Eine Lungen- oder Herz-Lungen-Transplantation ist eine Option für Patienten mit respiratorischer Insuffizienz und dem Risiko, trotz optimaler medizinischer Behandlung zu sterben. (Siehe auch Übersicht Transplantation.)
Die häufigsten Indikationen für eine Lungentransplantation sind
Primäre pulmonale Hypertonie
Weniger häufige Indikationen sind andere interstitielle Lungenkrankheiten (z. B. Sarkoidose), Bronchiektasen und kongenitale Herzkrankheiten.
Die Transplantation eines oder beider Lungenflügel ist für die meisten Lungenkrankheiten ohne kardiale Beteiligung gleichermaßen geeignet; eine Ausnahme bilden chronisch diffuse Infektionen (z. B. Bronchiektasen); in diesem Fall ist die doppelseitige Transplantation am besten.
Indikationen für die Herz-Lungen-Transplantation sind
Jede Erkrankung der Lunge mit schwerer ventrikulärer Dysfunktion ist wahrscheinlich irreversibel
Das Cor pulmonale geht oft allein nach einer Lungentransplantation zurück und ist daher selten eine Indikation für eine Herz-Lungen-Transplantation.
Relative Kontraindikationen:
Alter (Empfänger einer einzelnen Lunge müssen < 65 Jahre alt sein; Empfänger einer doppelten Lunge < 60 Jahre und Empfänger einer Herz-Lunge < 55 Jahre)
Aktueller Zigarettenkonsum
Frühere Thoraxoperationen
An manchen Kliniken und für einige Patienten mit zystischer Fibrose stellen relative Kontraindikationen auch Lungeninfektionen mit resistenten Stämmen von Burkholderia cepacia dar, wodurch die Mortalitätsrate beträchtlich steigt.
Transplantationen eines einzelnen oder beider Lungenflügel werden gleich häufig und mindestens achtmal häufiger als Herz-Lungen-Transplantationen durchgeführt.
Lungenspender
Nahezu alle Lungenspenden stammen von hirntoten (verstorbenen) Spendern mit noch bestehender Herzfunktion.
Transplantate von herztoten Spendern, im Englischen donation-after-cardiac-death (DCD) genannt, werden zunehmend eingesetzt, da Lungen von besser geeigneten Spender fehlen.
Transplantationen ausgewachsener Lungenflügel von lebenden Spendern (in der Regel eine Eltern-Kind-Transplantation) werden selten durchgeführt, nämlich dann, wenn Leichenorgane nicht zur Verfügung stehen.
Die Geber müssen < 65 sein, dürfen nie geraucht haben und es darf keine aktive Lungenerkrankung nachgewiesen werden:
Oxygenation: PaO2/FiO2 (Fraktionierte inspirierte O2) > 250 bis 300, mit Pao2 in mmHg und FiO2 in Dezimalbereich (z. B. 0,5)
Lungencompliance: Höchster Inspirationsdruck < 30 cm H2O bei Atemvolumen (VT) 15 ml/kg und positive endexspiratorischen Druck = 5 cm H2O
Äußeres Aussehen: mit Bronchoskopie
Für Spender und Empfänger sind eine anatomische (durch Thoraxaufnahmen) und physiologische Größenanpassung (totale Lungenkapazität) oder beides erforderlich.
Herzspender
Fast alle Spenderherzen stammen von hirntoten Spendern, die gewöhnlich < 60 Jahre alt sein müssen, eine normale Herzfunktion hatten und keine koronare Herzkrnakheit oder andere Herzkrankheiten in der Vorgeschichte. Spender und Empfänger müssen eine kompatible ABO-Blutgruppe haben, und die richtige Herzgröße ist entscheidend. In Versuchen wurde erfolgreich ein In-vitro-Pumpsystem eingesetzt, das den Zellstoffwechsel im Spenderherz verändert, um die explantierten Herzen während des Transports zu erhalten und so die Lebensfähigkeit des Transplantats > 4 bis 6 Stunden zu verlängern und die Herzfunktion nach der Reperfusion erheblich zu verbessern. In jüngster Zeit wurden einige wenige Verfahren mit Transplantaten von Spendern nach dem Herztod durchgeführt; diese Transplantate werden alle mit der In-vitro-Pumpe vor der Implantation hergestellt.
Zeitpunkt für eine Transplantationsempfehlung
Zeitpunkt der Überweisung zur Transplantation sollte durch Faktoren bestimmt werden wie
Grad der obstruktiven Defekt: Forced exspiratorische Volumen in 1 s (FEV1) < 25 bis 30% des Sollwertes bei Patienten mit chronischer obstruktiver Lungenerkrankung, Alpha-1-Antitrypsin-Mangel, oder Mukoviszidose
PaO2 < 55 mmHg
PaCO2 > 50 mmHg
Druck im rechten Vorhof > 10 mmHg und systolischen Druck > 50 mmHg bei Patienten mit primärer pulmonaler Hypertonie
Progressionsrate der klinischen, radiologischen oder physiologischen Krankheit
Vorgehensweise
Der Spender wird zunächst mit Antikoagulanzien behandelt. Anschließend werden die Lungen über die Pulmonalarterien mit einer kalten, kristalloiden, Prostaglandine enthaltenden Aufbewahrungslösung perfundiert. Die Spenderorgane werden mit einer eiskalten Salzlösung in situ oder über einen kardiopulmonalen Bypass gekühlt und entfernt. Häufig werden prophylaktisch Antibiotika verabreicht.
Einzelne Lungentransplantation
Für die Transplantation eines einzelnen Lungenflügels wird eine posterolaterale Thorakotomie durchgeführt. Die ursprüngliche Lunge wird entfernt; Bronchus, Pulmonalarterie und Pulmonalvenen der Spenderlunge werden mit den entsprechenden Manschetten anastomosiert. Der Heilungsprozess bronchialer Anastomosen wird durch Intussuszeption oder ein Umwickeln mit Omentum oder Perikard gefördert.
Die Vorteile der Transplantation eines einzelnen Lungenflügels liegen in einer einfacheren Operation, dem Vermeiden von kardiopulmonalem Bypass und systemischer Antikoagulation (in der Regel), mehr Flexibilität bei der Größenanpassung und in der Verfügbarkeit der kontralateralen Lunge vom gleichen Spender für einen anderen Empfänger.
Die Nachteile liegen in der Möglichkeit, nicht übereinstimmender Ventilation/Perfusion zwischen nativen und transplantierten Lungen und möglicherweise in schlechter Heilung der einzelnen bronchialen Anastomosen.
Doppelte Lungentransplantation
Bei der doppelseitigen Transplantation ist eine Sternotomie oder eine vordere transversale Thorakotomie erforderlich; das Verfahren gleicht zwei aufeinanderfolgender Transplantationen einzelner Lungenflügel.
Der Hauptvorteil ist die vollständige Entfernung des erkrankten Lungengewebes beim Empfänger.
Von Nachteil ist die schlechte Heilung der trachealen Anastomosen.
Herz-Lungentransplantation
Für eine Herz-Lungen-Transplantation muss eine mediane Sternotomie mit kardiopulmonalem Bypass durchgeführt werden. Aorten-, rechtsatriale und Trachealanastomosen sind erforderlich, wobei die Trachea unmittelbar über der Bifurkation anastomosiert wird.
Die wesentlichen Vorteile liegen in einer verbesserten Funktion des Transplantats und in einem unabhängigeren Heilungsprozess der trachealen Anastomosen aufgrund koronar-bronchialer Kollateralen innerhalb des Herz-Lungen-Blocks.
Als nachteilig erweisen sich die lange Operationsdauer mit dem Erfordernis eines kardiopulmonalen Bypasses, die Notwendigkeit einer sehr genauen Größenanpassung und der Bedarf von drei Spenderorganen für einen Empfänger.
Immunsuppression
Ein häufiges 3-Arzneimittel-Schema zur Posttransplantations-Immunsuppression kombiniert
A Calcineurininhibitoren (Cyclosporin oder Tacrolimus)
Ein Purinstoffwechsel-Inhibitor (Azathioprin oder Mycophenolat)
Methylprednisolon oder ein anderes Kortikostreoid
Zuerst werden den Patienten präoperativ hohe Dosen verabreicht; Methylprednisolon IV wird oft intraoperativ gegeben vor der erneuten Perfusion der transplantierten Lunge. Niedrigere Dosen werden zur Aufrechterhaltung danach gegeben (siehe Tabelle Immunsuppressiva zur Behandlung einer Transplantatabstoßung).
Antithymozytenglobulin (ATG) oder Alemtuzumab werden oft als Induktionstherapie gegeben. Diese Medikamente können auch immunsuppressive Therapie nach der Transplantation minimieren. Häufig ist eine Tacrolimus-Monotherapie für die Erhaltungstherapie ausreichend, wenn eine Induktionstherapie durchgeführt wird.
Der Verzicht auf Kortikosteroide fördert die Heilung der bronchialen Anastomosen; sie werden durch höhere Dosen anderer Medikamente (z. B. Ciclosporin, Azathioprin) ersetzt. Die Behandlung mit Immunsuppressiva wird für unbestimmte Zeit fortgesetzt.
Komplikationen der Lunge und Herz-Lung-Transplantation
(Siehe auch Posttransplantationskomplikationen.)
Abstoßung
Trotz immunsuppressiver Therapie kommt es bei den meisten Patienten zu Abstoßungsreaktionen. Die Symptome der hyperakuten, akuten und chronischen Form sind ähnlich und äußern sich als Fieber, Dyspnoe, Husten, verminderte SaO2 (arterielle O2-Sättigung) und ein um > 10–15% vermindertes FEV1 (siehe Tabelle Manifestationen der Lungentransplantatabstoßung nach Kategorie).
Eine hyperakute Abstoßungskrise muss von einer frühen Transplantatdysfunktion unterschieden werden, die auf ischämische Schäden während der Transplantationsoperation zurückgeht. Eine akute Abstoßungskrise muss von einer Infektion unterschieden werden. Interstitielle Infiltrate, die auf einer Thorax-Röntgenaufnahme gesehen werden, ist typisch bei Patienten mit beschleunigter oder akuter Abstoßung. Die Abstoßung wird in der Regel durch Bronchoskopie diagnostiziert, einschließlich der bronchoskopischen transbronchialen Biopsie. Wenn eine Abstoßung aufgetreten ist, zeigt die Biopsie eine perivaskuläre lymphozytäre Infiltration in den kleinen Gefäßen; neutrophile Granulozyten in alveolärem Infiltrat und Infektionserreger lassen eine Infektion vermuten. Die IV-Gabe von Kortikosteroiden ist in der Regel bei hyperakuter, beschleunigter oder akuter Abstoßung wirksam. Die Therapie ist bei rezidivierenden oder resistenten Fällen unterschiedlich und besteht in erhöhten Kortikosteroiddosen, Ciclosporin in Aerolsolform und ATG.
Eine chronische Abstoßungsreaktion (nach > 1 Jahr) tritt bei bis zu 50% der Patienten auf; sie manifestiert sich in Form einer Bronchiolitis obliterans oder seltener, einer Atherosklerose. Eine akute Abstoßungsreaktion kann das Risiko einer chronischen Abstoßung erhöhen. Patienten mit obliterativer Bronchiolitis zeigen Husten, Dyspnoe und einen verminderten FEF25-75% (forcierter exspiratorischer Fluss während der Exspiration von 25 bis 75% der forcierten Vitalkapazität) oder ein vermindertes forciertes exspiratorisches Volumen in 1 Sekunde (FEV1), mit oder ohne physische und radiologische Erscheinungen Zur Differenzialdiagnose gehört die Pneumonie. Die Diagnosestellung erfolgt in der Regel durch bronchoskopische Biopsie. Es gibt keine wirksame Behandlung, eine Option sind aber Kortikosteroide, ATG, die Inhalation von Ciclosporin und die Re-Transplantation.
Manifestationen der Lungentransplantatabstoßung nach Kategorie
Ablehnungskategorie | Manifestationen |
|---|---|
Hyperakut | Schlechte Sauerstoffversorgung, Fieber, Husten, Atemnot, verminderte FEV1 |
Beschleunigt | Schlechte Sauerstoffversorgung, Fieber, Husten, Dyspnoe, im Röntgenbild: Brustinfiltrate, verringerte FEV1 |
Akuttherapie | Gleich wie bei beschleunigter Interstitielle perivaskuläres Infiltrat (nachgewiesen durch transbronchiale Biopsie) |
Chronisch | Bronchiolitis obliterans, Husten, Dyspnoe |
FEV1 = forciertes exspiratorisches Volumen in 1 s. | |
Chirurgische Komplikationen
Die häufigsten Spätkomplikationen von Operationen sind
Schlechte Heilung der Bronchial- oder Luftröhren-Anastomose (durch Luft im Mediastinum oder Pneumothorax diagnostiziert).
Infektion
Bis zu 20% der Empfänger eines einzelnen Lungenflügels entwickeln eine Bronchialstenose, die zu Atemgeräuschen und Atemwegsobstruktionen führt; sie ist durch Dilatation oder Einsetzen eines Stents behandelbar.
Weitere chirurgische Komplikationen sind Heiserkeit und Zwerchfellparese, verursacht durch eine Schädigung des N. laryngens recurrens oder von Zwerchfellnerven; gastrointestinale Dysmotilität, hervorgerufen durch Schädigung des den Thorax innervierenden N. vagus und Pneumothorax. Bei einigen Patienten kommt es aufgrund der Leitungsänderungen, die durch die Naht zwischen Pulmonalvene und Atrium entstehen, zu supraventrikulären Arrhythmien.
Prognose für Lunge und Herz-Lunge-Transplantation
Überlebensraten der Patienten
Nach 1 Jahr: 84% der Patienten mit einer Lebendspende und 83% mit einer Leichenspende
Nach 5 Jahren: 34% der Patienten mit einer Lebendspende und 46% mit einer Leichenspende
Patienten mit primärer pulmonaler Hypertonie, idiopathischer Lungenfibrose oder Sarkoidose haben eine höhere Mortalität als jene mit chronischer Atemwegsobstruktion oder Alpha-1-Antitrypsinmangel. Transplantationen eines Lungenflügels gehen mit einer höheren Mortalität einher als doppelseitige Transplantationen.
Die häufigsten Todesursachen
Innerhalb 1 Monats: Primäres Versagen des Spenderorgans, Ischämie und Reperfusion sowie Infektionen (z. B. Lungenentzündung) ohne Cytomegalovirus
Zwischen 1 Monat und 1 Jahr: Infektion
Nach 1 Jahr: Bronchiolitis obliterans
Zu den Risikofaktoren, die die Sterblichkeit erhöhen, zählen inkompatible Zytomegalieviren (positiver Spender, negativer Empfänger), inkompatibles humanes Leukozytenantigen (humanes Leukozytenantigen-DR), Diabetes und ein früherer Bedarf an maschineller Beatmung oder inotroper Unterstützung.
In Ausnahmefällen kehrt die ursprüngliche Störung, besonders einige interstitielle Lungenerkrankungen, wieder. Ein solches Wiederauftreten beeinträchtigt die Leistungsfähigkeit des Trainings aufgrund einer hyperventilatorischen Reaktion leicht.
Die Gesamtüberlebensrate bei einer Herz-Lungen-Transplantation liegt nach 1 Jahr bei ~80% sowohl für Patienten als auch Transplantate.