Analyse zellulärer Immunreaktionen nach Gabe von Aprotinin bei Patienten mit Herzoperationen

Abstract

Aprotinin wird sowohl in systemischer Applikationsform als auch lokal als Bestandteil von Fibrinklebern zur perioperativen Blutungsverringerung angewendet. Als Fremdantigen kann es das Immunsystem sensibilisieren und bei Reexposition anaphylaktische Nebenwirkungen verursachen. Die vorliegende Arbeit sollte die zelluläre Immunreaktion bei Patienten untersuchen, die Aprotinin erst- und einmalig in systemischer, lokaler oder kombinierter Applikationsform erhielten. Es wurde die Proliferation der aus peripherem Patientenblut gewonnenen Lymphozyten mit dem Antigen Aprotinin im Lymphozytenproliferationstest (LTT) bestimmt, und zwar vor Exposition sowie eine, vier und zwölf Wochen nach Exposition. Desweiteren wurden die Zytokine IL-1, IL-6, TNF-a, IL-4, IL-5, IL10, IL-12, g-IFN und GM-CSF in den Überständen der Lymphozytenkulturen und in den Patientenseren mittels ELISA sowie die Expression der Zytokin mRNA in den Lymphozyten mittels PCR bestimmt. Die Lymphozytenproliferation zeigte unabhängig vom Applikationsmodus in allen drei Gruppen beginnend 4 Wochen nach Exposition eine Sensibilisierung des Immunsystems. Die Zytokinspiegel in Überständen in Aprotininstimulierten Lymphozyten nach ein- und erstmaliger Gabe veränderten sich in den drei Gruppen im Verlauf nicht signifikant, IL-6 und IL-10 wurden allerdings auffällig häufig produziert. Eine eindeutige Zuordnung der Immunantwort zu Typ1- bzw. Typ2-Reaktion ließ sich nicht nachweisen. In Einzelfällen scheint Aprotinin aber Typ2-Reaktionen (IL-5) zu stimulieren. Die Zytokine in den Patientenseren zeigten keine wesentlichen Veränderungen. Diese Daten zeigen, daß Aprotinin immunkompetente Zellen und insbesondere TH1/Typ1- bzw. TH2/Typ2-Reaktionen in der Gesamtheit nicht signifikant beeinflußt, aber in Einzelfällen eine TH2-Antwort induzieren kann. Dazu würde passen, daß zwar gelegentlich Nebenwirkungsreaktionen in Form von anaphylaktischen Reaktionen auftreten, diese jedoch im Hinblick auf die häufige Applikation von Aprotinin doch sehr selten sind. Dennoch sollte, wie bereits von anderen Autoren gefordert, eine eventuelle frühere Aprotiningabe sorgfältig evaluiert werden. Eine mögliche Reexposition sollte nur unter strenger Indikationsstellung und unter Anaphylaxieprophylaxe erfolgen.

Aprotinin, a well-known protease-inhibitor, is applied systemically and locally as fibrin sealant to decrease peri-operative bleeding. As foreign antigen it can sensitize the immune system and cause anaphylactic reactions. Therefore, the present study was designed to examine the cellular immune reaction in patients having received Aprotinin for the first time and uniquely either systemically, locally or both. The lymphocyte proliferation in response to the antigen Aprotinin was determined in the lymphocyte transformation test (LTT) before as well as one, four and twelve weeks after exposition. Furthermore, the production of the cytokines IL-1, IL-6, TNF-a, IL-4, IL-5, IL-10, IL-12, g-IFN and GM-CSF in lymphocyte culture and in patients' sera was determined on protein level by ELISA as well as on mRNA level by RT-PCR. Lymphocyte proliferation showed independently of the application mode in all three groups (Aprotinin application locally, systemically or both) a sensitization of the immune system beginning four weeks after exposition. The cytokine levels in culture supernatants of aprotinin-stimulated lymphocytes after the first and unique application did not show significant alterations. However, IL-6 and IL-10 were remarkably frequently produced. A clear subclassification of the immune response into Th1/type1- and /or Th2/type2-reaction on the basis of the cytokine patterns could not be done. However, in individual cases Aprotinin preferentially seemed to induce type2-reactions which could be seen at the increased IL-5 production. The cytokines in the patients' sera did not show any substantial changes. These data indicate that Aprotinin does not significantly affect immune-competent cells and in particular Th1/type1 and/or Th2/type2- reactions. However, in individual cases a Th2/type2-reaction can be induced, an observation which goes in line with the fact that some but very few patients show occasional side effects in form of anaphylactic reactions. Nevertheless, in view of the broad and frequent applications of Aprotinin these side effects are very rare. Yet, the earlier exposition to Aprotinin, as already demanded by other authers, should be evaluated carefully. A possible reexposition should take place under strict observation and accompanied by prophylactic means against anaphylactic reactions.