Průběh transplantace Langerhansových ostrůvků

Souhrn: Klinická transplantace Langer­hansových ostrůvků je potenciální me­todou léčby pacientů s labilním diabetes mellitus 1. typu nebo s přidruženou po­ruchou rozpoznávání hypoglykémie. Tato metoda je však zatím vhodná jen pro pečlivě vybrané pacienty, jež nelze uspokojivě kompenzovat injekčně podá­vaným inzulinem. V článku popisujeme proces, naše výsledky a zkušenosti s kli­nickým programem transplantace ost­růvků v IKEM.

Klíčová slova: diabetes mellitus — trans­plantace — Langerhansovy ostrůvky

Summary: Clinical islets of Langerhans transplantation is a potential therapy for Type 1 diabetic patients suffering from brittle diabetes or the syndrom of hypo­glycemia unawareness. This method is suitable for carefully selected patients with poor blood glucose control by in­jected insulin. We are describing the process, our experiences and results of clinical program of islets transplanta­tion in IKEM.

Keywords: Diabetes Mellitus — trans­plantation — islets of Langerhans

Úvod

Transplantace Langerhansových ostrův­ků je určena zatím jen úzké skupině pa­cientů s diabetes mellitus 1. typu, trpí­cích přidruženou poruchou vnímání hypoglykémie. Průběh onemocnění u takových pacientů je provázen častými hypoglykemickými stavy, které mohou vést až ke ztrátě vědomí. Ostrůvky se implantují do portálního řečiště jater v lokálním znecitlivění pod RTG kont­rolou. I přesto, že úspěšný výkon zpravi­dla nevede k odstranění závislosti na zevně podávaném inzulinu, prokazatel­ně zlepšuje metabolickou kompenzaci u pacientů s labilním typem diabetu a prakticky úplně předchází vzniku hypoglykemických epizod. Metoda je ve srovnání s orgánovou transplantací spo­jena s výrazně nižší zátěží pacienta.

Krátce k historii a současnosti

Již v sedmdesátých letech počaly první pokusy o transplantaci izolovaných ost­růvků, výsledky však byly málo úspěšné. Teprve v roce 2000 informoval výzkum­ný tým z kanadského Edmontonu o sé­rii sedmi pacientů, u nichž se po opako­vané implantaci ostrůvků podařilo dosáhnout nezávislosti na zevním inzulinu. Navržený protokol zahrnoval pečlivý výběr orgánů k transplantaci, vylep­šení izolačního postupu, použití nového imunosupresivního schématu bez kortikosteroidů a možnost opakované implantace, pokud jediný výkon neposta­čoval.

Tento úspěch motivoval řadu světových center, ve kterých od roku 2000 bylo ob­dobným způsobem léčeno již asi 1500 osob. Transplantace Langerhansových ostrůvků se nyní provádějí asi v 50 cent­rech v Severní Americe a 15 v Evropě. Více než 20 výkonů však bylo zatím pro­vedeno jen asi ve 20 z nich. V Institutu klinické a experimentální medicíny byl program transplantací ostrůvků zahájen v roce 2005. Ostrůvky k transplantaci se připravují v Laboratoři Langerhansových ostrůvků a transplantují ve spolupráci s Centrem diabetologie a Transplantcentrem IKEM. Náš institut je nejen jediným pracovištěm, které se tou­to problematikou zabývá v ČR, ale po­stupem času se přiřadil k nejaktivnějším centrům v Evropě.

Komu je transplantace Langerhansových ostrůvků určena

Vzhledem k nutnosti užívat imunosupresi je metoda vhodná pouze pro dia­betiky I. typu, kteří trpí tzv. poruchou rozpoznávání hypoglykémie při inzulinové léčbě. Průběh jejich onemocnění je velmi nestabilní s častými těžkými hypoglykemickými stavy, které ohrožují život pacienta. Protože jsou v důsledku dlouhotrvajícího diabetu vážně porušeny kontraregulační mechanismy, které pacienta varují před nastupující hypoglykémií a zabraňují jejímu postupu, je často nutná odborná pomoc a hrozí bez­vědomí. Ze strachu z hypoglykémie si pacienti často udržují glykémie příliš vysoké a jsou také ohroženi rychlým rozvojem cévních komplikací diabetu.

Pro koho vhodná není

Jsou to všichni pacienti, u nichž lze do­sáhnout setrvale uspokojivé kompenza­ce prostřednictvím vhodně nastavené inzulinoterapie a režimových opatření. Dále pak pacienti, jimž pro chronickou infekci či maligní onemocnění nelze po­dávat imunosupresi. Vzhledem k umís­tění transplantovaných ostrůvků a me­todice jejich přenosu do těla příjemce pak dále není metoda vhodná pro paci­enty se závažnou hepatopatií, portální hypertenzí, koagulopatií a alergií na rentgenovou kontrastní látku. U pacientů s BMI nad 27 kg/m² se dá předpokládat přítomnost inzulinové rezistence a prakticky dostupné množ­ství ostrůvků nemůže dosáhnout poža­dovaného léčebného efektu.

Příprava pacienta k transplantaci

U každého pacienta, u nějž se zvažuje použití této léčebné metody, se na na­šem pracovišti prověří zavedená inzulinová terapie a provede se reedukace. Nevedou-li úpravy zavedené léčby k uspokojivému zlepšení kompenzace diabetu, lze vážně uvažovat o trans­plantaci Langerhansových ostrůvků. Takový pacient je zařazen na čekací lis­tinu (aktuálně ji tvoří 11 čekatelů z celé ČR) a následně v případě úspěšné izo­lace ostrůvků je přivolán k provedení přípravy před samotnou transplantací na Kliniku diabetologie. Zásadní je kompatibilita v ABO systé­mu. Na klinice je pacient vyšetřen, a umožňuje-li jeho aktuální zdravotní kondice podstoupit výkon, jsou mu před transplantací podány indukční dávky imunosupresiv — antithymocytárního globulinu a dále pak antimikrobiální clona (v současné době antibioti­kum piperacillin, antimykotikum fluconazol a valganciclovir k prevenci aktivace cytomegalovirové infekce). Hodinu před transplantací je podáno antihistaminikum (bisulepin, 1—2 tbl. p. o.) jako prevence alergické reakce na rentgenovou kontrastní látku. Pacient by měl alespoň 12 hodin před výkonem lačnit.

Popis transplantační metody

Langerhansovy ostrůvky jsou získány poměrně náročným procesem v souladu s tzv. Edmontonským protokolem, který je podrobněji popsán v článku E. Dovolilové Transplantace Langerhansových ostrůvků v IKEM — technika izolace, FLORENCE 12/2009, str. 26—27. Os­trůvky se připravují v přísně sterilních podmínkách (obr. 1). Po vyjmutí z kulti­vačních lahví se resuspendují ve 125 ml transplantačního roztoku obsahujícího 20% albumin a heparin (35 m. j./kg pří­jemcovy váhy), ve kterém jsou přeneseny do  transplantačního  vaku  (obr.  2). Výkon je prováděn na angiografickém sále (obr. 3) v lehké sedaci (midazolam 2,5 až 7,5 mg) do periferní kanyly a v lo­kální anestezii (trimecain 1% 5 až 10 ml s. c.) V průběhu implantace jsou neinvazivně monitorovány pacientovy vitální funkce (EKG, krevní tlak, pulsní oxymetrie). Intervenční radiolog pod rent­genovou kontrolou zavede perkutánně Seldingerovou metodou katetr do portálního řečiště jater (obr. 4 a 5). Správ­nou polohu katetru ověří podáním kon­trastní látky (obr. 6). Před započetím infúze transplantátu, v jejím průběhu a po ukončení kontrolujeme prostřed­nictvím elektromanometru hodnoty in-traportálního tlaku (IPT), které by ne­měly přesáhnout 20 mm Hg a jejichž nárůst v průběhu implantace ostrůvků by neměl překročit dvojnásobek hodno­ty bazální. Vak s transplantátem se spojí se zavedeným katetrem a jeho obsah se následně v průběhu 15—30 minut infunduje do portální žíly. Kanál vpichu je následně embolizován hemostatickou pěnou.

Péče o pacienta po transplantaci

Po transplantaci je pacient převezen na JIP diabetologické kliniky, kde je po dobu následujících 8 hodin intenzivně sledován. Kontroluje se místo vpichu, TK a puls po 15 minutách, EKG konti­nuálně, glykémie po 30 minutách. Proběhne-li výkon bez komplikací, může pacient již za 3 hodiny po jeho skončení jíst, volně se pohybovat na lůž­ku a po uplynutí 24 hodin je možná i chůze po oddělení. Zásadní je snaha o těsnou kontrolu glykémie v hodnotách 4—6 mmol/l, neboť hyperglykémie má na ostrůvky nepříznivý vliv. Dále se pokračuje v podávání tzv. udržo­vací imunosuprese. Používá se zpravidla kombinace několika léků. Základem jsou tzv. mTOR inhibitory, mezi něž pa­tří rapamycin, a dále inhibitory kalcineurinu (nejčastěji tacrolimus). Protože implantace ostrůvků může stimulovat krevní srážení, podávají se přípravky nízkomolekulárního heparinu, jako je např. enoxaparin, po dobu 5 dnů po vý­konu, antimikrobiální terapie pouze jako clona před výkonem a po něm jen v případě klinické potřeby. Hodnoty krevního cukru udržujeme kontinuální infúzí krátce působícího inzulinu perfusorem podle aktuálních laboratorních hodnot. Později pacient přechází na zavedenou s. c. aplikaci. V následujících dnech postupujeme dle protokolu a aktuálních ordinací ošetřu­jícího lékaře. Jde zejména o sledování krevního tlaku a pulsu, tělesné teploty, glykémie frekventovaně, náběrů bioche­mie, koagulace, krevního obrazu, moči chemicky a sedimentu, kultivace a citli­vosti, ultrasonografie jater a okolní ob­lasti s dotazem na průtok portální ži­lou.

Osud a význam Langerhansových ostrůvků v portální žíle jater

Ostrůvky jsou krevním proudem zane­seny do vnitřního větvení portální žíly, kde dosedají na žilní výstelku. Ta je ča­sem přerůstá, a jsou tak vlastně zanoře­ny ve stěně portální žíly, kde postupně získávají nové cévní zásobení. Inzulin se zde uvolňuje do okolní krve, čímž se fy­ziologicky dostává přímo do jater a oproti podkožnímu podání jsou hladi­ny inzulinu v periferní krvi významně nižší. Podkožní aplikace inzulinu není tělu zcela přirozená a postrádá zpětnou regulaci. Přináší pomalejší nástup účin­ku a vyšší riziko nežádoucích efektů. Experimentálně se zkoušejí i jiná alter­nativní místa, kam lze ostrůvky umístit. Mohlo by např. jít o prostor pod pouz­drem ledviny, ve střevní stěně nebo ve svalu. Naše pracoviště studuje také mož­nost uložení ostrůvků v biokompatibilní umělé komůrce. Zatím jediným klinicky úspěšným místem pro transplantaci ost­růvků zůstává portální žíla jater.

Úskalí ostrůvkových transplantací

Udává se, že lidská slinivka obsahuje ko­lem 1 miliónu ostrůvků. Diabetes se projeví, jestliže jejich počet vlivem nemoci klesne asi pod 20 % normálního množství. Při izolaci ostrůvků se zpravi­dla podaří izolovat jenom jejich část. Ostatní jsou poškozené nebo se je nepo­daří oddělit od exokrinní tkáně. V IKEM transplantaci indikujeme pou­ze v případě, že se podaří získat alespoň 300 000 tzv. ostrůvkových ekvivalentů. Množství získaných ostrůvků je třeba vyjádřit v ekvivalentech, protože nejsou všechny stejně veliké. Jeden ostrůvkový ekvivalent odpovídá velikosti 150 um. Úspěch izolačního procesuje zatím špatně předvídatelný. Během odběru sli-nivky, izolace a přípravy k transplantaci dochází k významným ztrátám ostrův­ků a záleží také na kvalitě samotného orgánu. I v nejlepších případech se daří izolovat z jedné slinivky jen kolem 500 000 ostrůvků. Takováto sklizeň je zároveň základní podmínkou pro uskutečnění transplantace. Menší množství ostrůvků už by nemělo smysl transplantovat. To proto, že při implantaci ostrůvky čelí mnoha dalším nástrahám. Jednak ještě nemají nově vytvořené cévní zásobení, a tak získávají kyslík a živiny prostou difúzí, která není dostatečně účinná. Dále dochází k aktivaci nespecifické imunity, která není imunosupresí významněji ovlivněna. Samotná imunosuprese navíc dosahuje při perorálním podání vysokých koncentrací v portální krvi, takže ostrůvky ohrožuje léková toxicita. Bez imunosuprese by však byly odhojeny. I při podání optimální dávky antikoagulancií část ostrůvků zahyne v důsledku krevního srážení. Tyto faktory vedou ke ztrátě nemalého množství transplanto­vaných ostrůvků v prvních hodinách a dnech po implantaci. Přesto již první implantace ostrůvků přináší pacientovi hodnotitelný benefit. Implantaci lze ješ­tě dvakrát opakovat v následujících dnech nebo týdnech až do dosažení op­timální dávky transplantované tkáně. Stejně tak lze spojením ostrůvků ze dvou po sobě krátce následujících (24 hodin) izolací od dárců stejné krevní skupiny získat již dostatečné množství tkáně pro transplantaci.

Komplikace transplantace Langerhansových ostrůvků

Z krátkodobých pooperačních kompli­kací došlo u jedné pacientky k punkci žlučových cest, provázené vzestupem hodnot bilirubinu a cholestatickým ikterem se spontánní úpravou. V jiném případě došlo k vazovagálnímu kolapsu s nutností krátkodobé podpory vazopresorem. U dvou pacientů jsme řešili krvácení v jaterní oblasti, kdy jedno bylo zvládnuto konzervativně podáním krev­ních derivátů a druhé bylo nutno ošetřit chirurgicky. U všech pacientů jsme za­znamenali nevýznamný vzestup aktivity jaterních enzymů v prvním týdnu po transplantaci se spontánním návratem k normálním hodnotám do 1 měsíce. V dlouhodobé periodě jsou komplikace spjaty s užíváním imunosupresiv, ale je­jich závažnost nepřevažuje nad riziky častých těžkých hypoglykémií v předtransplantačním období.

Stručné hodnocení klinických výsledků transplantace Langerhansových ostrůvků

Na našem pracovišti jsme od února 2005 provedli celkem 32 transplantací 20 příjemcům. Z této skupiny šlo v pěti případech o autologní transplantaci - tedy navrácení vlastních ostrůvků paci­entům po totální pankreatektomii z be­nigních příčin. Ostatní podstoupili alogenní transplantaci (od mrtvých dár­ců s potvrzenou mozkovou smrtí). De­set z těchto 15 příjemců podstoupilo transplantaci opakovaně, 6 pacientů dvakrát a 4 pacienti třikrát. Některým pacientům byly ostrůvky transplantová­ny v kombinaci s ledvinou nebo játry. Průměrné hodnoty tlaku v jaterní portě se před transplantací pohybují v rozmezí (mm Hg/ ±SD) 7 ± 3,4; po transplanta­ci 9 ± 4,73. Průměrná frekvence hypoglykémií za jeden týden, jíž jsou pacienti postihováni před transplantací, je kolem 3 ± 1,38, zatímco po transplantaci se hypoglykémie   prakticky   nevyskytovala. Průměrné hodnoty glykovaného hemo­globinu před transplantací (% ± SD) 7,4 ± 2,2; již 1. měsíc po výkonu klesají na 5,85 ± 1,3; 6. měsíc po Tx 5,1 ± 0,99; 12. měsíc po Tx setrvávají na 5,1 ± 0,52. Ve dvou případech jsme dosáhli nezávis­losti na zevním inzulinu. Ve většině pří­padů vede transplantace ostrůvků k po­klesu spotřeby injekčního inzulinu a vymizení hypoglykemických epizod. To také představuje hlavní přínos této metody. Kompenzace diabetu se rovněž zlepšuje.

Závěr

Transplantace Langerhansových ost­růvků zlepšuje metabolickou kompen­zaci u pacientů s jinak obtížně léčitelným diabetem 1. typu a prakticky úplně předchází vzniku těžkých hypoglykemických stavů. Implantace ostrůvků nezvyšuje významně tlak v portálním řečišti. Metoda je ve srovnání s orgáno­vými transplantacemi podstatně bez­pečnější, ale její dlouhodobá úspěšnost je stále nižší než při transplantaci orgá­nové. Úkolem současné etapy vývoje této stále ještě experimentální metody je zlepšit výtěžnost izolačního procesu a zlepšit přežívání ostrůvků bezpro­středně po transplantaci.

Poděkování: Děkuji všem členům Labora­toře Langerhansových ostrůvků IKEM za podporu pří přípravě tohoto článku.

Vít Bobek, Laboratoř Langerhansových ostrůvků, Pracoviště expe­rimentální medicíny IKEM, Praha

Literatura:

ADAMEC M, SAUDEK F. Transplan­tace slinivky břišní a diabetes mellitus, Praha: Karolinum, 2005, ISBN 80-246-1166-X.

PEKTOROVÁ L, SAUDEK F. Rapamycin a diabetes, přítel či nepřítel?, Remedia - Diabetologie, 2009, str. 20­24.

SAUDEK F. Léčba diabetu transplantací, Praha: Maxdorf, 2003, ISBN 80-85­912-79-1.

SHAPIRO J, Shaw J. Islet Transplantati­on and beta cell replacement therapy, Tay­lor & Francis Inc., 2007, ISBN 0824728629.

SHAPIRO AM, LAKEY JR, RYAN EA et al. Islet transplantation in seven pa­tients with type 1 diabetes mellitus using a glucocorticoid-free immunosuppressive regimen. N Engl J Med 2000; 343 (4): 230.

Podporováno VZ IKEM (MZO 00023001)

Recenzovali:

MUDr. Jan Kříž, Ph.D., Klinika diabetologie Centra diabetologie, Institut kli­nické a experimentální medicíny, Praha

MUDr. Peter Girman, Ph.D., Klinika diabetologie Centra diabetologie, Insti­tut klinické a experimentální medicíny, Praha

 

• tisk
• předplatit si