Alterationen der immunologischen Antwort im Rahmen des eskalierenden SIRS nach kardiopulmonalem Bypass unter Berücksichtigung ihrer prognostischen Wertigkeit

Abstract

Bei der Untersuchung der Pathophysiologie des Systemic Inflammatory Response Syndrome´s (SIRS) sind die Patienten nach herzchirurgischen Eingriffen unter extrakorporaler Zirkulation eine geeignete Patientenklientel, da sie postoperativ regelhaft die nötigen Kriterien nach der ACCP- und SCCM-Definition des SIRS erfüllen. Deshalb haben wir in der vorliegenden Studie männliche Patienten zwischen 50 und 75 Jahren nach elektiver Koronararterienbypassoperation unter extrakorporaler Zirkulation immunologisch untersucht. Mittels des angewendeten APACHE II Scores konnten wir am ersten postoperativen Tag Patienten mit guter Prognose (Kontrollgruppe) von ´high-risk´- Patienten mit einem Mortalitätsrisiko von ca. 76% (SIRS-Gruppe) unterscheiden und einem Vergleich hinsichtlich der inflammatorischen Reaktion zugänglich machen. Die Kontrollgruppe hatte 15 Patienten, die SIRS-Gruppe umfasste 10 Patienten. Bei vergleichbarer Narkoseführung wurde bei den Patienten eine standardisierte elektive Myokardrevaskularisierung unter extrakorporaler Zirkulation bei milder Hypothermie durchgeführt. Jeweils am Morgen der ersten vier postoperativen Tage wurden den Patienten aus arteriellen Kanülen Blutproben entnommen auf folgende Parameter hin untersucht: Zytokine (IL-2, IL-6, IL-8, IL-10, TGF beta-1), Adhäsionsmoleküle (sICAM-1), Entzündungs-marker (Procalcitonin, CRP), Verteilung der Lymphozytensubpopulationen (T-Lymphozyten, aktivierte T-Lymphozyten, T-Helferzellen, frühaktivierte T-Helferzellen, zytotoxische-Supressor-T-Zellen, frühaktivierte zytotoxische-Supressor-T-Zellen, natürliche Killerzellen, B-Lymphozyten). Die Ergebnisse der Zytokinuntersuchungen waren für die Kontrollgruppe durchaus mit der vorhandenen Literatur vereinbar. Wir konnten darüber hinaus zum ersten Mal zeigen, dass Patienten mit schwerem SIRS nach CPB signifikant höhere Spiegel von pro-inflammatorischen Zytokinen (IL-2, IL-6, IL-8) vorweisen. Bei den anti-inflammatorischen Mediatoren zeigte sich eine ähnlichen Tendenz: Für IL-10 konnten höhere Konzentrationen ohne Signifikanz, für TGF beta-1 signifikant höhere Spiegel bei der SIRS-Gruppe beobachtet werden. Ein weiterer Hinweis auf eine verstärkte Aktivierung der pro-inflammatorischen Komponente im Rahmen des schweren SIRS nach CPB wurde bei der Untersuchung des Adhäsionsmoleküls ICAM-1 gefunden: Die sICAM-1 Plasmakonzentrationen der SIRS-Gruppe waren zu allen Messzeitpunkten signifikant erhöht. Gemäss den Ergebnissen dieser Studie scheint mit Procalcitonin ein Entzündungsmarker mit herausragender prognostischer Wertigkeit zur Verfügung zu stehen. Die Plasmaspiegel dieses Parameters unterschieden sich nicht nur beim Vergleich der SIRS-Gruppe mit der Kontrollgruppe zu allen Messzeitpunkten signifikant, sondern auch beim Vergleich innerhalb der SIRS-Gruppe zwischen perioperativ verstorbenen und überlebenden Patienten. Bei den Untersuchungen der zellulären Parameter fand man bei der Kontrollgruppe mit der Literatur übereinstimmende Veränderungen der Lymphozytenpopulationen. Es kam früh-postoperativ initial zu einer v.a. durch Reduktion der Anteile der T-Helferzellen ausgelösten Verringerung der Anteile der T-Lymphozyten mit nachfolgender Normalisierungstendenz. Diese u.a. zur Reduktion der T4/T8-Ratio führende Veränderung wird allgemein als Ausdruck einer Immunkompromittierung angesehen. Wir erhoben in dieser Studie jedoch dieser Annahme widersprechende Befunde: Es zeigten sich Veränderungen bei den T-Zellen, die auf eine höhere T4/T8-Ratio der SIRS-Gruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe hinweisen. Zudem wurden in der SIRS-Gruppe signifikant erhöhte Anteile frühaktivierter T-Helferzellen gefunden. Bei den aktivierten T-Lymphozyten, den T-Helferzellen, den frühaktivierten zytotoxischen-Suppressorzellen sowie den NK-Zellen zeigten sich zwischen den Patientengruppen keine Unterschiede. Für die B-Lymphozyten wurde in der SIRS-Gruppe ab dem zweiten postoperativen Tag signifikant höhere Anteile gemessen. Die Veränderungen bei Anteilen der Lymphozytenpopulationen deuten wir als eine adaptive pathophysiologische Reaktion auf den vorliegenden Insult (Operation, CPB, etc.), welche nicht ohne weiteres als immunsupprimierter Zustand zu werten ist. Bislang konnte auch noch kein klinisches Korrelat der gemäss den Labordaten postulierten Immunsupression gefunden werden. Abschliessend interpretieren wir die immunologischen Vorgänge beim schweren SIRS als ein Mixed Antagonist Response Syndrome (MARS) mit gleichzeitiger Hochregulation sowohl pro- als auch anti-inflammatorischer Effektoren. Wir betonen gleichzeitig die prognostische Wertigkeit des Entzündungsmarkers Procalcitonin bei SIRS-Patienten nach Herzchirurgie unter extrakorporaler Zirkulation.