Nierentransplantation - Analyse prognostisch relevanter Parameter unter besonderer Berücksichtigung plasmazellreicher Abstoßungsprozesse; Morphologische und molekularbiologische Untersuchungen, sowie klinisch-morphologische Korrelationen

Abstract

In dieser Analyse an Nierenbiopsien und Explantaten wird zur Morphologie, Klinik, klinisch-morphologischer Korrelationen, Prognose und Pathogenese plasmazellreicher Abstoßungsreaktionen (P+) Stellung genommen. Die Erhebung der Daten erfolgte an Präparaten aus dem Nierenregister des Institutes für Pathologie, Tübingen, die von 1985-98 eingegangen sind. Insgesamt wurde der Verlauf von 109 Patienten mit 356 Biopsien und 42 Explantaten ausgewertet. Das Gesamt-kollektiv wurde zur repräsentativen Analyse in zwei Gruppen (P+ [53 Patienten] vs. nicht-plasmazellreich (P-)[56 Pat.]) und jeweils 2 Untergruppen (akute, PA+ [27 Pat.]; chronische, PC+ [26 Pat.]; akute, PA- [30 Pat.]; chronische, PC- [26 Pat.]) gegliedert. Um gleiche Verhältnisse bei der Analyse zu gewährleisten, wurden die Kollektive nach Anzahl der Abstoßungsreaktionen, Geschlecht und Alter der Patienten sowie nach Anzahl der Biopsien parallelisiert. Um eine Biopsie als plasmazellreich zu definieren, wur-den die interstitiellen Infiltrate von 10 zufällig gewählten Gesichtfeldern mittels Morpho-metrie bestimmt und der durchschnittliche Plasmazellgehalt ermittelt. Bei einem prozen-tualen Anteil >20 % wurde die Biopsie als plasmazellreich gewertet. In der morphologischen Auswertung aller histologischen Präparate zeigte sich in 23% der Fälle neben der obligaten interstitiellen Abstoßung (IAR) zusätzlich eine vaskuläre Abstoßungsreaktion (VAR) sowie in 20% eine Transplantatglomerulopathie (TGP). Betrachtet man die Häufigkeit der VAR und der TGP auf den Patienten bezogen, liegt der Prozentsatz natürlich höher. So konnte bei 47% der Patienten des Gesamtkollektives eine VAR diagnostiziert werden, für die TGP lies sich eine Häufigkeit von 37% bestim-men. Das gleichzeitige Auftreten einer VAR und TGP oder die Entwicklung dieser bei-den Abstoßungsphänomene im weiteren Krankheitsverlauf konnte in 25% aller Patien-ten beobachtet werden. Bei 59% der Patienten mit P+ war eine VAR und/oder TGP signifikant häufiger diagnostizierbar als bei Patienten mit P-. Bei der Analyse klinischer Daten wurde das Alter und Geschlecht des Empfän-gers/Spenders, das HLA-Matching, Titer panel-reaktiver Antikörper, die Kaltischämiezeit sowie die Anzahl intra- und postoperativer Bluttransfusionen ausgewertet, wobei zwischen dem PA+ und PA- keine signifikanten Unterschiede zu ermitteln waren. Bei der Bestimmung potentiell relevanter prognostischer Parameter für die Transplantatüberlebensprognose wurden neben dem Plasmazellreichtum an sich folgende Fakto-ren untersucht: VAR ± TGP, Grunderkrankung, Alter, Geschlecht und CMV-Status des Empfängers/Spenders, Blutdruck des Spenders bei NTx, das HLA-Matching, intraopera-tive Anzahl der Bluttransfusionen, Kaltischämiezeit, sowie die Titer panel-reaktiver Antikörper vor, unmittelbar nach NTx und im weiteren Beobachtungsverlauf. Patienten mit P+ haben eine signifikant schlechtere Transplantatüberlebensprognose [Chi2: p=0.0024], wobei dies bei detaillierterer Betrachtung nicht für akute PA+ [Chi2: p=0.5636], sondern nur für chronisch PC+ [Chi2: p=0.0148] gilt. Daneben konnten eine VAR [Chi2: p<0.0001], eine TGP [Chi2: p=0.0002], 10+ Bluttransfusionen intra-/postoperativ, ein maximaler Titer panel-reaktiver Antikörper nach NTx über 33% [Chi2: p=0.04] als weitere signifikante Einflussgrößen einer ungünstigen Prognose ermittelt werden. Wie die multivariate Analyse verdeutlicht, muss die prognostische Relevanz plas-mazellreicher Infiltrate auf die signifikant häufigere Assoziation mit einer VAR zurückgeführt werden. Dies bedeutet, dass der Plasmazellreichtum einer IAR zwar nicht als eigenständiger unabhängiger prognostischer Parameter angesehen werden kann, jedoch, durch die hochsignifikante Assoziation mit einer VAR indessen als Indikator und damit als indirekter Prädiktor zu werten ist. Um die Frage einer etwaigen pathogenetischen Bedeutung von Herpes-Viren in der Entwicklung plasmazellreicher Abstoßungsprozesse zu beantworten, wurden molekular-biologische Untersuchungen zum Nachweis von Herpes-Virus-Genom (EBV, CMV, HSV-1, HSV-2, HHV-6) durchgeführt. In den Untersuchungen konnte für keinen Virustyp ein signifikanter Unterschied zwischen P+ und P- hinsichtlich einer stattgefundenen Infektion demonstriert werden. Im Hinblick auf die Pathogenese plasmazellreicher Abstoßungsprozesse muß von einem Wechsel der Immunantwort hin zu einem B-Zell-abhängigen Mechanismus ausgegangen werden, d.h. von einem Shift einer Th1- nach Th2-Immunantwort, inklusive einer Änderung des Zytokinprofils. Dieser Shift scheint jedoch nicht durch Herpesviren indu-ziert zu sein. Möglicherweise ist dafür die vermehrte Expression des inducible costimula-tors (ICOS) auf T-Zellen verantwortlich. Aktuelle experimentelle Untersuchungen zeigen, daß bei diesem „alternativen“ Aktivierungweg neben Th1-, vor allem Th2-Lymphozyten stimuliert werden, was über die Freisetzung von IL-4 und IL-10 zu einer Stimulation und zu einer Differenzierung der B-Zellen zu Plasmazellen führt.

In this analysis of renal biopsies and explants the morphology, the clinics and clinico-morpholocical correlations as well as the prognosis and the pathogenesis of plasma cell rich rejection processes (P+) are evaluated. The data of renal specimens of the renal registry at the institute of pathology of Tuebingen registered between 1985-1998 was evaluated. A total of 109 patients with 356 renal biopsies and 42 explants were analysed. The whole group of patients were stratified in 2 groups (P+ [53 patients] vs. non-rich in plasma cell rejection processes (P-)[56 pat.]) and divided furthermore in groups of acute, PA+ [27 pat.], chronic, PC+ [26 pat.]; acute, PA-[30 pat.] and chronic PC- [26 pat.] cases. These groups were furthermore parallelized in regard to the amount of rejection processes and biopsies, as well as age and sex of the patients to guarantee equal circumstances for evaluation. To define a biopsy as rich in plasma cells, the interstitial infiltration of 10 randomly selected fields were counted via morphometric methods and the average level of plasma cells was calculated. If 20% or more of the infiltrates were plasma cells the biopsy was considered as rich in plasma cells. In the morphometrical evaluation, 23% of all histological specimens showed a vascular rejection (VR) beside of the obligate interstitial rejection processes. In 20% of the specimens a transplantatglomerulopathy (TGP) was present. Referring to the individual patient the incidence of VR and TGP was increased, of course. Therefore, in 47% of all patients a VR could be diagnosed, whereas 37% developed a TGP during the observation period. The parallel or serial manifestation of VR and TGP could be evaluated in 25% of all patients. In 59% of P+ cases a VR±TGP was diagnosed significantly more often than in comparison to cases with P-. The analysis of the clinical data (age and sex of donor and recipient, HLA-mismatch, level of panel-reactive antibodies, cold ischemia time, number of blood bottles applied intra- and postoperative) revealed no differences between P+ and P-. Concerning potential prognostic relevant parameters for transplant survival the occurrence of VR±TGP, original disease, age, gender and CMV-status of donor/recipient, blood pressure of the donor at the time of transplantation, HLA-mismatch, number of blood bottles intra- and postoperative, cold ischemia as well as levels of panel reactive antibodies before and immediately after NTX and during the observation time were ana-lysed beside the appearance of plasma cell infiltrates. Patients with P+ do have a significantly worse prognosis [Chi2: p=0.0024], whereas, in detail, this significance does not apply to PA+ [Chi2: p=0.5636], but for PC+ [Chi2: p=0.0148]. Beside these factors, a VR [Chi2: p<0.0001], TGP [Chi2: p=0.0002], 10+ blood bottles intra-/postoperative [Chi2: p=0.04], max. level of panel reactive antibodies after NTx > 33 % [Chi2: p<0.05] could be identified as significant parameters for a worse prognosis. However, as multivariate analysis demonstrates, this potential prognostic relevance of plasma cell rich rejection processes must be reduced to the parallel manifestation of VR. This means, plasma cell rich rejection processes could not be considered as an independent prognostic factor, but – due to the highly significant association with VR – as an indicator and predictor of a worse prognosis. To evaluate a potential involvement of herpes viruses in the pathogenesis of P+, mo-lecular based analysis were performed to prove genomes of EBV, CMV, HSV-1, HSV-2 and HHV-6. Regarding the results of these analyses, no difference could be detected between P+ and P- for all virus species. Concerning the pathogenesis of plasma cell rich rejection processes, a change to hu-moral, B-cell dependant immune mechanisms must be discussed, in terms a shift from Th1 to Th2 immune response, including a chance in the cytokine profile. But this change seems not to be triggered by herpes viruses. Possibly, the augmented expression of the inducible costimulators (ICOS) of T-cells is involved. Current experimental evaluations indicate that this “alternative” way of T-cell-activation, doesn’t stimulate Th1-cells on its own, but also Th2-lymphocytes, which in terms stimulates - via the release of interleukin-4 and interleukin-10 – B-cells and support their differentiation to plasma cells.