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Dysbalancen der posttraumatischen Immunantwort führen zu erhöhtem Risiko für schwere Komplikationen nach proximaler Femurfraktur
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Autoren
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Sven Rieder
- Abteilung für experimentelle Unfallchirurgie, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München, München, Germany
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Gregor Roemmermann
- Abteilung für experimentelle Unfallchirurgie, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München, München, Germany
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Lisa-Sophia Wenner
- Abteilung für experimentelle Unfallchirurgie, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München, München, Germany
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Pascal Anand
- Abteilung für experimentelle Unfallchirurgie, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München, München, Germany
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Julia Hinterer
- Abteilung für experimentelle Unfallchirurgie, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München, München, Germany
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Olivia Mair
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Anna Friesen
- Abteilung für experimentelle Unfallchirurgie, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München, München, Germany
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Peter Biberthaler
- Abteilung für experimentelle Unfallchirurgie, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München, München, Germany
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Laura Heimann
- Abteilung für experimentelle Unfallchirurgie, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München, München, Germany
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Marc Hanschen
- Abteilung für experimentelle Unfallchirurgie, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München, München, Germany
| Veröffentlicht: | 23. Oktober 2023 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Proximale Femurfrakturen stellen neben ihrer hohen Inzidenz auch durch ihre enorme Komplikationsrate und die damit verbundene Morbidität und Mortalität eine große Herausforderung für unser Gesundheitssystem dar. Insbesondere in Bezug auf frühe Komplikationen spielen dabei posttraumatische Immunreaktionen eine entscheidende Rolle. So wird die Homöostase sowohl durch systemische Hyperinflammation (SIRS), als auch durch kompensatorische Immunsuppression (CARS) gestört. In diesem Prozess sind CD4+ regulatorische T-Zellen (Tregs) durch ihre antiinflammatorische Wirkung absolute Key-Player [1]. Doch die genauen immunphänotypischen Unterschiede zwischen Patienten, die im frühen postoperativen Verlauf schwere Komplikationen entwickeln und Patienten, bei denen diese ausbleiben, sind bisher nicht bekannt.
Methodik: 117 Patienten über 55 Jahren mit operationsbedürftiger, hüftgelenksnaher Femurfraktur wurden für eine prospektive nicht-interventionelle klinische Pilotstudie rekrutiert. Wiederholte Blutentnahmen wurden über die ersten sieben Tage nach stationärer Aufnahme durchgeführt und periphere CD4+ Tregs mithilfe von Durchflusszytometrie-Analysen untersucht. Zusätzlich wurden Serumanalysen mithilfe von Multiplex-ELISA durchgeführt.
Anhand des Auftretens schwerer Komplikationen innerhalb des Beobachtungszeitraums wie schwere Infektion, Sepsis, schweres thromboembolische Ereignis, Organversagen oder Tod wurden 2 Kohorten eingeteilt. Zur statistischen Auswertung wurden multiple Mann-Whitney Tests in GraphPad Prism durchgeführt.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Insgesamt entwickelten 26 (22%) Patienten schwere Komplikationen (SK), das mittlere Alter betrug dabei 84,8±7,5 Jahre. Ein komplikationsarmer Verlauf (KA) zeigte sich bei 91 (78%) Patienten, das mittlere Alter betrug hier 80±9,9 Jahre.
Bereits zum Zeitpunkt der Aufnahme zeigten sich signifikante Unterschiede in der posttraumatischen Immunantwort. So war die Expression der Treg-Aktivitätsmarker CD44, CD69 und GITR, welche mit der immunsuppressiven Funktion der Zellen korrelieren [2], deutlich höher in der SK-Gruppe. Konkordant zeigte sich auch eine höhere Konzentration des antiinflammatorischen Zytokins IL-10 im Serum der SK-Patienten. Während die Procalcitoninwerte, als Marker für systemische bakterielle Infektionen, zum Zeitpunkt der Aufnahme noch vergleichbar niedrig waren, wurden im Verlauf signifikant höhere Spiegel bei der SK-Gruppe beobachtet.
Bereits bei Aufnahme zeigte sich vor allem bei Patienten mit schweren Komplikationen eine ausgeprägte frühzeitige systemische Hyperinflammationsreaktion, sowie gleichzeitig eine starke kompensatorische antiinflammatorische Reaktion, insbesondere durch aktivierte immunsuppressive Tregs.
Diese Daten liefern somit starke Hinweise, dass schwere Komplikationen sowohl durch systemische Hyperinflammation, als auch durch eine Treg-induzierte gesteigerte Immunsuppression und folglich erhöhter Anfälligkeit für Infektionen bedingt werden.
Literatur
- 1.
- Murphy TJ, Ni Choileain N, Zang Y, Mannick JA, Lederer JA. CD4+CD25+ regulatory T cells control innate immune reactivity after injury. J Immunol. 2005 Mar 1;174(5):2957-63. DOI: 10.4049/jimmunol.174.5.2957
- 2.
- Yu L, Yang F, Zhang F, Guo D, Li L, Wang X, Liang T, Wang J, Cai Z, Jin H. CD69 enhances immunosuppressive function of regulatory T-cells and attenuates colitis by prompting IL-10 production. Cell Death Dis. 2018 Sep 5;9(9):905. DOI: 10.1038/s41419-018-0927-9
