Stammzelltransplantation: Vorhersage von Komplikationen

mittels neuerTechnologien

Abteilung Hämatologie, Hämostaseologie und Onkologie

Prof. Dr. med. Arnold Ganser

Prof. Dr. med. univ. Eva M. Weissinger

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.

• GVHD-Therapie : Start mit 2mg/kg KG bei GvHD>2

Spender + G-CSF

KM-Entnahme

EmpfängerTag 0 HSCT

Stammzellen/KM

Empfänger Prophylaktische oder therapeutische DLI (1x107/kg)

Spender T-Zellen

Knochenmark

Blutstammzellen

Transplantatgewinnung

Ablauf einer allogenen Stammzelltransplantation

Chemotherapie

Strahlentherapie

Infektionen

GvHD

Erholung / Heilung

Transplantat

Zeit

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

Graft versus Host Erkrankung

• akute GvHD– Haut (Exanthem)– Leber (Ikterus)– Darm (Durchfall)

• chronische GvHD (meist >Tag 100)– Haut, Schleimhäute und Leber– Bindegewebe, Lunge

Akute Graft versus Host Erkrankung (GvHD)

Pathophysiologie der akuten GvHD

Ferrara et al., 1991 und 2000

Neue Proteine werden produziert

?? Können diese zur Diagnose herangezogen werden??

Die Technologie

Kapilarelektorphorese ESI-TOF

Kaiser et al., Electrophoresis 2004

ANALYSE: A

ROHDATEN: B

peak list: C

Datenverarbeitung:

CE-MS Analyse

Daten Verarbeitung MosaVisu

Kalibierung mit ProteinCluster auf SQL-Server ID Zuordnung auf

SQL Server

Evaluierung mit MosaCluster MS/MS

Sequenzierung Forschungsstudien

Rohdaten

„Protein Liste“

Kalibrierte „protein list“

ID Liste

Vordefinierte Biomarker

ProbenvorbereitungProbe

Datenfluss

Diagnose

Musteraufbau:keine GvHD

GvHD

Ziel: Definition von Biomarkern zur Früherkennung einer GvHD

aGvHD control

aGvHD control

A

B

20

10

5

2

1

20

10

5

2

1

20 30 40 20 30 40migration time [min] migration time [min]

mol

ecul

arm

ass

[kD

a]m

olec

ular

mas

s[k

Da]

Weissinger et al., 2007

Migration Time (min)0 75

Rel

. Mol

ecul

ar M

ass

(kD

)

0.5

.14

2.2

2.8

Rel

. Mol

ecul

ar M

ass

(kD

)Migration Time (min)12 20

Biomarker for GvHD (ID 7768, 7649)

Biomarker for Sepsis (ID 7831, 6962)

Biomarker for GvHD vs. Sepsis (ID: 7991)

GvHD Diagnose basierend auf Proteinmustern

Patienten in der prospektivenAuswertung:

141 Patienten, 662 Urinproben

Diagnose: mit malignen hämatologischen Erkankungen

HSCT: 19 KM, 121 PBSC, 1 PBSC+KM

Spender: 78 MUD, 55 MRD (SIB), 3 haplo, 2 mMRD, 1 SYN

Proben: 10ml Urin prospektiv und blind gemessen

Follow up: 365 Tage nach HSCT

2791

Proteom Muster im Verlauf2791 aGvHD II Diagnose: Tag +25, Ansprechen unter Steroiden

aGvHD cut off

2725

BOOP

2725 aGvHD III Tag +15, anfängliches Ansprechen auf TherapieWiederauftreten der GvHD Tag +65 - verstorben

Proteom Muster im Verlauf

aGvHD cut off

Proteom Muster im Verlauf

2787

2787 AML aGvHD IV Tag +18, verstorben

aGvHD cut off

Proteom Muster im Verlauf

3049

3049 aGvHD IV Tag +15, verstorben

Kosten: ca. 300 T€

aGvHD cut off

control vHD_blin

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0

-0,5

-1,0

-1,5

-2,0

GvHD control_all

Training Prospektiv(N=63) (N=662)

Therapie:

0.45

Diagnose CF: 0.2

Weissinger et al., 2007 Blood

Auswertung der geblindeten Daten:

aGvHD: 71 gesamt, 33 Grad I, 20 Grad II, 9 Grad III, 9 Grad IV

0.54700.3762.61Dose

0.11792.51631Conditioning

0.37931.0755.24Age*

0.10892.6557.61Gender

<0.000130.241701Classification factor F

P-valueF-statisticsDenominator

Degree of freedom

NominatorDegree of freedom

Effect

Results of the multivariate analysis

*Altergruppen: 19-30; 31-40, 41-50, 51-60 und >60 years.95 aGvHD und 95 HSCT-Patientenproben ohne aGvHD konnten multivariatausgewertet werden

Weissinger et al, 2007 Blood

HSCT 2005: 90

23(62%)

4(4.4%)

10 (27%)

total3IV

213III6II

1534I

RezidivKeinRezidiv

Leben (23)

Tot (14)

Akute GvHD (37 pts.)CI 95% (26-51)

13(76%)

2(3%)

2(3%)

total1IV1III

3II102I

RezidivKein Rezidiv

alive(13)

Tot (4)

Akute GvHD (17 pts)CI 95% (10-17)

HSCT: 2006: 60

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

2005 keine prophylaktische Steroid Gabe

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%

2006/April Start pre-emptive Therapie bei positivem Muster (1mg/kg steroid)

Kosten DiaPat:

Weissinger et al, 2007 Blood

1 Messung von Urin mit Auswertung: 450 €

GESAMTKOSTEN: 2700 / Patient

HSCT Tag +7 +14 +28 +35 +50 +100

-215.557,06 €

22,56%-196.208,85 €57.167 €253.375 €WiederaufnahmeR01B28.10. 0501.06. 053049

184,67%34.233,25 €74.662 €40.429 €HSCT, allogen, HLA-identischA04D25.05. 0525.04. 053049

96,11%-229,97 €5.689 €5.918 €WiederaufnahmeR63D05.08. 0527.07. 053197

266,14%3.551,18 €5.689 €2.137 €WiederaufnahmeR63D03.09. 0531.08. 053197

115,21%9.858,06 €74.662 €64.804 €HSCT, allogen, HLA-identischA04D20.07. 0530.05. 053197

81,53%-26.417,41 €116.633 €143.050 €HSCT, allogen, HLA-verschiedenA04C21.05. 0523.02. 052787

30,78%-17.314,62 €7.699 €25.013 €WiederaufnahmeR60D26.08. 0504.08.052891

93,91%-10.296,25 €158.757 €169.053 €HSCT, allogen, HLA-verschiedenA04C15.06.0521.02.052891

85,67%-12.732,45 €76.136 €88.868 €HSCT, allogen, HLA-identischA04D28.04.0523.02. 052788

DRG %FehlbetragErlösDRGFallkostenBehandlungG-DRGDEntldatDAufndatPatID

Kostenreduktion:HSCT allogen ohne besondere Probleme: ca

74.000 Euro

mit Komplikationen besonders aGvHD :

150.000 bis zu 300.000 Euro

MUSTER:

2700 € pro Patient

ZIEL:

Kostensenkung durch frühzeitige (pre-emptiveTherapie einer schwerwiegenden Komplikation)

Klinik:S. EhrlichH. KamalS. BuchholzM. Stadler

A. Ganser

Harald Mischak and team

Gefördert von: Deutsche Josè Carreras Leukämie Stiftung

Weissinger- Laboratory

Transplantationsbiologie