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Universität Basel

Transplantation von Blutstammzellen

Jakob R. Passweg

Blutstammzellen werden bei Krankheiten des Bluts und des Immunsystems wie Lymphomen und Leukämien bereits seit Jahrzehnten transplantiert. Welche Formen gibt es, woher kommen die Stammzellen, welche Patienten und Spender kommen infrage und welche Komplikationen können auftreten?

Der Ersatz des blutbildenden Systems mit Stammzellen wurde bereits vor 45 Jahren zum ersten Mal durchgeführt, und zwar bei einem Patienten mit einem angeborenen Mangel des Immunsystems, bei dem dieses durch das Knochenmark eines passenden Geschwisters ersetzt wurde. Man unterscheidet Transplantationen mit Stammzellen, die vom Patienten selbst stammen (autolog), von solchen mit Stammzellen eines andern Menschen (allogen). Die autologe und die allogene Stammzelltransplantation werden als eine Einheit angesehen, weil sie gemeinsame Technologien des Aufbereitens und Verabreichens von Blutstammzellen verwenden.

Autolog und allogen
Die autologe Stammzelltransplantation wird durchgeführt, um eine hoch dosierte Chemotherapie bei Lymphomen und Leukämien zu ermöglichen, die gut darauf ansprechen. Da bei einer solchen intensiven Therapie die Knochenmarkfunktion über längere Zeit unterdrückt wird, kann die Phase der fehlenden Knochenmarkfunktion durch eigene Blutstammzellen überbrückt werden. Der häufigste Grund für eine solche autologe Stammzelltransplantation sind Tumore des lymphatischen Systems, Lymphome, Plasmazellmyelome und, weniger häufig, Leukämien. In diesem Sinn ist die autologe Stammzelltransplantation nicht eine eigentliche Transplantation, da kein Gewebe von einer Person auf eine andere übertragen wird. Die allogene Stammzelltransplantation verwendet dagegen Stammzellen einer andern Person, die gewebegleich sein muss. Diese Therapie kommt bei zahlreichen erworbenen oder angeborenen Krankheiten zum Einsatz: etwa bei Leukämien, um die antileukämische Wirkung des transplantierten Immunsystems auszunützen, sowie bei angeborenen Formen des Versagens des Knochenmarks oder des Immunsystems, um dieses zu ersetzen. Um sich eine Vorstellung von der Häufigkeit dieser Behandlungen zu machen: In Europa wurden 2010 über 33’000 solcher Transplantationen durchgeführt, davon 13’000 allogene und 20’000 autologe Stammzelltransplantationen. Hauptrisiken der autologen Stammzelltransplantation sind die Toxizitäten der hochdosierten Chemotherapie und die Gefahr für die Patienten, eine schwere Infektion zu bekommen, und zwar in der Phase der fehlenden Abwehr, während man auf das Einsetzen der Funktion der übertragenen Zellen wartet. Zu den Hauptrisiken der allogenen Stammzelltransplantation gehört zusätzlich die umgekehrte Abstossungsreaktion, die Transplantat-gegen-Wirt- oder Graft-versus- Host-Reaktion – eine Entzündungsreaktion, die von den Abwehrzellen des Spenders ausgelöst wird.

Gewinnung der Stammzellen
Zu Beginn wurden die Blutstammzellen noch direkt aus dem Knochenmark gewonnen, indem dieses aus dem Hüftknochen durch Punktion entnommen wurde. Später fand man dann heraus, dass die Stammzellen mit Wachstumsfaktoren aus ihrer Knochenmarknische in die Blutbahn gebracht werden können. Einmal in der Blutbahn, können sie mit einem Apherese genannten Verfahren über einen extrakorporellen Kreislauf «geerntet» werden. Eine weitere Quelle von Stammzellen ist das Nabelschnurblut: Denn zum Zeitpunkt der Geburt ist das Blut, das nach der Abnabelung in der Nabelschnur und in der Plazenta verbleibt, reich an Blutstammzellen. Dies hat man sich zunutze gemacht, indem Banken mit Nabelschnurstammzellen für die allogene Stammzelltransplantation eingerichtet wurden. Jährlich verwenden etwa 900 allogene Stammzelltransplantationen diese Stammzellquelle. Bei der allogenen Stammzelltransplantation ist eine gute Gewebeübereinstimmung zwischen Spender und Empfänger wichtig. Dies wegen der Risiken der Abstossung, die in zwei Richtungen auftreten kann: sowohl vom Empfänger gegen den Spender als auch – da es sich bei der allogenen Stammzelltransplantation um die Übertragung eines immunkompetenten Organs handelt – vom Spender gegen den Empfänger. Ein passender Spender kann in der Familie gefunden werden: Zwei Geschwister haben eine 25-prozentige Wahrscheinlichkeit der gegenseitigen Gewebeübereinstimmung. Es gibt aber auch grosse Register mit weltweit über 20 Millionen typisierten Spendern, die für eine Stammzellspende zur Verfügung stehen. Alle Menschen unter 55 Jahren können Stammzellspender werden. Die Spender dürfen mitentscheiden, ob sie Knochenmarkstammzellen oder mobilisierte Blutstammzellen spenden wollen, und sie werden über die Prozedur sorgfältig aufgeklärt. Da sich der Stammzellpool selbst reguliert, fehlen den Spendern nach der Entnahme keine Stammzellen.

Nutzen abwägen
Um einen Entscheid über eine Stammzelltransplantation zu fällen, müssen viele Faktoren berücksichtigt werden. Ist die Krankheit so beschaffen, dass sie auf eine allogene oder autologe Stammzelltransplantation gut anspricht? Ist die Krankheit derart risikoreich, dass es sich lohnt, die Risiken einer Stammzelltransplantation auf sich zu nehmen? Ist die Krankheit zu weit fortgeschritten und ist deshalb kein positives Resultat zu erwarten? Ist der Patient zu alt oder zu krank, um eine solche Prozedur überstehen zu können? Stammzelltransplantationen können vom Kindesalter bis zum Alter von etwa 70 Jahren durchgeführt werden, wobei der Allgemeinzustand und die Begleiterkrankungen des Patienten oft wichtiger sind als das chronologische Alter. Vor jeder Stammzelltransplantation müssen die Risiken und der mögliche Nutzen sorgfältig abgewogen werden, und der Entscheid wird gemeinsam mit dem Patienten in einem ausführlichen Gespräch getroffen. Bei der autologen wie der allogenen Stammzelltransplantation wird nach sorgfältiger Vorabklärung des Patienten eine Chemotherapie durchgeführt. Dies in gewissen Fällen mit einer zusätzlichen Ganzkörperbestrahlung mit dem Ziel, bösartige Zellen zu zerstören und – bei der allogenen Stammzelltransplantation – das Immunsystem zu schwächen, um das Anwachsen der übertragenen Zellen zu ermöglichen. Bei der allogenen Stammzelltransplantation kann diese Vorbehandlung altersadaptiert relativ milde gewählt werden. Die Stammzellen werden dann als intravenöse Infusion verabreicht, sie finden ihre Nische im Knochenmark selber und beginnen sich dort zu vermehren. Nach 14 bis 18 Tagen lässt sich im Blut die Produktion der neuen Zellen messen. Je nach gewählter Intensität der Behandlung bleibt der Patient wenige bis mehrere Wochen hospitalisiert.

Risiken und Komplikationen
Bei einer intensiven Chemotherapie bestehen Risiken von Toxizität und auch von Infekten in der Phase bis zum Anwachsen der Zellen; diese sind bei allogener und autologer Stammzelltransplantation ähnlich. Bei der Transplantation Informationen im Internet, wie man Stammzellspender werden kann: www.sbsc.ch/de und www.blutspende-basel.ch/stammzellspende.html Prof. Dr. Jakob R. Passweg ist Ordinarius für Hämatologie an der Universität und Chefarzt am Universitätsspital Basel. mit Stammzellen einer anderen Person bestehen die Risiken der Abstossung (die selten auftritt) und der umgekehrten Abstossung, also der immunologischen Reaktion des Transplantats gegen den Empfänger. Die Graft-versus-Host-Reaktion ist eine entzündliche Reaktion, die den ganzen Körper betreffen kann, am häufigsten aber die Haut, den Darm und die Leber. Sie kann mild oder heftig ausfallen, von einem akuten in ein chronisches Stadium übergehen und auch zum Tod des Patienten führen. Die Graft-versus-Host-Reaktion ist die mit Abstand schwerste Komplikation der allogenen Stammzelltransplantation und tritt bei der autologen Stammzelltransplantation nicht auf, da der Empfänger gleichzeitig der Spender ist. Diese immunologische Reaktion hat aber nicht nur schlechte Eigenschaften, sondern auch heilbringende, weil über die «Abstossung» von Leukämiezellen auch eine starke Graftversus- Leukämie-Reaktion ausgelöst wird, die stärker als viele Chemotherapien wirkt. Das Ausnutzen dieser antileukämischen Wirkung rechtfertigt in vielen Fällen die Risiken der Behandlung. Das leukämiefreie Langzeitüberleben von Patienten mit akuter Leukämie liegt nach einer allogenen Stammzelltransplantation bei 20 bis 65%. Es ist davon abhängig, ob die Behandlung in einem Frühstadium der Krankheit oder später durchgeführt wurde, ob ein optimaler Spender vorhanden war und auch, wie es um den Allgemeinzustand des Patienten steht. Das Versagen der Behandlung ist etwa zur Hälfte auf Behandlungskomplikationen und auf Rückfälle der Leukämie trotz Stammzelltransplantation zurückzuführen. Besser sind die Ergebnisse bei nicht malignen Erkrankungen: So liegt das Langzeitüberleben bei Patienten mit Knochenmarkversagen bei 80%, bei Kindern und Jugendlichen sogar bei 90%. In Zukunft wird der weitere Fortschritt in der Beeinflussung des Immunsystems die Behandlung sicherer machen; besonders interessant sind zurzeit Versuche, die Abwehrzellen durch genetische Modifizierung gezielt gegen Leukämiezellen auszurichten.

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