Outcome polytraumatisierter Patienten hinsichtlich der Ausprägung ihres TNF- beta Genotyps, ihrer plasmatischen TNF-alpha Konzentration sowie der TNF-alpha-Rezeptordichte.

Abstract

Schwere Verletzungen führen zu einer Funktionsstörung der humoralen und zellulären Abwehrsysteme. Ursachen für dieses Phänomen sind Gewebezerstörung, durchlaufen eines hämorrhagischen Schocks und eine früh einsetzende Endotoxinämie. Diese wird häufig durch eine bakterielle Translokation aus dem Gastrointestinaltrakt hervorgerufen. Die nach Trauma einsetzende Störung der zellvermittelten Immunfunktionen korrespondiert mit einer ungeordneten Zytokinsynthese. Während manche Bereiche des Immunsystems überreagieren, sind andere supprimiert. Hierbei spielen pro- und antinflammatorische Einflüsse durch immunologische Zellen und ihre Mediatoren eine entscheidende Rolle. Eine frühe Erkennung von Hochrisikopatienten ist daher wichtig für eine zukünftige intensivmedizinische Therapie. Ziel dieser Arbeit war es, in einer prospektiven Studie, an einer Population polytraumatisierter Patienten, den Einfluß genetischer Polymorphismen innerhalb des TNF-beta-Genlocus hinsichtlich ihrer Prognose, der Entwicklung einer Sepsis und/oder eines MOV zu untersuchen. Dazu wurden 65 polytraumatisierte Patienten prospektiv über einen Zeitraum von 14 Tagen auf der Intensivstation verfolgt. Die systemischen Spiegel von TNF-alpha und der löslichen TNF-alpha-Rezeptoren waren regelmäßig per ELISA zu ermitteln. Eine klinische Beurteilung der Patienten erfolgte täglich durch Ermitteln von APACHE-II-, APACHE-III- und MOF-Score-Werten. Die Gruppeneinteilung der Patienten erfolgte nach der Allelausprägung des Genotyps ihres TNF-beta-Polymorphismus. Die Patienten der untersuchten Gruppen unterschieden sich weder wesentlich in ihren morphometrischen Daten, der Traumaschwere oder im Verletzungsmuster. Ebenso wenig konnten signifikante Unterschiede im Keimspektrum der TNF-beta genotypisierten Gruppen ermittelt werden. Bewertete man die auffällige Allelverteilung der polytraumatisierten Patienten unter Berücksichtigung der Faktoren Prognose, Sepsis und Multiorganversagen (Tab 9) mit dem Chi -Quadrat-Test, so konnte für die Verteilung der drei Genotypen TNFbeta1/TNFbeta1, TNFbeta1/TNFbeta2 und TNFbeta2/TNFbeta2 ein signifikanter Unterschied festgestellt werden. TNFbeta2 homozygot typisierte Patienten entwickelten posttraumatisch signifikant häufiger eine Sepsis [p=0,00001] und ein Multiorganversagen [p=0,00002]. Auch die Prognose der TNFbeta2 homozygoten Patienten war im Vergleich zu TNFbeta1/TNFbeta2 heterozygoten und TNFbeta1 homozygoten mit p=0,00329 signifikant schlechter. Dies spiegelte sich auch bei Betrachtung des Mediatorenverlaufes wieder. Die höchsten TNF-alpha-Plasmaspiegel ließen sich für TNFbeta2 homozygote Patienten [Gruppe 3] erfassen. Diese entwickelten überwiegend auch das schwerste posttraumatische Krankheitsbild [p=0,001] (Abbildung 6). Die Plasmaspiegel des zirkulierenden löslichen TNF alpha-Rezeptors sTNF alpha rI [p55] zeigten ebenso eine signifikante Differenz [p=0,002]. TNFbeta2 homozygote Patienten zeigten gegenüber den anderen Genotypausprägungen die höchsten Spiegel des löslichen TNF alpha-Rezeptors (Abbildung 7). Für die verschiedenen Patientengruppen ergaben sich hieraus unterschiedliche Risiken hinsichtlich Erkrankungsschwere und Prognose. Das Risiko des einzelnen Genotyps wurde mittels inferenzstatistischer Methoden [Logistische Regression] beurteilt, indem das Risiko des einzelnen Patienten aufsteigend nach Vorkommen des Prognosefaktors 'verstorben' codiert wurde. Unter Berücksichtigung des zugrundeliegenden Genotyps schätzte man die Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Ereignisses 'Patient verstorben' [Odds, siehe Tabelle 14]. Die Allelausprägung TNF beta1/beta1 war der Genotyp mit dem retrospektiv am geringsten zu erfassenden Risiko. Für diesen Genotyp wurde der Basiswert errechnet. Die Erhöhung des Risikos bei Veränderungen des Genotyps wurde bewertet, indem der Basiswert mit dem spezifischen Faktor [Multiplikator] des einzelnen Genotyps multipliziert wurde. Die Existenz des homozygoten Genotyps TNFbeta 2/beta2 vergrößert nach diesem Verfahren das Risiko um das 4,1-fache [TNFbeta2] gegenüber dem Basiswert für den einzelnen Patienten (Tabelle 15). In Prozentzahlen beschrieben ist das Risiko für TNFbeta2 homozygote Patienten gegenüber TNFbeta1 homozygoten Patienten um 59,1% [TNFbeta2] erhöht, posttraumatisch zu versterben. Die Genotypisierung polytraumatisierter Patienten hat geholfen Hochrisikopatienten zu diskriminieren. Eine zukünftige intensivmedizinische Therapie kritisch kranker Patienten nach Trauma könnte hiervon profitieren. Severe injuries lead to a malfunction of the humoral and cellular defence systems. This phenomenon occurs due to severe tissue destruction, a hemorrhagic shock and an early initiated aggressive endotoxinaemia which is predominantly caused by bacterial translocation from the alimentary system. The disturbance of the cellular immune functions after trauma corresponds with an uncoordinated synthesis of cytokines. Thus some parts of the immune system over-react, others are suppressed. Pro- and antiinflammatory influences of immunological cells and their mediators play a crucial role in this setting. In this study the late death after trauma, with the main component multi-organ failure, predominated and was thus the actual limitation of a medical treatment of multiple trauma patients. Aim of this prospective study was to investigate a homogeneous population of multiple trauma patients with respect to the influence of the genetic polymorphism of the TNF beta Genlocus regarding their prognosis the development of sepsis and/or MOF and the patients outcome. Therefore 65 patients with multiple trauma were screened prospectively over a period of 14 days on the intensive care unit. At regular intervals the systemic levels of TNF-alpha and of the soluble TNF-alpha receptors were measured with an ELISA. The clinical evaluation of the patients was performed daily via determining APACHE II -, APACHE III and MOF score values. The classification of the groups followed the hypothesis that patients with multiple trauma develop sepsis and/or MOF with variable probability depending on the specificity of their TNF-beta genotype. The groups of patients with multiple trauma differed neither substantially in any morphometrical data, severity code of trauma (ISS and PTS) or in the pattern of injuries. Also regarding the spectrum of germs, no significant differences were found within the groups. Evaluating the remarkable distribution of alleles of the patients with multiple trauma with respect to prognosis, sepsis and multi-organ-failure (tab 9) statistically [Chi-square-test accurately after Fischer], a significant difference of distribution of the three genotypes was found. Patients homozygous for TNF beta2 developed significantly more often sepsis [p=0,00001] and multi-organ-failure [p=0,00002] than patients of any other group. In addition the prognosis of the TNFbeta2 homozygous patients was considerably worse (p=0,00329) than the one of TNFbeta1/TNFbeta2 heterozygous and TNFbeta1 homozygous patients. This was also confirmed by cytokine plasma levels: the highest levels of TNF alpha in plasma were found in TNFbeta2 homozygous patients [group 3], who predominantly also had the most severe post traumatic course [p=0,001] (Table 6). Also regarding the plasma levels of the circulating, soluble TNF alpha-receptor sTNF alpha rI [p55], a significant difference [p=0,002] was found. TNFbeta2 homozygous patients developed the highest levels of the soluble TNF alpha receptor which indicates a substantial release of TNF alpha (Table 7) Because of these results different risks of severe illness after multiple trauma and therefore also different prognosis, have been calculated. The risk of the individual genotype was judged by means of inference-statistic-methods [logistic regression], as the risk of the individual patient was coded according to the occurrences of the prognosis factor