Nicht-invasive Bewertung der Abstoßung von Herztransplantationen – Pilotstudie

Ziele:

Die Ziele dieser Studie bestehen darin, die Hypothesen zu testen, dass:

1. Gewebedoppler-Bildgebung, segmentale 3D-Volumenmessungen in Echtzeit, magnetokardiographische Bildgebung sowie Serummarker und Änderung der T-Zell-Reaktion, wenn eine Transplantatabstoßung auftritt.
2. Gewebedoppler-Bildgebung, segmentale 3D-Volumenmessungen in Echtzeit, magnetokardiographische Bildgebung sowie Serummarker und T-Zell-Reaktion bleiben stabil, wenn keine Abstoßung auftritt

Hintergrund:

Allgemein:

Für ausgewählte Patienten mit Herzinsuffizienz im Endstadium ist eine Herztransplantation ein vorteilhaftes Verfahren. Alle Patienten erhalten lebenslang immunsuppressive Calcineurin-Medikamente wie Cyclosporin oder Tacrolimus, um eine Abstoßung zu verhindern und die Transplantatfunktion zu verlängern. Derzeit besteht die gängige Praxis bei der Behandlung dieser Patienten in der Titration immunsuppressiver Medikamente, um die Talspiegel und das klinische Ansprechen festzustellen. Doch trotz der sorgfältigen Bemühungen, „angemessene“ immunsuppressive Werte mit der Verhinderung von Endorgantoxizität oder opportunistischen Infektionen in Einklang zu bringen; Patienten erleben immer noch eine akute Abstoßung.

Die Abstoßung von Transplantaten bleibt ein wesentlicher Faktor, der das Langzeitüberleben einschränkt, obwohl die Anwendung der Immunsuppression weiterhin Fortschritte macht. Daher ist eine aggressive Überwachung unter Verwendung des Goldstandards der Endomyokardbiopsie (EMB) zur Erkennung einer akuten Abstoßung erforderlich. Wiederholte EMB (mindestens 11 Mal im ersten Jahr nach der Herztransplantation) ist nach wie vor die einzige verfügbare zuverlässige Überwachungsmethode. EMB ist teuer, invasiv, für den Patienten unbequem und mit einer erheblichen Häufigkeit schwerwiegender Komplikationen verbunden.

Eine hyperakute Abstoßung kommt selten vor, seit das Screening des Empfängers auf Anti-Spender-Antikörper eingeführt wurde. Die fokale oder diffuse akute Zellabstoßung kommt jedoch häufiger vor und wird durch EMB diagnostiziert. Der Grad oder die Schwere der Ablehnungen wird auf einer Skala von 0 bis 4 bewertet, wobei eine Note von 3 oder mehr als schwerwiegend gilt. Die meisten akuten Zellabstoßungen treten innerhalb des ersten Jahres nach der Transplantation auf. Eine chronische Abstoßung oder Allotransplantat-Arteriopathie tritt später auf und wird durch Koronarangiographie überwacht.

Echokardiogramm:

Echokardiogramme werden routinemäßig bei Transplantationspatienten durchgeführt. Die Ergebnisse einer erhöhten Wandstärke, einer verringerten isovolumetrischen Relaxationszeit und einer verringerten Compliance sowie einer verringerten rechtsventrikulären (RV) oder linksventrikulären (LV) Ejektionsfraktion können auf eine Abstoßung hinweisen, und diese Parameter können sich normalisieren, wenn die Abstoßung abgeklungen ist.

Messungen der Gewebe-Doppler-Bildgebung (TDI) sind relativ neue Doppler-Techniken zur Beurteilung der linksventrikulären diastolischen Funktion. Selektive Messungen der Gewebekontraktions- und Entspannungsgeschwindigkeiten am Mitralanulus können eine linksventrikuläre Dysfunktion genauer erkennen als die herkömmliche Echokardiographie. Da die linksventrikuläre diastolische Dysfunktion ein frühes Ereignis während der Abstoßung eines Allotransplantats ist, können diese Techniken zur nicht-invasiven Erkennung einer Abstoßung nützlich sein. Nur wenige Studien haben gezeigt, dass die Doppler-Gewebebildgebung des Mitralrings bei der Diagnose einer Abstoßung eines Herztransplantats nützlich ist (1-3).

Die dreidimensionale (3D) Echtzeit-Echokardiographie (RT-3D) kann ein nützliches Hilfsmittel bei der Beurteilung von Patienten mit koronarer Herzkrankheit, linksventrikulären apikalen Thromben, Herzklappenerkrankungen, bei der Führung der intrakardialen Katheterplatzierung und der Mitralklappenplastik sein. RT-3D, das seit kurzem allgemein verfügbar ist, liefert dynamische Pyramidendatenstrukturen, die das gesamte Herz umfassen und eine vierdimensionale Beurteilung der Herzanatomie und -funktion ermöglichen. Es hat sich gezeigt, dass diese Technik bei der Bestimmung des LV-Volumens, der LV-Masse und der EF-Messung sehr präzise ist und gut mit der MRT korreliert (4-6). Bei einer akuten Herzabstoßung kommt es zu leichten Veränderungen des LV-Volumens, der LV-Masse und der LV-Funktion. Diese sehr empfindliche Technik zur Beurteilung regionaler Volumenänderungen wurde bisher nicht zur Überwachung von Herztransplantationen eingesetzt.

Magnetokardiogramm:

Der Magnetokardiograph (MCG) ist ein neuartiges Bildgebungsverfahren, das ein empfindliches und objektives Mittel zur Beurteilung von Veränderungen im Herzgewebe bieten kann. Da der akute entzündliche Prozess der Abstoßung schädliche Auswirkungen auf die Struktur und Funktion der Myozyten hat, gehen wir davon aus, dass eine oder beide der De- und Repolarisationsänderungen im Herzzyklus mit anschließenden Änderungen der Herzmagnetfelder auftreten und bei den Betroffenen zu veränderten Messwerten führen können geduldig im Laufe der Zeit.

Die Magnetokardiographie (MCG) ist eine neue Methode, die supraleitende Quanteninterferenzgeräte zur Erkennung der schwachen Magnetfelder (PicoTesla-Bereich) nutzt, die durch die elektrischen Ströme des Herzens erzeugt werden. Das Magnetfeldkartenbild, das durch die Messungen des Magnetfeldes erstellt wird, spiegelt den elektrophysiologischen Zustand des Herzens wider. Wenn es eine Anomalie bei der Depolarisation oder Repolarisation des Herzens gibt, beispielsweise bei Ischämie oder Myokarditis, spiegelt sich dies in einer Anomalie in der Magnetfeldkarte wider (7). Obwohl MCG und EKG beide die Depolarisations- und Repolarisationsmuster des Herzens messen, weisen sie grundlegende Unterschiede auf. MCG reagiert am empfindlichsten auf tangentiale Ströme, während EKG am empfindlichsten auf radiale Ströme in Bezug auf die Brustoberfläche reagiert (7-10). Herzanomalien, die die normale Aktivierungs- und Deaktivierungssequenz beeinträchtigen, wie sie beispielsweise bei einer akuten Abstoßung auftreten können, erhöhen den Beitrag tangentialer Ströme. Darüber hinaus erkennt das MCG Wirbelströme, die im EKG nicht erkennbar sind. Schließlich wird das MCG weniger von Leitfähigkeitsschwankungen beeinflusst, die durch Lunge, Haut und Muskeln verursacht werden, und es gibt kein Problem mit dem Kontakt der Hautelektroden, da das Gerät nicht in direkten Kontakt mit der Haut kommt. Daher kann das MCG möglicherweise Unterschiede in der Depolarisation und Repolarisation auf andere Weise und mit höherer Empfindlichkeit erkennen als das EKG. Wir spekulieren, dass die Variation im Magnetfeldmuster auf frühe subtile Veränderungen in zellulären Mechanismen oder im Stoffwechsel zurückzuführen ist. Diese Veränderungen erzeugen ein heterogenes Repolarisationsmuster, das wahrscheinlich durch lokale Strömungen verursacht wird, die an den Grenzzonen zwischen normalem und erkranktem Myokard auftreten. Dies bedeutet, dass Veränderungen im MCG möglicherweise noch früher in der Abstoßungskaskade auftreten als Wandbewegungsanomalien, EKG-Veränderungen oder Veränderungen von Serummarkern wie Troponin.

Schmitz et al. berichteten über eine Sensitivität von 91 % und eine Spezifität von 93 % für die Erkennung akuter Abstoßungsepisoden bei 15 Transplantationspatienten (11). Eine andere Studie, die eine andere Analysemethode verwendete, ergab eine Sensitivität und Spezifität von 83 % bzw. 84 % für die Diagnose einer Transplantatabstoßung bei 12 Patienten und 6 Kontrollpersonen (12).