Klinische Relevanz der Immunmodulation nach Bluttransfusion -
bei nicht-onkologischen Patienten

Die Bluttransfusion ist eine der am meisten angewendeten therapeutischen Maßnahmen und die älteste Form der Transplantation. Bereits Medawar beschrieb Alterationen der Immunantwort durch Bluttransfusionen [1]. Opelz beschrieb einen positiven Effekt auf die Abstoßungsrate bei nierentransplantierten Patienten nach Erhalt von präoperativen Blutkonserven und konnte durch eine großangelegte retrospektive Studie die Beobachtung von Medawar bestätigen [2].

In zahlreichen in-vitro-Studien hinsichtlich allogener Bluttransfusionen und ihrer Bedeutung in der Immunmodulation ließen sich verschiedene immunologische Mechanismen erkennen. Eine febrile nicht-hämolytische Transfusionsreaktion ist definiert als Temperaturanstieg um 1° C nach einer allogenen Bluttransfusion. Die meisten febrilen, nicht-hämolytischen Transfusionsreaktionen werden durch Alloantikörper des Empfängers hervorgerufen. Durch Leukozytendepletion unter 0.5 × 10⁹/Einheit transfundierter Blutkonserve kann die febrile nicht-hämolytische Transfusionsreaktion im Sinne einer Alloimmunisierung deutlich herabgesetzt werden [3]. Die durch allogene Bluttransfusionen „gespendeten” Leukozyten provozieren im Empfänger einen Immunrespons. In Abhängigkeit vom Immunstatus des Empfängers und der Menge transfundierter Leukozyten entwickelt sich entweder ein hochregulierter Immunstatus mit dem Resultat der Alloimmunisierung oder eine down-Regulation und in Folge dessen eine Immunsuppression. Ursachen der Immunsuppression bedingt durch allogene Bluttransfusionen sind: down-Regulation der natürlichen Killerzellen (NK-cell-activity), der T-Zell-Proliferation, der CD-4 helper/CD-8 suppressor ratio und der Lymphozytenblastogenese [4].

In einer prospektiven Studie mit 385 orthopädischen Patienten kristallisierten sich nach Anpassung der potentiellen Confounders allogene buffy-coat-depletierte Erythrozytenkonzentrate (BCD-RBC's) als unabhängige Prädiktoren heraus. Die postoperative Infektionsinzidenz war statistisch signifikant höher bei Empfängern allogener buffy coat-entfernter Erythrozytenkonzentrate im Vergleich zu jenen Patienten, die kein oder autologes Blut erhalten haben. Außerdem konnte ein signifikanter dose-response nachgewiesen werden [5]. Mehrere Untersuchergruppen beschrieben eine höhere Infektionsrate bei orthopädischen Patienten nach Erhalt von allogenem Blut [6] [7] [8]. Im Vergleich dazu fanden Fernandez et al. und Vamvakas et al. bei orthopädischen Patienten keine Assoziation zwischen erhöhter postoperativer Infektionsinzidenz und der Transfusion allogener Blutkomponenten [9] [10].

In einer groß angelegten Studie von van de Watering et al. wurden 914 Patienten, die sich einer herzchirurgischen Operation unterzogen, untersucht. Bei dieser randomisierten, prospektiven Studie wurden 3 verschiedene Gruppen gebildet: Patienten die 1) BCD-RBC's 2) prestorage Leukozyten-filtrierte RBC's respektive 3) bedside Leukozyten-filtrierte RBC's erhalten haben. Innerhalb der Gruppen zeigte sich ein ähnliches postoperatives Infektionsprofil. Jedoch beim Vergleich Empfänger Leukozyten-filtrierter RBC's (prestorage- und bedside-filtriert) vs buffy coat-depleted RBC's zeigte die letztere Patientengruppe eine statistisch signifikant erhöhte Infektionsinzidenz. Die postoperative Infektionssrate betrug in der Gruppe 1) 31.4 % verglichen mit Gruppe 2 und 3 (23.8 % respektive 21.3 %). Auch in dieser Studie konnten die Autoren von einem deutlichen dose-response berichten: mehr als 3 Einheiten allogener RBC's führten zu einem signifikant erhöhten postoperativen Infektionsrisiko [11]. Dieses Ergebnis kann durch mehrere Studien bestätigt werden, wobei die größte Infektionszunahme sich zwischen Transfusion von keiner RBC und einer Einheit ergab [5] [6] [8].

Transfusionen von allogenen RBC's sind außerdem mit zusätzlichen Faktoren verknüpft, die ebenfalls postoperative Infektionen begünstigen können. Das Ausmaß des operativen Eingriffes, die Umstände des Eingriffes (elektiv oder akut), der Blutverlust, die Grunderkrankung sowie die präoperative Immunkompetenz des Patienten beeinflussen aus Erfahrung ebenfalls unter anderem den postoperativen Verlauf. Diese sogenannten potentiellen Confounders müssen in klinischen Studien mitberücksichtigt werden. Nach Durchführung von Univariat- und Multivariatanalysen und statistischer Anpassung der zu Gewebsdestruktion und/oder bakterieller Kontamination führenden Variablen, konnte die allogene Bluttransfusion als unabhängiger Prädiktor bestätigt werden. Der p-Wert zwischen allogener Bluttransfusion und postoperativer Infektion war kleiner oder gleich 0.001. Vergleicht man allogene und autologe Blutempfänger miteinander, so steigt das postoperative Infektionsrisiko um ein mehrfaches an [Tab. [1]].

Sogenannte bioaktive Substanzen wie Histamin, das eosinophil cationic protein (ECP), eosinophiles Protein X (EPX), Myeloperoxidase (MPO), Serotonin, Plasminogen-Aktivator-Inhibitor-1 (PAI-1) aber auch tumour necrosis factor (TNF)-α, Interleukin (IL)-1, IL-6 und aktivierter Complementfaktor-3 (C3a) spielen eine Rolle bei Infektionen und septischen Komplikationen. Substanzen wie Histamin, MPO, PAI-1 und Wachstumsfaktoren (VEGF) spielen eine Rolle in der Tumorbiologie. MPO, EPX, ECP und Histamin tragen zu einer verminderten Immunantwort bei, indem sie den inflammatorischen Respons hochregulieren und über Freisetzung von freien Radikalen zur Gewebszerstörung beitragen [12] [13].

Diese freiwerdenden Immunmodulatoren, bedingt durch lytische Leukozyten, können in Abhängigkeit von der Lagerungszeit in den verschiedenen Blutkomponenten akkummulieren. Besonders in den neueren Studien wurde die Lagerungszeit der Blutkomponenten und der optimale Zeitpunkt der Leukozytendepletion hinsichtlich postoperativem Infektionsrisiko berücksichtigt [12] [14] [15].

In den europäischen Richtlinien wird ein Leukozytengehalt von weniger als 1 × 10⁶ Leukozyten/Einheit Leukozyten-depletierter RBC's empfohlen [16]. Die Effizienz der Leukozytendepletion wurde in mehreren Studien untersucht, wobei bedside-Filtration im Vergleich zu prestorage-Filtration weniger effizient zu sein scheint. Im Gegensatz zu bedside-Leukozytenfiltration verhindert prestorage-Leukozytenfiltration statistisch signifikant die Akkumulation bioaktiver Substanzen durch Reduktion der Leukozyten auf ein Minimum [17].

Literatur

• 1 Medawar P B. Immunity to homologous grafted skin; relationship between antigens of blood and skin.  Br J Exp Pathol. 1945;  127 15-24
• 2 Opelz G. et al . Effect of blood transfusions on subsequent kidney transplants.  Transplant Proc. 1973;  5 253-259
• 3 Brubaker D B. Clinical significance of white cell antibodies in febrile nonhemolytic transfusion reactions.  Transfusion. 1990;  30 733-737
• 4 Blumberg N, Triulzi D J, Heal J M. Transfusion-induced immunomodulation and its clinical consequences.  Transfus Mod Rev. 1990;  4 24-35
• 5 Innerhofer P, Walleczek C, Luz G, Hobisch-Hagen P, Benzer A. et al . Transfusion of buffy coat-depleted blood components and risk of postoperative infection in orthopedic patients.  Transfusion. 1999;  39 625-632
• 6 Triulzi D J, Vanek K, Ryan D H, Blumberg N. A clinical and immunologic study of blood transfusion and postoperative bacterial infection in spinal surgery.  Transfusion. 1992;  6 517-524
• 7 Murphy P, Heal J M, Blumberg N. Infection or suspected infection after hip replacement surgery with autologous or homologous blood transfusions.  Transfusion. 1991;  31 212-217
• 8 Steinitz D, Harvey E J, Leighton R K. Is homologous blood transfusion a risk factor for infection after hip replacement?.  Can J Surg. 2001;  44 355-358
• 9 Fernandez M C, Gottlieb M, Menitove J E. Blood transfusion and postoperative infection in orthopedic patients.  Transfusion. 1992;  32 318-322
• 10 Vamvakas E C, Moore S B, Cabanela M. Blood transfusion and septic complications after hip replacement surgery.  Transfusion. 1995;  2 150-156
• 11 van de Watering L MG, Hermans J, Houbiers J GA. et al . Beneficial effects of leukocyte depletion of transfused blood on postoperative complications in patients undergoing cardiac surgery.  Circulation. 1989;  97 562-568
• 12 Sharma A, Sreeram G, Erb T, Grocott H P, Slaughter T F. Leukocyte-reduced blood transfusions: perioperative indications, adverse effects and cost analysis.  Anesth Analg 2000: 1315-1323
• 13 Nielsen H J. Clinical impact of bioactive substances in blood components: Implications for leukocyte filtration.  Infusionsther Transfusionsmed. 1998;  25 296-304
• 14 Mynster T, Dybkjaer E, Kronborg G, Nielsen H J. Immunomodulating effect of blood transfusion. Is blood storage time important.  Vox Sang. 1998;  74 176-181
• 15 Vamvakas E C, Carven J H. Transfusion and postoperative pneumonia in coronary artery bypass graft surgery: Effect of the length of storage of transfused red cells.  Transfusion. 1999;  39 701-710
• 16 Guide to the Use .Preparation and Quality Control of Blood Components.  Recommendation No.R (95) 15, Strasbourg, Concil of Europe Publishing 1997
• 17 Mynster T, Hammer J H, Nielsen H J. Prestorage and bedside leukofiltration of whole blood modulates storage time dependent suppression of in vitro TNF-α release.  Br J Haematol. 1999;  106 248-251

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