evaluation von kir-liganden inkompatibilität bei...

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Evaluation von

KIR-Liganden Inkompatibilität bei

unverwandten Knochenmark-/ Stammzelltransplantationen

D i s s e r t a t i o n s s c h r i f t

zur Erlangung eines doctor medicinae (Dr. med.)

der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus

der Technischen Universität Dresden

vorgelegt von Hilmar Martin

aus Braunschweig

Dresden 2005

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1. Gutachter: Herr Prof. Dr. med. Karl-Heinz Frank

2. Gutachter: Herr Prof. Dr. med. Meinolf Suttorp

Tag der mündlichen Prüfung: 26. Juli 2005

gez.: Prof. Dr. med. J. Dreßler

Vorsitzender der Promotionskommision

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Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung

1.1. KIR-Rezeptoren und ihre Liganden S. 9

1.1.1. Inhibierende KIR-Rezeptoren S. 9

1.1.2. Aktivierende KIR-Rezeptoren S.13

1.1.3. KIR-Liganden-Inkompatibilität S.16

1.2. Prinzip der allogenen Blutstammzelltransplantation S.20

1.2.1. Induktions- und Konsolidierungstherapie S.20

1.2.2. Suche nach einem Blutstammzellspender S.22

1.2.3. Konditionierung S.25

1.2.4. Immunsuppression S.26

2. Studie

2.1. Ziel S.27

2.2. Patienten und Methoden S.27

2.2.1. Patienten S.27

2.2.2. Methoden S.28

2.3. Ergebnisse

2.3.1. KIR-Liganden-Status S.30

2.3.2. HLA-Kompatibilitäts-Status S.32

2.3.3. Patientenalter S.34

2.3.4. Geschlecht S.35

2.3.5. Myeloablative Therapie S.35

2.3.6. Stammzellquelle S.35

2.3.7. CD34-Selektion S.35

2.3.8. HLA-C-Gruppe-1-Moleküle S.35

2.3.9. KIR-Genotypen S.36

2.3.10. Cox-Regression S.39

2.3.11. Zusammenfassung S.39

3. Diskussion S.40

4. Thesen S.43

5. Literaturverzeichnis S.45

6. Anhang S.52

7. Erklärung S.69

8. Danksagung S.70

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9. tabellarischer Lebenslauf S.71

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Abkürzungsverzeichnis AML akute myeloische Leukämie

ATG Anti-Thymozyten-Globulin

CML chronische myeloische Leukämie

DLI donor lymphocyte infusion

G-CSF granulocyte colony-stimulating factor

GvH Graft-versus-Host = in Empfängerrichtung

GvHD Graft-versus-Host-Disease = Transplantat-gegen-

Empfänger-Reaktion

GvL Graft-versus-Leukemia-Effekt

HLA-Match Übereinstimmung des HLA-Typs von Spender und

Empfänger

HLA-Mismatch fehlende Übereinstimmung hinsichtlich der HLA-Typen

zwischen Spender und Empfänger

IHWG HCT-KIR Projekt International Histocompatibility Working Group

Hematopoietic Stem Cell Transplantation-KIR Project

ITAM immunoreceptor tyrosine-based activation motif

ITIM immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif

KIR killer-cell immunoglobulin-like receptor

KIR-Match KIR-Liganden-Kompatibilität zwischen Spender und

Empfänger

KIR-Mismatch KIR-Liganden-Inkompatibilität zwischen Spender und

Empfänger

MDS myelodysplastisches Syndrom

MHC major histocompatibility complex

NK-Zellen Natürliche-Killer-Zellen

TBI total body irradiation = Ganzkörperbestrahlung

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Abbildungs- und Tabellenverzeichnis Abb. 1 , S. 9 schematisierte NK-Zelle mit inhibitorischem KIR-Rezeptor

Abb. 2 , S.10 Bindung eines inhibitorischen KIR-Rezeptors an seinen HLA-I-

Liganden; Helix-Darstellung der extrazellulären Domänen

Abb. 3 , S.52 Bindung eines inhibitorischen KIR-Moleküls an ein HLA-I-

Molekül; Darstellung der an der Bindung beteiligten Salzreste

Abb. 4, S.12 Darstellung der Schlüsselaminosäurepositionen bei der

Interaktion von KIR2DL-Rezeptoren mit ihren HLA-C-Liganden

Abb. 5, S.13 schematisierte NK-Zelle mit aktivierendem KIR-Rezeptor

Abb. 6, S.14 aktivierender KIR-Rezeptor KIR2DS2, Darstellung der

extrazellulären Domänen

Abb. 7, S.15 Superposition des aktivierenden KIR-Rezeptors KIR2DS2 und

des inhibitorischen KIR-Rezeptors KIR2DL2, Darstellung der

Aminosäurepositionen 44 und 45

Abb. 8, S.17 schematisierte Darstellung von KIR-Liganden-Kompatibilität

zwischen Spender und Empfänger bei allogener Knochenmark-/

Stammzelltransplantation

Abb. 9, S.18 schematisierte Darstellung von KIR-Liganden-Inkompatibilität

zwischen Spender und Empfänger bei allogener Knochenmark-/

Stammzelltransplantation

Abb. 10, S.21 Flussdiagramm Therapie der AML

Abb. 11, S.30 Einfluss des KIR-Liganden-Status (Rückschlußmethode) auf das

erkrankungsfreie Überleben, Kaplan-Meier-Diagramm

Abb. 12, S.31 Einfluss des KIR-Liganden-Status (Rückschlußmethode) auf die

therapiebezogene Sterblichkeit, Kaplan-Meier-Diagramm

Abb. 13, S.31 Einfluss des KIR-Liganden-Status (Rückschlußmethode) auf die

Rezidiv-Wahrscheinlichkeit, Kaplan-Meier-Diagramm

Abb. 14, S.33 Einfluss des HLA-Kompatibilitäts-Status auf das erkrankungsfreie

Überleben, Kaplan-Meier-Diagramm

Abb. 15, S.33 Einfluss des HLA-Kompatibilitäts-Status auf die


Abb. 16, S.54 Einfluss des HLA-Kompatibilitäts-Status auf die

Rezidivwahrscheinlichkeit, Kaplan-Meier-Diagramm

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Abb. 17, S.34 Einfluss des Patientenalters auf das erkrankungsfreie Überleben,

Kaplan-Meier-Diagramm

Abb. 18, S.55 Einfluss des Patientenalters auf die therapiebezogene

Sterblichkeit, Kaplan-Meier-Diagramm

Abb. 19, S.55 Einfluss des Patientenalters auf die Rezidiv-Wahrscheinlichkeit,


Abb. 20, S.56 Einfluss des Patienten-/ Spender-Geschlechts auf das

erkrankungsfreie Überleben, Kaplan-Meier-Diagramm

Abb. 21, S.56 Einfluss des Patienten-/ Spender-Geschlechts auf die


Abb. 22, S.57 Einfluss des Patienten-/ Spender-Geschlechts auf die Rezidiv-

Wahrscheinlichkeit, Kaplan-Meier-Diagramm

Abb. 23, S.58 Einfluss der myeloablativen Therapie auf das erkrankungsfreie


Abb. 24, S.58 Einfluss der myeloablativen Therapie auf die therapiebezogene


Abb. 25, S.59 Einfluss der myeloablativen Therapie auf die Rezidiv-

Wahrscheinlichkeit, Kaplan-Meier-Diagramm

Abb. 26, S.60 Einfluss der Stammzellquelle auf das erkrankungsfreie


Abb. 27, S.60 Einfluss der Stammzellquelle auf die therapiebezogene


Abb. 28, S.61 Einfluss der Stammzellquelle auf die Rezidiv-Wahrscheinlichkeit,


Abb. 29, S.62 Einfluss der CD34-Selektion auf das erkrankungsfreie


Abb. 30, S.62 Einfluss der CD34-Selektion auf die therapiebezogene


Abb. 31, S.63 Einfluss der CD34-Selektion auf die Rezidiv-Wahrscheinlichkeit,


Abb. 32, S.64 Einfluss der HLA-C-Gruppe-1-Moleküle auf das erkrankungsfreie


Abb. 33, S.64 Einfluss der HLA-C-Gruppe-1-Moleküle auf die


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Abb. 34, S.65 Einfluss der HLA-C-Gruppe-1-Moleküle auf die

Rezidivwahrscheinlichkeit, Kaplan-Meier-Diagramm

Abb. 35, S.37 Einfluss des Spender-KIR-Genotyps / Empfänger-KIR-Liganden-

Status auf das generelle Überleben, Kaplan-Meier-Diagramm


Status auf das erkrankungsfreie Überleben, Kaplan-Meier-

Diagramm


Status auf die therapiebezogene Sterblichkeit, Kaplan-Meier-

Diagramm


Status auf die Rezidiv-Wahrscheinlichkeit, Kaplan-Meier-

Diagramm

Abb. 39, S.41 Einfluss des KIR-Liganden-Status unter Ausschluß aller

Patienten, die kein ATG erhalten haben, Kaplan-Meier-

Diagramm

Tab. 1, S.11 KIR-Rezeptoren und ihre HLA-Klasse-I Spezifität

Tab. 2, S.53 Details der Transplantationen

Tab. 3, S.36 Verteilung der inhibitorischen KIR-Genotypen bei den Dresdner

Spendern

Tab. 4, S.66 Verteilung der inhibitorischen KIR-Genotypen bei den Dresdner

Spendern, Details

Tab. 5, S.68 Verteilung der KIR-Genotypen in der kaukasischen Bevölkerung

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KIR2DL2

-

D1D2

ITIMsNK-Zelle

KIR2DL2

--

D1D2

ITIMsNK-Zelle

1. Einleitung In den letzten zehn Jahren hat die rasche Entdeckung neuer NK-Zell-Rezeptoren

dazu beigetragen, die Funktion von NK-Zellen besser zu verstehen [1]. Diese

Kenntnisse sind bisher aus klinischer Sicht kaum beleuchtet worden und haben

noch keinen Eingang in die klinische Praxis gefunden.

1.1. KIR-Rezeptoren und ihre Liganden

KIR-Moleküle stellen eine Gruppe von transmembranären Glykoproteinen mit

Rezeptorfunktion dar [2]. Sie werden von NK- und T-Zellen exprimiert und sind

an deren Aktivitätsregulierung beteiligt. Sie können in inhibierende und

aktivierende Formen unterteilt werden.

1.1.1. Inhibierende KIR-Rezeptoren Inhibierende KIR-Rezeptoren besitzen zwei oder drei extrazelluläre

Domänen und eine lange intrazytoplasmatische Domäne. Diese

enthält Regionen (ITIMs), die bei Aktivierung des Rezeptors eine

Signalkaskade in Gang setzen, an deren Ende eine Hemmung der

NK-Zelle steht (siehe Abb.1).

Abb.1: NK-Zelle mit dem KIR2DL2 Rezeptor; D1 und D2 = extrazelluläre KIR-Domänen; ITIMs = immunoreceptor tyrosine-based inhibition motifs in der langen intrazytoplasmatischen KIR-Domäne

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Diese strukturellen Merkmale spiegeln sich in der KIR-Nomenklatur

wider: zunächst die Abkürzung KIR, gefolgt von der Anzahl an

extrazellulären Domänen (2 oder 3), gefolgt von einem D für

Domäne, dann ein L für die lange zytoplasmatische Domäne und

schließlich die den einzelnen Rezeptor bestimmende Ziffer

(Beispiel: KIR2DL2 = KIR-Rezeptor mit 2 extrazellulären Domänen

und einer langen intrazytoplasmatischen also inhibierenden

Domäne, Nummer 2). Die Liganden der inhibitorischen KIR-

Rezeptoren werden durch HLA-Klasse-I-Moleküle dargestellt, die

auf nahezu allen kernhaltigen Zellen des Organismus vorhanden

sind. Dabei bindet die KIR-Rezeptor-Domäne D1 über drei Schleifen

an die α1-Kette des HLA-Klasse-I-Moleküls, die Verbindungsschleife

und zwei Schleifen der KIR-Domäne D2 binden an die α2-Schleife

des HLA-Klasse-I-Moleküls und an das C-terminale Ende des vom

HLA-Klasse-I-Molekül gebundenen Peptids (s.Abb.2).

Peptid

KIR

HLA-I

D2D1

α1α2

Peptid

KIR

HLA-I

KIR

HLA-I

KIR

HLA-I

D2D1

α1α2

Abb.2: Bindung eines inhibitorischen KIR-Moleküls an ein HLA-I-Molekül, blau = extrazelluläre KIR-Domänen D1 und D2, rot = extrazelluläre Domänen eines HLA-I-Moleküls; Quelle: [2]

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KIR Rezeptoren binden nur an HLA-Klasse-I-Moleküle, wenn sich

ein Peptid in der Bindungstasche befindet. KIR- und HLA-Moleküle

interagieren als steife Körper ohne große konformationelle

Änderungen zu zeigen; lediglich eine kleine Abweichung des

Winkels zwischen der KIR-Domäne D1 und D2 konnte

nachgewiesen werden [2]. Die Bindung wird im Wesentlichen über

komplementäre Ladungen hergestellt: das KIR-Molekül liefert sechs

Säurereste und das HLA-C-Molekül sechs Basenreste, die

Salzbrücken miteinander ausbilden (s.Abb.3 im Anhang, S.52). Die

verschiedenen inhibitorischen KIR-Rezeptoren binden an

verschiedene Gruppen von HLA-I-Molekülen (s.Tab.1).

Die Spezifität der verschiedenen KIR2DL-Rezeptoren für HLA-C-

Molekülgruppen hängt dabei von bestimmten

Aminosäurekombinationen in der HLA-C-Aminosäuresequenz ab:

KIR2DL2 und KIR2DL3 binden an HLA-C-Moleküle mit der

Aminosäurekonfiguration Serin77, Asparagin80. Sie werden als

HLA-C-Moleküle der Gruppe 1 zusammengefasst. KIR2DL1

hingegen bindet an HLA-C-Moleküle mit der

Aminosäurekonfiguration: Asparagin77, Lysin80, die als HLA-C-

Moleküle der Gruppe 2 zusammengefasst werden. Der Schlüssel zu

dieser Spezifität liegt in der Interaktion der Aminosäureposition 44

des KIR-Moleküls mit der HLA-C-Aminosäureposition 80. Bei

KIR2DL2 und KIR2DL3 ist Aminosäure 44 Lysin, das mit Asparagin

KIR HLA-Klasse-I Spezifität

KIR2DL1 Gruppe 2 HLA-C Allele (Asn77, Lys80 = -Cw2, -Cw4, -Cw5, -Cw6)*

KIR2DL2/3 Gruppe 1 HLA-C Allele (Ser77, Asn80 = -Cw1, -Cw3, -Cw7, -Cw8)*

KIR3DL1 HLA-Bw4 Allele

KIR3DL2 HLA-A3, -A11

Tab.1: KIR-Rezeptoren und ihre HLA-Klasse-I Spezifität *)Es handelt sich hierbei um eine grobe Zuordnung von HLA-Allelen zu Gruppen; innerhalb der Gruppen bestehen hinsichtlich der KIR-Spezifität Ausnahmen, d.h. für jedes Allel muß über die entsprechende Aminosäurekonfiguration die KIR-Spezifität einzeln zugeordnet werden. Quelle: [1]

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an Position 80 des Gruppe-1-HLA-C-Moleküls eine

Wasserstoffbrückenbindung eingeht (s.Abb.4).

Bei KIR2DL1 wird Position 44 durch ein Methionin eingenommen,

das eine hydrophobe Beziehung zum Lysin an Position 80 des

Gruppe-2-HLA-C-Moleküls eingeht und so die in Abb.4 dargestellten

weiteren Interaktionen ermöglicht. Mit Methionin 44 von KIR2DL1 ist

eine Wasserstoffbrückenbildung mit Asparagin 80 von Gruppe-1-

HLA-C-Molekülen nicht möglich. Lysin 44 von KIR2DL2 und

KIR2DL3 zeigt ungünstige elektrostatische und sterische

Interaktionen mit Lysin 80 von Gruppe-2-HLA-C-Molekülen, die zu

einer Destabilisierung des KIR/HLA-Komplexes führen würden.

Hierin ist die Spezifität der KIR2DL-Rezeptoren für Gruppe-1- bzw.

Gruppe-2-HLA-C-Moleküle begründet. Ein experimenteller

Austausch der Aminosäure 44 in KIR2DL-Rezeptormolekülen

genügte, um die Spezifität zu ändern [2].

KIR2DL2 à Gruppe 1 HLA-C KIR2DL1 à Gruppe 2 HLA-C

Abb.4: Schlüsselaminosäurepositionen bei der Interaktion von KIR2DL-Rezeptoren mit ihren HLA-C-Liganden, grün = KIR-Molekül, braun = HLA-C-Molekül Quelle: [1]

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1.1.2. Aktivierende KIR-Rezeptoren Aktivierende KIR-Rezeptoren sind ähnlich den inhibitorischen

aufgebaut: sie besitzen ebenso zwei oder drei extrazelluläre

Domänen, haben jedoch eine kurze intrazytoplasmatische Domäne.

In der Nomenklatur spiegelt sich dies durch ein S (short) wider (z.B.

KIR2DS2). Die intrazytoplasmatische Domäne kann mit

Adaptermolekülen assoziieren, die ITAMs enthalten. ITAMs

generieren aktivierende Signale (s.Abb.5).

Die aktivierenden KIRs zeigen in ihrer extrazellulären

Aminosäuresequenz eine 99 prozentige Identität mit ihren

inhibitorischen Äquivalenten [3]. Beim Vergleich des aktivierenden

KIR2DS2 mit dem inhibitorischen KIR2DL3 zeigen sich nur zwei

verschiedene Aminosäuren in der extrazellulären Sequenz. Dadurch

kommen im KIR2DS2-Molekül zwei zusätzliche Disulfidbrücken und

eine oberflächliche Schleife mit einer anderen Orientierung zu

Stande (s.Abb.6). Eine solche Orientierung dieser Schleife ist bei

allen inhibitorischen KIR-Rezeptoren nicht anzutreffen.

+

D1D2

ITAMsNK-Zelle

KIR2DS2

+

D1D2

ITAMsNK-Zelle

KIR2DS2

Abb.5: NK-Zelle mit dem KIR2DS2 Rezeptor; D1 und D2 = extrazelluläre KIR-Domänen; ITAMs = immunoreceptor tyrosine-based activation motifs im assoziierten Adaptermolekül

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Trotz der minimalen Abweichungen zu den Aminosäure-Sequenzen

der inhibierenden KIR-Rezeptoren konnte bis heute keine

Interaktion von aktivierenden KIR-Rezeptoren mit HLA-Klasse-I-

Molekülen nachgewiesen werden [3]. Ihre Liganden sind noch

unklar. Abbildung 7 zeigt die hypothetische Interaktion von KIR2DS2

mit einem HLA-C-Molekül.

Abb.6: D1- und D2-Domäne des aktivierenden KIR-Rezeptors KIR2DS2, rot = im Vergleich mit KIR2DL3 differierende Aminosäuren, gelb = zusätzliche Disulfidbrücken, lila = Schleife mit unterschiedlicher Orientierung Quelle: [3]

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HLA-C

Peptid

KIR2DS2

KIR2DL2

Asn80

Lys44

45

HLA-C

Peptid

KIR2DS2

KIR2DL2

Asn80

Lys44

HLA-C

Peptid

HLA-C

Peptid

KIR2DS2

KIR2DL2

Asn80

Lys44

45

Abb.7: Superposition von KIR2DS2 und KIR2DL2, Aminosäurepositionen 44 und 45, grün = KIR2DS2, orange = KIR2DL2, lila = HLA-C-Gruppe-1-Molekül, rot = HLA-C-Bindungspeptid; die Schlüsselaminosäure 44 (s.oben) ist bei beiden Rezeptoren identisch, trotzdem konnte bisher keine Bindung von KIR2DS2 an HLA-C nachgewiesen werden; KIR2DS2 besitzt im Gegensatz zu allen inhibitorischen KIR-Rezeptoren an Position 45 ein Tyrosin anstatt Phenylalanin Quelle: [3]

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1.1.3. KIR-Liganden-Inkompatibilität Nach Knochenmarktransplantationen im Rahmen der

Leukämietherapie kommt es unter anderem zur Entwicklung von

NK-Zellen im Empfänger aus Stammzellen des Transplantats. Diese

NK-Zellen zeigen das gleiche Expressionsmuster an KIR-

Rezeptoren wie die des Spenders des Transplantats [4]. Ob die

KIR-Rezeptoren der Spender-NK-Zellen im Empfänger an ihre

Liganden binden, hängt von dessen HLA-Klasse-I-Expression ab.

Diese muss nicht zwangsweise identisch mit der des Spenders sein.

Zwei mögliche Situationen können auftreten. In der einen herrscht

KIR-Liganden-Kompatibilität. Dies liegt vor, wenn der Empfänger die

gleichen HLA-Klasse-I-Gruppen exprimiert wie der Spender. Die

KIR-Rezeptoren der Spender-NK-Zellen finden auch im Empfänger

ihre Liganden. Sie generieren ihr inhibitorisches Signal, und das

Gleichgewicht zwischen aktivierenden und inhibierenden Einflüssen

bleibt erhalten. Die NK-Zellen tolerieren die Zellen des Spenders

(s.Abb.8).

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In der zweiten Situation besteht KIR-Liganden-Inkompatibilität in

Empfängerrichtung. Dies liegt vor, wenn der Empfänger nicht die

gleichen NK-Zell-Liganden wie der Spender exprimiert. Folglich

finden die KIR-Rezeptoren der Spender-NK-Zellen im Empfänger

nicht ihre Liganden. Das inhibitorische Signal wird nicht generiert,

die aktivierenden Einflüsse überwiegen, und die NK-Zellen werden

alloreaktiv. Über ihre Effektormechanismen töten sie

Empfängerzellen wie zum Beispiel Leberzellen, Epithelzellen des

Magen-Darm-Trakts aber auch nach myeloablativer Therapie

verbliebene leukämische Blasten [5] ab (s.Abb.9).

Abb.8: KIR-Liganden-Kompatibilität am Beispiel der KIR2DL/HLA-C-Interaktion; grün = Spender-NK-Zelle, blau = inhibitorische KIR-Rezeptoren, orange = aktivierende KIR-Rezeptoren, rot = HLA-C-Moleküle; exprimiert der Empfänger ein HLA-C der gleichen Gruppe wie der Spender (hier beide HLA-C Gruppe 1), so können die inhibitorischen KIR-Rezeptoren der Spender-NK-Zelle (hier KIR2DL2) auch im Empfänger an ihre Liganden binden. Nach Bindung erfolgt die Generierung des inhibitorischen Signals, und die NK-Zelle toleriert die Zellen des Empfängers.

- -

Spender Empfä nger

HLA - C Gruppe 1 HLA - C Gruppe 1

Asn80Lys44 Lys44

Asn80

KIR2DL2

KIR2DS

+ +- - - -

Spender Empfä nger

HLA - C Gruppe 1 HLA - C Gruppe 1

Asn80Lys44 Lys44

Asn80

KIR2DL2

KIR2DS

+ + ++

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Auch wenn NK-Zellen weitere inhibitorische KIRs und andere

inhibitorische Rezeptoren koexprimieren können, gibt es in jedem

individuellen NK-Zell-Repertoire solche, die lediglich einen

inhibitorischen KIR-Rezeptor exprimieren und auch nur durch eine

spezifische HLA-Klasse-I-Gruppe blockiert werden, wie in Abbildung

9 dargestellt. Dies kann zur Bestimmung von KIR-Liganden-

Inkompatibilität bei Spender-Empfänger-Paaren hämatologischer

Transplantationen durch HLA-Typisierung genutzt werden [5]. Vom

HLA-Klasse-I-Typ des Spenders kann auf die Expression von

inhibitorischen KIR-Rezeptoren auf NK-Zellen des Spenders

geschlossen werden. Vom HLA-I-Typ des Empfängers kann dann

auf die Interaktion mit den Spender-NK-Zellen geschlossen werden.

Es konnte durch Velardi et al. gezeigt werden, dass KIR-Liganden-

Inkompatibilität in Empfängerrichtung vor Transplantatabstoßung,

Abb.9: KIR-Liganden-Inkompatibilität in Empfängerrichtung am Beispiel der KIR2DL/HLA-C-Interaktion; grün = Spender-NK-Zelle, blau = inhibitorische KIR-Rezeptoren, orange = aktivierende KIR-Rezeptoren, rot = HLA-C-Moleküle; exprimiert der Empfänger kein HLA-C der gleichen Gruppe wie der Spender (hier Empfänger nur Gruppe 2 und Spender nur Gruppe 1), so können die inhibitorischen KIR-Rezeptoren der Spender-NK-Zelle (hier KIR2DL2) im Empfänger nicht an ihre Liganden binden. Die Generierung des inhibitorischen Signals entfällt, und die aktivierenden Signale überwiegen. Die Effektormechanismen der NK-Zelle werden aktiviert. Dies hat eine Lyse der Zielzelle, d.h. der Spenderzelle, zur Folge.

- -

Spender Empfä nger

HLA -C Gruppe 1 HLA - C Gruppe 2

Asn80Lys44 Lys44

Lys80

KIR2DL2

KIR2DS

+ +

Lyse

-- - -

Spender Empfä nger

HLA -C Gruppe 1 HLA - C Gruppe 2

Asn80Lys44 Lys44

Lys80

KIR2DL2

KIR2DS

++ + +

Lyse Lyse

- 19 -

akuter GvHD und Rezidiv schützt [5]. Dies gilt bei myeloischen

Leukämien und Verwendung von Familienmitgliedern als Spendern,

die haploident sind und sich demnach in einem HLA-Haplotyp vom

Empfänger unterscheiden (s. 1.2.2).

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1.2. Prinzip der allogenen Blutstammzelltransplantation Die allogene Blutstammzelltransplantation stellt eine kurative Therapieform für

bösartige hämatologische Erkrankungen des Menschen, unter anderem für

myeloische Leukämien, dar [6]. Nach Anbehandlung der Leukämie mit Hilfe

der Induktions- und Konsolidierungschemotherapie wird während der

Konditionierung der Empfänger auf die Transplantation von Blutstammzellen

eines unverwandten Spenders vorbereitet. Neben erwünschten Effekten, wie

dem Abtöten von verbliebenen Leukämiezellen (Blasten) im Empfänger durch

immunkompetente Zellen aus dem Transplantat im Sinne eines GvL-Effekts,

können unerwünschte Wirkungen im Sinne von Abstoßungsreaktionen

(Transplantatversagen und GvHD) auftreten. Dies macht eine

immunsuppressive Therapie nach der Transplantation nötig.

1.2.1. Induktions- und Konsolidierungstherapie Die allogene Blutstammzelltransplantation ist indiziert bei AML-

Patienten in erster oder zweiter Remission. Zunächst erfolgt eine

Induktionstherapie bestehend aus zwei Zyklen mit einem

Anthrazyklin (DNA-Interkalator, z.B. Daunorubicin) und Cytosin-

Arabinosid (Pyrimidinantagonist), fakultativ Etoposid

(Topoisomerasehemmer). Ziel ist die Induktion einer Remission, die

vorliegt, sobald im peripheren Blut keine Blasten mehr nachweisbar

sind, und der Blastenanteil im Knochenmark auf unter 5% gesunken

ist. Es schließt sich die Konsolidierungstherapie an mit dem Ziel, die

Rezidivwahrscheinlichkeit nach Erreichen einer kompletten

Remission zu senken. Liegt eine Hochrisiko-AML vor (entsprechend

zytogenetischem Befund [7]), ist eine allogene

Blutstammzelltransplantation bereits als Bestandteil der

Konsolidierungstherapie nach Erreichen der ersten kompletten

Remission indiziert. Bei niedrigem / intermediärem Risiko wird im

Rahmen der Konsolidierungstherapie zunächst weiter

chemotherapiert (2-3 Zyklen bestehend aus Kombinationen eines

Anthrazyklins mit hochdosiertem Cytosin-Arabinosid). Erst bei

Auftreten eines Rezidivs stellt die allogene

Blutstammzelltransplantation hier eine Therapieoption dar. Wird

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durch die Induktionstherapie keine komplette Remission erreicht,

kann trotzdem allogen transplantiert werden (s.Abb.10).

Für das MDS ist die allogene Blutstammzelltransplantation die

einzige kurative Therapieoption. Liegt ein hoher Blastenanteil vor,

wird wie bei der AML erst nach einer Induktionstherapie

transplantiert.

Die Therapie der CML ist nach Entwicklung und Zulassung des

Tyrosinkinase-Inhibitors Imatinib, der selektiv das bcr/abl-

Genprodukt hemmt, zur Zeit im Umbruch begriffen [8]. Bisher stellte

die allogene Blutstammzelltransplantation die einzige kurative

Therapieform dar [9]. Eine frühzeitige Transplantation ein bis zwei

Jahre nach Diagnosestellung in der chronischen Phase ist

vorteilhaft [10]. Das Infundieren von Spender-Lymphozyten (DLI =

donor lymphocyte infusion) kann bei Rezidiv hämatologische und

zytogenetische Remissionen induzieren [11].

Induktionstherapie

komplette Remission keine komplette Remission

niedriges Risiko

hohes Risiko

intermediäres Risiko

Konsolidierungstherapie allogene Blutstammzelltransplantation

Rezidiv

Abb.10: Flussdiagramm Therapie der AML, Indikation zur allogenen Blutstammzelltransplantation

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1.2.2. Suche nach einem Blutstammzellspender Ziel der Suche ist das Finden eines HLA-identen Spenders. HLA-

Moleküle stellen die Haupthistokompatibilitätsantigene dar. Ihre

physiologische Aufgabe besteht darin, Antigene für Effektorzellen

des Immunsystems erkennbar zu machen, indem sie kurze

Peptidsequenzen von Proteinantigenen binden und den T-

Zellrezeptoren präsentieren. Dabei besteht eine Toleranz gegen

Eigenpeptide, die über verschiedene Mechanismen erreicht wird.

Werden Blutstammzellen eines Individuums in ein Individuum mit

differentem HLA-Typ übertragen, so können T-Zellen des Spenders,

die mit transplantiert werden oder die sich aus den transplantierten

Stammzellen entwickeln, Antigene auf Zellen des Empfängers im

Sinne eines molekularen Mimikrys erkennen. Ein aus Sicht der

Spender-T-Zellen fremdes HLA-Molekül, das ein Peptid x gebunden

hat, kann einem Eigen-HLA-Molekül, das ein Fremdpeptid

gebunden hat und das es zu bekämpfen gilt, derart ähneln, dass der

T-Zellrezeptor daran bindet und die T-Zelle aktiviert wird. Es kann

eine GvHD resultieren; die aktivierte T-Zelle tötet Empfänger-Zellen

ab. Umgekehrt können über diesen Mechanismus auch Empfänger-

T-Zellen Spender-Zellen des Transplantats eliminieren und eine

Transplantatabstossung (graft rejection) verursachen. Daher werden

die besten klinischen Ergebnisse nach HLA-kompatiblen

Blutstammzelltransplantationen gesehen [12]. Eine GvHD kann

jedoch auch nach HLA-kompatibler Blutstammzelltransplantation

auftreten. Der Grund hierfür liegt in Polymorphismen von

Minorhistokompatibilitätsantigenen. Aus diesen Antigenen können

vom Spender abweichende Peptide generiert werden, die, obwohl

durch idente Spender-Empfänger-HLA-Moleküle präsentiert, nun

eine Fremdkonstellation darstellen. T-Zellen aus dem Transplantat

können diese Spender-Empfänger-identen HLA-Moleküle, die vom

Spender abweichende Empfängerpeptide präsentieren, als Eigen-

HLA-fremd-Peptid-Komplexe erkennen und dadurch aktiviert

werden [13].

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Wird bei einem Patienten die Indikation zur

Blutstammzelltransplantation gestellt, muß zunächst sein HLA-Typ

untersucht werden. Es folgt eine HLA-Typisierung der Geschwister

des Patienten sowie eventuell der Eltern. HLA-Moleküle werden

innerhalb des MHC auf Chromosom 6 (6p21.3) kodiert. Dabei sind

die Allelkombinationen auf einem Chromosom (3 Allele für HLA-I-

Moleküle (HLA-A,-B,-C) und zwei der für das Ergebnis nach

Transplantation wichtigen HLA-II-Moleküle (HLA-DRB1 und –

DQB1)) stabil gekoppelt; sie werden in der Regel unverändert als

Haplotypen vererbt. Aufgrund dessen besteht eine

Wahrscheinlichkeit von 25%, dass ein Geschwister einen komplett

identen HLA-Typ besitzt und als Spender in Frage kommt. Die

Typisierung der Eltern dient der Haplotyp-Sicherung. Findet sich

unter den Geschwistern keines mit identem Haplotyp, wird die

Suche nach einem nicht verwandten Spender, die

Fremdspendersuche, eingeleitet. Durch ärztlichen Auftrag,

Einverständniserklärung des Patienten und

Kostenübernahmeerklärung des Kostenträgers wird eine

Sucheinheit mit der Spendersuche beauftragt. Die Suche wird in

Deutschland über das Zentrale Knochenmarksspender-Register

Deutschland (ZKRD) koordiniert, das passende Spender aus

nationalen und internationalen Spender-Dateien ermittelt. Die

freiwilligen Spender sind in den nationalen Spenderregistern erfasst.

Ist ein passender Spender gefunden und mit einer Spende

einverstanden, kann die Stammzellgewinnung auf zwei Wegen

erfolgen: erstens durch direkte Gewinnung von Knochenmark

während eines Eingriffs in Vollnarkose oder zweitens durch

Gewinnung von Stammzellen aus dem peripheren Blut nach

Vorbehandlung des Spenders mit G-CSF. Die gewonnenen

Stammzellen werden dem Empfänger intravenös infundiert. Auch

wenn das Engraftment, also die Etablierung und

Funktionsaufnahme der Spender-Stammzellen im Empfänger, bei

der Verwendung von peripheren Stammzellen schneller als bei der

Verwendung von Knochenmark vonstatten geht, bestehen

- 24 -

hinsichtlich der Überlebensraten, der Rezidivwahrscheinlichkeit und

der therapiebezogenen Sterblichkeit keine signifikanten

Unterschiede zwischen beiden Stammzellquellen [14,15]. Die

Studienergebnisse sind jedoch nicht einheitlich; zum Teil werden

erhöhte GvHD-Raten bei der Verwendung peripherer Stammzellen

gesehen [16]. Da die mit dem Transplantat infundierten T-Zellen,

wie oben beschrieben, eine GvHD auslösen können, wurden

Strategien entwickelt, um T-Zellen aus dem Transplantat zu

entfernen (T-Zell-Depletion). Dies kann antikörpervermittelt oder mit

Hilfe physikalischer Verfahren geschehen. Es konnte gezeigt

werden, dass durch T-Zell-Depletion die GvHD-Wahrscheinlichkeit

gesenkt wird [17], dabei jedoch die Wahrscheinlichkeit für

Transplantatversagen und Rezidiv steigt. Alloreaktive T-Zellen

können nicht nur eine GvHD verursachen, sondern können auch

durch Abtöten von Empfänger-Lymphozyten, die gegen Spender-

Stammzellen gerichtet sind und von im Patienten verbliebenen

malignen Blasten, ein besseres Engraftment [18] sowie einen GvL-

Effekt [19] ermöglichen. Dem Transplantatversagen nach T-Zell-

Depletion kann therapeutisch mit verstärkter Immunsuppression des

Empfängers vor der Transplantation begegnet werden [20].

Des weiteren steht eine selektive Stammzellanreicherung mittels

CD34-Selektion zur Verfügung. Periphere Blutstammzellen tragen

das CD-34-Merkmal als ein charakterisierendes. Mit Hilfe von anti-

CD34-Antikörpern können Blutstammzellen positiv selektiert

werden. Damit werden hohe Blutstammzelldosen bei niedrigen T-

Zelldosen im Transplantat erreicht. Somit kann bei vermindertem

Risiko für Transplantatversagen eine geringe GvHD-Rate erreicht

werden, wie es bei Verwendung von HLA-identen

Familienangehörigen als Spender gezeigt werden konnte [21]. Ein

Rezidiv kann mit Hilfe der DLI behandelt werden. In der

unverwandten Blutstammzelltransplantation mit CD34-Zellen

konnten diese positiven Effekte bisher nicht gesehen werden;

Patienten zeigten hier ein hohes Risiko für Transplantatversagen

und Rezidiv, das auch durch DLI nicht gesenkt werden konnte [22].

- 25 -

Mit Hilfe der extensiven T-Zell-Depletion ist eine haploidente

Transplantation möglich [23]. Dabei besitzt der Spender nur einen

identen HLA-Haplotyp; die Allelkombination auf dem anderen

Chromosom ist different. Findet sich unter den Geschwistern eines

Patienten keines mit identen Haplotypen, und ist die

Fremdspendersuche erfolglos, kommt experimentell eine

haploidente Transplantation in Frage. Die Wahrscheinlichkeit, dass

ein Geschwister haploident ist, beträgt 50%. Wie unter 1.1.3. bereits

dargelegt, wurde unter dem Aspekt der KIR-Liganden-

Inkompatibilität im Sinne eines GvL-Effekts mit haploidenten

Transplantationen niedrige Rezidivraten erreicht [5].

1.2.3. Konditionierung Vor Infusion der Spenderstammzellen muß der Empfänger durch

Konditionierung vorbereitet werden. Ziel der Konditionierung ist es,

die Funktion der immunkompetenten Zellen des Empfängers zu

unterdrücken, um das Risiko des Transplantatversagens (s.oben)

abzusenken. Des weiteren müssen im Knochenmark des

Empfängers durch Abtöten verbliebener Stammzellen Nischen für

die Spenderstammzellen geschaffen werden. Durch Konditionierung

wird nach Induktionstherapie eine zusätzliche Reduktion der

Tumorzellzahl erreicht. Zur Verfügung stehen die

Ganzkörperbestrahlung sowie Chemotherapeutika. Klassische

myeloablative Konditionierungsschemata bestehen aus

Kombinationen des DNA-Alkylans Cyclophosphamid mit

Ganzkörperbestrahlung oder des DNA-Alkylans Busulfan [24].

Neuere Studien zeigen gute Ergebnisse bei reduzierter Toxizität mit

einer Kombination aus dem Purinantagonisten Fludarabin mit

Busulfan [25,26]. Zudem wurden Schemata zur Anwendung bei

Patienten, bei denen eine myeloablative Konditionierung

kontraindiziert ist, entwickelt. Bei älteren Patienten und/oder bei

hoher Komorbidität ist die Toxizität der myeloablativen

Konditionierung nicht tolerabel. Um diesen Patienten eine allogene

Blutstammzelltransplantation zu ermöglichen, werden im Rahmen

- 26 -

einer nonmyeloablativen Konditionierung niedrigere Dosen bei TBI

und Chemotherapie angewendet [27]. Studien haben im Vergleich

zur myeloablativen Konditionierung zwar geringere GvHD-Raten

[28] aber auch ein schlechteres Engraftment [29] sowie höhere

Raten für Transplantatversagen [30] gezeigt. Eine Hochdosis-

Konditionierung führt zu besserem Engraftment und niedrigeren

Rezidivraten auf Kosten einer erhöhten therapiebezogenen

Sterblichkeit [31].

1.2.4. Immunsuppression Nach allogener Blutstammzelltransplantation kann eine GvHD

auftreten (s. 1.2.2.), der therapeutisch begegnet werden muß. Man

unterscheidet akute und chronische GvHD. Akute GvHD tritt

innerhalb der ersten drei Monate nach Transplantation auf.

Alloreaktive T-Lymphozyten des Spenders induzieren im Empfänger

schwere Entzündungsreaktionen mit Nekrosen von Epithelzellen der

Haut, im Gastrointestinaltrakt und in der Leber. Klinische Zeichen

sind Erythem, Ikterus, Durchfall und Darmblutungen. Chronische

GvHD tritt nach dem 100. Tag nach Transplantation auf und ist

durch Fibrose und Atrophie gekennzeichnet. Klinisch können sich

kollagenose-ähnliche Symptome wie Sicca-Symptomatik, papulöse

Exantheme der Haut, erosive Schleimhautläsionen und

obliterierende Bronchiolitis zeigen. Bei der chronischen GvHD spielt

der Polymorphismus der Minorhistokompatibilitätsantigene (s.

1.2.2.) eine Rolle. Ziel der immunsuppressiven Therapie ist es, die

Aktivierung alloreaktiver T-Lymphozyten zu blockieren. Zur

Verfügung stehen Calcineurininhibitoren wie Cyclosporin A und

Takrolimus, die Transkriptionswege zur Aktivierung des Interleukin-

2-Clusters hemmen, Lymphozyten-spezifische Hemmstoffe der

DNA-Synthese wie Mycophenolat Mofetil, Antikörper gegen T-

Lymphozyten wie monoklonale anti-CD3-Antikörper [32] und

polyklonales anti-Lymphozytenglobulin (ATG,[33]) sowie

Kortikosteroide.

- 27 -

2. Studie 2.1. Ziel

Ziel der Studie ist die Beantwortung der Frage, ob der vorteilhafte Einfluss von

KIR-Liganden-Inkompatibilität bei haploidenten Transplantationen [5] auch bei

hämatologischen Transplantationen mit unverwandten Spendern zum Tragen

kommt. Zur Zeit werden unverwandte Spender mit einem höheren

Übereinstimmungsgrad hinsichtlich des HLA-Typus Familienmitgliedern mit

einem niedrigeren Übereinstimmungsgrad vorgezogen [34]. Dabei wurde der

HLA-C-Locus nicht mit in Betracht gezogen [34], so dass in einigen Fällen

durch zufälligen HLA-C-Mismatch KIR-Liganden-Inkompatibilität entstanden

ist. In dieser Studie wird untersucht, ob erstens diese Fälle ein besseres

klinisches Ergebnis zeigen und ob zweitens KIR-Liganden-Inkompatibilität

folglich durch gezieltes Aussuchen unverwandter Spender therapeutisch

ausgenutzt werden könnte.

2.2. Patienten und Methoden 2.2.1. Patienten

Die Studie umfasst 185 Spender-Empfänger-Paare hämatologischer

Transplantationen. Von diesen wurden 124 in der Medizinischen

Klinik I des Universitätsklinikums Dresden transplantiert und 61 im

Knochenmarktransplantationszentrum der Deutschen Klinik für

Diagnostik in Wiesbaden. Die Transplantationen fanden zwischen

1997 und 2002 statt. 102 Patienten litten an AML, 58 an CML und

25 an MDS. Patienten mit lymphatischen Leukämien wurden

ausgeschlossen, da die Resistenz lymphatischer Blasten gegen NK-

Zell-vermittelte Lyse bekannt ist [35]. Alle Spender waren

unverwandt mit den Empfängern, es handelte sich ausschließlich

um allogene Transplantationen. Die Spendersuche wurde nach den

Empfehlungen zur immungenetischen Spenderauswahl für die

allogene Transplantation von Knochenmark und peripheren

Blutstammzellen der Deutschen Gesellschaft für Immungenetik

(DGI) und der Deutschen Arbeitsgemeinschaft für Knochenmark-

und Blutstammzell-Transplantationen (DAG-KBT) durchgeführt

- 28 -

[36,34]. Stammzellquellen waren Knochenmark und/oder periphere

Blutstammzellen. Bestandteil der myeloablativen Therapie waren

Ganzkörperbestrahlung, Busulfan, ATG/Fludarabin/Melphalan und

Cyclophosphamid/Etoposid (Details s.Tab.2 im Anhang, S.53). Zur

Immunsuppression nach der Transplantation wurden Methotrexat,

Cyclosporin A und Glukokortikoide eingesetzt.

2.2.2. Methoden Die Spender-Empfänger-Paare wurden retrospektiv entsprechend

ihres KIR-Liganden-Status in zwei Gruppen eingeteilt: 1. KIR-

Liganden-Kompatibilität (n=165, s.Tab.2 im Anhang, S.53), 2. KIR-

Liganden-Inkompatibilität (n=20). Der KIR-Liganden-Status wurde

zunächst aus den HLA-Klasse-I-Typen von Empfänger und Spender

(wie unter 1.1.3. beschrieben, [5]) geschlossen. 118 der in Dresden

transplantierten Spender-Empfänger-Paare nehmen an dem IHWG

HCT-KIR Projekt teil. Ziel dieses Projekts ist, den Einfluss der

verschiedenen KIR-Genotypen auf das klinische Ergebnis nach

allogener Blutstammzelltransplantation zu bestimmen. Zu diesem

Zweck wurde aus Rückstellproben der Spender DNA gewonnen

(QIAmp® DNA Mini Kit), mit der am Memorial Sloan-Kettering

Cancer Center, New York durch die PCR die KIR-Genotypen

bestimmt wurden. Die Typisierung erfolgte durch Katharine Hsu, MD

PhD. Mit Hilfe dieser Daten konnte der KIR-Liganden-Status erneut

bestimmt werden und mit der unter 1.1.3. beschriebenen Methode

verglichen werden. Es konnte gezeigt werden, dass KIR2DL2

und/oder KIR2DL3 von CD8+-T-Zellen exprimiert werden und an der

Entwicklung von Gedächtnis- aus Effektor-T-Zellen beteiligt sind

[37]. Um zu untersuchen, ob dies einen Einfluss auf das klinische

Ergebnis nach allogener Knochenmarktransplantation hat, haben

wir alle Patienten, die die Liganden für KIR2DL2 und KIR2DL3

exprimieren (HLA-C-Gruppe-1-Moleküle, s.Tab.1, S.11) mit denen

verglichen, die keine HLA-C-Gruppe-1-Moleküle exprimieren.

Berechnet wurden die Rezidiv-Wahrscheinlichkeit, die

therapiebezogene Sterblichkeit, die Wahrscheinlichkeit für

- 29 -

erkrankungsfreies Überleben und für das Gesamtüberleben durch

die Kaplan-Meier-Methode. Die Berechnung der Signifikanz von

Unterschieden bei diesen univariaten Vergleichen erfolgte mit dem

log-rank-Test. Zur therapiebezogenen Sterblichkeit wurden alle

Todesursachen bei Abwesenheit eines Rezidivs gezählt. Bei der

Berechnung der Wahrscheinlichkeit des erkrankungsfreien

Überlebens wurde die Zeitspanne vom Zeitpunkt der

Transplantation bis zum Auftretenszeitpunkt eines Rezidivs oder bis

zum Todeszeitpunkt in Remission zu Grunde gelegt. Bei der

Berechnung der generellen Überlebenswahrscheinlichkeit wurde die

Zeit zwischen Transplantation und Tod jeder Ursache

berücksichtigt. Es wurden univariat weitere Merkmale untersucht:

Einfluss des HLA-Matchs, des Alters und des Geschlechts der

Patienten sowie der unterschiedlichen Verfahren der myeloablativen

Therapie und der Stammzellquelle. Mit Hilfe der Cox-Regression

erfolgte schließlich eine multivariate Analyse.

- 30 -

Monate

KIR-Liganden-Status und erkrankungsfreies Überleben

1,0

0,0

KIR-Mismatch (GvH) n=20

80 60 40 20 0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

KIR-Match n=165

p=0,5968

2.3. Ergebnisse 2.3.1. KIR-Liganden-Status

Beim Vergleich von KIR-Liganden-Kompatibilität mit KIR-Liganden-

Inkompatibilität zeigte die Inkompatibilitätsgruppe eine geringere

Wahrscheinlichkeit für erkrankungsfreies Überleben (s.Abb.11), eine

geringere therapiebezogene Sterblichkeit (s.Abb.12) und eine

erhöhte Rezidiv-Wahrscheinlichkeit (s.Abb.13). Der log-rank-Test

zeigte jedoch in keinem Fall Signifikanz. Relevante Charakteristika

wie Patientenalter (Median), Grunderkrankung (AML, CML, MDS),

Art der Konditionierung, Median der verabreichten CD34-Zelldosis

und Auftreten von GvHD waren bei beiden Gruppen gleich verteilt.

Abb.11: Kaplan-Meier-Diagramm erkrankungsfreies Überleben; y-Achse = Anteil der Patienten, die überlebt haben, ohne einen Rezidiv zu entwickeln, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = KIR-Liganden-Kompatibilität, rot = KIR-Liganden-Inkompatibilität

- 31 -

KIR-Liganden-Status und therapiebezogene Sterblichkeit

Monate


80 60 40 20 0

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

KIR-Match n=165

p=0,4324

Abb.12: Kaplan-Meier-Diagramm therapiebezogene Sterblichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die an allen Ursachen außer Rezidiv gestorben sind, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = KIR-Liganden-Kompatibilität, rot = KIR-Liganden-Inkompatibilität

KIR-Liganden-Status und Rezidiv-Wahrscheinlichkeit

80 60 40 20 0

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

KIR-Match n=158

p=0,1001


Abb.13: Kaplan-Meier-Diagramm Rezidiv-Wahrscheinlichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die einen Rezidiv entwickelt haben, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = KIR-Liganden-Kompatibilität, rot = KIR-Liganden-Inkompatibilität

- 32 -

2.3.2. HLA-Kompatibilitäts-Status Um den Einfluss der HLA-Kompatibilität zwischen Spender und

Empfänger auf das klinische Ergebnis zu bestimmen, wurden vier

Gruppen gebildet: Gruppe 1 mit voller HLA-Kompatibilität (n=92),

Gruppe 2 mit mindestens einem HLA-Klasse-I-Mismatch (n=51),

Gruppe 3 mit mindestens einem HLA-Klasse-II-Mismatch (n=23)

und Gruppe 4 mit mindestens einem HLA-Klasse-I- und mindestens

einem HLA-Klasse-II-Mismatch (n=19). Die höchste

Wahrscheinlichkeit für erkrankungsfreies Überleben zeigte Gruppe

1, die niedrigste Gruppe 4. Der Unterschied zwischen diesen beiden

Gruppen war signifikant (s.Abb.14). Die therapiebezogene

Sterblichkeit war in Gruppe 4 am höchsten und in Gruppe 1 am

niedrigsten. Der Unterschied zwischen diesen beiden Gruppen war

auch hier signifikant (s.Abb.15). Die Unterschiede der vier Gruppen

hinsichtlich der Rezidiv-Wahrscheinlichkeit waren nicht signifikant

(s.Abb.16 im Anhang, S.54).

- 33 -

80 60 40 20 0

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

(1) HLA-Match

(2) HLA-Mismatch Klasse I n=51

1-2 p=0,6735 1-3 p=0,2659 1-4 p=0,0211 2-3 p=0,4549 2-4 p=0,0591 3-4 p=0,4104

(4) HLA-Mismatch Klasse I+II n=19

(3) HLA-Mismatch Klasse II n=23

HLA-Kompatibilitäts-Status und erkrankungsfreies Überleben

4

1

Abb.14: Kaplan-Meier-Diagramm erkrankungsfreies Überleben; y-Achse = Anteil der Patienten, die überlebt haben, ohne einen Rezidiv zu entwickeln, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = volle HLA-Kompatibilität, grün = mindestens ein HLA-Klasse-I-Mismatch, gelb = mindestens ein HLA-Klasse-II-Mismatch, rot = mindestens ein HLA-Klasse-I- und mindestens ein HLA-Klasse-II-Mismatch

Monate


80 6040 200

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

(1) HLA-Match n=92


1-2 p=0,1716 1-3 p=0,1772 1-4 p=0,0181 2-3 p=0,7210 2-4 p=0,1913 3-4 p=0,3859


HLA-Kompatibilitäts-Status und therapiebezogene Sterblichkeit

1

4

Abb.15: Kaplan-Meier-Diagramm therapiebezogene Sterblichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die an allen Ursachen außer Rezidiv gestorben sind, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = volle HLA-Kompatibilität, grün = mindestens ein HLA-Klasse-I-Mismatch, gelb = mindestens ein HLA-Klasse-II-Mismatch, rot = mindestens ein HLA-Klasse-I- und mindestens ein HLA-Klasse-II-Mismatch

- 34 -

Patientenalter und erkrankungsfreies Überleben

80 60 40 20 0

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

< 44 Jahre n=92

p=0,0174

> 44 Jahre n=93

2.3.5. Patientenalter Um den Einfluss des Patientenalters auf das klinische Ergebnis zu

bestimmen, wurden zwei Gruppen neu gebildet: Gruppe 1 umfasst

alle Patienten, die jünger als der Altersmedian von 44 Jahren sind,

Gruppe 2 umfasst alle Patienten, die älter als 44 Jahre sind. Die

Wahrscheinlichkeit für erkrankungsfreies Überleben war in Gruppe 1

signifikant höher als in Gruppe 2 (s.Abb.17). Die therapiebezogene

Sterblichkeit (s.Abb.18 im Anhang, S.55) und die Rezidiv-

Wahrscheinlichkeit (s.Abb.19 im Anhang, S.55) waren in Gruppe 2

höher als in Gruppe 1, der Unterschied zeigte jedoch keine

Signifikanz.

Abb.17: Kaplan-Meier-Diagramm erkrankungsfreies Überleben; y-Achse=Anteil der Patienten, die überlebt haben, ohne einen Rezidiv zu entwickeln, x-Achse=Zeit in Monaten nach Transplantation, blau=Patienten jünger als 44 Jahre, rot=Patienten älter als 44 Jahre

- 35 -

2.3.4. Geschlecht Zur Bestimmung des Einflusses des Geschlechts haben wir die

Konstellation Spender weiblich / Patient männlich mit allen anderen

verglichen. Die geringen Unterschiede beim erkrankungsfreien

Überleben, bei der therapiebezogenen Sterblichkeit und bei der

Rezidiv-Wahrscheinlichkeit waren nicht signifikant (s.Abb.20,21,22

im Anhang, S.56,57).

2.3.5. myeloablative Therapie Verglichen wurde das auf der Ganzkörperbestrahlung basierte mit

dem auf Busulfan basierte Therapieregime. Auch hier zeigten sich

keine signifikanten Unterschiede (s.Abb.23,24,25 im Anhang,

S.58,59).

2.3.6. Stammzellquelle

Die beiden benutzten Stammzellquellen Knochenmark und

periphere Blutstammzellen wurden miteinander verglichen. Die

Stammzellquelle hatte keinen signifikanten Einfluss auf das

klinische Ergebnis (s.Abb.26,27,28 im Anhang, S.60,61).

2.3.7. CD34-Selektion Hier war das Unterscheidungskriterium der Gruppen, ob das

Transplantat nach Stammzellen selektioniert wurde (CD34-

Selektion). Die geringen Unterschiede waren nicht signifikant

(s.Abb.29,30,31 im Anhang, S.62,63).

2.3.8. HLA-C-Gruppe-1-Moleküle Ob sich die KIR2DL2/3 – HLA-C-Gruppe-1-Molekül Interaktion beim

Ausbilden von CD8+-Gedächtnis-T-Zellen [37] im klinischen

Ergebnis widerspiegelt, wurde durch Vergleich aller Empfänger mit

HLA-C-Gruppe-1-Molekülen mit allen Patienten ohne HLA-C-

Gruppe-1-Molekülen untersucht. Diese Unterscheidung hatte keinen

signifikanten Einfluss (s.Abb.32,33,34 im Anhang, S.64,65).

- 36 -

2.3.9. KIR-Genotypen Die Gene für die KIR-Rezeptoren liegen auf Chromosom 19

(19q13.4) innerhalb des LRC (=leukocyte receptor complex) [38].

Mit Hilfe KIR-Gen-spezifischer Primerpaare wurde im Rahmen des

unter 2.2.2. beschriebenen IHWG-Projekts für 118 der Dresdner

Spender das Vorhandensein der Gene für KIR2DL1, KIR2DL2,

KIR2DL3 und KIR3DL1 ermittelt (s.Tab.3 unten, Tab.4 im Anhang,

S.66,67 und Tab.5 im Anhang, S.68). Durch Kenntnis des KIR-

Genotyps des Spenders und des HLA-Typus des Empfängers kann

der KIR-Liganden-Status neu bestimmt werden. Von den 118

Spender-Empfänger-Paaren zeigen demnach 40 KIR-Liganden-

Kompatibilität und 78 KIR-Liganden-Inkompatibilität. Die

Überlebenswahrscheinlichkeit ist in der KIR-Liganden-

Inkompatibilitäts-Gruppe niedriger als in der Kompatibilitätsgruppe

(s.Abb.35,36). Die therapiebezogene Sterblichkeit (s.Abb.37) und

die Rezidiv-Wahrscheinlichkeit (s.Abb.38) sind in der

Inkompatibilitätsgruppe höher als in der Kompatibilitätsgruppe. Die

Unterschiede waren jedoch in keinem Fall signifikant.

2DL1 2DL2 2DL3 3DL1 n Anteil

64 54,24%

28 23,73%

11 9,32%

10 8,47%

2 1,69%

2 1,69%

1 0,86%

Tab.3: Verteilung der inhibitorischen KIR-Genotypen 2DL1, 2DL2, 2DL3 und 3DL1 der 118 am IHWG HCT-KIR Project teilnehmenden Spender; grau = Gen vorhanden, weiß = Gen nicht vorhanden

- 37 -

80 60 40 200

1,0 ,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

KIR-Match n=40 KIR-Mismatch (GvH) n=78

p=0,0501

KIR-Genotypen und erkrankungsfreies Überleben

Monate


p=0,0720

KIR-Genotypen und Gesamtüberleben

80 60 40 200

1,0

,9 ,8 ,7 ,6 ,5 ,4 ,3 ,2 ,1

0,0

Monate

Abb.35: Kaplan-Meier-Diagramm Gesamtüberleben; y-Achse = Anteil der Patienten, die überlebt haben, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = KIR-Liganden-Kompatibilität, rot = KIR-Liganden-Inkompatibilität

Abb.36: Kaplan-Meier-Diagramm erkrankungsfreies Überleben; y-Achse = Anteil der Patienten, die überlebt haben, ohne einen Rezidiv zu entwickeln, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = KIR-Liganden-Kompatibilität, rot = KIR-Liganden-Inkompatibilität

- 38 -

80 6040 20 0

1,0 ,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0


p=0,3415

KIR-Genotypen und Rezidiv-Wahrscheinlichkeit

Monate

80 60 40 20 0

1,0 ,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0


p=0,1104

KIR-Genotypen und therapiebezogene Sterblichkeit

Monate

Abb.37: Kaplan-Meier-Diagramm therapiebezogene Sterblichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die an allen Ursachen außer Rezidiv gestorben sind, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = KIR-Liganden-Kompatibilität, rot = KIR-Liganden-Inkompatibilität

Abb.38: Kaplan-Meier-Diagramm Rezidiv-Wahrscheinlichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die einen Rezidiv entwickelt haben, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = KIR-Liganden-Kompatibilität, rot = KIR-Liganden-Inkompatibilität

- 39 -

2.3.10. Cox-Regression Hinsichtlich des erkrankungsfreien Überlebens zeigte die Cox-

Regression (Einschluss- und vorwärts schrittweise Methode) einen

signifikanten Einfluss der Variablen Alter und HLA-Kompatibilität.

Bei der therapiebezogenen Sterblichkeit war bei beiden Methoden

die Variable HLA-Kompatibilität signifikant. Für die Rezidiv-

Wahrscheinlichkeit konnte keine signifikante Einflussvariable

gezeigt werden. Die multivariate Analyse stützt damit die

Ergebnisse der univariaten Analysen.

2.3.11. Zusammenfassung

Die Wahrscheinlichkeit für erkrankungsfreies Überleben wurde

signifikant durch das Alter der Patienten und die HLA-Kompatibilität

zwischen Spender und Empfänger beeinflusst. Bezüglich der

Wahrscheinlichkeit für therapiebezogene Sterblichkeit hatte nur die

HLA-Kompatibilität einen signifikanten Einfluss. Die Rezidiv-

Wahrscheinlichkeit wurde durch keine der untersuchten Variablen

signifikant beeinflusst. Auf keine der untersuchten

Standardparameter hatte der KIR-Liganden-Kompatibilitäts-Status

einen signifikanten Einfluß.

- 40 -

3. Diskussion Entsprechend der dargelegten Ergebnisse können die von Velardi et al. [5]

gezeigten vorteilhaften klinischen Effekte von KIR-Liganden-Inkompatibilität im

haploidenten Transplantationssetting nicht bei regulären allogenen

Transplantationen gesehen werden. Die KIR-Liganden-Inkompatibilitäts-Gruppe

zeigte im Vergleich zur Kompatibilitätsgruppe sogar eine verminderte

Überlebensrate, auch wenn sich in diesem Ergebnis keine Signifikanz

widerspiegelt. Da entsprechend des Algorithmus, mit dem der KIR-Liganden-

Status festgestellt wird, jeder KIR-Mismatch mit einem HLA-Mismatch korreliert

ist, könnte jener die vorteilhaften Effekte des KIR-Mismatchs überdeckt haben.

Dass Patienten, die unter Einschluss von HLA-Inkompatibilität transplantiert

wurden, eine geringere Überlebenswahrscheinlichkeit haben als Patienten, die

HLA-C-kompatibel transplantiert wurden, ist bekannt [39,12]. Wie unter 2.3.2. und

2.3.10. dargelegt, zeigte die HLA-Kompatibilität auch bei unseren Patienten einen

signifikanten Einfluss auf Überleben und therapiebezogene Sterblichkeit. HLA-

Inkompatibilität resultiert in T-Zell-Alloreaktivität [40]. Dies wiederum führt zur

GvHD, der therapeutisch immunsupprimierend begegnet werden muss, wodurch

die erhöhte therapiebezogene Sterblichkeit bei HLA-Inkompatibilität erklärlich

wird. Des Weiteren ist wie unter 2.3.5. und 2.3.10. gezeigt ein höheres

Patientenalter mit einer verminderten Überlebenswahrscheinlichkeit korreliert.

Auch dieser Einfluss ist bekannt [39]. Da seit kurzem die KIR-Genotyp-

Bestimmung mit Hilfe der PCR möglich ist, kann eine exaktere Bestimmung des

KIR-Liganden-Kompatibilitäts-Status erfolgen als mit der Rückschlußmethode aus

dem Spender-HLA-Typus. Es ergaben sich unter Berücksichtigung der KIR-

Genotypen wie unter 2.3.9. dargestellt völlig neue Gruppenkonstellationen. Ein

Großteil der Spender, deren Genotyp bekannt ist, besitzt Gene für KIR-

Rezeptoren, deren HLA-Liganden nicht exprimiert werden. Damit scheint fraglich,

inwieweit der von Velardi et al. [5] benutzte Algorithmus zur Bestimmung von KIR-

Liganden-Inkompatibilität eine exakte Vorhersage liefern kann. Eine neue Studie

von Leung et al. [41] stützt diese Ergebnisse. Jedoch war auch unter

Berücksichtigung der KIR-Genotypen KIR-Liganden-Inkompatibilität hinsichtlich

der Gesamtüberlebensrate nicht von Vorteil. Eine zwischenzeitlich von Davies et

al. [42] durchgeführte Studie zur KIR-Liganden-Inkompatibilität bei unverwandten

Knochenmarktransplantationen kommt zu ähnlichen Ergebnissen. Eine weitere

- 41 -

Abb.39: Kaplan-Meier-Diagramm Gesamtüberleben unter Ausschluss aller Patienten, die kein ATG erhalten haben; y-Achse = Anteil der Patienten, die überlebt haben, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = KIR-Liganden-Kompatibilität, rot = KIR-Liganden-Inkompatibilität

von Giebel et al. [43] zeigt eine signifikant erhöhte Überlebenswahrscheinlichkeit

bei KIR-Liganden-Inkompatibilität im allogenen Transplantationssetting und führte

dies auf die Verwendung von ATG als Bestandteil der GvHD-Prophylaxe zurück.

Wir konnten einen konkordanten Effekt von ATG für diese diskrepanten Befunde

hinsichtlich des KIR-Mismatchs bei unseren Patienten nicht sehen (s.Abb.39)

[44].

80 60 4020 0

1,0 ,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

KIR-Match n=103 KIR-Mismatch n=15

p=0,6213

KIR-Liganden-Status bei Verwendung von ATG und Gesamtüberleben

- 42 -

Der positive Effekt von KIR-Liganden-Inkompatibilität konnte bei haploidenten

Transplantationen gezeigt werden, die ein striktes Therapieregime erfordern. So

waren bei Velardi et al. [5] alle Transplantate T-Zell-depletiert. T-Zell-Depletion

wurde bei unseren Patienten nur durchgeführt, wenn eine CD34-Selektion

stattfand (bei 25 Transplantationen). Die alloreaktiven T-Zellen könnten bei den

nicht T-Zell-depletierten Patienten den positiven Einfluss alloreaktiver NK-Zellen

überdeckt haben, wie oben beschrieben [40]. Zudem wurde bei Velardi et al. [5]

im Gegensatz zu unseren Patienten keine immunsupprimierende Therapie

durchgeführt, die die alloreaktiven NK-Zellen hätte beeinflussen können. Im

Rahmen unserer Studie wurden nur inhibierende KIR-Rezeptoren berücksichtigt.

Die Rolle der aktivierenden KIR-Rezeptoren ist noch unklar, zumal die Liganden

nicht bekannt sind [3]. NK-Zellen exprimieren weitere Rezeptoren, die nicht zur

KIR-Familie gehören, zum Beispiel stress-sensitive NKG2-Rezeptoren [45,46,47]

und NCR-Rezeptoren [48]. Deren Rolle bei der Knochenmarktransplantation ist

unklar.

Cook et al. [49] haben gezeigt, dass die Anwesenheit bestimmter aktivierender

KIR-Gene im Spender in Verbindung bestimmter HLA-C-Allelgruppen des

Empfängers einen signifikanten Einfluss auf das Überleben der Patienten hat.

Einen Ausblick bietet das IHWG HCT-KIR Projekt, das die klinische Signifikanz

der verschiedenen KIR-Genotypen untersucht. Zum derzeitigen Zeitpunkt kann

ein gezieltes Aussuchen HLA-I-inkompatibler unverwandter Spender unter dem

Aspekt der KIR-Liganden-Inkompatibilität nicht empfohlen werden und ist auch

nicht Bestandteil der Transplantationsrichtlinien geworden [39]. Diese Aussage

wurde durch eine kürzlich veröffentlichte Studie des National Marrow Donor

Programs belegt [12]. In einer retrospektiven Analyse konnte gezeigt werden,

dass der HLA-C-Mismatch im unverwandten Setting mit einer erhöhten Rate von

GvHD und Sterblichkeit einhergeht. Dies deutet daraufhin, dass der Algorithmus

von Velardi et al. nur mit in-vitro T-Zell-depletierten Transplantaten zu greifen

scheint. Eventuell spielt auch die Transplantatquelle (PBSC vs. KM) eine bisher

nicht klar gezeigte Rolle.

- 43 -

4. Thesen In der Therapie von Leukämien ist die Knochenmark- bzw.

Stammzelltransplantation eine tragende Säule.

Für den Transplantationserfolg ist eine Übereinstimmung der

Haupthistokompatibilitätsantige (HLA-Antigene der Klassen I und II) zwischen

Spender und Empfänger von zentraler Bedeutung. Diese Notwendigkeit ergibt

sich aus der sogenannten MHC-Restriktion in der T-Zellrezeptorerkennung.

Ob auch NK-Zellrezeptoren und deren Liganden in der Spenderauswahl

berücksichtigt werden sollten, ist bisher unzureichend untersucht. Insbesondere

trifft das für die KIR-Rezeptoren zu, die wie die T-Zellrezeptoren ebenfalls HLA-

Antigene als Liganden besitzen.

Velardi et al. haben 2002 erstmalig gezeigt, daß in der Therapie myeloischer

Leukämien die Transplantation von Blutstammzellen verwandter Spender mit

KIR-Liganden-Inkompatibilität von klinischem Vorteil ist.

Ob KIR-Liganden-Inkompatibilität auch bei Knochenmark-/

Stammzelltransplantationen Unverwandter Bedeutung erlangen könnte, war zu

Studienbeginn offen und blieb auch infolge diskrepanter

Untersuchungsergebnisse von verschiedenen Arbeitsgruppen im Verlauf der

Studie widersprüchlich.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde diese Fragestellung, die auch Teil einer

internationalen Studie war, an 185 Spender-Empfänger-Paaren retrospektiv

untersucht. Dabei wurde bei den Paaren einerseits die KIR-Liganden-

Kompatibilität auf der Grundlage der HLA-C-Supertypen erschlossen (nach

Velardi et al.). Andererseits konnte sie im internationalen Studienprogramm direkt

aus dem KIR-Genotyp des Spenders und dem HLA-C-Supertyp des Empfängers

ermittelt werden.

Die Untersuchungen ergaben folgende Resultate.

- 44 -

Bei Vorliegen von KIR-Liganden-Inkompatibilität hat die Verwendung von ATG als

Bestandteil der GvHD-Prophylaxe keinen Einfluß auf das klinische Ergebnis. Die

Vermutungen von Giebel et al. wurden damit nicht gestützt.

Die Bestimmung des KIR-Liganden-Status mit Hilfe der Rückschlußmethode

allein aus dem HLA-Typ ist unzuverlässig. Für eine exakte Differenzierung ist die

gleichzeitige KIR-Genotypisierung erforderlich.

KIR-Liganden-Inkompatibilität ist bei unverwandten Knochenmark-/

Stammzelltransplantationen nicht von klinischem Vorteil. Auch ein gezieltes

Aussuchen HLA-C-inkompatibler Spender auf der Grundlage einer KIR-

Genotypisierung stellt derzeit keine therapeutische Option dar.

- 45 -

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- 52 -

6. Anhang

Abb.3: Bindung eines inhibitorischen KIR-Moleküls an ein HLA-I-Molekül, grün = Abschnitt von extrazellulären KIR-Domänen, braun = Abschnitt von extrazellulären Domänen eines HLA-I-Moleküls, lila = HLA-Bindungspeptid, rot = KIR-Salzreste, blau = HLA-Basenreste Quelle: [1]

- 53 -

Tab.2: Details der Transplantationen; M=männlich, F=weiblich, CR=komplette Remission; BM=Knochenmark, PB=periphere Blutstammzellen, TBI=Ganzkörperbestrahlung, ATG=Anti-Thymozyten-Globulin, Flu=Fludarabin, Melph=Melphalan, Cy=Cyclophosphamid, Eto=Etoposid

Spender ohne KIR- Liganden-

Inkompatibilität

Spender mit KIR- Liganden-

Inkompatibilität

voller HLA-Match

HLA-Mismatch, ohne KIR-Liganden-

Mismatch

HLA-Mismatch, mit KIR-Liganden-

Mismatch N 92 73 20 Patientenalter 44 (3-66) 42 (7-66) 44,5 (17-60) Spenderalter 33 (23-48) n=15 36 (24-47) n=11 34 (33-49) n=3 Patienten-/Spender-Geschlecht M/M 44 (48%) 38 (52%) 6 (30%) M/F 8 (9%) 7 (10%) 6 (30%) F/M 21 (23%) 19 (26%) 3 (15%) F/F 19 (20%) 9 (12%) 5 (25%) Patienten-/Spender-Cytomegalievirus-Status positiv/positiv 20 (22%) 22 (30%) 3 (15%) positiv/negativ 26 (28%) 22 (30%) 6 (30%) negativ/positiv 9 (10%) 8 (11%) 3 (15%) negativ/negativ 35 (38%) 19 (26%) 7 (35%) Diagnose AML 49 (53%) 43 (58%) 10 (50%) CR1 14 14 2 CR2 7 10 1 Primäre Resistenz 10 9 1 Rezidiv 18 10 6 MDS 16 (17%) 5 (7%) 4 (20%) CML 27 (29%) 25 (34%) 6 (30%) Chronische Phase 1 15 18 5 Chronische Phase 2 1 2 Blastenkrise 5 3 1 Akzelerierte Phase 6 2 Patienten-/Spender- HLA Kompatibilität ein Mismatch 47 (64%) 13 (65%) mehrere Mismatchs 26 (36%) 7 (35%) Stammzellquelle BM 32 (35%) 31 (42%) 8 (40%) PB 60 (65%) 42 (58%) 12 (60%) Konditionierung TBI-basiert 24 (26%) 10 (14%) 3 (15%) Busulfan-basiert 66 (72%) 61 (84%) 17 (85%) ATG/Flu/Melph 2 (2%) 1 (1%) Cy/Eto 1 (1%) CD34+-Selektion 11 (12%) 12 (16%) 2 (10%) Median CD34+ x106/kg 5,24 (0,18-21,30) 5,9 (0,33-26,00) 4,1 (0,9-10,18) n=79 n=65 n=16 Transplantatversagen 2 (2%) 9 (12%) 2 (10%)

- 54 -

80 60 40 20 0

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

(1) HLA-Match n=86


1-2 p=0,2503 1-3 p=0,5739 1-4 p=0,5469 2-3 p=0,1773 2-4 p=0,1702 3-4 p=0,9884



HLA-Kompatibilitäts-Status und Rezidiv-Wahrscheinlichkeit

Abb.16: Kaplan-Meier-Diagramm Rezidiv-Wahrscheinlichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die einen Rezidiv entwickelt haben, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = volle HLA-Kompatibilität, grün = mindestens ein HLA-Klasse-I-Mismatch, gelb = mindestens ein HLA-Klasse-II-Mismatch, rot = mindestens ein HLA-Klasse-I- und mindestens ein HLA-Klasse-II-Mismatch

- 55 -

8060 40 20 0

1,0 ,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

< 44 Jahre n=87

p=0,0563

> 44 Jahre n=90

Alter und Rezidiv-Wahrscheinlichkeit

80 60 40 20 0

1,0 ,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

< 44 Jahre n=92

p=0,2507

> 44 Jahre n=93

Alter und therapiebezogene Sterblichkeit

Abb.18: Kaplan-Meier-Diagramm therapiebezogene Sterblichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die an allen Ursachen außer Rezidiv gestorben sind, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = Patienten jünger als 44 Jahre, rot = Patienten älter als 44 Jahre

Abb.19: Kaplan-Meier-Diagramm Rezidiv-Wahrscheinlichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die einen Rezidiv entwickelt haben, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = Patienten jünger als 44 Jahre, rot = Patienten älter als 44 Jahre

- 56 -

80 60 4020 0

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

andere n=164

p=0,6850

Geschlecht und erkrankungsfreies Überleben

Spender weibl.+ Patient männl. n=21

Abb.20: Kaplan-Meier-Diagramm erkrankungsfreies Überleben; y-Achse = Anteil der Patienten, die überlebt haben, ohne einen Rezidiv zu entwickeln, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, rot = Spender weiblich/Patient männlich, blau = alle anderen

80 60 40 200

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

andere n=164

p=0,5120

Geschlecht und therapiebezogene Sterblichkeit


Abb.21: Kaplan-Meier-Diagramm therapiebezogene Sterblichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die an allen Ursachen außer Rezidiv gestorben sind, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, rot = Spender weiblich/Patient männlich, blau = alle anderen

- 57 -

80 6040 20 0

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

andere n=159

p=0,6035

Geschlecht und Rezidiv-Wahrscheinlichkeit


Abb.22: Kaplan-Meier-Diagramm Rezidiv-Wahrscheinlichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die einen Rezidiv entwickelt haben, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, rot = Spender weiblich/Patient männlich, blau = alle anderen

- 58 -

8060 40 20 0

1,0 ,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

mit TBI n=37

p=0,7598

Myeloablative Therapie und erkrankungsfreies Überleben

mit Bu n=148

Abb.23: Kaplan-Meier-Diagramm erkrankungsfreies Überleben; y-Achse = Anteil der Patienten, die überlebt haben, ohne einen Rezidiv zu entwickeln, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = Ganzkörperbestrahlung, rot = Busulfan

Abb.24: Kaplan-Meier-Diagramm therapiebezogene Sterblichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die an allen Ursachen außer Rezidiv gestorben sind, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = Ganzkörperbestrahlung, rot = Busulfan

8060 40 20 0

1,0 ,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

mit TBI n=37

p=0,9577

mit Bu n=148

Myeloablative Therapie und therapiebezogene Sterblichkeit

- 59 -

80 60 40 20 0

1,0 ,9 ,8 ,7 ,6 ,5 ,4 ,3 ,2 ,1

0,0

Monate

mit TBI n=35

p=0,1512

Myeloablative Therapie und Rezidiv-Wahrscheinlichkeit

mit Bu n=142

Abb.25: Kaplan-Meier-Diagramm Rezidiv-Wahrscheinlichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die einen Rezidiv entwickelt haben, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = Ganzkörperbestrahlung, rot = Busulfan

- 60 -

Abb.26: Kaplan-Meier-Diagramm erkrankungsfreies Überleben; y-Achse = Anteil der Patienten, die überlebt haben, ohne einen Rezidiv zu entwickeln, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = periphere Blutstammzellen, rot = Knochenmark

Abb.27: Kaplan-Meier-Diagramm therapiebezogene Sterblichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die an allen Ursachen außer Rezidiv gestorben sind, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = periphere Blutstammzellen, rot = Knochenmark

8060 4020 0

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

PB n=114

p=0,6752

Stammzellquelle und erkrankungsfreies Überleben

KM n=71

80 60 402

0 0

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

PB n=114

p=0,8699

Stammzellquelle und therapiebezogene Sterblichkeit

KM n=71

- 61 -

8060 4020 0

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

PB n=108

p=0,8268

Stammzellquelle und Rezidiv-Wahrscheinlichkeit

KM n=69

Abb.28: Kaplan-Meier-Diagramm Rezidiv-Wahrscheinlichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die einen Rezidiv entwickelt haben, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = periphere Blutstammzellen, rot = Knochenmark

- 62 -

8060 4020 0

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

keine CD34-Sel. n=160

p=0,8427

CD34-Selektion und therapiebezogene Sterblichkeit

CD34-Selektion n=25

Abb.29: Kaplan-Meier-Diagramm erkrankungsfreies Überleben; y-Achse = Anteil der Patienten, die überlebt haben, ohne einen Rezidiv zu entwickeln, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = keine CD34-Selektion, rot = CD34-Selektion

Abb.30: Kaplan-Meier-Diagramm therapiebezogene Sterblichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die an allen Ursachen außer Rezidiv gestorben sind, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = keine CD34-Selektion, rot = CD34-Selektion

8060 4020 0

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate


p=0,4507

CD34-Selektion und erkrankungsfreies Überleben

CD34-Selektion n=25

- 63 -

Abb.31: Kaplan-Meier-Diagramm Rezidiv-Wahrscheinlichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die einen Rezidiv entwickelt haben, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = keine CD34-Selektion, rot = CD34-Selektion

8060 4020 0

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate


p=0,9090

CD34-Selektion und Rezidiv-Wahrscheinlichkeit

CD34-Selektion n=24

- 64 -

80 604020 0

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

andere n=27

p=0,3135

HLA-C-Gruppe-I-Moleküle und therapiebezogene Sterblichkeit

mit HLA C1 n=158

Abb.33: Kaplan-Meier-Diagramm therapiebezogene Sterblichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die an allen Ursachen außer Rezidiv gestorben sind, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = Patienten, die keine HLA-C-Gruppe-1-Moleküle exprimieren, rot = Patienten, die HLA-C-Gruppe-1-Moleküle exprimieren

806040 20 0

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

andere n=27

p=0,6980

HLA-C-Gruppe-I-Moleküle und erkrankungsfreies Überleben

mit HLA C1 n=158

Abb.32: Kaplan-Meier-Diagramm erkrankungsfreies Überleben; y-Achse = Anteil der Patienten, die überlebt haben, ohne einen Rezidiv zu entwickeln, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = Patienten, die keine HLA-C-Gruppe-1-Moleküle exprimieren, rot = Patienten, die HLA-C-Gruppe-1-Moleküle exprimieren

- 65 -

80 6040200

1,0

,9

,8

,7

,6

,5

,4

,3

,2

,1

0,0

Monate

andere n=26

p=0,1507

HLA-C-Gruppe-I-Moleküle und Rezidiv-Wahrscheinlichkeit

mit HLA C1 n=151

Abb.34: Kaplan-Meier-Diagramm Rezidiv-Wahrscheinlichkeit; y-Achse = Anteil der Patienten, die einen Rezidiv entwickelt haben, x-Achse = Zeit in Monaten nach Transplantation, blau = Patienten, die keine HLA-C-Gruppe-1-Moleküle exprimieren, rot = Patienten, die HLA-C-Gruppe-1-Moleküle exprimieren

- 66 -

inhibitorische KIR-Genotypen der Dresdner Spender 2DL1 2DL2 2DL3 3DL1 2DL1 2DL2 2DL3 3DL1

1 33

2 34

3 35

4 36

5 37

6 38

7 39

8 40

9 41

10 42

11 43

12 44

13 45

14 46

15 47

16 48

17 49

18 50

19 51

20 52

21 53

22 54

23 55

24 56

25 57

26 58

27 59

28 60

29 61

30 62

31 63

32 64

TRM HLA C1

p=0,3135 andere n=27 months

- 67 -

2DL1 2DL2 2DL3 3DL1 2DL1 2DL2 2DL3 3DL1 65 97 66 98 67 99 68 100 69 101 70 102 71 103 72 104 73 105 74 106 75 107 76 108 77 109 78 110 79 111 80 112 81 113 82 114 83 115 84 116 85 117 86 118 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96

Tab.4: KIR-Genotypen der 118 am IHWG HCT-KIR Project teilnehmenden Spender; grau = Gen vorhanden, weiß = Gen nicht vorhanden

- 68 -

KIR-Genotypen in der kaukasischen Bevölkerung

Tab.5: KIR-Genotypen in der kaukasischen Bevölkerung; grau = Gen vorhanden, weiß = Gen nicht vorhanden; jeder der 36 verschiedenen Genotypen ist mit einem Buchstaben / einer Buchstabenkombination kodiert Quelle: [50]

- 69 -

7. Erklärung Hiermit erkläre ich, dass ich die Dissertation selbständig verfasst und andere als

die angegebenen Hilfsmittel und Quellen nicht benutzt habe. Wissenschaftlich

betreut bei der Anfertigung der Dissertation wurde ich von Herrn Prof. Dr. med.

Karl-Heinz Frank aus dem Institut für Immunologie der Medizinischen Fakultät

Carl Gustav Carus der Technischen Universität Dresden. Ich habe die

Dissertation in dieser oder ähnlicher Form an keiner anderen Stelle zum Zwecke

eines Promotions- oder anderen Prüfungsverfahrens eingereicht.

gez.:

Hilmar Martin

- 70 -

8. Danksagung Für die Überlassung des Themas der Doktorarbeit sowie die stete

Diskussionsbereitschaft möchte ich mich ganz herzlich bei meinem Doktorvater

Herrn Prof. Dr. med. Karl-Heinz Frank aus dem Institut für Immunologie

bedanken. Des weiteren gilt mein Dank Herrn Prof. Dr. med. Martin Bornhäuser

aus der Medizinischen Klinik I., der mich sehr engagiert bei der klinischen

Fragestellung unterstützt hat und Frau Catrin Theuser, ebenso aus der

Medizinischen Klinik I, für die geduldige Hilfe bei der statistischen Auswertung.

Außerdem möchte ich Frau Dr. rer. nat. Monika Füssel aus dem Institut für

Immunologie für ihre Unterstützung bei der Erhebung der immunologischen Daten

danken.

- 71 -

9. Lebenslauf Persönliche Daten Vorname Hilmar Name Martin Adresse Rudolf-Leonhard-Str. 21 01097 Dresden Telefon 0351 / 5633834 Mobiltelefon 0177 / 8030579 eMail [email protected] Geburtsdatum 03.05.1979 Geburtsort Braunschweig Staatsangehörigkeit deutsch Familienstand ledig Schulische und universitäre Ausbildung 1986 - 1990 Grundschule Isoldeschule Braunschweig 1990 - 1998 Carl-Jacob-Burckhardt-Gymnasium Lübeck Abschluss: Abitur 07/98 - 07/99 Zivildienst an der Medizinischen Universität zu Lübeck 10/99 - 09/01 Medizinische Universität zu Lübeck Vorklinik, Physikum 09/01 Pflegepraktikum Marienkrankenhaus Lübeck 03/00 Pflegepraktikum Städt. Kkhs. Süd Lübeck 08/00 ab 10/01 Medizinische Fakultät Carl-Gustav-Carus der Technischen Universität

Dresden 1. Staatsexamen 09/02 2. Staatsexamen 09/04 Famulatur und Sonstiges ab 08/00 studentische Aushilfstätigkeit in den Semesterferien im Städtischen

Krankenhaus Süd Lübeck 2/01- 04/01 Famulatur im Zentrum für Chirurgie des Städtischen Krankenhauses

Süd Lübeck 02/02 - 03/02 Famulatur in der Praxis für Kinderheilkunde/Kinderkardiologie Bethge

Lübeck 07/03 – 08/03 Famulatur in der Medizinischen Klinik des Städtischen Krankenhauses

Dresden-Neustadt (Kardiologie und Angiologie) 08/03 – 09/03 Famulatur in der Klinik für Anästhesiologie und Intensivtherapie des

Städtischen Krankenhauses Dresden-Friedrichstadt 10/04 – 02/05 erstes Tertial Praktisches Jahr in der Inneren Klinik der

Elblandkliniken Meißen

mailto:[email protected]

evaluation von kir-liganden inkompatibilität bei...

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