Thrombotische mikroangiopathien Zoltán Prohászka Semmelweis Universität, III. Abteilung für Innere Medizin, Forschungslabor prohoz@kut.sote.hu

Case report Anamnese 3 jähriger Knabe Transfer in Notfallambulanz wegen Krampfanfall Seit ein paar Tagen müde, weinerlich, Bauchschmerzen, Vor 10 Tagen mehrmals Erbrechen, Stuhl weich, Rest der Familie gesund Harnmenge unbekannt Status Blass, ikterische Skleren, RR 150/100 Vereinzelt Petechien am Fussrücken Oligurie mit Hämaturie, Proteinurie

Case report Labor Kreatinin 398 umol/L, (4,5 mg/dl) CRP 3,6 mg/dl LDH 3500 U/l Hämoglobin 6,8 g/dl Leukozyten 16.000/ul Thrombozyten 60.000/ul GOT 300 U/L, GPT 280 U/L Bilirubin 4,6 mg/dl Fragmentozyen im Blutausstrich

TMA syndrome=HUS/TTP Case report Akutes Nierenversagen Hämolytische Anämie Thrombozytopenie ZNS Beteiligung TMA syndrome=HUS/TTP Hämolytisch Urämisches Syndrom/Thrombotisch Thrombozytopenische Purpura

TMA: Pathogenese Auslöser für Endothelschaden Kongenitale oder angeworbene prädisponierende Faktoren Störungen im Komplementsystem Störungen im Gerinnungssystem Andere Auslöser für Endothelschaden Shigatoxin Viren, andere Infektionen Autoimmun Erkrankungen Medikamente Entwicklung der manifesten Krankheit Verlust der endothelialen “Thromboresistance” Leukozyten- und Thromboadhäsion Aktivierung von Thrombozyten und Gerinnungsfaktoren Komplementverbrauch bis Membran attack complex THROMBOTISCHE MIKROANGIOPATHIE

THROMBOTISCHE MIKROANGIOPATHIE Normal: offene Kapillarlumen TMA: thrombotisch verstopft

TMA - unterschiedliche Pathogenese - unterschiedliche Therapie Infektions-assoziiertes HUS EHEC (STEC) STEC-HUS ‘typisch’ Pneumokokken Virusinfekt Influenza, Entero Komplement - mediiertes HUS atypisches HUS Mutationen FH, FI, MCP, THBD C3, FB Unbekannt Autoimmun (anti-FH-Antikörper) supportiv Dialyse Heilung abwarten Dialyse Plasmatherapie Eculizumab ADAMTS13 Defizienz / TTP Autoimmun (anti-ADAMTS13-Antikörper) Mutationen (ADAMTS13) Dialyse Plasmatherapie Immunosuppression Nanobody gegen vWF in (Caplacizumab) Atypisches HUS, Andere DGKE-Mutation Cobalamin Defekt

EHEC (Entero-Hämorrhagische Escherichia Coli) und HUS

Verotoxin-HUS, Shiga-Toxin-HUS (Stx-HUS) KLINIK Gastroenteritis ca 6 Tage vor HUS-Ausbruch Bauchkrämpfe, Diarrhoe, hämorrhagisch 50-70% Blässe, Ikterus, Petechien Mikro/Makrohämaturie (30%) Oligo/Anurie LABOR Hämolyt. Anämie (LDH , Haptoglobin , indir. Bilirubin  ) Thrombopenie (<60.000) Leukozytose (variabel) Retentionsparameter  Neg. COOMBS-Test

BAKTERIEN und ihre TOXINE EHEC/STEC (E.coli 0157:H7, non 0157:H7 STEC) Wahrscheinlich um 1980 durch Leistungsförderer in der Tierhaltung entstanden Verotoxin (VT1,2), Shiga-like toxin (SLT1,2), Shiga-Toxin (Stx1,2)

EHEC/STEC QUELLEN Faschiertes Rindfleisch (“medium”) Rohwurst (Salami, Mettwurst,...) Unpasteurisierter Käse/Milch Kontaminiertes Obst Unpasteurisierte Obstsäfte (“bio-Säfte”)

Wen trifft´s und Wieviel braucht´s Anfällige Bevölkerung Kinder im Alter von 2-10 Jahren (mehr Gb3-Rezeptoren) Ältere Menschen > 70 Jahre (80% Letalität) Infektiöse Dosis < 100 Bakterien

Infektion mit EHEC Reservoir: Wiederkäuer Ingestion „Gastroenteritis“ Blutiger Durchfall Hämolytisch-Urämisches Syndrom (5-10%) Tag -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7 Gesund Gesund Gesund Eventuell Ausscheider

Vereinfachte Pathogenese des Stx-HUS Stx produzierende Keime (zB EHEC) befallen Colon und bewirken Diarrhoe, Blutung und systemische Stx-Intoxikation Systemisches Stx bindet an Rezeptoren von Endothelzellen der glomerulären Kapillaren und bewirkt Thrombosen und Nierenversagen. In diesen geschädigten Kapillaren verfangen sich nicht nur Thrombozyten, sondern werden auch Erythrozyten mechanisch zerstört.

EXTRA-RENALE KOMPLIKATIONEN Häufigkeit: 4 - 30% Darm Hirn Pankreas Leber

DIAGNOSE Meistens typische Anamnese Labor Hämolyt. Anämie Thrombopenie Nierenfunktionseinschränkung Bakteriennachweis im Stuhl (Speziallabor!!) Nachweis des Stx-Gens (PCR) im Stuhl E. Coli - AK im Blut (IgM gegen LPS)

KLINIK & OUTCOME Durchfall 91%, blutig 57% EHEC/STEC Infektion 83% Dialysepflichtigkeit 61% (42% PD) Mittlere Dialysedauer 10 d (6-15) Erholung der Nierenfunktion in > 90% Bluttransfusionen 75% Letalität 2%, zuvor häufig neurolog. Symptome Leukozytose > 20.000 schwererer Verlauf A. Gerber et al.

THERAPIE KEINE kausale Therapie möglich KEINE Antibiotika!!!!?? KEIN Plasmaaustausch Supportive Maßnahmen Wasser, SB-u. Elektrolythaushalt Blutdruck Überwachung Dialyse Blutgabe: bei Hb <5 g/l, wenig (5 ml/kg) und langsam, CAVE: Hypertension Thrombozytengabe: nur bei manifester Blutung oder bei operativen Eingriffen - wenn´s irgendwie geht, vermeiden!

LANGZEITFOLGEN Das typische HUS ist KEINE harmlose Erkrankung 15-20 Jahre danach... 10-40% “Nierenschaden” Proteinurie Hypertonie Leichte GFR-Reduktion 10-20% Chron. Niereninsuffizienz (GFR<60 ml/min) 2-10% Terminales Nierenversagen

Komplement - mediiertes HUS atypisches HUS (aHUS) Verlauf: fortschrittlich, often rückfallig Sofort Prognose: sehr schlect Dauerschaden: 50% Mortalität: 5-10% Oft familiär

Schwaches Anaphylatoxin C5b-9 Membranangriffskomplex Chronische, unkontrollierte Komplementaktivierung - schwerwiegende Auswirkungen bei aHUS Lektin-Weg Klassischer Weg Alternativer Weg Clearance von Immunkomplexen Mikrobielle Opsonisierung C5-Konvertase C3a C3 C3b Schwaches Anaphylatoxin C3 + H2O: IMMER AKTIV (chronisch) Amplifikation Proximal Thrombomodulin − iC3b Natürliche Inhibitoren: Faktor H, I, MCP − "Gain of Function"- Mutationen: C3, CFB + C5a Potentes Anaphylatoxin Chemotaxis Proinflammatorisch Leukozytenaktivierung Endothelaktivierung Prothrombotisch C5b-9 Membranangriffskomplex Zell-Lyse Thrombozytenaktivierung C5 Terminal Anaphylaxie Entzündung Thrombose Folgen Hämolyse Entzündung Thrombose Folgen 1. Loirat C, Fremeaux-Bacchi V. Orphan J Rare Dis. 2011;6:60; 2. Noris M, Remuzzi G. N Engl J Med. 2009; 361:1676-1687; 3. Holers MV. Immunol Reviews. 2008; 223:300-316; 4. Hirt-Minkowski P et al. Nephron Clin Pract. 2010; 114:c219-c235; 5. Noris M et al. CJASN 2010;10:1844–1859.

Untersuchungen des Komplementsystems – welche Patienten und was? Alle Patienten mit dem klinischen Bild eines atypischen HUS Keine Diarrhoe Diarrhoe, aber folgende Kriterien Jünger als 6 Monate alt Schleichender Verlauf Sicherer Relaps eines HUS Fragliche vorherige Episode eines HUS Ungeklärte Episode einer Anämie in der Vorgeschichte HUS nach Organtransplantation Familäre Vorgeschichte mit HUS Laboruntersuchungen für aHUS Komplement C3 Komplement FI and FH Anti-FH Autoantikörper MCP (CD46) Genetik (CFH, CFI, CD46, CFB, C3, THBD2) Ausschluss einer TTP ADAMTS13 Aktivität Anti-ADAMTS13 Autoantikörper

Mutationenen bei komplement-assoziiertem HUS (atypischem HUS) Gen Häufigkeit bei aHUS Renales outcome ESRD Rekurrenz im Transplantat Faktor H 24-27% 52-65% 80-90% MCP 5-9% 6-63% 15-20% C3 2-8% 43-67% 40-50% Faktor I 4-8% 17-83% 70-80% Faktor B 1-4% 70% ? Thrombomodulin 5% 23% Faktor H rel. Prot. 3-10% Faktor H Antikörper 3-6% Unbekannt 25-50% Nach Nester C.M. Molecular Immunology 2015

aHUS: Therapie Supportive Maßnahmen Wasser, SB-u. Elektrolythaushalt Blutdruck Überwachung Dialyse Blutgabe: bei Hb <5 g/l, wenig (5 ml/kg) und langsam, CAVE: Hypertension Thrombozytengabe: nur bei manifester Blutung oder bei operativen Eingriffen - wenn´s irgendwie geht, vermeiden! Plasmapherese (mit Plasma für Austauschflüssigkeit) Gezielte Therpaie: Komplement-inhibitor (eculizuimab)

Schwaches Anaphylatoxin Chronische, unkontrollierte Komplementaktivierung - schwerwiegende Auswirkungen bei aHUS Lektin-Weg Klassischer Weg Alternativer Weg Clearance von Immunkomplexen Mikrobielle Opsonisierung C5-Konvertase C3a C3 C3b Schwaches Anaphylatoxin C3 + H2O: IMMER AKTIV (chronisch) Amplifikation Proximal Thrombomodulin − iC3b Natürliche Inhibitoren: Faktor H, I, MCP − "Gain of Function"- Mutationen: C3, CFB + C5 Terminal Anaphylaxie Entzündung Thrombose Folgen Hämolyse Entzündung Thrombose Folgen Eculizumab, Soliris® Nach 1. Loirat C, Fremeaux-Bacchi V. Orphan J Rare Dis. 2011;6:60; 2. Noris M, Remuzzi G. N Engl J Med. 2009; 361:1676-1687; 3. Holers MV. Immunol Reviews. 2008; 223:300-316; 4. Hirt-Minkowski P et al. Nephron Clin Pract. 2010; 114:c219-c235; 5. Noris M et al. CJASN 2010;10:1844–1859.

Eculizumab (Soliris®) Humanisierter monoklonaler Antikörper bindet mit hoher Affinität an C5 Blockiert die terminale Komplementkaskade (C5 – C9) und damit den Membrane attack complex Zulassung für die Behandlung des atypischen HUS bei Kindern und Erwachsenen seit Ende 2011 Gefährliche Nebenwirkung: Komplement-Defizienz, d.h. erhöhtes Risiko für Meningokokken-Infekzion

Genetische Prädisposition und Trigger führen zu TMA Riedl M et al, Seminars in Thrombosis and Hemostasis 2014

TTP: Thrombotisch-thrombozytopenische Purpura vWF = großes, multimeres Protein, hauptsächlich von Endothelzellen gebildet Adhäsion von Thrombozyten am Endothel Rasche Spaltung durch Protease ADAMTS13 Verminderung der ADAMTS 13 Aktivität Mutationen Antikörper gegen ADAMTS 13 Fehlende ADAMTS13 Aktivität führt zu TMA (Thrombotisch-Thrombozytopenische Purpura, TTP) Sofort-Prognose: nicht so schlecht, es reagiert gut zu Plasmapherese un Immunsuppression

ADAMTS13, vWF und Thrombotische Mikroangiopathie TMA Moake J.L., N Engl J Med, 2002

TTP: Systemerkrankung Auswirkungen auf lebensnotwendige Organe und Gewebe Nieren Akutes und chronisches Nierenversagen Herz-Kreislauf-System • Hypertonie • Myokardinfarkt • Diffuse Vaskulopathie Gastrointestinal-Trakt • Kolitis • Übelkeit/Erbrechen • Pankreatitis • Bauchschmerzen11 • Gastroenteritis • Lebernekrose5 ZNS Bis Hälfte der Patienten haben neurologische Symptome • Krampfanfälle • Verwirrtheit • Schlaganfall • Enzephalopathie Welche Systeme sind bei einer thrombotischen Mikroangiopathie beteiligt? Komplementsystem, Gerinnung Komplementsystem und Immunsystem Beide in B genannten und des Endothel Komplement, Gerinnung, Endothel und Immunsystem Blut Fragmentozyten Thrombozytopenie Erhöhte LDH Anämie Lunge • Dyspnoe • Pulmonale Blutungen Lungenödem Augen Verschluss von Augengefäßen

TTP: Therpaie Supportive Maßnahmen: Intensivbehandlung Blutgabe, Thrombozytengabe: Wie vor HUS Sofort Plasmapherese (mit Plasma für Austauschflüssigkeit): bis zu Remission, oft sehr Lang Immunsuppresivtherapie (B-Zellen Hemmung): Cyclophopsphamide, oder rituximab (anti-CD20 Antikörper) Gezielte Therpaie: anti-VWF Antikörper (Caplacizumab), hemmt das Interaktion zwischen VWF and Blutkörperchen (verminderung der Thrombose)

Diagnostische und Therapeutische Vorgangsweise: TMA Erste TMA Episode Anamnese Stuhlkltur Blutkultur Pneumokokken Antigen im Harn ADAMTS13 Komplementanalyse Cobalamindefekt EHEC Pneumokokken aHUS ADAMTS13 Dialyse, supportive Therapie Eculizumab Plasmatherapie Post Transplant Rekurrenz oder aHUS Rekurrenz in nativen Nieren

Danke! Köszönöm a figyelmet!