Pankreastransplantation – Klinik, Technik und histologische Beurteilung

Die klassische Indikation zur simultanen PNTX stellt der juvenile Typ I‑Diabetes mit terminaler Niereninsuffizienz dar. Eine kombinierte PNTX ist jedoch auch im Stadium der präterminalen Niereninsuffizienz möglich. So kann ein Patient ab Stadium 4 der chronischen Niereninsuffizienz (glomeruläre Filtrationsrate [GFR], < 30 ml/min) in die Warteliste für eine kombinierte PNTX aufgenommen werden. Diese präemptive Transplantation führt zu einer Reduktion der perioperativen Mortalität und verbessert das Langzeitüberleben der Patienten erheblich. In Europa erfolgt ein Großteil (89 %) der PTX zusammen mit einer Nierentransplantation [12]. Dabei stammen beide Organe vom selben Organspender.

In seltenen Fällen kann bei Patienten mit extrem instabilem Diabetes mellitus Typ I (sog. Brittle-Diabetes) die Indikation zur alleinigen PTX gestellt werden. Hypoglykämie-Wahrnehmungsstörungen, das Vorliegen einer subkutanen Insulinresistenz, aber auch ein frühes Auftreten und rasches Fortschreiten diabetischer Spätschäden können eine alleinige PTX rechtfertigen. In diesen Fällen sollte die Nierenfunktion aufgrund der zu erwartenden Nephrotoxizität der Immunsuppressiva nicht oder nur gering beeinträchtigt sein. Trotz Verbesserungen der Ergebnisse ist die alleinige PTX keine prinzipielle Alternative zu konservativen Therapiemöglichkeiten. Die Indikation sollte streng gestellt werden und nur interdisziplinär, z. B. im Rahmen der Transplantationskonferenz, nachdem wichtige Alternativen (z. B. eine Insulinpumpentherapie) ausgeschöpft und selbstinduzierte Hypoglykämien bei psychischen Störungen ausgeschlossen wurden [13]. Es muss eine sorgfältige Abwägung des Operationsrisikos und der Nebenwirkungen der immunsuppressiven Therapie gegenüber den zu erwartenden Vorteilen einer Transplantation erfolgen.

Nach stattgehabter Leichennieren- oder Lebendnierentransplantation eines Typ-I-Diabetikers kann eine PTX erfolgen. Bei dieser Art der Transplantation fehlt die immunologische Identität der Transplantate. Von Vorteil ist jedoch, dass die Immunsuppression zum Zeitpunkt der PTX bereits besteht. Weitere Vorteile dieser Transplantationsform sind eine reduzierte Wartezeit sowie eine geringere Mortalität im Vergleich zur simultanen PNTX [14].

Entsprechend der aktuellen Richtlinie für die Wartelistenführung und die Organvermittlung zur PTX und kombinierten PNTX müssen folgende Kriterien für die Aufnahme in die Warteliste erfüllt werden [15]:

Vorhandensein von Autoantikörpern gegen Glutamatdecarboxylase (GAD) und/oder Inselzellen (ICA) und/oder Tyrosinphosphatase 2 (IA-2) und/oder Zinktransporter 8 (ZnT8) und/oder Insulin (IAA).

Der Autoantikörpernachweis von GAD, IA‑2, ICA und ZnT8 kann zum Zeitpunkt der Listung oder in der Vergangenheit erfolgt sein. Der positive Befund für IAA ist nur dann akzeptabel, wenn das Nachweisdatum vor Beginn der Insulintherapie liegt. Daher muss für den Nachweis der IAA das Datum der Testung und der Beginn der Insulintherapie an Eurotransplant übermittelt werden. Können keine Autoantikörper detektiert werden, muss eine Betazelldefizienz nachgewiesen werden. Diese wird in der aktuellen Richtlinie definiert als:

Als Stimulationstests werden ein oraler Glukosetoleranztest (OGTT), ein Mixed-Meal-Toleranztest (MMTT) oder ein intravenöser oder subkutaner Glukagontest akzeptiert. Zusätzlich können bedrohliche und rasch fortschreitende diabetische Spätfolgen, das Syndrom der unbemerkten schweren Hypoglykämie, ein exzessiver Insulinbedarf oder fehlende Applikationswege für Insulin bei subkutaner Insulinresistenz eine Indikation zur isolierten PTX darstellen. Über die mögliche Aufnahme in die Warteliste entscheidet dann in jedem Einzelfall eine Auditgruppe bei der Vermittlungsstelle (Eurotransplant Pancreas Advisory Committee, EPAC).

Die PTX bei Typ-2-Diabetikern wird weiterhin kontrovers diskutiert. Der Anteil der pankreastransplantierten Typ-2-Diabetiker liegt weltweit zwischen 1 % und 8 %, ist aber in den letzten Jahren kontinuierlich angestiegen [2]. Schlanke Typ-2-Diabetiker mit geringem Insulinbedarf und Niereninsuffizienz sowie Patienten mit Typ-MODY-Diabetes („maturity onset diabetes of the young“) profitieren in ähnlicher Weise von einer kombinierten PNTX wie Typ-1-Diabetiker [16]. Auch hier entscheidet das EPAC über die Aufnahme auf die Warteliste. Kontraindikationen für eine PTX stellen eine bestehende Malignomerkrankung, eine nicht sanierte akute oder chronische Infektion sowie eine schwere psychische Störung und Non-Adhärenz dar. Ebenfalls können ausgeprägte kardiovaskuläre Erkrankungen, soweit nicht therapierbar, eine Kontraindikation darstellen. Bei Patienten mit einem Body-Mass-Index (BMI) > 30 kg/m² sollte nur in Ausnahmefällen eine PTX durchgeführt werden. Einerseits besteht eine Assoziation zwischen Übergewicht und der perioperativen Morbidität und Mortalität, andererseits kann der Transplantationserfolg mit Erreichen einer Insulinunabhängigkeit und Normoglykämie durch das bestehende Übergewicht gefährdet werden. Das Patientenalter allein stellt keine Kontraindikation zur PTX dar. Waren in den letzten Jahrzehnten noch viele Zentren sehr zurückhaltend bei der PTX über 50-jähriger Patienten, so konnte in den letzten Jahren, insbesondere in High-volume-Zentren, gezeigt werden, dass auch bei älteren Patienten durchaus gute Ergebnisse nach einer PTX erzielt werden können [17, 18]. Kardiovaskuläre Erkrankungen stellen mit Abstand den größten Komorbiditätsfaktor bei Patienten mit Diabetes mellitus Typ I und Niereninsuffizienz dar. Potenzielle Pankreastransplantatempfänger mit kardialer Anamnese, Auffälligkeiten in der nichtinvasiven Diagnostik (Echokardiografie, Myokardszintigrafie), einem Lebensalter > 50 Jahre oder bereits bestehender Dialysepflichtigkeit sollten vor einer PTX immer einer Koronarangiografie unterzogen werden. Ebenso sorgfältig sollten die peripheren Gefäßverhältnisse, insbesondere die Iliakalgefäße, hinsichtlich ihrer Anastomosierungsfähigkeit untersucht werden.

Die Spenderkriterien sowie eine optimale Organentnahme und Organkonservierung sind mitentscheidend für den Erfolg einer PTX. Eine Vielzahl von Spenderparametern wurde hinsichtlich ihrer Bedeutung für das Ergebnis nach PTX untersucht. Wesentliche Faktoren sind das Spenderalter, BMI, Todesursache (traumatisch oder kardiovaskulär), Verweildauer auf der Intensivstation, erfolgte Reanimation, hypotensive Phasen und der Einsatz von Katecholaminen. Des Weiteren fließen Laborparameter wie Serumamylase und Serumlipase, Vorliegen einer Hypernatriämie, Blutzucker und Serumkreatinin in die Entscheidung über die Transplantabilität eines Spenderpankreas ein [19, 20]. Die Dauer der Ischämiezeit beeinflusst die Rate und Intensität von Pankreatitiden und somit die Funktionsrate nach Transplantation, während der Einfluss verschiedener Konservierungslösungen kontrovers diskutiert wird. Neben dem Vorliegen von Malignomen und Infektionskrankheiten gelten ein Diabetes mellitus, eine akute oder chronische Pankreatitis, vorausgegangene chirurgische Eingriffe am Pankreas und ein höhergradiges Pankreastrauma als Kontraindikationen beim Spender. Von einigen Autoren werden ein chronischer Alkoholabusus, eine intraabdominelle Sepsis sowie ein BMI > 35 kg/m² ebenfalls als Kontraindikationen angesehen [20]. Viele Transplantationschirurgen akzeptieren keine Spenderpankreata mit Kalzifikationen, fortgeschrittener Organfibrose, infiltrativen Verfettungen, deutlichem Ödem sowie einer ausgeprägten Atherosklerose der Viszeral- und Beckenarterien des Spenders. Ebenso von Bedeutung ist die zu palpierende Konsistenz des Organs. Dabei ist die intraoperative Beurteilung des Pankreas durch einen erfahrenen Transplantationschirurgen von wesentlicher Bedeutung. Diese Kriterien erscheinen etwas subjektiv, sind jedoch in der Allokationsrealität Laborwerten und demografischen Daten des Spenders überlegen. Im Vergleich mit der Akzeptanz anderer Organe zur Transplantation ist die Ablehnungsrate potenzieller Pankreasspender sowohl in Europa als auch in den USA hoch. So wurden z. B. im Jahr 2019 nur 21 % der bei Eurotransplant gemeldeten Spenderpankreata transplantiert [21].

Die klinische PTX unterlag zahlreichen Veränderungen und Modifikationen hinsichtlich der chirurgischen Technik. Auch heute werden diverse Techniken nebeneinander angewendet, ohne dass letztlich die Überlegenheit der einen oder anderen Methode nachgewiesen werden konnte. Allein die Tatsache, dass in einigen Zentren parallel verschiedene Techniken Verwendung finden, verdeutlicht diese Situation. Nach ihrer Einführung war die PTX mit einer sehr hohen peri- und postoperativen Morbidität und Mortalität behaftet, sodass sie viele Jahre als experimentelles Verfahren angesehen wurde. Vordergründig für die schlechten Ergebnisse zu dieser Zeit war das ungenügende Management der exokrinen Pankreassekretion. Dieses ist auch heute noch von zentraler Bedeutung, da die Freisetzung von aktivierten Pankreasenzymen, ähnlich wie bei der akuten Pankreatitis, zu gravierenden Gewebeschädigungen führen kann. Erst mit der von Sollinger 1983 [22] entwickelten Blasendrainagetechnik und der Einführung der Pankreasduodenaltransplantation durch Nghiem und Corry 1987 ist die PTX im Hinblick auf das Auftreten von Nahtinsuffizienzen und Pankreasfisteln sicherer geworden [23]. Bei dieser Technik wird das gesamte Spenderpankreas mit einem blindverschlossenen, kurzen Duodenalsegment transplantiert. Das exokrine Sekret wird dabei über eine in Seit-zu-Seit-Technik angelegte Duodenozystostomie in die Harnblase abgeleitet. Dieses Verfahren erlaubte durch Bestimmung von Amylase und Lipase im Urin ein Transplantatmonitoring, war jedoch durch das Auftreten schwerer metabolischer Azidosen, Dehydratationen, Harnblasen- und Harnröhrenentzündungen sowie Refluxpankreatitiden mit vielen Komplikationen behaftet. Mit der Verfügbarkeit einer besseren Immunsuppression und der damit verbundenen Reduktion immunologisch bedingter Transplantatverluste hat sich seit Mitte der 1990er-Jahre in den meisten Transplantationszentren die enterale Drainage in den Dünndarm durchgesetzt. Hierbei wird das exokrine Pankreassekret durch eine Seit-zu-Seit-Duodenojejunostomie oder eine Duodenoduodenostomie in den Darm abgeleitet. Auch Rekonstruktionen über eine nach Roux‑Y ausgeschaltete Dünndarmschlinge finden Anwendung. In den letzten Jahren wird von einigen Zentren eine retroperitoneale Platzierung des Pankreastransplantates favorisiert [24, 25]. Die endokrine Drainage oder venöse Ableitung des Pankreastransplantates kann systemisch-venös in die V. cava inferior oder portal-venös in die V. mesenterica superior erfolgen. Ob das technisch anspruchsvollere, aber physiologischere Verfahren der portal-venösen Drainage metabolische Vorteile hat, ist bisher nicht bewiesen. Beide Verfahren führen zu vergleichbaren Ergebnissen. Seit 2007 bevorzugen wir die retroperitoneale Positionierung des Transplantates unter Anlage einer Seit-zu-Seit-Duodenoduodenostomie mit portal-venöser oder systemisch-venöser Anastomosierung (Abb. 1). Der Vorteil der Duodenoduodenostomie besteht darin, dass sowohl die Dünndarmanastomose als auch der Pankreaskopf des Transplantates endoskopisch erreicht werden können. Somit wird es möglich, endoskopisch Biopsien zur Abstoßungsdiagnostik zu gewinnen. Des Weiteren kann im Falle einer intestinalen Blutung im Anastomosenbereich eine einfache endoskopische Intervention zur Blutstillung erfolgen. Mögliche Nachteile ergeben sich im Falle einer Anastomoseninsuffizienz oder eines Transplantatverlustes, da die resultierende Leckage im Bereich des Duodenums chirurgisch schwieriger zu versorgen ist. Neben vielen weiteren Vorteilen der retroperitonealen Positionierung ist das Pankreastransplantat besser sonografisch darstellbar und einfach perkutan zu punktieren.

Im Vergleich zu den US-amerikanischen Spenderdaten sind deutsche Pankreasspender signifikant älter und der Anteil zerebrovaskulärer Todesursachen ist höher. Trotz dieser Tatsache konnten in den letzten Jahren sehr gute Ergebnisse nach PTX in deutschen Zentren erzielt werden [40]. Mit einem 1‑Jahres-Patienten- und 1‑Jahres-Transplantat-Überleben von 92 % und 83 % stehen diese den internationalen Ergebnissen in nichts nach (Tab. 3). Die Überlebensraten sind für die verschiedenen Formen der PTX nicht direkt vergleichbar, da es sich um Patientenkollektive mit unterschiedlicher Morbidität handelt (z. B. urämische vs. nichturämische Patienten). Die besten Ergebnisse werden dabei nach kombinierter SPK erzielt, mit einem Pankreastransplantatüberleben von 89 %, 71 % und 57 % nach 1, 5 und 10 Jahren. Für die gleichen Zeiträume liegen die Ergebnisse nach alleiniger PTA bei 84 %, 52 % und 38 % [2]. Die Transplantat-Halbwertszeiten für Pankreata (50 % Funktionsrate) werden mit 14 Jahren (SPK) und 7 Jahren (PAK, PTA) angegeben [2]. Durch die langfristige Normalisierung des Glukosestoffwechsels kommt es zu einer signifikanten Senkung der Mortalität, welche bei der SPK deutlich größer ist als bei alleiniger Nierentransplantation bei einem Typ-1-Diabetiker [8].

Wie bei Organbiopsien üblich erfolgt nach Eingang und Prüfung der klinischen Angaben zunächst eine makroskopische Beurteilung der formalinfixierten Proben, wobei hier für eine erste Einschätzung auch ein Durchlichtmikroskop hilfreich sein kann. Da eine definitive Einordnung in endo- und exokrines Pankreas allerdings in der Lichtmikroskopie des Feuchtmaterials nicht möglich ist, empfiehlt sich zunächst eine Herstellung von HE- und PAS-Schnitten und die Anfertigung von mindestens 6 Leerschnitten für ergänzende histochemische und immunhistologische Untersuchungen, die nach Prüfung des Gewebes an den HE-/PAS-Schnitten angefordert werden können. Weiterhin empfiehlt es sich, in jedem Fall eine Bindegewebsfaserfärbung (z. B. Siriusrot, Elastica-van-Gieson [EvG] oder Mason-Goldner [MG]) und die 5 folgenden immunhistologischen Färbungen anzufertigen: C4d als Marker einer antikörpervermittelten Transplantatabstoßung (ABMR), CD3 als T‑Zell- und CD68 als Makrophagenmarker sowie Insulin und Glukagon zur Visualisierung der endokrinen Pankreasinseln [28, 38, 39].

Ein entsprechendes Vorgehen – allerdings primär ohne ergänzende immunhistologische Untersuchungen – wird auch für die selten durchgeführten und schwieriger zu beurteilenden Biopsien des Spenderduodenums durchgeführt, die hinsichtlich ihrer Signifikanz für die Pankreasabstoßung insgesamt sehr kontrovers diskutiert werden [41].

Eine Analyse von 38 ausgewählten Genen (u. a. endotheliale Gene, NK-Zellgene und Entzündungsgene) mittels NanoString-nCounter-Technologie an 52 formalinfixierten Pankreasbiopsien zeigte, dass durch ergänzende molekulare Marker die Pankreasabstoßungsdiagnostik verbessert werden kann [42]. Diese aufwendige und kostenintensive molekulare Zusatzdiagnostik wird derzeit jedoch nicht routinemäßig eingesetzt.

Für die Beurteilung von transplantatassoziierten Veränderungen ist primär die Kenntnis der normalen Anatomie des Pankreas und der Normalbefunde der verwendeten immunhistologischen Färbungen hilfreich (Abb. 4). Zunächst sollte in der HE- und PAS-Färbung (Abb. 4a, b) geprüft werden, ob exo- und endokrines Pankreasgewebe vorhanden ist und wieviele Läppchen erfasst sind. In der CD3- und der CD68-Färbung zeigen sich üblicherweise nur sehr wenige T‑Zellen und Gewebehistiozyten/Makrophagen (Abb. 4c, d). In der Insulin- und der Glukagon-Immunhistologie lassen sich die endokrinen Inseln und hier speziell die Alpha- und Betazellen meist sehr schön darstellen (Abb. 4e, f).

Die morphologischen Veränderungen des Pankreas werden gemäß der aktuellen international gültigen Banff-Klassifikation eingeteilt [30]: Bei der häufigen akuten T‑Zell-vermittelten Transplantatabstoßung (TCMR; Tab. 1; Abb. 5) finden sich die folgenden histologischen Veränderungen: septale Entzündung mit aktivierten Lymphozyten- und z. T. Eosinophileninfiltraten, Venulitis und Duktitis, azinäre Entzündung und Endothelialitis (Abb. 5a–f). Das Ausmaß der T‑zellulären oder makrophagozytären Infiltration lässt sich hierbei gut durch ergänzende CD3- (Abb. 5g) bzw. CD68-Färbung (Abb. 5h) visualisieren, wobei hier v. a. das T‑zelluläre Infiltrat eine größere Rolle als das monozytär/makrophagozytäre Infiltrat spielt (Tab. 4). Die TCMR wird entsprechend ihres Schweregrades in 3 Kategorien (mild, moderat, schwer) eingeteilt, wobei die schwere Form mit diffuser azinärer Entzündung, fokaler oder diffuser Azinuszellnekrose und/oder moderater oder schwerer intimaler Arteriitis (> 25 % des Lumens) eine Abgrenzung zur akuten antikörpervermittelten Transplantatabstoßung (ABMR) notwendig macht, sodass hier in jedem Fall nach dem Vorhandensein donorspezifischer Antikörper (DSA) zu fragen ist (Tab. 1).

Auch im biopsierten Spenderduodenum (Tab. 5; Abb. 6a, b) können sich charakteristische Veränderungen einer TCMR mit unterschiedlich ausgeprägter Vermehrung von Lymphoyzten intraepithelial und in der Lamina propria sowie erhöhter epithelialer Apoptoserate finden sowie eine Architekturstörung der Schleimhaut (definiert als Verplumpung/Abflachung der Villi in dem am besten orientierten Schnitt) [43]. Im schweren Stadium zeigt sich auch eine ausgeprägte Schleimhautdestruktion mit Kryptenverlust, Verschorfung und neutrophilenreichem Infiltrat (Tab. 5; [43]). Hiervon abzugrenzen sind jedoch ischämische Veränderungen, die im Einzelfall ein ähnliches histologisches Bild induzieren können.

Die ABMR manifestiert sich am transplantierten Pankreas als mikrovaskulärer Endothelzellschaden des exokrinen Parenchyms, interazinäre Entzündung, Azinusepithelschaden, Vaskulitis und Thrombose, kann in der HE-Färbung aber auch relativ blande aussehen (Abb. 7a). Neben DSA und der Morphologie ist auch die spezifische C4d-Positivität der interazinären Kapillaren eines der 3 diagnostischen Kriterien der ABMR [29, 30], wofür eine C4d-Färbung notwendig ist (Abb. 7b). Im Gegensatz zur TCMR ist die ABMR v. a. durch ein monozytär/makrophagozytäres Infiltrat charakterisiert (Tab. 4; Abb. 7c). Zur Darstellung der interazinären Kapillaren und speziell zur Beurteilung der Dilatation und Endothelzellschwellung als Zeichen der kapillären Schädigung kann eine CD34-Immunhistochemie hilfreich sein (Abb. 7d).

Hier sind zum einen anatomische bzw. nicht krankheitswertige Variationen, wie z. B. die relativ häufige Vermehrung von Fettzellen im Pankreas (Abb. 8a), [44] aber auch z. T. transplantationsassoziierte Veränderungen wie tryptische Pankreasnekrosen (Abb. 8b), ischämische Posttransplantationspankreatitis, Peripankreatitis bzw. peripankreatische Flüssigkeitsansammlung/Ödem, CMV-Pankreatitis, posttransplantations-lymphoproliferative Erkrankung (PTLD), bakterielle Infektionen oder Pilzinfektionen, Rekurrenz der Autoimmunerkrankung/des Diabetes mellitus oder eine CNI-Toxizität, die sich meist als Inselzellschaden, wie z. B. eine Vakuolisierung der endokrinen Zellen zeigt (Abb. 8c; [32]), zu nennen. Die Vakuolisierung von Inselzellen war in einer Studie, die die histologischen Befunde bei den beiden CNIs Cyclosporin A und Tacrolimus untersuchte, bei 2 Kontrollfällen nur minimal ausgeprägt und grobe Vakuolisierungen – wie bei CNI-Toxizität – wurden nicht beobachtet. Als weitere Merkmale der CNI-Toxizität fanden sich Inselzellschwellungen, Apoptosen und eine verminderte Reaktivität für Insulin in der Immunhistochemie [32].

Im Zeitraum von Juni 2017 bis Dezember 2020 wurden aus der Chirurgischen Klinik des Universitätsklinikum Knappschaftskrankenhaus Bochum insgesamt 93 Pankreastransplantatbiopsien und 3 Duodenalbiopsien des Spenderduodenums von 49 Patienten in der Nephropathologie Erlangen untersucht. Die Ergebnisse der Pankreasbiopsien, wie in den Originalbefunden dokumentiert, sind in Tab. 6 zusammengefasst und in Abb. 9 teilweise illustriert. In einem Drittel der Biopsien (34,4 %) wurde kein diagnostisches Material gewonnen. Die bei weitem häufigste Diagnose war eine TCMR. Zur Einordnung der Befunde wie Insulitis und CNI-Toxizität oder einer ABMR ist immer der klinische Kontext von größter Wichtigkeit zur abschließenden Interpretation, sodass häufig nur anhand der Histologie eine definitive Diagnose nicht zu stellen ist. Im gleichen Zeitraum wurden 3 Biopsien des Spenderduodenums eingesandt, von denen eine Zeichen einer TCMR zeigte und 2 weitere keine Abstoßungszeichen.