computertomographie nicht dargestellt werden können.
Die Herzkatheteruntersuchung dagegen gibt Auskunft über Einengungen der Blutgefäße ohne Verkalkungen. Diese bildgebende Untersuchung ist eine seit Jahrzehnten eingesetzte risikoarme Methode. Durch die Verbesserung der Auswertungsverfahren erbringt sie exzellente Ergebnisse zur Bewertung der Gefäßsituation. Des weiteren läßt sich anhand der Herzkatheteruntersuchung erkennen, ob im Falle einer bestehenden Blutgefäßverengung die Versorgung der betroffenen Region durch weitere Gefäßgeflechte (Kollateralen) gewährleistet ist.
Darüber hinaus gibt die Herzmuskelbiopsie Auskunft über krankhafte Veränderungen im Bereich kleiner und kleinster Blutgefäße, die mit den anderen Verfahren nicht darstellbar sind. Daher kann so in einem Untersuchungsgang durch die Herzkatheteruntersuchung mit Herzmuskelbiopsie die Gefährdung des transplantierten Organs umfassend und rechtzeitig erkannt werden.
Aus diesem Grunde ist es erforderlich, in der Betreuung nach Herz- und Herz-Lungen-Transplantation regelmäßige Herzkatheteruntersuchungen verbunden mit Entnahmen von Herzmuskelbiopsien vorzusehen.
