Stammzelltransplantation: Vorhersage von Komplikationen mittels neuer Technologien

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Heinz Böhler
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1 Stammzelltransplantation: Vorhersage von Komplikationen mittels neuer Technologien Abteilung Hämatologie, Hämostaseologie und Onkologie Prof. Dr. med. Arnold Ganser Prof. Dr. med. univ. Eva M. Weissinger

2 Knochenmark- und Blutstammzelltransplantation Spender: verwandt oder unverwandt (=allogen) (matched unrelated = MUD) donors Konditionierung: Strahlen- und/oder Chemotherapie (z.b. TBI (12 Gy) und Cyclophosphamid (120mg/kg KG) GVHD-Prophylaxe: ATG, MTX, MMF u.a. Spender + G-CSF KM-Entnahme Empfänger Tag 0 HSCT Stammzellen/KM GVHD-Therapie : Start mit 2mg/kg KG bei GvHD>2 Spender T- Zellen Empfänger Prophylaktische oder therapeutische DLI (1x10 7 /kg)

3 Transplantatgewinnung Knochenmark Blutstammzellen

4 Ablauf einer allogenen Stammzelltransplantation Transplantat Chemotherapie Strahlentherapie Infektionen GvHD Erholung / Heilung Zeit

5 Graft versus Host Erkrankung Transplant gegen Wirt Reaktion Graft versus Host Disease, GvHD verursacht durch immunkompetente Lymphozyten des Spenders, die sich gegen als fremd erkannte Gewebe des Empfängers richten unterschieden werden akute und chronische GvHD

Lymphozyten des Spenders, die sich gegen als fremd erkannte

6 Graft versus Host Erkrankung akute GvHD Haut (Exanthem) Leber (Ikterus) Darm (Durchfall) chronische GvHD (meist >Tag 100) Haut, Schleimhäute und Leber Bindegewebe, Lunge

7 Akute Graft versus Host Erkrankung (GvHD)

8 Pathophysiologie der akuten GvHD Neue Proteine werden produziert?? Können diese zur Diagnose herangezogen werden?? Ferrara et al., 1991 und 2000

9 Die Technologie Kapilarelektorphorese ESI-TOF Kaiser et al., Electrophoresis 2004

10 Datenverarbeitung: ANALYSE: A ROHDATEN: B peak list: C

11 Datenfluss CE-MS Analyse Probe Rohdaten Probenvorbereitung Kalibierung mit ProteinCluster auf SQL-Server Evaluierung mit MosaCluster Diagnose Protein Liste Kalibrierte protein list ID Liste Vordefinierte Biomarker Daten Verarbeitung MosaVisu ID Zuordnung auf SQL Server MS/MS Sequenzierung Forschungsstudien

Liste Kalibrierte protein list ID Liste Vordefinierte Biomarker Daten

12 Musteraufbau: keine GvHD GvHD Ziel: Definition von Biomarkern zur Früherkennung einer GvHD

13 A 20 agvhd control molecular mass [kda] B 20 agvhd control molecular mass [kda] migration time [min] migration time [min] Weissinger et al., 2007

10 5 2 1 20 30 40 20 30 40 migration time

14 GvHD Diagnose basierend auf Proteinmustern Biomarker for GvHD (ID 7768, 7649) Biomarker for Sepsis (ID 7831, 6962) Biomarker for GvHD vs. Sepsis (ID: 7991) Rel. Molecular Mass (kd) Rel. Molecular Mass (kd) Migration Time (min) Migration Time (min) 75

vs. Sepsis (ID: 7991) 2.8.14 Rel. Molecular Mass (kd) Rel.

15 Patienten in der prospektiven Auswertung: 141 Patienten, 662 Urinproben Diagnose: HSCT: Spender: Proben: Follow up: mit malignen hämatologischen Erkankungen 19 KM, 121 PBSC, 1 PBSC+KM 78 MUD, 55 MRD (SIB), 3 haplo, 2 mmrd, 1 SYN 10ml Urin prospektiv und blind gemessen 365 Tage nach HSCT

hämatologischen Erkankungen 19 KM, 121 PBSC, 1 PBSC+KM 78 MUD, 55 MRD

16 Proteom Muster im Verlauf 2791 agvhd II Diagnose: Tag +25, Ansprechen unter Steroiden 2791 agvhd cut off

17 Proteom Muster im Verlauf 2725 agvhd III Tag +15, anfängliches Ansprechen auf Therapie Wiederauftreten der GvHD Tag verstorben 2725 agvhd cut off BOOP

18 Proteom Muster im Verlauf 2787 AML agvhd IV Tag +18, verstorben 2787 agvhd cut off

19 Proteom Muster im Verlauf 3049 agvhd IV Tag +15, verstorben 3049 agvhd cut off Kosten: ca. 300 T

20 Auswertung der geblindeten Daten: 2,0 Training Prospektiv (N=63) (N=662) 1,5 1,0 0,5 0,0-0,5-1,0 Therapie: 0.45 Diagnose CF: 0.2-1,5-2,0 GvHD control vhd_blin control_all agvhd: 71 gesamt, 33 Grad I, 20 Grad II, 9 Grad III, 9 Grad IV Weissinger et al., 2007 Blood

2-1,5-2,0 GvHD control vhd_blin control_all agvhd: 71 gesamt, 33

21 Results of the multivariate analysis Effect Nominator Degree of freedom Denominator Degree of freedom F-statistics P-value Classification factor F < Gender Age* Conditioning Dose *Altergruppen: 19-30; 31-40, 41-50, und >60 years. 95 agvhd und 95 HSCT-Patientenproben ohne agvhd konnten multivariat ausgewertet werden Weissinger et al, 2007 Blood

23 HSCT 2005: 90 HSCT: 2006: 60 Akute GvHD (37 pts.) CI 95% (26-51) Akute GvHD (17 pts) CI 95% (10-17) Tot (14) Leben (23) Tot (4) alive (13) Kein Rezidiv Rezidiv Kein Rezidiv Rezidiv I II III IV total (27%) (4.4%) (62%) I II III IV total (3%) 2 2 (3%) (76%)

24 2005 keine prophylaktische Steroid Gabe Akute GvHD: 41% (37/90) Tot (assoziiert mit agvhd): 11% (10/90) Rezidiv: 4.4 %(4/90) Von 37 agvhd: 23 leben 2006 (62%) Von 37 a GvHD : 14 (37%) tot, 10 (27%) assoziiert agvhd (Infekte, ect) Von 90 Patienten: 10 Tote (11%) hatten Diagnose agvhd

25 2006/April Start pre-emptive Therapie bei positivem Muster (1mg/kg steroid) Akute GvHD: 28% (17/60) Tot (assoziiert mit agvhd): 3 % (2/60) Rezidiv: 3 % (2/60) Von 17 agvhd: 13 leben (76%) Von 17 a GvHD : 4 (22%) gestorben, 2 (11%) mit agvhd assoziiert 2006: 60 Patienten: 2 (3%) starben assoziiert mit agvhd Rezidive (tot): 3%

26 Kosten DiaPat: 1 Messung von Urin mit Auswertung: 450 GESAMTKOSTEN: 2700 / Patient HSCT Tag Weissinger et al, 2007 Blood

27 PatID DAufndat DEntldat G- DRG Behandlung Fallkosten ErlösDRG Fehlbetrag DRG % A04D HSCT, allogen, HLA-identisch ,45 85,67% A04C HSCT, allogen, HLA-verschieden ,25 93,91% R60D Wiederaufnahme ,62 30,78% A04C HSCT, allogen, HLA-verschieden ,41 81,53% A04D HSCT, allogen, HLA-identisch ,06 115,21% R63D Wiederaufnahme ,18 266,14% R63D Wiederaufnahme ,97 96,11% A04D HSCT, allogen, HLA-identisch ,25 184,67% R01B Wiederaufnahme ,85 22,56% ,06

28 Kostenreduktion: HSCT allogen ohne besondere Probleme: ca Euro mit Komplikationen besonders agvhd : bis zu Euro MUSTER: 2700 pro Patient ZIEL: Kostensenkung durch frühzeitige (pre-emptive Therapie einer schwerwiegenden Komplikation)

29 Klinik: S. Ehrlich H. Kamal S. Buchholz M. Stadler Transplantationsbiologie Weissinger- Laboratory A. Ganser Gefördert von: Deutsche Josè Carreras Leukämie Stiftung Harald Mischak and team

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