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Aus der Klinik und Poliklinik für Neurologie der Universität Rostock Direktor: Prof. Dr. med. Reiner Benecke

Untersuchungen zur Effektivität der Therapie mit einem komplexproteinfreien Botulinumtoxin A und zur Bildung neutralisierender Antikörper im Langzeitverlauf bei zervikaler Dystonie

Inauguraldissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Medizin der Medizinischen Fakultät der Universität Rostock

vorgelegt von Franziska Sterna, geb. am 27. Juli 1984 in Strausberg aus Zürich Rostock, 25.08.2011


Dekan: Prof. Dr. med. Emil Christian Reisinger 1. Gutachter: 2. Gutachter: 3. Gutachter: 2


F端r meine Familie

3


Inhaltsverzeichnis WIDMUNG ............................................................................................................................................... 3 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS .......................................................................................................... 7 1

EINLEITUNG .................................................................................................................................. 9 1.1

1.1.1

Definition und Pathogenese .................................................................................................. 9

1.1.2

Ätiologie ................................................................................................................................ 9

1.1.3

Klinik..................................................................................................................................... 9

1.1.4

Diagnostik ........................................................................................................................... 11

1.1.5

Therapie .............................................................................................................................. 12

1.2

GRUNDLAGEN DES BOTULINUMTOXINS ................................................................................... 14

1.2.1

Historische Entwicklung ..................................................................................................... 14

1.2.2

Klinik des Botulismus ......................................................................................................... 15

1.2.3

Chemischer Aufbau des Botulinumtoxins ........................................................................... 16

1.2.4

Pathomechanismus ............................................................................................................. 18

1.2.5

Präparate ............................................................................................................................ 20

1.2.6

Dosierung und Injektionstechniken .................................................................................... 22

1.2.7

Anwendungsgebiete ............................................................................................................ 25

1.2.8

Unerwünschte Arzneimittelwirkungen, Kontraindikationen und Wechselwirkungen ........ 25

1.3

ANTIKÖRPERVERMITTELTES VERSAGEN DER BOTULINUMTOXIN-THERAPIE .......................... 27

1.3.1

Definition des Therapieversagens ...................................................................................... 28

1.3.2

Klassifikation des Therapieversagens ................................................................................ 28

1.3.3

Ursachen des Therapieversagens ....................................................................................... 28

1.3.4

Klinische Charakteristika des Therapieversagens ............................................................. 29

1.3.5

Risikofaktoren und Prävention der Antikörperbildung ...................................................... 30

1.3.6

Häufigkeit des Therapieversagens bei zervikaler Dystonie................................................ 32

1.3.7

Nachweisverfahren von Botulinumtoxin-Antikörpern ........................................................ 33

1.4 2

ZERVIKALE DYSTONIE ................................................................................................................ 9

ZIELSETZUNG ............................................................................................................................ 37

MATERIAL UND METHODEN ................................................................................................. 37 2.1

PATIENTENCHARAKTERISTIKA.................................................................................................. 37

2.2

BOTULINUMTOXIN-INJEKTIONEN UND DOKUMENTATION ....................................................... 39

2.3

MAUS-DIAPHRAGMATEST ......................................................................................................... 42

2.3.1

Reagenzien für den Maus-Diaphragmatest ........................................................................ 42

2.3.2

Verbrauchsmaterialien für den Maus-Diaphragmatest...................................................... 42

2.3.3

Geräte für den Maus-Diaphragmatest................................................................................ 43 4


3

2.3.4

Versuchstiere ...................................................................................................................... 43

2.3.5

Ethik .................................................................................................................................... 43

2.3.6

Methodik ............................................................................................................................. 44

ERGEBNISSE ................................................................................................................................ 50 3.1

ERGEBNISSE DER EXPERIMENTELLEN VORUNTERSUCHUNGEN ................................................ 50

3.1.1

Dosiswirkungskurve für Botulinumtoxin A ......................................................................... 50

3.1.2

Antikörper-Kalibrierungskurve für Botulinumtoxin A ........................................................ 52

3.2

ERGEBNISSE DER PATIENTENUNTERSUCHUNG ......................................................................... 53

3.2.1

Antikörperbestimmung mit dem Maus-Diaphragmatest ..................................................... 53

3.2.2

Behandlungscharakteristika der Patienten mit zervikaler Dystonie .................................. 53

3.2.3

Vergleichende Betrachtung der de novo mit Xeomin® behandelten Patienten ................... 55

3.2.4

Vergleichende Betrachtung der mit einem alternativen Botulinumtoxin-Präparat

vortherapierten Patienten ............................................................................................................... 57 3.2.5

Vergleichende Betrachtung der Antikörper-positiven Patienten ........................................ 59

3.2.6

Korrelation der Ergebnisse des Botulinumtoxin-Antikörpertests mit der mittlerer

Einzeldosis und der kumulativen Dosis .......................................................................................... 60 3.2.7

Korrelation der Ergebnisse des Botulinumtoxin-Antikörpertests mit den mittleren

Interinjektionsintervallen, der Anzahl der Injektionen und der Therapiedauer ............................. 61 3.2.8

Korrelation der Ergebnisse des Botulinumtoxin-Antikörpertests mit der klinischen

Response und dem Schweregrad nach Tsui .................................................................................... 62 3.2.9 4

Nebenwirkungen der Xeomin®- Therapie im Langzeitverlauf ............................................ 63

DISKUSSION................................................................................................................................. 64 4.1

MAUS-DIAPHRAGMATEST ......................................................................................................... 64

4.2

EFFEKTIVITÄT DER BEHANDLUNG MIT XEOMIN® IM LANGZEITVERLAUF ............................... 65

4.2.1

Gesamtbetrachtung ............................................................................................................. 65

4.2.2

Unterschiede zwischen de novo Xeomin® behandelten und von einem konventionellen

Botulinumtoxin-A Präparat auf Xeomin® umgestellten Patienten ................................................. 67 4.3

ANTIKÖRPERTITERVERÄNDERUNGEN IM VERLAUF .................................................................. 68

4.3.1

Prävalenz der Antikörper der de novo Xeomin®-Patienten im Langzeitverlauf ................. 68

4.3.2

Prävalenz der Antikörper bei auf Xeomin® umgestellten Patienten im Langzeitverlauf ... 69

4.3.3

Klinische Relevanz der Antikörper-Titer nach Therapieumstellung auf Xeomin® im

Langzeitverlauf................................................................................................................................ 70 4.3.4 4.4 5

Welche Risikofaktoren beeinflussen den Antikörper-Titer im untersuchten Patientengut?73

PRÄVENTION UND THERAPIEOPTIONEN BEI ANTIKÖRPERINDUZIERTEM THERAPIEVERSAGEN 76

ZUSAMMENFASSUNG ............................................................................................................... 79

ABBILDUNGSVERZEICHNIS ......................................................................................................... 81 5


TABELLENVERZEICHNIS .............................................................................................................. 82 LITERATURVERZEICHNIS ............................................................................................................ 83 THESEN ................................................................................................................................................ 96 DANKSAGUNG ................................................................................................................................... 98 LEBENSLAUF ..................................................................................................................................... 99 EIDESSTATTLICHE ERKLRÄRUNG...........................................................................................100

6


Abkürzungsverzeichnis AC

Antecollis

ACh

Acetylcholin

AKTV

Antikörperinduziertes Botulinumtoxin-Therapieversagen

AKTV-A

Antikörperinduziertes Botulinumtoxin-A-Therapieversagen

BFMDRS

Burke-Fahn-Marsden-Dystonia-Rating-Scale

BNT

Botulinum-Neurotoxin

BT

Botulinumtoxin, Präparat bestehend aus Neurotoxin und nicht toxischen Hämagglutininen

BT-A

Botulinumtoxin A

BT-A-AK

spezifische Botulinumtoxin-A-Antikörper

BT-AK

Botulinumtoxin-Antikörper

BT-B

Botulinumtoxin B

BT-B-AK

spezifische Botulinumtoxin-B-Antikörper

BT-F

Botulinum-Toxin F

BT-F-AK

spezifische Botulinumtoxin-F-Antikörper

BT-Therapie

Botulinumtoxin-Therapie

C.

Clostridium

CD

zervikale Dystonie, engl. Cervical Dystonia

D

Dysport

DBS

Tiefe Hirnstimulation, engl. Deep Brain Stimulation

DKT

Dystoner Kopftremor

EBSS

Earle´s Balanced Salt Solution

EDB

Extensor digitorum brevis

ELISA

Enzyme-linked immunosorbent assay

EMG

Elektromyographie

F(ab)2

Antigen-bindendes Antikörperfragment

HUGO

Human Genome Organization

IPA

Immunopräzipitationsassay

IU

International Units

kDa

Kilodalton

kR

Klinische Response

ksTV

komplettes sekundäres Therapieversagen

LC

Laterocollis

LD50

Halbmaximale Letaldosis (entspricht im Maus-Letalitäts-Test einer MU)

LK

Leichte Kette

MDT

Maus-Diaphragmatest

MFT

Musculus-Frontalis-Test

Min

Minute

®

7


MLT

Maus-Letalitäts-Test

MSAP

Muskelsummenaktionspotenzial

MU

Mauseinheit, engl. Mouse Unit. 1 MU entspricht der LD50

mN

Millinewton

MRT

Magnetresonanztomographie

MSAP

Muskelsummenaktionspotenzial

MTC

myoklonischer TC

nAK

neutralisierende Botulinumtoxin-Antikörper

NB

Neurobloc

PCR

Polymerasekettenreaktion, engl. Polymerase Chain Reaction

pM

Picomol

pTV

primäres Therapieversagen

psTV

Partielles sekundäres Therapieversagen

PZ

Paralysezeit

RC

Retrocollis

SBA

Spezifische biologische Aktivität

SC

C-terminale Domäne der SK

SCM-Test

Sternocleidomastoideus-Test

SD

Standardabweichung, engl. Standard Deviation

SegD

Segmentale Dystonie

SG

Schweregrad

SK

Schwere Kette

SN

N-terminale Domäne der SK

SNAP-25

Soluble N-ethylmaleimide-sensitive Fusion Attachment Protein mit einem Molekulargewicht

®

von 25 kDa oder Synaptosomen-assoziiertes Protein 25 SNARE

SNAP-25 Receptor

TC

Torticollis

sTV

sekundäres Therapieversagen

sNR

Sekundäres Non-Responding

TV

Therapieversagen

TWSTRS

Toronto Western Spasmodic Torticollis Rating Score

U

Unit

UBI-Test

Unilateral-Brow-Injektion-Test

VAMP

Vesikel-assoziertes Membran-Protein

8


1

Einleitung 1.1

Zervikale Dystonie

1.1.1 Definition und Pathogenese In der Gesamtheit aller Dystonieformen bildet die zervikale Dystonie (CD) mit einer Prävalenz von 20-200 pro eine Million den größten Anteil (Ben-Shlomo et al. 2002, Jankovic 2004, Hallet et al. 2009). Sie ist die häufigste Form der idiopathischen fokalen Dystonie (Camfield et al. 2002, Benecke and Dressler 2007), wobei die fokalen Dystonien generell einen weitaus größeren Anteil der dystonen Störungen ausmachen als die generalisierte oder segmentale Form (Nutt et al. 1988, Benecke et al. 2007). Mit dem neurologischen Begriff der CD wird eine Ganglienzelldegeneration an verschiedenen Stellen des extrapyramidal-motorischen Systems beschrieben, die zu einer hyperkinetischen Bewegungsstörung in Form einer pathologischen Tonussteigerung der Halsmuskulatur führt (Benecke et al. 2007, Shanker et al. 2009). Die CD tritt klinisch und kausal heterogen in Erscheinung, sie wird nach dem Erkrankungsalter (Early vs. Late Onset), der klinischen Erscheinung der Halteanomalie (fokal, einseitig, segmental vs. generalisiert) und ihrer Ätiologie (primär vs. sekundär) unterschieden (Benecke et al. 2007, Schwarz et al. 2009).

1.1.2 Ätiologie Die Ursache der CD ist weitestgehend idiopathisch, wobei entzündliche und raumfordernde intrakranielle Prozesse ein solches Krankheitsbild ebenfalls verursachen können (Gleixner et al. 2007). Eine familiäre Disposition für die vergleichsweise seltene erbliche Torsionsdystonie mit autosomaldominantem bzw. autosomal-rezessivem Erbgang wurde in humangenetischen Untersuchungen gefunden (Schmidt and Klein 2010). Zur genetischen Differenzierung unterschiedlicher ätiologischer Subtypen dient das molekulare Klassifikationsschema HUGO (Human Genome Organization/Genome Database Nomenclature) mit seiner chronologischen Veröffentlichung der bisher bekannten Genloci DYT1-DYT18 (Schwarz et al. 2009). DYT1- (TorA)², DYT2-, DYT4-, DYT6- (THAP1), DYT16und DYT17-Gendefekte wurden bei generalisierten primären Dystonien mit Frühmanifestation vor dem 22. Lebensjahr identifiziert, DYT7- und DYT13-Anomalien bei späteren Formen von fokaler oder segmentaler Dystonie (Schwarz et al. 2009, Shanker et al. 2009, Schmidt and Klein 2010). Für nicht primäre Formen der Dystonie konnten die Gendefekte DYT3, DYT5 (GCH1), DYT11 und DYT12 verantwortlich gemacht werden (Schmidt and Klein 2010).

1.1.3 Klinik Die klinische Ausprägung der unwillkürlichen Kopfbewegungen mit konsekutiver Halteanomalie ist individuell verschieden. Es besteht eine Abhängigkeit von der Anzahl betroffener Muskel, der verschiedenen Ausprägungen dystoner Muskelaktivitäten mit tremolöser, tonischer oder myoklonischer 9


Dominanz, dem Verhältnis zwischen primär dystoner Aktivität und willkürlich ausgeführten Bewegungen sowie der Ausprägung sekundärer Muskelveränderungen und Einschränkungen in der Gelenkbeweglichkeit (Velickovic et al. 2001, Camfield et al. 2002, Benecke et al. 2007). Grundsätzlich werden rhythmische von arhythmischen Kopf- und Schulterbewegungen von tonischen Halteanomalien unterschieden (Benecke and Dressler 2004). Beide Formen, myoklonische sowie tonische Erkrankungsmuster, können sowohl kontinuierlich als auch intermittierend auftreten. Umfang und Ausprägung der dystonisch affizierten Muskelgruppen bestimmen das Maß der Bewegungseinschränkung und Fehlstellung des Kopfes (Benecke and Dressler 2004). Die Erstmanifestation des Krankheitsbildes tritt statistisch um das 41. Lebensjahr auf und kann sich sowohl sehr rasch („über Nacht“) als auch über einen prolongierten Zeitraum von mehreren Monaten entwickeln (Benecke and Dressler 2007). Bevor sich die endgültige Fehlstellung des Kopfes manifestiert, bilden häufig Kopfzittern oder Nackenverspannungen Anfangssymptome. Abgesehen von pathologischen Zuständen, die mit einer sekundären CD in Verbindung stehen, muss die Krankheit differenzialdiagnostisch von zervikalen Skelettanomalien, Veränderungen des Muskelund Bandapparates, Lokalinfektionen und einer Vielzahl weiterer neurologischer Erkrankungen abgegrenzt werden, da sie besonders zu Krankheitsbeginn durch unspezifische, einschießende Kopfbewegungen fehlgedeutet werden kann (Benecke and Dressler 2004). Nach dem klinischen Erscheinungsbild können grundlegend folgende Formen der CD unterschieden werden: Torticollis spasmodicus (TC), Laterocollis (LC), Retrocollis (RT) und Antecollis (AC) (ensprechend der Reihenfolge in Abbildung 1).

Abbildung 1: Manifestationsformen der CD (https://hcp.botoxmedical.com) Die mit 48% häufigste Ausprägung ist die rotatorische Form der CD, der TC (Kessler et al. 1999). In anderen Studien wird die Häufigkeit des TC als dominierende Kopfabweichung in Verbindung mit anderen Formen mit 72%, als Reinform mit 19% bis 37% angegeben (Benecke and Dressler 2004). Sie ist gekennzeichnet durch eine Rotation von Kinn und Nase und ist longitudinal zu einer Schulter gerichtet (Benecke et al. 2007). 54 Muskeln beeinflussen die Kopf-, Nacken- und Schulterhaltung, aber nur eine begrenzte Anzahl ist für die BT-Injektionsbehandlung von Bedeutung (Benecke and Dressler 2007). Der TC bedingt hauptsächlich die Aktivierung des ipsilateralen M. splenius capitis, des kontralateralen M. sternocleidomastoideus, der tiefen posterioren Nackenmuskel und des ipsilate10


ralen M. trapezius sowie des M. semispinalis capitis (Hefter 2008, Dressler 2010). Eine Seitendominanz konnte nicht mit Sicherheit festgestellt werden (Benecke and Dressler 2004). Beim LC, der zweithäufigsten Form der CD, wird der Kopf lateral gegen die ipsilaterale Schulter geneigt. Als Reinform wird der LC bei etwa 18%, in Kombination mit anderen CD- Formen bei bis zu 42% der CD Patienten beobachtet (Deuschl et al. 1992). AC und RC, mit einer Häufigkeit von 21%, beschreiben jeweils Verschiebungen des Kopfes in sagittaler Ausrichtung brust- beziehungsweise rückenwärts (Chan J et al. 1991). Die zervikalen Fehlbelastungen bergen die Gefahr einer chronischen Ausprägung von sekundären Veränderungen, insbesondere der vertebralen Strukturen mit Ausbildung einer Kyphosklerose (Ben-Shlomo et al. 2002, Camfield et al. 2002). 68-75% der Patienten klagen über ein ausgeprägtes Schmerzempfinden im Schulter- und Nackenbereich sowie über Spannungskopfschmerzen (Comella 2007).

1.1.4 Diagnostik Da die CD weder kausal heilbar noch unterdrückbar ist, wenden etwa 50-80% der betroffenen Patienten ein Manöver zur Reduktion der Haltungsanomalie an, die „Geste Antagoniste“ (Benecke and Dressler 2007, Hefter 2008, Rosales and Dressler 2010). In 50-80% der Fälle wird durch das Berühren des Kinns mit dem rechten Daumen, Zeigefinger oder auch der ganzen Handfläche ohne Ausübung von Armmuskelkraft eine partielle Korrektur der Fehlstellung erreicht (Benecke and Dressler 2007, Hefter 2008). Besonders profitieren Patienten mit einer rotatorischen Komponente der CD von diesem Manöver (Benecke and Dressler 2004). Diagnostischen Wert hat die „Geste Antagoniste“ weiterhin in der Differenzierung des Tremor-Typs der CD vom essentiellen Kopftremor, wobei eine Symptomminderung beim letztgenannten Krankheitsbild nicht erzielt werden kann (Naumann et al. 2003). Die Intensität der Haltungsanomalie kann durch Müdigkeit, verschiedene Körperpositionswechsel und insbesondere auch emotionale Belastung stark variieren (Benecke and Dressler 2004, Hefter 2008). Zur quantitativen Erfassung des Dystonieausgangsbefundes sowie als Maßstab zur Evaluierung des Therapieerfolges der BT-Injektionstherapie dienen verschiedene objektive Messskalen (Adam et al. 2007). Hauptaugenmerk liegt hierbei auf dem Ausmaß der Kopfhaltedeviation, der Schwere des subjektiv empfundenen Schmerzes und der aus der CD resultierenden Funktionseinschränkung (Benecke and Dressler 2004, Brin et al. 2008). In der Praxis dienen heutzutage vorrangig drei Rating-Skalen der quantitativen Erfassung der CD: •

TWSTRS (Toronto Western Spasmodic Torticollis Rating Score) modifiziert nach Lang (Lang et al. 1982), die

Torticollis-Rating-Skala nach Tsui (Tsui et al. 1985) und die

Burke-Fahn-Marsden-Dystonia-Rating-Scale (BFMDRS) s.u. (Krystkowiak et al. 2007). 11


Unter Berücksichtigung des Ausmaßes abnormer Kopfrotationen oder Lateralflexionen in Winkelgraden erhebt die TWSTRS Severity Skala einen über die Zeit gemessen Dystoniebefund. Die modifizierte Rating-Skala bezieht eine Amplitudenmessung der Kopfdeviation und das Vorhandensein der dystonen Kopfabweichung über die Zeit sowie das Ausmaß einer unwillkürlichen Schulterhebung und das mögliche Vorhandensein eines Kopftremors mit ein. Die Tsui-Skala berücksichtig zusätzlich das Auftreten von Schmerzen als ein weiteres Kriterium und bewertet in der Addition der Ausprägungsmerkmale den zeitlichen Faktor doppelt (Benecke and Dressler 2004). Zum Vergleich der Symptomentwicklung über die Zeit ist eine Bestandsaufnahme per Videodokumentation ratsam (Benecke and Dressler 2007). Sekundäre CD-Formen sind u.a. durch Laboruntersuchungen, z.B. des Serumkupferspiegels beim Morbus Wilson (s.u.), oder durch die Magnetresonanztomographie (MRT), z.B. bei fokaler Genese mit Gefäßanomalien, auszuschließen (Hefter 2008).

1.1.5 Therapie 1.1.5.1 Konventionelle und neurochirurgische Therapieverfahren Bei etwa 4 % der CD-Patienten konnte binnen eines sechsmonatigen Krankheitsverlaufs eine spontane Remission beobachtet werden (Benecke and Dressler 2007). Physikalische Behandlungsmaßnahmen, Entspannungsverfahren, sowie medikamentöse Begleittherapien mit Trihexyphenidyl, Benzodiazepinen, Tetrabenazinen, Baclofen, Carbamazepinen und Cyclobenzaprinen können zur Dezeleration der Krankheitsprogression beitragen (Benecke and Dressler 2007, Hallet et al. 2009, Schrader et al. 2009). Diese dienen jedoch vorranging der funktionellen Verbesserung des Krankheitszustands (Adam et al. 2007). Durch die Verbesserung chirurgischer Operationstechniken und neue Erkenntnisse der Dystonieforschung, erlebt derzeit die DBS als Therapieoption für schwerstbetroffene Patienten, insbesondere bei primärer Dystonie, einen Aufschwung. Sie gilt vor allem dann als Behandlungsalternative, wenn die Botulinumtoxin-Therapie (BT-Therapie) versagt (Krauss et al. 2004, Vidailhet et al. 2005, Kupsch et al. 2006, Shanker et al. 2009). Obwohl der Wirkmechanismus der DBS noch nicht vollständig verstanden ist, geht man heute davon aus, dass durch reversible und funktionelle Inhibierung der bei der Dystonie überstimulierten Zielstrukturen eine Depolarisationsblockade der überaktiven Neurone und ihrer spannungsabhängigen Ionenkanäle erzielt wird (Kuhn et al. 2010). Weitere Erklärungen bieten die Vorstellung einer synaptisch vermittelten neuronalen Inhibition durch antidrome Erregung hemmender GABAerger Afferenzen sowie die Annahme einer synaptischen Inhibition orthodromer Reizungen efferenter Axone mit konsekutiver Fortleitungshemmung aufgrund erhöhten Neurotransmitterverbrauchs. Unter der Voraussetzung, dass es sich bei Dystonien um eine bihemisphärische generalisierte Pathologie des Gehirns 12


handelt, werden vorzugsweise bilaterale Stimulationen durchgeführt (Schrader et al. 2009). Die Erfolgsrate der DBS liegt gemessen am Burke-Fahn-Marsden-Dystonia-Rating-Scale (BFMDRS) zwischen 39–51% (Vidailhet et al. 2005, Kupsch et al. 2006). Schweregrad und Ausprägung der Dystonie werden hierbei an neun Regionen des Körpers evaluiert (u.a. Extremitäten, Stamm, Mund, Augen) (Krystkowiak et al. 2007). Ein besonders gutes Therapieansprechen mit einem klinischen Benefit von 75% konnte bei Patienten mit vorwiegend phasischer Dystonie verzeichnet werden (Vidailhet et al. 2005). Der Therapieerfolg durch DBS steht in Beziehung zu einer kurzen Krankheitsdauer (Isaias et al. 2008), einem niedrigen Alter bei Operation und chirurgischen Parametern, wie dem Stimulationsvolumen des rechten und linken Globus pallidus internus sowie dem präoperativen BFMDR Score (Schrader et al. 2009). Ziel der DBS ist neben einer signifikanten Verbesserung motorischer Fähigkeiten und der Reduktion medikamentöser Begleitbehandlungen mit zusätzlicher psychosozialer und physiotherapeutischer Hilfe eine Wiedereingliederung der Patienten in die Gesellschaft (Schrader et al. 2009). Unter den CD-Formen sind 10-15% symptomatisch bedingt (Hefter 2008). Bei Diagnosestellung einer CD sollte besonders bei sehr jungen Patienten vor der BT-Erstinjektion ein L-Dopa-Versuch unternommen werden, um eine L-Dopa-sensitive Dystonie auszuschließen (Bressman 2000, Hefter 2008). Diese Dystonieform manifestiert sich im Kindesalter, sie spricht hervorragend auf L-Dopa an und ist besonders extremitätenbetont, sodass sie im Formenkreis der CD eine eher untergeordnete Rolle spielt (Bressman 2000, Kachi 2001). Die Kupferstoffwechselstörung Morbus Wilson bildet eine weitere, wenn auch quantitativ eher seltene Differentialdiagnose der CD, deren Ausschluss über eine Bestimmung des Serumkupfers, der 24h-Kupferausscheidung im Urin sowie des Coeruloplasmins als Transportprotein im Serum vor Therapiebeginn erfolgen sollte (Hefter 2008). Trotz intensiver Forschung gilt die CD bis heute als nicht dauerhaft heilbar (Adam et al. 2007, Hefter 2008). Selbst die symptomatische CD als Erscheinungsform des Morbus Wilson lässt sich auch durch eine kausale Therapie mit Chelatbildnern wie Penicillamin und Trientin nicht komplett beheben. 1.1.5.2 Botulinumtoxin-Therapie Nach ersten Mitteilungen über eine erfolgreiche BT-Therapie der CD durch Tsui et al. vor mehr als 25 Jahren (Tsui et al. 1985, Tsui et al. 1986) konnte in einer Reihe von doppelblinden, placebokontrollierten Studien die Wirksamkeit der Therapie mit einer Ausnahme (Gelb et al. 1989) nachgewiesen werden (Blackie et al. 1990, Lorentz et al. 1991, Moore et al. 1991, Benecke et al. 2007). Im Laufe der Jahre etablierte sich das Verfahren so weit, dass es heute mit einer Erfolgsrate von über 85% (Comella et al. 2000) zum Goldstandard der Therapie der fokalen Dystonie geworden ist (Benecke and Dressler 2007, Kranz et al. 2008). Bei der Planung einer BT-Therapie für CD-Patienten sollte eine gründliche Betrachtung der Kopfposition in Ruhe und unter Stressausübung sowie aktive und passive Beweglichkeitsprüfungen vorgenommen werden (Dressler 2010). Die Testung auf eine präexistierende Dysphagie dient der Identifizierung jener Patienten, bei denen eine Injektionstherapie der anterioren 13


Halsmuskel mit besonderer Vorsicht durchzuführen ist (Benecke and Dressler 2004). Die mit dem Krankheitsbild einhergehenden dystonischen Schmerzen als Hauptbeschwerdesymptomatik können in den meisten Fällen durch eine BT-Therapie signifikant reduziert werden (Benecke et al. 2007, Hallet et al. 2009). Auch die Kopfhaltung wird wesentlich verbessert. Trotz eines schwächeren Ansprechens des AC und verschiedener Mischformen mit Tremorkomponente (Lee 2007) gilt BT heute in der Therapie der CD als unverzichtbar.

1.2

Grundlagen des Botulinumtoxins

1.2.1 Historische Entwicklung Der Wandel des Botulinumtoxins vom Gift zum Medikament ist durch mehrere Meilensteine der medizinischen Entwicklung der letzten Jahrhunderte gekennzeichnet. Die 1793 beschriebene Botulismusepidemie in Süddeutschland, welche nach Verzehr von ungekochter, geräucherter Blutwürsten auftrat, war Grundlage für die Erforschung des „Fettgifts“ durch den württembergischen Arzt und Dichter Justinus C. Kerner (Kerner 1817, 1820, 1822). In einer Studie an 230 Botulismusfällen ermittelte Kerner ein Lebensmittelgift in Form von Fettsäuren mit der Wirkung einer schlaffen Parese der gesamten Muskulatur, dem Sistieren der Darmtätigkeit sowie der Drüsensekretion, Sodbrennen, Erbrechen, Durchfall und Bradykardie (Kerner 1820). In den darauf folgenden Jahren erschienen weitere vielbeachtete Publikationen mit systematischen Beobachtungen der meist tödlich endenden Wurstvergiftung, die Kerner abgeleitet von „botulus“ (lat.: Wurst) als „Botulismus“ beschrieb (Kerner 1820, 1822). Erst 1896 widerlegte Emile Pierre van Ermengem, ein Schüler Robert Kochs, Kerners Fettsäuretheorie, indem er, den anaeroben Erreger „Bacillus botulinus“ (Clostridium botulinum) aus verdorbenen Nahrungsmitteln isolierte (Van Ermengem 1897). Durch die Pläne der Waffenindustrie im zweiten Weltkrieg, das hochpotente Gift als biologischen Kampfstoff einzusetzen, wurden die Erforschung seiner Molekülstruktur und seine Produktion in größeren Mengen durch Edward J. Schantz stark gefördert (Schantz and Johnson 1992,1997). Arnold Burgen erbrachte den Beweis, dass die BT-Wirkung auf einer präsynaptischen Acetylcholinhemmung beruht (Burgen 1949). Diese neuen pharmakologischen Erkenntnisse nutze Alan B. Scott, der neuzeitliche Pionier der BTTherapie in seiner klinischen Tätigkeit am Smith-Kettlewell Eye Research Institute in San Francisco für die Behandlung des Strabismus (Scott et al. 1973). 1979 erfolgte die Zulassung von gereinigtem BT-A für die experimentelle Therapie durch die amerikanische Gesundheitsbehörde und ein Jahr später die erste erfolgreiche Behandlung des Strabismus durch Scott und Schantz (Scott 1980). Diese BTTherapie legte den Grundstein für zahlreiche neue Therapieindikationen. Die erstmals 1984 von Bartley R. Frueh beschriebene Behandlung des Hemispasmus fascialis und des Blepharospasmus mit BT14


A gilt noch heute als Goldstandard der Therapie für diese Indikationen (Frueh et al. 1984). Inzwischen wurde sie mit sehr guten Behandlungsergebnissen auf die Therapie weiterer neurologischer Bewegungsstörungen erweitert (Homann et al. 2002, Charles 2004, Dressler 2010). Damit bedeutet die BTTherapie seit mehr als einem Viertel Jahrhundert einen entscheidenden medizinischen Fortschritt, der mit mehr als über einhundert Indikationen ein sehr breites Anwendungssprektrum umfasst (Jankovic 2009b).

1.2.2 Klinik des Botulismus Pathogenetisches Substrat des Botulismus, einer potenziell letal verlaufenden paralytischen Erkrankung, ist das bakterielle Exotoxin der obligat anaeroben Bakterien Clostridium (C.) botulinum, C. baratii und C. butyricum (Moore and Naumann 2003, Simpson 2004). Botulinumneurotoxin (BNT) wird von dem gram-positiven (in älteren Kulturen auch gram-negativen), hitzebeständigen und sporenbildenen Anaerobier C. botulinum gebildet (Van Ermengem 1897). C. botulinum ist ein sehr Trockenheits-resistenter und hitzebeständiger Keim, der sich in der Erde und in tierischen Abfallprodukten vermehrt (Arnon 2002). BNT gilt als das stärkste natürliche Gift (Atassi 2004), wobei bereits eine minimale Dosis von 0,00001 mg/kg KG lebensgefährliche Folgen haben kann (Johnson 1999, Rossetto et al. 2006). Neben dem Lebensmittelbotulismus, haben sich im letzten Tertial des 20. Jahrhundert klinisch unabhängige Formen wie der Neugeborenenbotulismus und der Wundbotulismus verstärkt manifestiert (Sesardic et al. 2004). Der 1976 erstmalig beschriebene Säuglingsbotulismus basiert auf einer Kolonisation von toxinbildenden C. im Magendarmtrakt bei Kindern im ersten Lebensjahr (Midura et al. 1976). Klinisch fallen die Kinder zunächst durch lang anhaltende Obstipation, ein geblähtes Abdomen, Trinkschwäche sowie allgemeine muskuläre Hypotonie und Dyspnoe auf (Fenencia and Anniballi 2009). Es folgen weitere neurologische Symptome, wie Ptosis, Ophthalmoplegie, Schluckbeschwerden und Reduktion des Sphinktertonus (Eiffert und Laskawi 2004). Ähnliche klinische Manifestationen kennzeichnen den Wundbotulismus, der nach einer Inkubationszeit von 4-14 Tagen ohne intestinale Prodromi besonders bei Drogenabhängigen zu beobachten ist (Eiffert und Laskawi 2004). Typische Besonderheiten sind dabei das Fehlen von Fieber, Bewusstlosigkeit und Empfindungsstörungen sowie symmetrische deszendierende neurologische Ausfälle nach einer Latenzzeit von 12-36 Stunden (Eiffert und Laskawi 2004). Diagnostisch wegweisende Symptome sind Schluckstörungen, eine schlaffe Paralyse der bulbären Muskulatur, Dyspnoe, motorische Extremitätenschwäche und Obstipation. Der Toxinnachweis bei Botulismus erfolgt durch Untersuchungen von Fäzes, Vomitus, Mageninhalt und kontaminierten Nahrungsmitteln. Die wichtigsten Detektionsverfahren sind in vivo Maustests, 15


ELISA und die PCR (Mohanty et al. 2001). Entscheidend für die Prognose ist neben unterstützenden Maßnahmen zur Aufrechterhaltung der Vitalparameter die frühzeitige Applikation von BT-Antitoxin vom Pferd (Typ A, B, E) als intramuskuläre und intravenöse Simultanimpfung (Eiffert and Laskawi 2004, Sesardic et al. 2004). Die spezifischen Antitoxine bestehen aus einem Hyperimmune Equine F(ab´)2-Präparat, das 500 MU/ml BT-A und BT-B, sowie 50 MU/ml BT-E enthält. Der Botulismusverdacht sowie Erkrankung oder Tod durch Botulismus sind meldepflichtig (Eiffert and Laskawi 2004).

1.2.3 Chemischer Aufbau des Botulinumtoxins Das Exotoxin BT kommt in sieben verschiedene Subtypen (A-G) vor und weist ähnliche molekulare Strukturelemente auf wie das artverwandte Tetanustoxin, das von der Clostridienspezies C. tetani produziert wird (Brin 1997, Atassi 2004, Sesardic et al. 2004, Felber 2006). Die weiteren Toxinsubtypen, C2 und C3, mit bislang unklarer Bedeutung, gelten als zusätzliche Produkte der Bakterienstämme (Mohanty et al. 2001). Alle Subtypen unterscheiden sich bezüglich ihres Wirkmechanismus, d. h. hinsichtlich ihrer individuellen Fähigkeit, bestimmte Zielproteine zu spalten (Simpson 1981). Dennoch weisen sie eine starke Homologie in ihrer Aminosäuresequenz auf (Atassi 2004). Das potenteste und in seiner Wirkungsdauer effektivste BNT ist der Serotyp A (Eiffert and Laskawi 2004). Humane Botulismusformen werden hauptsächlich durch die Toxinformen A, B, E und selten durch F ausgelöst (Sakaguchi et al. 1988). Auf molekularer Ebene ist allen Serotypen der Aufbau aus einer Metalloprotease (je nach Subtyp 300-900 kDa) mit dem aktiven Toxinanteil und einem Hämagglutinin als Stabilisator gemeinsam (Dressler and Benecke 2007) (Abbildung 2). Sie unterscheiden sich lediglich in einer weiteren, nicht-hämagglutinierenden, nicht-toxischen Proteinkomponente (Brin 1997, Göschel et al. 1997). Das BNT wird mit einem Molekulargewicht von etwa 150 kDa als Einzelstrang-Polypetid synthetisiert und am Wirkort proteolytisch in eine carboxyterminale schwere Kette (SK, etwa 100 kDa) und eine aminoterminale leichte Kette (LK, etwa 50kDa) gespalten und konsekutiv aktiviert (Brin 1997, Atassi 2004, Brin et al. 2004, Pellett et al. 2007).

Abbildung 2: BT-Molekül (www.nc3rs.org.uk) 16


Über eine Disulfidbrücke und durch Van-der-Waals´sche Wechselwirkungen bleiben beide Kettenanteile miteinander in einer lockeren Verbindung und können in Lösung leicht dissoziieren (Atassi 2004, Binscheck and Wellhöner 2004) (Abbildung 3). Das Zweikettenmolekül (Di-chain molecule) beschreibt die biologisch aktive Form des BT, wobei beide Ketten unterschiedliche Funktionen besitzen (Brin 1997, Lee et al. 2005). Wird die Disulfidbrücke vor der Aufnahme in die Zielzelle gespalten, kann sich die toxische Wirkung nicht entfaltet (Brin 1997).

Abbildung 3: Zweikettenmolekül mit Disulfidbrücke (Brin 1997) Die SK besteht aus zwei funktionellen Anteilen von je 50 kDa, einer N-terminalen (SN) und einer Cterminalen (SC) Hälfte (Atassi 2004, Binscheck and Wellhöner 2004). Die SC vermittelt die Aufnahme des gesamten BNT-Moleküls in die Zielzelle (Chaddock and Marks 2006). Sie enthält eine Andockstelle für Ganglioside sowie für einen Serotyp-spezifischen Proteinrezeptor der präsynaptischen Membran (Brin 1997, Chaddock and Marks 2006). Dadurch wird eine spezifische Bindung des BNT an cholinerge Nervenzellen im synaptischen Spalt (Binscheck and Wellhöner 2004) und an andere autonome prä- und postganglionäre Synapsen ermöglicht (Hagenah et al. 1977, Brin 1997). Mithilfe der SN erfolgt die Penetration und Translokation der LK durch die endosomale Membran (Brin 1997). Die LK geht eine reversible Verbindung mit einem Zinkion ein. Die resultierende ZinkEndopeptidase erzielt die spezische toxische Wirkung (Brin 1997, Atassi 2004, Felber 2006).

17


1.2.4 Pathomechanismus Das grundlegende Wirkprinzip des BNT wurde bereits vor 30 Jahren durch Simpson weitreichend erforscht (Simpson 1981). Seit 1993 liegt eine exakte Beschreibung des Pathomechanismus von BT-A vor (Binscheck and Wellhöner 2004). Allgemein kann von einem Dreischrittmodell der chemodenervierenden Wirkung von BNT gesprochen werden (Abbildung 4) (Huang et al. 2000, Binscheck and Wellhöner 2004). Als erstes bindet nach oraler Applikation von BT oder nach BT-Injektion das Toxin über die SC Einheit der SK mit hoher Selektivität an das präsynaptische Vesikelprotein SV2 der cholinergen Nervenzellendigung (Dong at al. 2006, Mahrhold et al. 2006, Antonucci et al. 2008). Durch die rezeptorvermittelte Endozytose wird das gebundene BNT in das Endosom internalisiert (Schiavo et al. 2000, Atassi 2004, Rossetto et al. 2006, Rosales and Dressler 2010). Der niedrige pH-Wert innerhalb des Endosoms befähigt die LK, über einen durch die SN-Einheit induzierten Membrankanal in das Zytosol der Zelle auszutreten (Brin 1997, Binscheck and Wellhöner 2004). Der Vorgang der Membranpassage wird als Translokation bezeichnet und beschreibt den zweiten Schritt des Pathomechanismus (Rosales and Dressler 2010). Im letzten Schritt entfaltet die LK ihre Funktion als zinkabhängige Endoprotease: Die proteolytisch wirksame Einheit verhindert die Exozytose der ACh-haltigen Vesikel in den synaptischen Spalt, indem sie unterschiedliche Vesikelfusionsproteine der Transportkaskade, die sogenannten SNAREs (Soluble N-ethylmaleimide-sensitive fusion attachment protein-25 receptors), spaltet (Dressler and Benecke 2007, Antonucci et al. 2010). Dadurch sistiert die kalziumabhängige Transmitterausschüttung in den synaptischen Spalt und damit die komplette neuromuskuläre Erregungsleitung (Schiavo et al. 1994, Atassi 2004, Rosales and Dressler 2010). Die spezifische Spaltung der verschiedenen Proteine des SNARE-Komplexes steht in Abhängigkeit vom jeweiligen BNT-Serotyp (Dressler and Benecke 2007): BT-B, BT-D, BT-F und BT-G spalten das Membranprotein VAMP (vesicle associated membrane protein= Synaptobrevin); BT-A, BT-C und BT-E das SNAP-25 (soluble N-ethylmaleimide-sensitive fusion attachment protein of 25 kDa) (Schiavo et al. 2000, Turton et al. 2002, Südhof 2004, Rossetto et al. 2006, Dressler and Benecke 2007, Rosales and Dressler 2010). Der BT-Subtyp C entfaltet seine Wirkung zusätzlich am SNARE-Protein Syntaxin (Schiavo et al. 1994).

18


Abbildung 4: Schematischer Ablauf der Wirkung von BT an der motorischen Endplatte (www.qiagen.com) 1.2.4.1 Wirkdauer Die klinische Wirkung von BT-A tritt nach etwa 7,5 Tagen ein. Sie erreicht nach 16 Tagen ihr Maximum und hält bei richtiger Anwendung etwa elf Wochen an (Felber 2006, Benecke and Dressler 2004, 2007, Ward 2008). Die kürzeste Wirkdauer wird bei der Therapie von Dystonien mit drei bis sechs Monaten beobachtet (Jankovic and Brin 1991, Huang et al. 2000, Thant and Tan 2003). Deutlich länger ist sie im Bereich des autonomen Nervensystems mit über 18 Monaten bei gustatorischem Schwitzen und sechs bis zwölf Monaten bei Hyperhidrose (Laskawi 1998). Die zeitliche Begrenzung der Wirkung beruht auf einem zweiphasigen Regenerationsprozess (Jankovic and Brin 1991, Huang et al. 2000). Die Frühphase, beginnend etwa nach sieben Tagen post injectionem, ist durch ein sogenanntes axonales Sprouting, d.h. eine Reinnervation durch axonale Aussprossung, gekennzeichnet. In der Spätphase erfolgt eine Wiederaufnahme der Funktion der inhibierten Synapse durch Resynthese des dazugehörigen SNARE-Proteins und Wiederkehr seiner spezifischen Funktion (Dressler and Benecke 2007). Eine vollständige Rückkehr der Funktion ist somit auch nach initial irreversiblem Transmitterblock möglich (Borodic et al. 1994). Bisher noch unerforscht ist dieser Regenerationsprozess an den cholinergen Nervenendigungen von Schweißdrüsen (Breit and Heckmann 2000). Die hohe Effektivität der BT-Injektionstherapie ist durch die Wirkung sowohl extrafusaler als auch intrafusaler Muskulatur begründet, wobei in efferenter Wirkrichtung die motorische Antwort und in entgegengesetzter Richtung der afferente Informationsweg betroffen sind (Hefter 2008).

19


1.2.5 Präparate Das 1978 in einer Studie der American Food and Drug Administration an freiwilligen Probanden zur Therapie des Strabismus etablierte BT, erlangte mit dem Präparat BOTOX® 1989 in den USA seine offizielle Erstzulassung für die Indikationen Strabismus und Blepharospasmus (Dressler 2008). 1991 erfolgte die europäische Zulassung in Großbritannien für das Präparat Dysport®. Die Erstzulassung eines in Deutschland hergestellten BT-Präparats betrifft das komplexproteinfreie BT-A Xeomin® im Jahre 2005 (Dressler 2010). Zum heutigen Zeitpunkt befinden sich vier verschiedene BT-Präparate auf dem europäischen Markt: •

BOTOX® und VISTABEL® der Firma Allergan (Irvine, CA, USA, www.allergan.com)

DYSPORT® der Firma Ipsen Biopharm (Wraxham, Großbritannien, www.ipsen.com)

XEOMIN® der Firma Merz Pharma (Frankfurt am Main, www.merz.de)

NEUROBLOC®/MYOBLOC™ der Firma Solstice (Malvern, PA, USA, www.solsticepharma.com)

Für die Präparate BOTOX® und Dysport® liegen die längsten therapeutischen Erfahrungen vor. Mit Myobloc™ (USA) und dem äquivalenten europäischen Neurobloc® steht bisher ein einziges BT-B Präparat zur Verfügung. Im Ausland sind vergleichbare Präparate der Anbieter unter anderen Namen erhältlich. Vistabel®, Vistabex® und BOTOXcosmetic® stimmen in ihrer Zusammensetzung mit dem ersten BT-A Präparat BOTOX® von Allergan überein (www.allergan.de). Das Präparat Reloxin™ aus den USA entspricht dem europäischen Präparat Dysport®. Schwierigkeiten existieren hinsichtlich der Vergleichbarkeit der unterschiedlichen Präparate (Dressler and Benecke 2007). Die gebräuchlichste Mengeneinheit ist die Mauseinheit (MU von „mouse unit“), sie gibt die biologische Aktivität von BT im Maus-Letalitätstest (MLT) an und entspricht der Dosis, die eine halbmaximale Sterberate (LD50) der Mäuse bei intraperitonealer Applikation auslöst (Göschel et al. 1997, Sesardic et al. 2004). Durch Unterschiede im MLT zwischen den einzelnen Herstellern ist es nicht möglich, für die Dosierung aller Präparate die gleichen BT-A MU zu Grunde zu legen (Aoki and Guyer 2001, Dressler und Hallett 2006, Hallet et al. 2009). Äquivalent zu 1 MU BOTOX® sind bei Standardverdünnung etwa 1,57-4 MU Dysport® und 40-75 MU Neurobloc® (Marion et al. 1995, Van den Bergh et al. 1996, Dressler and Bigalke 2002, Ranoux et al. 2002, Das et al. 2006, Pathak et al. 2006, Dressler and Benecke 2007, Ward 2008, Wohlfahrt 2008). Für BOTOX® und Xeomin® wird von äquipotenter Wirkung ausgegangen (Benecke et al. 2005, Roggenkämper et al 2006, Frevert 2009b, Dressler 2010). Die Gefahr der Bildung von neutralisierenden AK (nAK) mit daraus resultierendem Therapieversagen (antikörpervermitteltes Therapieversagen, AKTV) gab Anlass zur Erprobung neuer BT-Präparate aus weiteren BT-Subtypen (Dressler and Benecke 2004). Bisher können Kreuzimmunitäten zwischen den 20


einzelnen BT-Subtypen nicht sicher nachgewiesen werden. Einige Studien zeigten beispielsweise, dass mit BT-F die Möglichkeit einer alternativen BT-Therapie bei BT-A assoziiertem AKTV (AKTV-A) zumindest vorübergehend besteht (Greene et al. Fahn 1994, Chen et al. 1998, Houser et al. 1998). Bei Langzeituntersuchungen der Therapie mit BT-F fiel jedoch eine erhöhte Rate an kompletten TherapieNonrespondern auf, was möglicherweise in einer höheren Immunogenität des BT-F begründet sein könnte (Dressler and Benecke 2004). Zur Reduktion der Gefahr der AK-Bildung, wurde mit der Einführung des komplexproteinfreien Präparats Xeomin®, zunächst als NT 201 bezeichnet, der Versuch unternommen, durch repetitive Verdünnungs- und Lyophilisationsvorgänge die Antigenität des Präparats zu reduzieren (Benecke et al. 2005, Frevert 2009b). Das geschah durch Eliminierung der Komplexproteine, die das Toxin vor Autodigestion im Gastrointestinaltrakt schützen sollen, selbst aber keine therapeutische Wirkung haben (Benecke et al. 2005, Jankovic 2009a, Frevert 2009b). Die immunogene Wirkung der Komplexproteine, die zur Bildung von BT-A-AK führen könnte, resultiert in einer Abnahme der biologischen Aktivität, was durch das gereinigte Xeomin® vermieden wird (Jankovic et al. 2003, Lee et al. 2005, Kukreja et al. 2009). Bezüglich der Effektivität, der klinischen Verträglichkeit und der Produktstabilität von Xeomin® fehlen bisher Vergleichsstudien mit dem äquipotenten Präparat BOTOX® (Benecke et al. 2005, Roggenkämper et al. 2006, Benecke and Dressler 2007, Simpson et al. 2007). Detaillierte Angaben zu den in Deutschland zugelassenen Präparaten sind in Tabelle 1 zusammengestellt: Tabelle 1: Eigenschaften verschiedener BT-Präparate (modifiziert nach Brin 1997, Dressler 2010) BOTOX

Präparat

Serotyp

®

Dysport

®

Neurobloc

®

Xeomin

®

BNT-A

BNT-A

BNT-B

BNT-A

1989

1991

2001

2005

Solstice Neuro-

Merz Pharmaceuti-

Zulassung in Deutschland Hersteller

Allergan Inc

Ipsen Ltd

sciences Inc

cals

1

1:2-4

1:40-1:100

1

Wirkstärke vgl. zu BOTOX® Proteinkomplex-

150

Gewicht (kDa)

900

> 500

700

Komplexproteinfrei

Finale Rezeptur

Vakuumgetrocknet

Gefriergetrocknet

Lösung

Gefriergetrocknet

Lagerungsdauer

36 Monate

24 Monate

24 Monate

36 Monate 21


BOTOX

Präparat

®

Dysport

®

Natriumchlorid,

Neurobloc

®

Xeomin

®

Natriumsuccinat,

Sonstige Be-

Lactulose,

Lactose-Monohydrat,

Natriumchlorid,

Sucrose,

standteile

Humanalbumin

Humanalbumin

Humanalbumin

Humanalbumin

1 Ampulle à Abpackung (MU)

1 Ampulle à 100

1 Ampulle à 500

2500, 5000, 10000

1 Ampulle à 100

Lagerung

2-8°C

2-8°C

2-8°C

< 25°C

Intramuskulär, intra-

Intramuskulär, intra-

Intramuskulär,

Intramuskulär, int-

dermal

dermal

intradermal

radermal

Injektionsart

Blepharospasmus, zervikale Dystonie,

Blepharospasmus,

Hyperhidrose, fokale

zervikale Dystonie,

Zervikale Dysto-

Dystonie, He-

Hyperhidrose, fokale

nie, Blepharos-

mispasmus facialis,

Dystonie, Hemispas-

pasmus, kosmeti-

Zervikale Dystonie,

Zugelassene

infantile Zerebral-

mus facialis, infantile

sche

Blepharospasmus,

Indikationen

parese

Zerebralparese

Anwendungen

Postinfarktspastiken

Spezifische bio-

60

100

5

167

SNAP-25

SNAP-25

VAMP

SNAP-25

7,4

7,4

5,6

7,4

logische Aktivität (SBA) in (MUEV/ng BNT) SNARE Zielprotein pH- Wert

(Graphiken: www.botoxmedical.com, beauty-blogger.info, solsticeneuro.com, eradolaser.blogspot.com)

1.2.6 Dosierung und Injektionstechniken Zu den Faktoren, die maßgeblich die Effektivität der Behandlung mit BNT beeinflussen und ebenso das Auftreten von unerwünschten Arzneimittelwirkungen reduzieren, gehört neben der exakten Auswahl der Zielmuskulatur, der entsprechenden Dosierung auch die Injektionstechnik (Aoki et al. 2001, Felber 2006). Bei variabler Anwendung verschiedener BT-Präparate ist die inkongruente Wirksamkeit der Präparate zu berücksichtigen, um toxische Überdosierungen und die Bildung von nAK zu vermeiden (s.o.). Die bei fehlerhafter Dosierung gegebene Gefahr des Wirksamkeitsverlusts besteht auch bei zunächst nur subjektivem Therapieversagen (Brin et al. 1999, Aoki et al. 2001). Eine für die Praxis der BT-Therapie bedeutsame Erkenntnis gelang Shaari et al. in Tierversuchen (Shaari et al. 1993). Sie zeigten, dass der Effekt der Injektion von der Injektionsstelle, der Dosis und dem Volumen abhängig ist. So beschrieben sie eine Verdopplung des plegischen Areals bei konstantem Volumen des BT und einer Dosissteigerung um das 25-fache. Ähnliche Effekte wurden durch die Beibehaltung einer konstanten Dosis mit einem Volumenanstieg auf das 100-fache erzielt. Allgemein ist die Dosierung ab22


hängig vom Körpergewicht, der Muskelgröße und der Gesamtzahl der zu injizierenden Muskel (Graham et al. 2000). Männer und Individuen mit muskulösem Habitus benötigen höhere Dosen als schlanke oder kachektische Menschen (Benecke and Dressler 2007). Empfohlene Höchstmengen einer BT-Dosis pro Injektionsserie entsprechen für BOTOX® 6-25 U/kg KG bzw. 400-600 U Gesamtmenge, für Dysport® 15-25 U/kg KG bzw. 900 U Gesamtmenge und für Neurobloc® 150-400 U/kg KG bzw. 10000 U Gesamtmenge (Benecke and Dressler 2004, 2007; Francisco 2004, Pathak et al. 2006). BT-A wird als Trockensubstanz geliefert und in steriler 0,9%-iger Natriumchlorid-Injektionslösung aufgelöst (Dressler 2010). Die Konzentration wird dabei vom Bedarf der injizierten Muskelgruppe abhängig gemacht, wobei gilt, dass kleine Muskeln mit einer höheren Konzentration, große Muskeln stärker verdünnt injiziert werden (Benecke and Dressler 2004). Entscheidend für einen maximalen therapeutischen Erfolg ist die gezielte Injektion des BT in den Bereich der motorischen Endplatten, welche bei allerdings schwieriger Praktikabilität eine signifikante Einsparung der Dosis und damit der Behandlungskosten zur Folge haben könnte (Shaari et al. 1993). Bei jedem Therapiezyklus ist besondere Rücksicht auf die maximal zu applizierende Dosis zu nehmen, um die Gefahr einer systemischen Toxizität zu minimieren (Benecke and Dressler 2004). Vorteilhaft erscheint die Aufteilung der Dosis auf multiple Injektionsstellen pro Muskel nach einem festen Therapieschema, da BT aufgrund der Molekulgröße nur eine Diffusionsstrecke bis maximal 1,5 cm hat (Pathak et al. 2006). Damit wird das Ziel, BT effizienter und gleichmäßiger an den Nervenendigungen zu verteilen und eine selektive Chemodenervierung zu erzeugen, am ehesten erreicht. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass eine hohe Anzahl von Injektionspunkten pro Muskel die Gefahr einer unbeabsichtigten Diffusion des Toxins in benachbarte kleine Gefäße sowie in myogenes Gewebe mit sich bringt und es damit zu einer unerwünschten Lähmung bzw. Schädigung von Nachbargewebe kommen kann (Aoki et al. 2001, Binscheck and Wellhöner 2004). Im Falle angrenzender Atemmuskulatur bei zervikaler Injektion könnte das potenziell lebensgefährliche Konsequenzen nach sich ziehen (Benecke and Dressler 2004). Einerseits muss also mehrmals injiziert werden, um eine gleichmäßige therapeutische Wirkung zu erzielen, andererseits muss versucht werden die Anzahl der Injektionsstellen zu limitieren (Aoki et al. 2001, Pathak et al. 2006). Es gibt Überlegungen, den M. sternocleidomastoideus aufgrund der erhöhten Nebenwirkungsrate gar nicht oder nur in reduzierter Konzentration von 1:3-4 verglichen mit posterioren Muskelgruppen zu injizieren (Hefter 2008). Abbildung 5 illustriert die wesentlichen Zielmuskeln der BT-Injektion bei der Behandlung der CD und Tabelle 2 gibt die empfohlenen BT-Dosen für die einzelnen Muskeln getrennt nach BT-Präparaten an.

23


Abbildung 5: Zielmuskulatur für die BT-Injektionstherapie bei CD (www.xeomin.de) Tabelle 2: Empfohlene Botulinumtoxin-Dosen für die bei zervikaler Dystonie involvierten Muskeln (modifiziert nach Benecke and Dressler 2007) Muskel M. sternocleidomastoideus Infrahyoidale Muskulatur M. scalenus anterior M. scalenus medius M. scalenus posterior M. levator scapulae M. trapezius M. splenius capitis M. semispinalis capitis

BOTOX®(MU)

Xeomin®(MU)

Dysport®(MU)

Neurobloc®(MU)

20-50 10-15 10-20 10-20 10-20 10-25 20-50 50-100 15-30

20-50 10-15 10-20 10-20 10-20 10-25 20-50 50-100 15-30

180-200 40-60 40-80 40-80 40-80 40-100 80-200 200-400 60-120

1000-2500 500-750 500-1000 500-1000 500-1000 500-1250 1000-2500 2500-5000 750-1500

Zur exakten Lokalisierung des zu injizierenden intramuskulären Areals eignen sich neben der Palpation besonders apparative diagnostische Hilfsmittel wie Elektromyographie (EMG), Elektrostimulation und Sonographie (Hefter 2008, Ward 2008, Hallet et al. 2009). Bei EMG-Steuerung werden die BTDosen mittels Teflon-beschichteten Injektionsnadeln, die mit dem Elektromyographen verbunden sind, in den kontrahierten Muskeln injiziert (Pathak et al. 2006, Hallet et al. 2009). Für die Injektionstherapie der CD ist eine unmittelbare EMG-Kontrolle bei palpatorisch gut identifizierbarer Muskulatur (z.B. M. sternocleidomastoideus, M. splenius capitis) nicht unbedingt erforderlich (Haeussermann et al. 2004, Ceballos-Baumann 2005, Benecke and Dressler 2007). Jedoch ist eine Palpation zur Auffindung kleinerer Muskel häufig nicht ausreichend, sodass man sich nur auf prominente, oberflächliche Muskeln beschränken sollte, um eine hohe Trefferwahrscheinlichkeit zu gewährleisten (Benecke and Dressler 2004, Chin et al. 2005). Die EMG-gesteuerte BT-Injektion wird häufig als irrelevant eingestuft, da einerseits die tiefe zervikale Muskulatur technisch schwierig zu detektieren, anderseits das Verfahren zeit- und kostenintensiv ist (Jankovic et al. 1988, Thiel et al. 1994, Lang 1998, Ohara et al. 24


1998, Benecke and Dressler 2007). Zusätzlich wird davon ausgegangen, dass durch Injektion der Hauptmuskeln die benachbarte Halsmuskulatur durch Toxindiffusion mitbehandelt wird (Benecke and Dressler 2007). Als vorteilhaft erwies sich die EMG-gesteuerte Injektionstherapie bei Patienten, die unter einer insuffizienten Wirkung des Toxins oder an unerwünschten Arzneimittelwirkungen litten (Lee et al. 2004, Pathak et al. 2006).

1.2.7 Anwendungsgebiete Nach der erfolgreichen Anwendung von BT-A durch Scott 1979 zur selektiven pharmakologischen Blockade der äußeren Augenmuskeln bei der Behandlung des Strabismus entwickelte sich das Toxin zu einem universalen Pharmakon in zahlreichen Fachdisziplinen (Scott 1980, Homann et al. 2002, Charles 2004). Im Jahre 1985 wurde in der Ophthalmologie das BT-Indikationsspektrum um den Blepharospasmus erweitert (Scott et al. 1985). Das Hauptanwendungsspektrum von BT umfasst Krankheitsbilder mit myogener Spastizität und Überfunktion exokriner Drüsen (Johnson 1999, Davletov et al. 2005, Montecucco and Molgo 2005). Hinzu kommen Indikationen in der Pharmakokosmetik zur Minderung von Gesichtfältchen und zunehmend Krankheitszustände mit chronischen Schmerzen (Davletov et al. 2005, Montecucco and Molgo 2005, Dolly and Aoki 2006). Neben dem Einsatz in den Fachbereichen Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Augenheilkunde, Dermatologie, Pädiatrie, Gastroenterologie, Urologie, Gynäkologie, Plastische- und Mund-Kiefer-GesichtsChirurgie spielt die Injektionsbehandlung mit BT eine signifikante Rolle in der Neurologie (Homann et al. 2002, Charles 2004). Bereits zu Beginn der 80er Jahre etablierte sich das Toxin als Therapeutikum in der Behandlung von dystonen Störungen, wie den kranialen Dystonien im Gesichtsbereich, vor allem dem Blepharospasmus (Scott et al. 1985, Frueh et al. 1984) und der oromandibulären Dystonie (Laskawi et al. 2004b) sowie bei nicht-dystonen Bewegungsstörungen, wie dem Hemispasmus facialis (Laskawi 2004) und dem Bruxismus (Lindern 2004). Erfolgreich wird BT seither neben der CD auch bei der pharyngealen Dystonie (Jankovic and Brin 1991), der spasmodischen Dysphonie (Pototschnig and Thumfart 2004) und dem palatinalem Tremor (Thant and Tan 2003) eingesetzt. Insgesamt umfasst der Einsatzbereich des Neurotoxins in seiner heute fast dreißigjährigen Anwendung mehr als einhundert klinische Indikationen (Jankovic 2009b).

1.2.8 Unerwünschte Arzneimittelwirkungen, Kontraindikationen und Wechselwirkungen Insgesamt ist das Auftreten von unerwünschten Nebenwirkungen bei der BT-Therapie selten und tritt oft nur passager auf (Naumann et al. 2003, Benecke and Dressler 2007). Häufigste Ursache ist die 25


lokale Überdosierung des Toxins mit Diffusion in benachbarte Muskelareale (Binscheck and Wellhöner 2004, Benecke and Dressler 2007). Die von der Applikationsstelle diffundierende Menge des Pharmakons und dessen konsekutiv lähmende Wirkung auf anatomisch benachbartes Gewebe werden sowohl von der histologischen Struktur des Nachbargewebes als auch von der BT-Dosis (Poewe et al. 1998), der Diffusionsfähigkeit des Präparats, der Verdünnung, der Nadelgröße sowie von dem Injektionsvolumen und der Applikationstechnik beeinflusst (Foster 2006, Rosales and Dressler 2010). Es hat sich jedoch gezeigt, dass das Auftreten von Nebenwirkungen eine kürzere Latenzzeit und Dauer als die erwünschte Arzneimittelwirkung hat und sie in der Regel nach ein bis zwei Wochen zurückgehen (Benecke and Dressler 2007). Allgemein gilt, dass niedrigere Injektionsdosen zu einer milderen Ausprägung der Nebenwirkungen führen (Benecke and Dressler 2004) (siehe Tabelle 3 für die CD). Daher sollte bei Verdacht auf Nebenwirkungen eine Dosisreduktion erfolgen. Analog dazu sollte die Einzeldosis der zu injizierenden Muskulatur wie auch die Gesamtdosis nicht die vorherige Dosis um mehr als 20% übersteigen. Zu den häufigsten Nebenwirkungen zählen lokale anticholinerge Effekte, wie allgemeine Schwäche der injizierten Muskeln, Mundtrockenheit, Schluckbeschwerden, Augen- und Lidmuskelparesen (Dressler and Benecke 2003). Bisweilen können auch fokale Fernwirkungen, wie Dysphagie mit Aspirationsgefahr und Blasen- beziehungsweise Darmatonie in Erscheinung treten (Benecke and Dressler 2004). Seltener treten systemische Nebenwirkungen wie generalisierte Muskelschwäche und grippeähnliche Symptome auf. Eine Passage der intakten Blut-Hirn-Schranke ist aufgrund der Molekülgröße von BT nicht möglich (Dressler and Benecke 2007). Allergische Reaktionen sind bisher nicht gesichert, können jedoch auch nicht gänzlich ausgeschlossen werden. Beschrieben wurde für BT die Fähigkeit, autoimmune Reaktionen mit Neuropathien des Plexus brachialis und Dermatomyositis zu triggern (Probst et al. 2002). Die für den Menschen geschätzte tödliche Dosis von zirka 3000 bis 3500 MU, sollte bei Beschränkung der Gesamtdosis (400 MU für BOTOX®, 1200 MU für Dysport®) für eine Injektionsserie auch bei versehentlicher intravasaler Injektion nicht erreicht werden (Rohrbach and Laskawi 2005). Jedoch sind Fälle beschrieben worden, bei denen therapeutische intramuskuläre Injektionen von BT zu peripheren Lähmungserscheinungen mit dysphagischen Störungen und Aspirationspneumonien mit tödlicher Konsequenz geführt haben (Bakheit et al. 1997). Bei der Therapie mit Dysport® wurde eine erhöhte Nebenwirkungsrate verglichen mit neueren BT-Präparaten gefunden (Brin et al. 2004). Eine mögliche Begründung dafür könnte die vermehrte Diffusionsneigung des Toxins aus der injizierten Muskulatur sein (Jankovic and Brin 1991, Aoki et al. 2003). Auch eine fehlerhafte Dosis-Konversion der biologischen Aktivität von Dysport® könnte zu einer erhöhten Toxizität führen (Dressler 2010). Neuere Studien sprechen jedoch gegen eine Unterlegenheit des Präparats gegenüber den Vergleichsprodukten hinsichtlich Potenz und Sicherheit (Jankovic 2009a). Auch für das BT-B-Präparat Neurobloc® wurde ein gehäuftes Auftreten von anticholinergen Wirkungen beschrieben, was auf eine verstärkte Affinität des Neurotoxins zu autonomen Synapsen zurückgeführt wurde 26


(Dressler and Benecke 2003, Brin et al. 2004, Benecke and Dressler 2007, Pathak at al. 2006). Somit ist bei BT-B-Therapien eine sorgfältige Abklärung von präexistierenden vegetativen Funktionsstörungen und cholinergen Begleittherapien geboten (Brin et al. 2004). Ob die höhere Affinität von BT-B Präparaten für die Therapie von autonomen Störungen genutzt werden kann, ist noch unklar (Dressler and Benecke 2007). Tabelle 3: Vorübergehende Nebenwirkungen von BT und ihre Dauer bei CD (modifiziert nach Ceballos-Baumann et al. 2005) Reversible Nebenwirkungen durch Botulinumtoxin-

Häufigkeit des Auf-

Dauer des Auf-

Therapie bei zervikaler Dystonie

tretens in %

tretens

lokale Schwäche Müdigkeit und Abgeschlagenheit lokale Schmerzen Mundtrockenheit Dysphagie Temperaturerhöhung

31,8 15,2 9,1 6,1 6,1 3,5

für 3-8 Wochen für 1-14 Tage für 1-14 Tage 2-3 Wochen 2-6 Wochen 3-4 Tage

Zu den absoluten Kontraindikationen einer BT-Therapie zählen primäre Störungen der neuromuskulären Erregungsübertragung wie die Myasthenia gravis und das Lambert-Eaton-Syndrom (Brin et al. 2004). Relativ kontraindiziert sind die intramuskulären Injektionen bei bestehender Schwangerschaft, während der Stillzeit (Dressler and Benecke 2007), bei gleichzeitiger Einnahme von Aminoglykosiden und Antikoagulantien sowie bei vorliegenden Koagulopathien (Santos et al. 1981). Amyotrophe Lateralsklerose, Myopathien und lokale Entzündungen an der Einstichstelle stellen weitere Kontraindikationen dar (Dressler and Benecke 2007). Die Kooperation des Patienten wird für den Therapieerfolg vorausgesetzt. Gleichzeitige Anwendung von Aminoglykosiden, Spectinomycin, Muskelrelaxanzien vom Curare-Typ (Vecuronium) und anderen Anästhetika, die die neuromuskuläre Übertragung beeinflussen, können zu gefährlichen Wechselwirkungen mit BT in Form einer Wirkungspotenzierung führen (Vidal-Marcos et al. 1996, Brin et al. 2008).

1.3

Antikörpervermitteltes Versagen der BotulinumtoxinTherapie

Durch seinen exzellenten therapeutischen Effekt und die milde Ausprägung von Nebenwirkungen hat sich BT über die Jahre fest in der medizinischen Praxis etabliert, sodass es häufig das Therapeutikum der Wahl im Bereich seiner Indikationsgebiete darstellt. Jedoch sind auch der BT-Therapie Grenzen gesetzt. Gründe dafür sind vielfältiger Natur (Dressler and Benecke 2004). Besonders schwerwiegend ist das Auftreten eines AKTV. Es beschreibt zwar nur eine Genese des TV, kann aber im therapeutischen Einsatz bei neurologischen Bewegungsstörungen zu einschneidenden Konsequenzen führen (Brin et al. 2004). 27


1.3.1 Definition des Therapieversagens Ein Therapieversagen liegt vor, wenn sich die klinische Situation des Patienten aus der Perspektive des Patienten, des behandelnden Arztes oder beider nicht hinreichend verbessert oder die Ergebnisse einer BT-Therapie unzureichend sind. Diese Definition umfasst alle Ursachen eines BTTherapiesagens und ist nicht allein durch das Auftreten von nAK zu erklären (Dressler and Benecke 2004).

1.3.2 Klassifikation des Therapieversagens Es gibt verschiedene Möglichkeiten das TV zu klassifizieren. Die wichtigsten sind in Tabelle 4 zusammengestellt. Tabelle 4: Klassifikation des Therapieversagens (modifiziert nach Dressler and Benecke 2004) Kategorie Art des TV

Primär

(pTV):

Auftreten

nach

erstmaliger BT-Injektionstherapie

Sekundär (sTV): Zunächst erfolgreiche Anwendung von BT mit anschließendem Wirkungsverlust im Verlauf (von mindestens 3 Injektionsserien)

Lokalität des TV

Partiell (psTV): Lediglich bestimm-

Komplett (ksTV): Auftreten weder der erwünschten, noch

te Aspekte der BT-Therapie bleiben

unerwünschter Wirkungen gegeben

aus Zeitlicher Bezug des

Temporär: Versagen von singulären

Definitiv: Auch nach wiederholten Injektionen keine Wir-

TV

Injektionsserien

kung messbar

Betrachtungsweise

Subjektiv: Wirkungsverlust aus der

Objektiv: Bestätigung des Wirkungsverlusts durch den

des TV

Perspektive des Patienten

behandelnden Arzt (mittels EMG)

1.3.3 Ursachen des Therapieversagens Ursachen für ein pTV sind vor allem eine falsche Indikationsstellung beim Vorliegen von differentialdiagnostisch BT-unsensitiven Erkrankungen wie Myasthenia gravis oder die Existenz eines klinischen Subtyps mit niedriger BT-Sensitivität bei BT-sensitiven Krankheitsbildern, wie dem AC (Lee 2007, Brin et al. 2008). Der häufigste Grund für ein schlechtes klinisches Ansprechen der BT-Therapie ist jedoch sekundärer Natur und liegt in den Applikationsbedingungen (Brin et al. 2004). Zu geringe Dosierungen des BT, Fehlinjektionen der Zielmuskulatur, medikamentöse Interaktionen oder technische Probleme bei der Kühlung und Lagerung des Therapeutikums sind typische Fehler (Dressler and Benecke 2004). Auch das Vorhandensein prädisponierender AK wäre hypothetisch denkbar, konnte jedoch bisher in evidenzbasierten Studien nicht belegt werden (Lee 2007). Denkbare Theorien für das zum Auftreten prädisponierender AK könnten mit einer chronischen Besiedelung des Darms nach Kinder-Botulismus, einer AK-Kreuzimmunität mit z.B. Tetanus-AK, einer Impfung von Risikogrup-

28


pen (Siegel 1988) oder mit Modulationen der BT-Akzeptoren in Zusammenhang gebracht werden (Bartels et al. 1994, Dolimbek et al. 2002). Das sTV unterscheidet sich vom pTV durch das zeitweilige Vorhandensein eines therapeutischen Effektes (Dressler and Benecke 2004). Sowohl endogene, als auch exogene Einflüsse können das zu therapierende Krankheitsbild beeinflussen und die Notwendigkeit einer Therapieanpassung begründen, auch wenn dies nach jahrelangem Krankheitsleiden wenig Relevanz hat. Stress ist nachweislich ein direkt verstärkender Effekt bei dystonischen Störungen (Dressler and Benecke 2004). Die Entwicklung von nAK steht bisweilen zusätzlich in Zusammenhang mit dem Wirken anderer therapeutischer Proteine, wie Insulin, Interferon-ß, Erythropoetin und Wachstumshormonen (Schellekens 2005, Lange et al. 2009). Die Hoffnung und ausgeprägte Erwartungshaltung von Seiten des Patienten, eine kausale Erlösung des chronischen Leidens der Dystonie zu finden, schwindet eventuell mit der Realisierung der lediglich symptomatischen Therapie durch BT-Injektionen (Hsiung et al. 2002, Lange et al. 2009). In der Folge entwickelt sich bei einer signifikanten Anzahl von Patienten ein subjektives TV in Form depressiver Verstimmungen, die es von einem objektiven TV, u.a. durch Anwendung apparativer Diagnostik zu differenzieren gilt (Dressler and Rothwell 2000, Dressler et al. 2003). Ähnlich wie beim pTV, kann ein sTV auf technischen Fehlern, wie z.B. Applikationsungenauigkeiten basieren, besonders häufig nach Therapeutenwechsel (Brin et al. 1999, Aoki et al. 2001). Eine Möglichkeit, der unzureichenden Wirkung oder Wirkungsdauer der BT-Therapie zu begegnen, besteht zunächst darin, die BT-Dosis zu erhöhen. Die potenzielle Gefahr der Erhöhung eines bereits vorhandenen AK-Titers konnte nicht immer belegt werden (Dressler et al. 2002). Eine häufig diskutierte Erklärung des sTV stellt die BT-induzierte AK-Bildung dar. Nach Atassi und Mitarbeitern sind hauptsächlich die Domänen der schweren Kette (SK), aber auch der leichten Kette (LK) des BT-A Moleküls immunogen (Atassi et al. 2004, 2009). Eine besonders hohe inhibitorische Aktivität geht von den SK-Peptiden des BT-A-Proteins C16, C23 und C31 aus (Atassi et al. 2010). Die Hauptwirkung der Toxinneutralisierung, die vorwiegend für das AKTV verantwortlich ist, besteht offenbar in der Inhibition der Translokation (Amersdorfer et al. 1997, Atassi and Oshima 1999, Atassi and Dolimbek 2004, Novakowski et al. 2002, Marks et al. 2004, Tavallaie et al. 2004, Atassi et al. 2005). Der Verdacht auf AK-Bildung sollte mithilfe geeigneter BT-AK-Nachweisverfahren verifiziert werden.

1.3.4 Klinische Charakteristika des Therapieversagens Beim AKVT bleibt sowohl eine Verbesserung der Symptomatik in den ersten Wochen nach der BTInjektion als auch eine Verschlechterung der Krankheitssymptomatik nach effektivem Abklingen der potenziellen Wirkung im Verlauf aus (Dressler and Benecke 2004). Neben der Hauptwirkung fehlen auch die bekannten Nebenwirkungen, wie Müdigkeit, Dysästhesien, Ödeme, Hautausschläge, Schmer29


zen des Bewegungsapparats oder diffuse Grippesymptome (Dressler et al. 2002). Es werden weder erwünschte Zielmuskelparesen bewirkt noch treten Muskelhypotrophien in Erscheinung. Der elektromyographische Nachweis von Denervierungspotenzialen der mit BT-applizierten Muskeln gelingt beim AKTV nicht (Dressler and Rothwell 2000). Beim AKTV handelt es sich um ein sTV. Deshalb sollte der Therapieplan mit detaillierter Aufzeichnung der Injektionsserien stets nachvollziehbar sein (Dressler and Benecke 2004). Die Vorstufe eines kompletten sTV (ksTV) stellt in über 80% der Fälle das partielle sTV (psTV) dar, welches durch eine abgeschwächte Wirkung mit verkürzter Wirkungsdauer gekennzeichnet ist und durchschnittlich 2,5 Injektionsserien vor dem ksTV (ksTV) in Erscheinung tritt (Dressler et al. 2002). Das Auftreten von nAK konnte mit reproduzierbarer Regelmäßigkeit nach einem und drei Therapiejahren, jeweils etwa 350 (short-latency group) und 1200 Tage (late-latency group) nach initialer BTApplikation beobachtet werden. Das häufig frühe Auftreten der nAK nach einem Jahr und das zweite Maximum nach drei Jahren kann mit einem signifikant kürzeren Interinjektionsintervall in Zusammenhang gebracht werden (Jankovic and Brin 1991, Dressler et al. 2002). Dressler beschreibt das späte Erscheinen von nAK nach 1507 Tagen bzw. 14 Injektionsserien als extrem selten und schließt damit eine nAK-Bildung mit konsekutivem AKVT nach vier BT-Therapiejahren faktisch aus (Dressler and Benecke 2004). Mit diesem Befund wird die Annahme entkräftet, dass die Kumulativdosis einen unabhängigen Risikofaktor für das Auftreten eines AKTV darstellt. Diese Tatsache hat besondere Relevanz für die Aufklärung besorgter Patienten mit langjähriger BT-Therapie.

1.3.5 Risikofaktoren und Prävention der Antikörperbildung Da die verbliebenen Therapieoptionen nach Eintritt eines AKTV gering und mit einer höheren Gefahr für die Gesundheit verbunden sind, gilt es frühzeitig vermeidbare Risikofaktoren zu identifizieren und möglichst zu eliminieren. Eine Vielzahl von Faktoren kann die potenzielle Immunogenität von therapeutischen Proteinen beeinflussen. Zu diesen Faktoren zählen Eigenschaften, die das Protein beschreiben (Aggregatzustand, Molekülgröße, Aminosäuresequenz), Dosis, Dosisintervalle, Zusammensetzung der BT-Präparate, Adjuvantien, Applikationsart, Medikamenteninteraktionen und Aufbewahrung des Toxins (Critchfield 2002, Schellekens 2005). In einer Pilotstudie von Greene konnten bei Patienten mit AKTV im Vergleich zu ihrer Kontrollgruppe eine höhere Anzahl von Boosterinjektionen (Interinjektionsabstand < 21 Tage), kürzere Interinjektionsintervalle und größere Einzeldosen per Injektionsserie nachgewiesen werden (Greene et al. 1994). Statistisch reproduzierbar war der Zusammenhang zwischen der neutralisierenden Wirkung von BT und der Einzeldosis eines Injektionszyklus (Jankovic and Schwartz 1995, Naumann 1998, Dressler and Dirnberger 2000, Sesardic et al. 2004, Brin et al. 2004, 2008; Lee 2007) sowie dem Abstand der 30


Injektionen (Zuber et al. 1993, Greene et al. 1994, Naumann 1998, Kessler et al. 1999, Dressler and Dirnberger 2000, Brin et al. 2004, 2008; Lee 2007, Lange et al. 2009). Höhere Dosen und hochfrequentere BT-Injektionen potenzieren gemeinsam die Fremdproteinzufuhr in den menschlichen Körper (Göschel et al. 1997, Brin et al. 2004). Um die Gefahr einer AK-Bildung auf ein Minimum zu reduzieren, sollte ein Interinjektionsintervall von mindestens acht bis zehn Wochen eingehalten werden (Benecke and Dressler 2007). Die nötige Dosis, um eine immunologische Reaktion hervorzurufen, wird mit > 100 MU BT pro Injektionsserie angegeben (Sesardic et al. 2004). Trotz der beschriebenen Abhängigkeit der AK-Bildung von der Einzeldosis, wurden Einzelfälle mitgeteilt, bei denen bereits geringe BT-Einzeldosen bei der lokalen Therapie von Blepharospasmus und Hemispasmus facialis zu einem ksAKTV führten (Dressler et al. 2000). Zur Erklärung dieser Tatsache muss ein weiterer Risikofaktor bedacht werden, die genetische Prädisposition (Critchfield 2002). Diese bietet eine Erklärung dafür, dass trotz ähnlicher Injektionsprotokolle, der AK-Titer individuell verschieden sein kann (Atassi 2004, Dolimbek et al. 2007) Weitere Risikofaktoren werden in einem niedrigen Erkrankungsalter (Rollnik et al. 2001), dem Alter zu BT-Therapiebeginn und einer erhöhten kumulativen Gesamtdosis gesehen (Borodic 1996, Rollnik et al. 2001, Jankovic et al. 2003, Lee 2007, Atassi 2004, Jankovic and Schwartz 1995, Brin et al. 2008). Jedoch widerlegten Dressler und Dirnberger in ihren Studien die Höhe der Kumulativdosis als signifikanten Risikofaktor (Dressler and Dirnberger 2000, 2002). Wie bereits erwähnt, ermittelten sie zwei Maxima für die Bildung von nAK während der ersten vier Behandlungsjahre mit abnehmender Relevanz zu einem späteren Therapiezeitpunkt. Auch konnten die Anzahl der Booster-Injektionen und das Erkrankungsalter als unabhängige Risikofaktoren ausgeschlossen werden (Dressler und Dirnberger 2000). Ebenso erwiesen sich Geschlecht, Alter zu Beginn der ersten BT-Applikation, bestehende Immunschwächen und die Dauer der Erkrankung nicht als eigenständige Risikofaktoren (Dressler and Dirnberger 2000, Dressler and Benecke 2004, Dressler 2010). Im Allgemeinen können noch keine Angaben über die individuelle Reagibilität der immunologischen Abwehr gemacht machen (Dressler and Dirnberger 2000, Dressler and Benecke 2004). Als weiterer Risikofaktor hat die Auswahl des spezifischen BT-Präparates eine Bedeutung (Atassi 2008). Allen Präparaten ist die Zusammensetzung aus dem jeweiligen BNT-A oder BNT-B, hämagglutinierenden sowie nicht hämagglutinierenden, nicht-toxischen Proteinen gemeinsam (s.o.). Jedes dieser Antigene kann eine AK-Produktion auslösen. Unter der Bezeichnung BT-AK (z.B. BT-A-AK, BT-B-AK) werden jene nAK verstanden, die ihre blockierende Wirkung gegen das spezifische Neurotoxin richten (Dressler and Benecke 2004). Der unlängst gegen BT-A erzeugte monoklonale AK mTA12 stellt den potentester Inhibitor gegen BT dar (Prigent et al. 2010). Ein weiterer Differenzierungsfaktor zwischen den einzelnen Präparaten ist, wie bereits erläutert, ihre spezifische biologische Aktivität (SBA). Die im Mausletalitätstest (MLT) anhand der LD50 bestimmte und in equivalence mouse units (äquivalenten Mauseinheiten, MU) angegebene SBA, unterscheidet 31


sich grundlegend zwischen den einzelnen Produkten (Myobloc™/Neurobloc® 5 MU-EV/ng, BOTOX® 60 MU-EV/ng, Dysport® 100 MU-EV/ng, Xeomin® 167 MU-EV/ng) (Dressler 2010). Die SBA beschreibt das Verhältnis zwischen aktivem und inaktivem BT, wobei die inaktive Form keinen klinischen Benefit aufweist, aber eine starke immunogene Potenz besitzt (Dressler and Hallett 2006). Danach sollte das Präparat mit der höchsten SBA (Xeomin®) die niedrigste Immunisierungsrate besitzen (Dressler 2008). Entscheidend für die Entstehung eines AKTV ist demnach die Antigenität des eingesetzten BTPräparates (Sesardic et al. 2004). Die Antigenität ist vor allem abhängig vom Vorhandensein eines nicht toxischen Antigens, eines sogenannten Toxoids, das zusätzlich zum eigentlichen toxischen Teil des Pharmazeutikums im BT-Molekül existiert (Göschel et al. 1997, Atassi 2004, Kranz et al. 2008). Präparate mit einem hohen Toxoidgehalt und verhältnismäßig niedriger SBA müssen zum Erreichen der neurotoxischen Wirkung höher dosiert werden, was konsekutiv eine vermehrte Immunogenität bewirkt (Critchfield 2002, Atassi 2004, Dressler and Hallett 2006, Dressler and Benecke 2007, Dressler 2010). Unter den originalen BT-Präparaten betrug der Anteil an wirkungslosen Toxoidbestandteilen mehr als 90% (Göschel et al. 1997). Die Fähigkeit, nAK zu induzieren, macht man sich für die Produktion von Antitoxinen zur Prophylaxe und Behandlung des Botulismus zu nutze (Sesardic et al. 2004). Xeomin® ist derzeit das einzige Produkt mit einem reinen BNT-A ohne andere clostridiale Toxine oder Unreinheiten (Frevert 2009a). Der komplexproteinhaltige Anteil von Xeomin® ist mit 0.6ng im Vergleich zu Myobloc™ mit 55ng, BOTOX® mit 5ng und Dysport® mit 12,5 ng äußerst gering. Gleichzeitig konnte aber für Xeomin® und BOTOX®, wie bereits erwähnt, eine Äquivalenz mit analoger Effizienz und vergleichbarem Nebenwirkungsprofil ermittelt werden (s.o.). Wegen der unterschiedlichen SBA bedarf es für Dysport® einer mittleren Einzeldosis von 808 MU zur signifikanten Erhöhung der AK-Produktion, was etwa vierfach höher ist als bei BOTOX® mit 192 MU (Göschel et al. 1997, Brin et al. 2004). Einem neuen komplexproteinreduziertem BOTOX®-Präparat wird ein sehr geringes Immunisierungsrisiko zugeschrieben (Brin et al. 2004). Aber auch für dieses Präparat besteht eine AK-Prävalenz über Null (Dressler 2004). Daraus lässt sich schließen, dass auch komplexproteinarme Präparate potenziell antigen wirken (Kranz et al. 2008).

1.3.6 Häufigkeit des Therapieversagens bei zervikaler Dystonie Das Auftreten von BT-A AK kann nicht direkt mit einem Wirkungsverlust des Therapeutikums gleichgesetzt werden. Die meisten AK, die gegen BT induziert werden, beeinflussen nicht dessen funktionelle Potenz, d.h. sie haben keine neutralisierende Wirkung (Sesardic et al. 2004). Grund hierfür ist, dass sie nicht an die neurotoxisch wirkenden Epitope des BT-A Komplexes oder an einen protektiven Hämaglutininkomplex binden (Göschel et al. 1997, Critchfield 2002, Sesardic et al. 2004). 32


Umgekehrt gibt es Patienten mit sTV bei denen kein Nachweis von AK gelingt (Lange et al. 2009). Diese Tatsache macht es bisweilen schwierig, ein AKTV zu objektivieren und seine genaue Prävalenz zu ermitteln. Die Häufigkeit des AKTV wird im Formenkreis der CD etwa zwischen 5-10% (Naumann et al. 1998, Kessler et al. 1999, Jankovic 2003, Brin et al. 2004, Lee 2007, Pallett et al. 2007) angegeben und in manchen Studien sogar bis zu 17% (Jankovic 2003, Brin et al. 2008). Mit Einführung des neuen BOTOX®-Präparats und des komplexproteinfreien Xeomin®, die jeweils eine höhere spezifischen Potenz aufweisen, wurde ein Absinken der Prävalenz von nAK gefunden (Brin et al. 2004, Kranz et al. 2008). Durch die Verwendung neuer BT-A Präparate wird von einer Senkung des Immunogenisierungsrisikos um den Faktor sechs und einer AK-Prävalenz bis zu < 1% gegenüber der originalen Zusammensetzungen ausgegangen (Jankovic 2002, 2003; Atassi 2004, Lee 2007, Yablon et al. 2007, Brin et al. 2008). Xeomin® ist das einzige Präparat, für das noch keine Daten hinsichtlich Therapieresistenz durch AK-Bildung im Langzeitverlauf vorliegen (Benecke 2009, Frevert 2009a). Auch bei Steigerungen der Einzeldosen um das vier- bis fünffache wird unter der Therapie mit Xeomin® von einer erniedrigten Antigenität gegenüber BOTOX® ausgegangen (Jost 2009, Dressler 2010). Die AK-Frequenz steht in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des BT-Präparats (Atassi 2008). So konnte unter der Therapie mit Neurobloc® ein AKTV von bis zu 40%, unter Dysport® bis 5% und unter BOTOX® von 1% ermittelt werden (Dressler 2008b). Für die erhöhte Antigenität von BT-B wurden das Toxin-Hämagglutinin 16B und seine beiden Subkomponenten HA1 und HA3b verantwortlich gemacht (Lee et al. 2005).

1.3.7 Nachweisverfahren von Botulinumtoxin-Antikörpern Durch die starke Zunahme der Indikationen für BT als Therapeutikum der Wahl bedarf es zunehmend eines zuverlässigen Detektionsverfahrens zur Ermittlung von zirkulierenden BT-AK. Dabei sind besonders hochsensitive Nachweisverfahren von nAK gegen das BNT von klinischem Interesse (Sesardic et al. 2004). Diese Tests erlauben neben der Analyse von sTV auch eine Aussage über Wirkung, Stabilität und Impfschutz des therapeutischen BT. Trotz der hohen Sensitivität sind die klinische Relevanz sowie die Spezifität vieler Verfahren nicht ausreichend, um niedrige AK-Titer zu erfassen. Nachfolgend sollen einige Nachweisverfahren erörtert werden: 1.3.7.1 In vivo Maustests Der in vivo Maus-Letalitätstest (MLT) beruht auf der üblichen Bestimmung der LD50, nach der die Überlebenszahl einer definierten Mauspopulation nach intraperitonealer Injektion mehrerer BT-Dosen nach 96 Minuten ermittelt wird (Sesardic et al. 2004, Atassi 2010). Die LD50 entspricht 1 MU und dient faktisch der Berechnung der SBA (s.o). In der Variante des Mausprotektionstests wird der Mauspopulation ein mit BT inkubiertes Patientenserum injiziert. Sind in dieser Serumprobe BT-AK 33


enthalten, verlängert sich die Überlebenszeit der Tiere, da die zirkulierenden AK das Toxin neutralisieren. Die Testergebnisse stehen nach zwei bis vier Tagen zur Verfügung (Pellett et al.2007). Der MLT weist eine niedrige Sensitivität von etwa 5 bis 10 mU pro ml auf (Lee 2007). Da es sich bei den detektierten AK um neutralisierende handelt, werden jene AK, die gegen nicht toxische BTProteine gerichtet sind, nicht als falsch-positiv gewertet (Dressler 2004, Lee 2007). Dieses Verfahren galt lange Zeit als Goldstandard für den Nachweis von BT-AK (Hanna et al. 1999, Foster et al. 2006). Nachteile, wie Werteschwankungen zwischen verschiedenen Laboratorien, ein hoher Labortierverbrauch, ein großer zeitlicher und technischer Aufwand sowie nicht zuletzt der prolongierte Leidensweg der Mäuse begründen die Suche nach alternativen Nachweisverfahren (Pellett et al. 2007). Die Erkenntnis, dass mit niedrigtitrigen AK-Konzentrationen durch subkutane, intravenöse oder intramuskuläre Applikationen die Sensitivität des in vivo Verfahren erhöht werden konnte, führte zur Entwicklung von Nonlethal Assays (Sesardic et al. 2004). Es wurden bis heute Nonlethal Assays mit einer zehnfach höheren Sensitivität als der ursprüngliche MLT etabliert (Pearce et al. 1995, Sesardic et al. 1996, Aoki 2001). 1.3.7.2 In vitro Maustests Der Maus-Diaphragmatest (MDT) zählt zu den sensitivsten in vitro BT-AK Nachweisverfahren mit einer Detektionsgrenze von < 0,3 mU/ml und ist daher zum Nachweis von niedrigen AK-Titern bei sekundärer Non-Response geeignet (Birklein et al. 2002, Dressler and Bigalke 2002, Sesardic et al. 2004). Das in vitro Verfahren wurde erstmals 1946 von Bülbring an Ratten etabliert (Foster 2006). Mit ihm können sowohl BT-A-AK als auch BT-B-AK nachgewiesen werden, sodass das Verfahren auch zur Überwachung einer Neurobloc®-Therapie geeignet ist (Dressler et al. 2005). Das Prinzip des MDT beruht auf der elektrischen Stimulierung eines Hemidiaphragma-NervusPhrenicus-Präparates der Maus in einem isolierten Organmesssystem und der Bestimmung der isometrischen Kontraktion (Göschel et al. 1997, Dressler et al. 2000, Dressler and Bigalke 2002, Lange et al. 2009). Ziel der Messungen ist die Bestimmung der Zeit bis zum Erreichen der halbmaximalen Kontraktionsamplitude (halbmaximale Paralysezeit; PZ) durch Hemmung der Erregungsübertragung vom Nervus phrenicus auf das Hemidiaphragma nach Zugabe eines mit BT inkubierten Patientenserums (Dressler et al. 2000). Der lineare Zusammenhang zwischen der BT-AK-Menge im Serum und dem Zeitpunkt bis zum Erreichen der halbmaximalen PZ erlaubt einen Vergleich mit einer zuvor ermittelten Kalibrierungskurve für Standard-Pferdeserum-Antitoxinlösungen und damit eine quantitative Aussage über den AK-Gehalt des Patientenserums. Je höher der AK-Titer des Serums ist, desto später tritt die Paralyse des Hemidiaphragmapräparats ein (Dressler et al. 2000). 34


Nicht allein der Verzicht auf eine Intoxikation der Mäuse, sondern auch die Reduktion der Anzahl benötigter Tiere einschließlich der Verwendung beider Zwerchfellhälften und die Zeitersparnis verhalfen dem MDT dazu, den MLT als Standardverfahren abzulösen (Dressler and Dirnberger 2000, Dressler et al. 2000, Dressler et al. 2004). Das Verfahren weist eine 25-fach höhere Sensitivität gegenüber dem MLT-Test auf. Verglichen mit der Detektionsschwelle des ELISA ist der MDT um das 300-fache sensitiver (Göschel et al. 1997, Sesardic et al. 2004, Lange et al. 2009). Voraussetzung für die Durchführung des MDT ist jedoch eine spezielle Schulung des Personals, die Etablierung geeigneter Messsysteme und eine entsprechende Versuchstierhaltung (Lee 2007, Lange et al. 2009). 1.3.7.3 Weitere Botulinumtoxin-Antikörpertests Die AK-Detektion mittels ELISA stellt ein weiteres, wenn auch sehr unspezifisches Verfahren mit niedriger Sensitivität dar (Göschel et al. 1997, Lee 2007). Die Unterscheidung zwischen nAK und nicht nAK gegen nicht toxische Hämagglutinine ist mit dem ELISA nicht gegeben, wodurch es in der klinischen Routine stark an Attraktivität verloren hat (Dressler and Benecke 2004). Teilweise kann durch zusätzlichen Einsatz des Western Blots die Spezifität erhöht werden. 1998 wurde ein weiterer, vielversprechender Immunoassay, der Immunopräzipitationsassay (IPA), vorgestellt (Palace et al. 1998). Durch seine hohe Sensitivität und Spezifität, die Einsparung von Versuchstieren, den zeitlichen Benefit und die unkomplizierte Handhabung steht das Verfahren in Konkurrenz zum MDT (Hanna et al. 1999, Dressler and Dirnberger 2001, Birklein et al. 2002, Brin et al. 2004, Cordivari et al. 2006, Lee 2007, Dressler 2008b). Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch neben dem hohen finanziellen Aufwand der Umgang mit Radioisotopen (Birklein et al. 2002). Der Endopeptidase-Test ist ein weiteres in vitro Verfahren, das zum Nachweis von BT-AK die dosisabhängige Inhibition der zinkabhängigen Endopeptidaseaktivität des Toxins nutzt (Atassi 2004). Vorteil des Tests ist seine höhere Spezifität bei der Detektion von AK gegen die katalytische Domäne des Neurotoxins im Vergleich zu den in vivo Verfahren (Sesardic et al. 2004). Sein Nachteil besteht neben der speziellen Technik in der selektiven Sensitivität für die LK des Toxins, während die Inhibition der SK nicht nachweisbar ist. Da BT die Transmitterausschüttung in verschiedenen Zelltypen bewirkt, konnten mit embryonalen Rückenmarkzellen von Ratten verschiedene zelluläre in vitro Assays zum Nachweis von BT-A-AK im Bereich zwischen 2 bis 10 mU/ml entwickelt werden (Sesardic et al. 2004, Hall et al. 2004). Der 2007 von Pellett vorgestellte zellbasierte Assay wird als sensitivstes Nachweisverfahren zur quantitativen Analyse von nAK angesehen (Pellett et al. 2007). Seine Vorteile gegenüber dem MLT bestehen in einem niedrigen Versuchstierverbrauch, höherer Spezifität und Sensitivität, exzellenter Reliabilität sowie erleichterter Praktikabilität und Sicherheit. Nachteilig ist jedoch die lange Zeitspanne bis zur Auswertung der Proben von drei bis vier Tagen. 35


Eine weitere Möglichkeit, BT-AK nachzuweisen, ist die Durchführung der AK-Testung am Patienten selbst mittels des Extensor-digitorum-brevis-Tests (EDB-Test), des Sternocleidomastoid-Tests (SCM-Test) und des Unilateral-Brow-Injektion-Tests (UBI-Test, auch Muskulus-Frontalis-Test, MFT). Im EDB-Test wird durch eine intramuskuläre BT-Applikation EMG-gesteuert eine Verringerung des EDB-Muskelsummenaktionspotenzials (MSAP) nachgewiesen (Frevert 2009a). Weist der Patient BTAK auf, reduziert sich die MSAP-Amplitude um weniger als 50%. BT-typische klinische Zeichen, wie Atrophien und Paresen, treten nicht auf (Wohlfahrth et al. 2008). Es kann mit diesem Test eine erste qualitative Einschätzung über das Vorhandensein von BT-AK mit einer Sensitivität von etwa 80% und einer Spezifität von 94% getroffen werden (Gordon et al. 2002, Brin et al. 2004). Cordivari et al. haben gezeigt, dass der EDB-Test einen präziseren Zusammenhang zur klinischen Response als die Immunoassays aufweist und forderten deshalb bei Verdacht auf sekundäre Non-Response eine initiale klinische Abklärung mit diesem Verfahren (Cordivari et al. 2006). Analog zum EDB-Test wird beim SCM-Test und dem UBI-Test elektromyographisch eine BTinduzierte Reduktion des MSAP in den entsprechenden Muskeln gemessen (Brin et al. 2008). Unter maximaler isometrischer Kontraktion wird beim SCM-Test eine definierte BT-Dosis in den M. sternocleidomastoideus injiziert, um nach zwei Wochen post injectionem eine qualitative Einschätzung eines möglichen AKTV geben zu können. Bereits niedrige AK-Titer können mit einer dem MDT vergleichbaren Sensitivität erfasst werden (Dressler et al. 2000). Ergänzend zum SCM- und EDB-Test liefert der UBI-Test einen qualitativen Nachweis von BT-AK am Patienten (Brin et al. 2008). Nach unilateraler BT-Applikation in den M. frontalis wird eine Stirnfaltenverminderung mit Halbseitenasymmetrie nach etwa vier Wochen erwartet. Bleibt dieser klinische Effekt aus und ist der Patient motorisch fähig, beidseits im selben Maße seine Augenbraue zu heben, spricht dies für ein AKTV (Borodic et al. 1995, Hanna et al. 1998, Brin et al. 2004). Patientenbasierte Tests, wie der von Birklein et al. beschriebene Sudomotor-Test oder der Ninhydrin-Schweißtest von Voller und Kollegen, können die BT-Wirkung anhand der Schweißproduktion nach subkutaner BT-Appliktion nachweisen (Birklein et al. 2002, Voller et al. 2004). Diese Tests sind aufgrund ihrer niedrigen Sensitivität derzeit noch nicht standardisiert worden. Der SudomotorTest gibt eine Voraussage über die BT-A Präsenz spezifisch für die Fälle klinischer Nonresponsiveness. Die Tabelle 5 präsentiert einen Vergleich einzelner Nachweisverfahren von BT-AK anhand ihrer Sensitivitäten.

36


Tabelle 5: Nachweisverfahren für BT-AK und ihre Sensitivität (modifiziert nach Sesardic et al. 2004) Methode Maus-Letalitätstest Endopeptidase-Test Zelluläre Assays Maus-Protektionstest Maus-Diaphragmatest Extensor-Digitorum-Test Immunoassays (nicht funktional)

1.4

Sensitivität in mU/ml 10 10 10 1 < 0,3 <1 0,3 - 1 (variiert)

Zielsetzung

Mit der vorgelegten Arbeit sollen folgende Hauptfragestellungen beantwortet werden: 1. Wie entwickelt sich die Effektivität der Behandlung von Patienten mit CD mit dem komplexproteinfreien BT-A Präparat Xeomin® im Langzeitverlauf? 2. Bestehen dabei Unterschiede zwischen de novo Xeomin® behandelten und von konventionellen BT-A Präparaten auf Xeomin® umgestellten Patienten? 3. Mit welcher Prävalenzrate treten nAK im Langzeitverlauf bei de novo Xeomin®-Patienten auf? 4. Wie entwickeln sich die AK-Titer bei auf Xeomin® umgestellten CD-Patienten im Langzeitverlauf? 5. Welche der folgenden Risikofaktoren beeinflussen den nAK-Titer im untersuchten Patientengut: mittlere Einzeldosis, kumulative Dosis, mittleres Injektionsintervall, kumulative Anzahl der Injektionsserien, Alter bei Therapiebeginn und Dauer der Behandlung? 6. Welche klinische Relevanz hat die Umstellung auf Xeomin® bei CD-Patienten im Langzeitverlauf unter Berücksichtigung des nAK-Titers?

2

Material und Methoden 2.1

Patientencharakteristika

Es wurden 58 Patienten in die prospektive klinisch-experimentelle Studie der Neurologischen Klinik der Universität Rostock einbezogen. Insgesamt wurden 33 (56,9%) weibliche und 25 (43,1%) männliche Probanden mit der klinischen Diagnose einer CD auf das Vorhandensein von nAK gegen BT-A untersucht. Das Alter der untersuchten Patienten bei Aufnahme in die Studie und zeitgleicher Erstapplikation von Xeomin® betrug 34 bis 79 Jahre, Mittelwert und Standardabweichung (SD) lagen bei 50,7 ± 10,7 Jahren. 37


Die Patienten erhielten durchschnittlich 8,3 ± 1,8 Injektionen des komplexproteinfreien Xeomin® über eine Therapiedauer von im Mittel 2,2 ± 0,3 Jahren als Langzeitbehandlung. In einem durchschnittlichen Abstand von 3,3 ± 0,7 Monaten wurden die Patienten in der Dystoniesprechstunde der Neurologischen Klinik der Universität Rostock behandelt. Nach der Dokumentierung der aktuellen Anamnese und Statuserhebung wurden den Patienten im Mittel 192,6 ± 47,2 MU Xeomin® nach einem definierten Injektionsschema in die betroffene zervikale Muskulatur injiziert. Über den gesamten Zeitraum der Studie erhielten die Patienten eine Kumulativdosis von durchschnittlich 1606,1 ± 537,2 MU Xeomin®. Patienten, die vor der Umstellung auf Xeomin® sogenannte Boosterinjektionen erhalten hatten, d.h. initial ein BT-Präparat in einem Interinjektionsabstand von weniger als 3 Wochen appliziert bekamen (s.o.), wurden von der Studie ausgeschlossen. Die Tabelle 6 zeigt eine Gegenüberstellung der Ein- und Aussschlusskriterien für die Xeomin®-Langzeitstudie. Tabelle 6: Ein- und Ausschlusskriterien (modifiziert nach Brin et al. 2008)

Die Patienten wurden anhand der klinischen Manifestationsform der CD untereinander verglichen (Abbildung 6). Die CD trat bei den Untersuchten zu 55,2% (32/58) in Form eines Torticollis (TC) in Erscheinung, 19% (11/58) litten unter einem Laterocollis (LC), 12,1% (7/58) unter einem dystonen Kopftremor (DKT), 5,2% (3/58) unter einer segmentalen Dystonie (SegD), 3,4% (2/58) unter einem myoklonischen TC (MTC), 1,7% (1/58) unter einem Retrocollis (RC) und 3,4% (2/58) unter einer Kombination unterschiedlicher Dystonieformen.

38


Abbildung 6: Klinische Manifestationsformen der CD Für die Datenanalyse wurde das Patientenkollektiv in zwei Gruppen unterteilt: •

(1) Patienten, die mit einem oder mehreren alternativen BT-Präparaten (Dysport®, Neurobloc®, BOTOX®) vortherapiertet waren (N=40) und

(2) nicht vorbehandelte, sogenannte de novo Xeomin®-Patienten (N=18).

Dieses Vorgehen ermöglichte eine isolierte Betrachtungsweise der Wirkung von Xeomin®. Von den mit anderen BT- Präparaten vortherapierten Patienten erhielten 35 Dysport®, zwei BOTOX® und zwei Neurobloc®, bevor sie auf Xeomin® umgestellt wurden (Abbildung 7). Bei einer Person konnte das Vorpräparat nicht zweifelsfrei ermittelt werden.

Abbildung 7: BT-Präparate, die Patienten vor der Therapieumstellung auf Xeomin® erhielten

2.2

Botulinumtoxin-Injektionen und Dokumentation

Die BT-Injektionen erfolgen mit Xeomin® (Merz Pharmaceuticals, Frankfurt am Main, Germany) in einer Verdünnung von 100 MU pro 2,5 ml 0,9%-iger NaCl-Lösung. Individuelle Injektionsschemata wurden bezüglich der jeweiligen Manifestationsformen der CD, der zu applizierenden Zielmuskulatur 39


und der nötigen BT-A Dosen erstellt. Dabei wurde besonderer Wert darauf gelegt, regelmäßige Injektionsabstände von drei bis vier Monaten einzuhalten. Zu Beginn der Aufnahme in die prospektive Studie wurde den Patienten venöses Vollblut in vier EDTA Monovetten á je 7,5 ml zur Serumgewinnung entnommen. Die Blutentnahme wurde nach einem Therapiejahr und zum Studienende wiederholt. Nach jeder Konsultation und Injektionstherapie wurden die Zielmuskulatur, die therapeutische Dosis Xeomin® in MU pro Muskel, der Schweregradbefund (SG) der Erkrankung nach Tsui, das subjektive Therapieansprechen des Patienten, die klinische Therapie-Response (kR), das Auftreten von Nebenwirkungen sowie der Atrophiegrad der Halsmuskulatur dokumentiert und die Daten mit dem Ausgangsbefund vor der BT-Applikation verglichen (Abbildung 8). Da die BT-Präparate sich, wie oben erläutert (s. Einleitung S.23 und S.38), in ihrer biologischen Aktivität unterscheiden, haben wir zur Normierung der Dosisangaben in MU in Übereinstimmung mit den meisten Literaturangaben ein Verhältnis von 1:1:3:50 (BOTOX®:Xeomin®:Dysport®:Neurobloc®) angenommen. Für den Gruppenvergleich wurden weitere Behandlungsparameter, wie die BT-Behandlungsdauer, die Anzahl der BT-Injektionsserien, die mittlere BT-Einzeldosis, das mittlere BT-Injektionsintervall sowie die mittlere kumulative BT-Dosis über den Zeitraum der gesamten BT-Therapie ausgewertet und bei den AK-positiven Patienten ihre Abhängigkeit vom Titerverlauf analysiert. Zudem wurde die subjektive klinische Response (kR) mit der SG-Einstufung nach Tsui vor Studienbeginn und nach zweijähriger Xeomin®-Therapie verglichen. Die subjektive Responding-Einschätzung des Patienten wurde nach jeder Xeomin®-Applikation dokumentiert und unabhängig von objektiven Kriterien bewertet. Dazu wurde die kR nach folgender numerischer Skala eingestuft: • 1 für „sehr gut“ • 2 für „gut“ • 3 für „mässig“ • 4 für „keine kR“ Die objektive Symptomatik wurde vom behandelnden Arzt anhand der SG-Skala nach Tsui bewertet (Tabelle 7). Der Tsui-Gesamtscore kann minimal 0 bis maximal 15 Punkte mit SG-Progression betragen. Er berechnet sich aus der Summe der Teilscores für Deviation, Zeitfaktor, Tremor, Schulterhebung und Schmerzen, wobei der zeitliche Faktor mit doppelter Punktezahl in die Berechnung eingeht.

40


Eine konstant gute bis sehr gute BT-Wirkung über den gesamten Studienverlauf hinweg wurde als positives „Therapieresponding“ bewertet. Ein sNR lag definitionsgemäß dann vor, wenn sowohl der Patient als auch der behandelnde Arzt einen sekundären Wirkungsverlust im Verlauf der BT-Therapie feststellten. Zeigten die BT-Injektionen lediglich eine Reduktion ihrer therapeutischen Wirkung im Vergleich zum Ausgangswert, wurde eine sekundäre Wirkungsminderung konstatiert. Tabelle 7: SG-Skala nach Tsui (modifiziert nach Benecke and Dressler 2004)

41


2.3

Maus-Diaphragmatest

2.3.1 Reagenzien für den Maus-Diaphragmatest Tabelle 8: Reagenzien für den MDT (modifiziert nach Müller 2010) Sevofluran

SEVOrane® (Abbott, Wien, #4456)

Carbogengas

5% CO2/95% O2 (Messer Griesheim GmbH, Griesheim)

Earle`s Balanced Salt

gepufferte Salzlösung nach Earle (GIBCO, Paisley, UK)

Solution (EBSS) Botulinumtoxin

Botulinum-Neurotoxin A5 (Lieferung der Charge #13027A1A, List Biological Lab., Campbell, CA, USA über Europavertrieb durch Quandratech Diagnostics, Surrey, UK); Ampulle à 10 µg BT-A mit 100µl destilliertem H2O verdünnt

Rinderserumalbumin

(Roth, #80762, Karlsruhe)

Botulinumtoxin-

Botulinum-A-Antitoxin F(ab)2 Antitoxin (National Institute for Biological Stan-

Antikörper

dards and Control, Potters Bar, NIBSC) (Potters Bar, Hertfordshire, UK #59/021). 5 ml Pferdeserum enthalten 500 MU

2.3.2 Verbrauchsmaterialien für den Maus-Diaphragmatest •

Becherglas mit Deckel

Dialyseschlauch 12,0 S MWCO: 12.000-14.000, #E683.1 (ZelluTrans, Roth)

Dialyseverschlüsse (Roth)

Einwegkanülen 0,4x19mm (Microlance®, BD, Drogheda, Irland)

Einwegkanülen 0,80x40mm (Sterican®, Braun, Melsungen)

Einwegpipetten (Cellstar®, Greiner Bio-One, Frickenhausen)

Einwegspritzen, 10ml (Braun)

Einwegspritzen, 5ml (Becton Dickinson, Fraga, Spanien)

Eppendorf-Reaktionsröhrchen 1,5 ml (Eppendorf, Hamburg)

Magnetrührstäbchen (Neolab, Heidelberg)

Nähgarn

Reaktionsröhrchen, 0,2ml (Flat Cap, PCR Tubes, Molecular Bio Products, San Diego, CA, USA) für BT-Stammlösungen

Serummonovetten®, 9ml (S-Monovetten, Sarstedt, Nürnbrecht)

Styropor®-Platte

Wägepapier (Macherey-Nagel, Düren) 42


Zellkulturschalen, 40x10mm (TPP, Renner, Dannstadt)

Zellkulturschalen, 60x15mm (TPP, Renner,)

Zentrifugenröhrchen, 15ml (Greiner, Bio-One)

Zentrifugenröhrchen, 50ml (Greiner, Bio-One)

2.3.3 Geräte für den Maus-Diaphragmatest •

Dekapitator (World Precision Instruments, Sarasota, FL, USA)

Druckminderer für Carbogengas (FM 62 T, Messer Griesheim)

Isolierte Organ Apparatur, Gerätesystem URO 24401 (FMI, Föhr Medical Instruments, Seeheim, Ober-Beerbach) mit Kraft-Transducer (Scaime, Annemasse, Frankreich) und Schreiber (Hellige, Freiburg).

PC mit VitroDat Software (Ingenieurbüro G. Jäckel, Hanau)

Magnet-Thermorührer 10515 (Fisherbrand, Fisher Scientific, Schwerte)

Mini-Rührer (Mini MR standard, IKA-Werke, Staufen)

pH-Meter MP 220 (Mettler Toledo, Giessen)

Pinzette, anatomisch, 14 cm (Diameda Instrumente, Tuttlingen)

Pipette (pipetus®akku, Hirschmann Laborgeräte)

Präparierschere,11cm (Westscott, Dimeda Instrumente)

Präparierschere,12cm (Noyes, Dimeda Instrumente)

Waage (KPZ-Waage, Rüschlikon, Schweiz)

Wärmebad

2.3.4 Versuchstiere Es wurden weibliche HsdWin:NRMI Mäuse (Artikel-Nummer 27503F) der Firma HarlanWinkelmann als Versuchstiere verwendet. Die Tiere hatten ein Alter von maximal zwölf Wochen bei einem Gewicht von 16-22g (Dressler and Bigalke 2002, Lange et al. 2009). Entsprechend den Tierschutzbestimmungen wurden die Mäuse artgerecht in einer speziellen Versuchstierabteilung gehalten. Es wurde ein Hell-Dunkel-Rhythmus von 12h eingehalten.

2.3.5 Ethik Das Studienvorhaben wurde von der Ethikkommission Mecklenburg-Vorpommern genehmigt. Die teilnehmenden Patienten wurden über das Studiendesign, inklusive der klinischen und Labortests, aufgeklärt und gaben ihr schriftliches Einverständnis zur Teilnahme an der Studie. 43


2.3.6 Methodik 2.3.6.1 Herstellung der Botulinumtoxinverdünnung Das BT-A5 der Firma List, geliefert als 10µg Lyophilisat, wurde zunächst mit 100µl Aqua bidest und 0,1% Rinderserumalbumin rekonstituiert. Anschließend wurden jeweils 2µl der Stammlösung in 50 x 200-µl-PCR-Reaktionsröhrchen pipettiert und bei -20°C eingefroren (Müller 2010). Zur Herstellung einer Arbeitslösung mit der Konzentration von 1µg/ml BT-A5 wurde zu den 2µl BT-Stammlösungen 200µl EBSS und 0,1% Rinderserumalbumin hinzugefügt. Gründe für die Zugabe von Rinderserumalbumin waren die Stabilisierung des BT zum Erhalt der biologischen Aktivität durch Vermeidung von Adsorption des BT an Gefäßoberflächen und die Erhöhung der BNT-Potenz um das zwei- bis dreifache (Marion et al. 1995, Rosales et al. 2006). Die resultierende Arbeitslösung wurde für weitere Verdünnungen verwendet und bei 4°C gekühlt gelagert, aber wöchentlich frisch hergestellt. Die weiteren Verdünnungsreihen mit EBSS und 0,1% Rinderserumalbumin dienten sowohl der Erstellung der Dosis-Wirkungs- und AK-Kalibrierungskurven mit antitoxinhaltigem Pferdeserum als auch der Inkubation der Patientenseren. Sie wurden täglich frisch hergestellt. 2.3.6.2 Vorbereitungen Nach Vorbereitung des Messsystems (Abbildung 8) und Inkubationsstart der Testseren erfolgte die Präparation des Hemidiaphragmas. Zuvor wurden die Organbäder mit 5ml EBSS gefüllt und über einen Durchlauferhitzer mit Thermostat auf eine konstante Temperatur von 37˚C eingestellt. Um eine kontinuierliche Oxygenierung sowie einen neutralen pH-Wert von 7,4 zu gewährleisten, wurden die Organbäder über eine Belüftungsfritte mit Carbogen (95% O2, 5% CO2) bei einem Druck von ca. 0,1 mbar begast (Dressler and Bigalke 2002, Lange et al. 2009). Die Regulation der optimalen Oxygenierungsstärke, bei der einerseits eine Minderbelüftung und andererseits eine zu starke Schaumbildung bei erhöhter Carbogenzufuhr zu vermeiden war, erfolgte über ein vorgeschaltetes Nadelventil (Müller 2010). Durch die anschließende Präparation des Hemidiaphragmas war ein hinreichend langer Zeitraum zur Überbrückung der Inkubationszeit für die Stammbadlösung mit Oxygenierung, Erwärmung und pH-Werteinstellung gegeben. Zusätzlich wurde die 60-minütige Inkubationszeit zum Start des VitroDat 2.61-Softwareprogramms BMON mit Kalibrierung und Aktualisierung der Voreinstellungen genutzt (Mahrhold et al.2006, Lange et al. 2009).

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Abbildung 8: Versuchsaufbau für den MDT 2.3.6.3 Narkotisierung Zum Einschläfern der Versuchstiere wurde eine Inhalationsnarkose eingeleitet. Dazu wurden Papiertücher mit dem Etherderivat Sevofluran® getränkt und in einen festverschließbaren Glaszylinder gegeben. Zur Anreicherung der Gasphase mit Sevofluran® wurde das Glas für 1-2min verschlossen. Im Anschluss wurde die Maus in den Zylinder verbracht und so lange darin belassen, bis eine ausreichende Narkosetiefe erreicht war. 2.3.6.4 Präparation des Hemidiaphragmas Das narkotisierte Tier wurde dekapitiert und entblutet, um ein nahezu blutleeren Präparationsobjekt zu erhalten. Auf einer Präparationsplatte aus Styropor® wurden die Extremitäten der Maus mittels Flexülen fixiert. Eine Sternotomie mit Eröffnung des Thorax und Resektion der Rippenbögen beidseits ermöglichte den Zugang bis zum costodiaphragmalen Übergang. Zur besseren Freilegung der Nn phrenici, welche links durch das Mediastinum am Herzen vorbeiziehen bzw. rechts entlang der oberen Hohlvene verlaufen, wurden beidseits die Lungenlappen und der ventral des Sternums gelegene Thymus abgetragen. Die beiden Nerven wurden nacheinander freipräpariert, etwa 1cm kranial der Zwerchfellinnervation mit einem Bindfaden verknotet und abgesetzt. Bis zum Abschluss der sich anschließenden abdominalen Präparation wurden die beiden Nervenenden auf das Diaphragma gelegt, angefeuchtet und mit den abgetragenen Lungenflügeln schützend bedeckt.

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Die Resektion des Diaphragmas erfolgt zunächst über einen abdominalen Zugang mittels medianer Laparotomie und Freipräparation der kaudalen Zwerchfellseite. Unter sorgfältiger Beachtung der Verläufe der Nn phrenici in den beiden Diaphragmahälften, wurde das Zwerchfell ohne Schädigung der bilateralen Innervation sagittal in Richtung Wirbelsäule halbiert. Die keilförmigen NervZwerchfellpräparate, deren Spitze die transparente Sehnenplatte, das Centrum tendineum, und deren Basis der halbierte Rippenbogen bildet, wurden bis zur Befestigung an das Messsystem in einer mit EBSS gefüllten Petrischale aufbewahrt. Zusätzlich zur in der Literatur beschriebenen Nutzung der Links-Nerv-Hemidiaphragmapräparate (Bülbring 1946, Habermann et al. 1980, Göschel et al. 1997, Wohlfahrth et al. 1997) wurden auch die rechtsseitigen Hemidiaphragmen verwendet, mit denen gleich gute Kontraktionen und BT-Hemmeffekte erzielt wurden (Müller 2010). Dadurch konnte der Versuchstierverbrauch halbiert werden.

9: Organbad mit aufgespanntem Hemidiaphragma 2.3.6.5 Messung der halbmaximalen Paralysezeit Das feuchte Hemidiaphragmapräparat wurde vom Centrum tendinum aus über eine Metallklammer und einem Draht mit dem Kraft-Spannungs-Transducer verbunden (Müller 2010). Zum Einstellen der mechanischen Vorspannung wurde die Basis des Diaphragmas kurz über dem Rippenbogen in einen Metallhaken eingehängt. Nach der hierdurch erreichten Fixierung des Hemidiaphragmas wurde das am Bindfaden aufgehängte proximale Nervenende durch eine Ringelektrode gezogen (Dressler and Benecke 2002). Anschließend wurde das aufgespannte Hemidiaphragma in das mit EBSS gefüllte Organbad eingetaucht (Abbildung 9).

46


Die mechanische Vorspannung des Muskels wurde auf ca. 5 mN eingestellt, sodass eine maximale Kontraktion ohne Überdehnung des Präparates möglich war. Während des gesamten Versuchs wurde das Hemidiaphragma kontinuierlich über das Phrenicusfragment mit Strompulsen von 0,1 msec Dauer, einer supramaximalen Reizamplitude von 5 mA und einer Frequenz von 1 Hz elektrisch stimuliert (Wohlfahrth et al. 1997, Dressler and Bigalke 2002, Mahrhold et al. 2006). Die maximalen Kontraktionswerte und die Werte der Vorspannung wurden unter Nutzung des VitroDat Software-Programms auf einem Display in zwei gegenüberliegenden Kurven widergegeben, deren Abstand die Kontraktionskraft in mN repräsentierte. Vorraussetzung für den Austausch der Organbadflüssigkeit gegen das mit BNT vorinkubierte Serum war eine mindestens 10-minütige Äquilibrierungsphase mit einer konstanten Kontraktion. Durch die Äquilibrierung musste eine annähernd parallele Verlaufsform der Kontraktionskurven gewährleistet sein (Dressler et al. 2000). Voraussetzung einer stabilen Kontraktion war eine ausreichende Oxygenierung mit dem Carbogengasgemisch. Nach erfolgreicher Äquilibrierung wurde die proteinfreie EBSS-Organbadlösung gegen 5 ml einer BT-Testlösung und 0,1% Rinderalbumin oder BT-vorinkubiertes Serum ausgetauscht. Durch Wechselwirkung des BNT mit dem Hemidiaphragmapräparat kam es nach einer 20- bis 30-minütigen Kontraktionsstabilität zu einer stetigen, von der BNT-Konzentration abhängigen Reduktion der Kontraktionskraft infolge der neuromuskulären Inhibition (Dressler and Bigalke 2002). Diese Muskelparalyse führte zu einer asymptotischen Annäherung der Kurve maximaler Kontraktion an die Vorspannungskurve als Zeichen der progredienten Paralyse. Als Parameter für die paralytische Wirkung wurde der Wert der halbmaximalen PZ (t½) verwendet (Abbildung 10).

Abbildung 10: Kurve mit Kontraktionsverlauf und Darstellung der halbmaximalen Paralysezeit (modifiziert nach Müller et al. 2009) 47


2.3.6.6 Dosis-Wirkungskurve Zur Festlegung der für die AK-Bestimmung optimalen BT-Konzentration sollte die halbmaximale PZ etwa 60 min betragen. Dazu wurden Versuchsserien mit unterschiedlichen BNT-Konzentrationen durchgeführt (Göschel et al. 1997, Lange et al. 2009). Konkret wurden für die Testung der BNTLieferung BT-A5 folgende Konzentrationen gewählt: 10,0 ng/ml, 5,0 ng/ml, 2,5 ng/ml, 1,25 ng/ml, 0,5 ng/ml, 0,25 ng/ml und 0,125 ng/ml. Die aus den Mittelwerten der halbmaximalen PZ der einzelnen BNT-Konzentrationen

erstellte

Dosis-Wirkungskurve

ermöglichte

es,

die

optimale

BNT-

Konzentration für die AK-Bestimmung zu ermitteln (Abbildung 11). 2.3.6.7 Herstellung von Antikörperverdünnungen Um AK-Titer in MU angeben zu können, war es erforderlich, eine Kalibrierungskurve mit einem Standardserum zu erstellen, das in einer Verdünnungsreihe zu testen war. Dazu wurden 5 ml PferdeAntiserum der National Institute for Bioligical Standards and Control (Hertfordshire, UK) mit einer Konzentration von 500 U/5ml (=100 U/ml) BNT-A-AK auf 10 Eppendorf-Röhrchen mit je 0,5 ml Volumen aufgeteilt und diese Stammlösungsportionen bei -20 °C aufbewahrt. Vor dem Gebrauch waren zwei weitere Verdünnungsschritte erforderlich. Im ersten Verdünnungsschritt wurden 10 µl/ml der Stammlösung mit 1 ml EBSS und 0,1% Rinderalbumin gemischt, sodass eine Verdünnung von 1:100 mit einer Konzentration von 1 U/ml resultierte. Zur Herstellung der AK-Endkonzentrationen wurde ein zweiter Verdünnungsschritt durchgeführt. Als Beispiel wurden 10 µl/ml der auf 1 U/ml verdünnten Stammlösung zu 10 ml EBSS mit 0,1% Rinderalbumin gegeben, um eine Endkonzentration von 1 mU/ ml zu erhalten (Müller 2010). 2.3.6.8 Inkubation von Antikörperseren und Erstellen einer Kalibrierungskurve Für die Erstellung der Kalibrierungskurve wurden die beschriebenen Standardserum-AKVerdünnungen mit BNT-A5 in einer Konzentration von 0,5 ng/ml inkubiert. Getestet wurden AKKonzentrationen von 0,15625 mU/ml, 0,3125 mU/ml, 0,625 mU/ml, 1,25 mU/ml, 2,5 mU/ml, 5,0 mU/ml und 10,0 mU/ml. Die Inkubation betrug 60 min bei 37°C. Die resultierende Kalibrierungskurve ist im Ergebnisteil (Abschnitt 3.1.2) dargestellt (Abbildung 12). 2.3.6.9 Dialyse der Patientenseren Nach der Entnahme von 4 EDTA-Röhrchen venösen Vollblutes vom Studienpatienten wurde eine mindestens einstündige Inkubation bei Raumtemperatur bis zur vollständigen Koagulation des Blutes abgewartet. Daraufhin erfolgten zwei Zentrifugationszyklen von jeweils 10 min bei 1000 x g. Dadurch gelangen die Präzipitation des korpuskulären Zellmaterials und die Abtrennung des Blutserums. Ein Überstand von mindestens 10 ml Patientenserum wurde angestrebt, um Reserveserum für mögliche 48


Doppelbestimmungen zu rekrutieren. Bis zur Testung des Patientenserums auf Anti-BNT-AK wurde die Probe beschriftet und bei -20° C eingelagert. Eine Dialyse des Patientenserums wurde zum Ausschluss von Hemmfaktoren, die einen möglichen Einfluss auf die PZ haben könnten, durchgeführt. Das Serum wurde hierzu in 10 cm lange Dialyseschläuche pipettiert und gegen EBSS im Verhältnis von 1:20 dialysiert. Die erste Dialyse erfolgte bei Raumtemperatur auf einem Mini-Rührer für eine Stunde. Im Anschluss wurde die Dialyseflüssigkeit gegen das gleiche Volumen EBSS ausgetauscht. Der zweite Dialysevorgang erfolgte über Nacht bei 4°C im Kühlschrank. Anschließend konnte das gewonnene Serum direkt im MDT eingesetzt oder bei -20°C gelagert werden. 2.3.6.10 Inkubation der Patientenseren mit Botulinumtoxin Für die BNT-AK-Bestimmung wurde das dialysierte Patientenserum mit BT-A5 in einer Konzentration von 0,5 ng/ml versetzt. Nach Durchmischung auf einem Mini-Rührer wurde das Serum für eine Stunde bei 37°C inkubiert, sodass potenzielle AK eine Bindung mit BNT-Molekülen eingehen und diese neuralisieren konnten. 2.3.6.11 Messung der Antikörpertiter Nach Bereitstellung eines kontraktionsstabilen Hemidiaphragmas über die Äquilibrierungszeit von mindestens 10 min wurde das oxygenierte EBSS im Organbad gegen vorinkubiertes Patientenserum ausgetauscht. Wichtig für den Erhalt der Zwerchfellkontraktion war die erneute Anpassung der Carbogenzufuhr an das neue Medium, um eine artifizielle Reduktion der Kontraktionskraft des Präparates und eine Veränderung des pH-Wertes aufgrund einer Hypoxie zu vermeiden. Im umgekehrten Fall bewirkte eine zu starke Belüftung eine vermehrte Schaumbildung bedingt durch den hohen Proteingehalt des Patientenserums und folglich einen möglichen Serumverlust. Der Messbeginn der PZ wurde mit dem Zeitpunkt des Austauschs der Organbadflüssigkeiten festgelegt. Nach einer 20- bis 30-minütigen noch stabilen Kontraktionsphase wies das Auftreten eines steilen Abfalls der Kontraktionskurve („BNT-Knick“) auf ein Ansprechen des Präparates auf BNT und damit die Abwesenheit von AK hin (Müller 2010). Eine verlängerte stabile Kontraktion mit flachem Kurvenverlauf ohne plötzlichen Abfall der Kontraktionskurve war für den Einfluss von Anti-BNT-AK typisch. Messungen mit verlängerter halbmaximaler PZ von > 180 min waren abzubrechen und mit einer weiteren Verdünnungsstufe des Serums (1:2) zu wiederholen (Lange et al. 2009). Dieser Fall trat in der vorliegenden Studie jedoch nicht ein. Die Verlängerung der halbmaximalen PZ steht in Abhängigkeit zum BNT-AK-Titer des Patientenserums und wurde anhand der Kalibrierungskurve in MU umgerechnet. 49


3

Ergebnisse 3.1

Ergebnisse der experimentellen Voruntersuchungen

Die Durchführung des zur Bestimmung des nAK gegen BNT eingesetzten MDT erforderte experimentelle Vorarbeiten zur BNT-Dosis-Findung und AK-Kalibrierung sowie die Überwindung technischer Probleme des vielstufigen Bioassays. Das Erlernen der Präparation der Versuchstiere sowie das Erreichen eines konstanten Kontrakionsverhaltens der Hemidiaphragmen über eine Dauer von drei Stunden war Grundvoraussetzung für die Detektion auch besonders hoher AK-Konzentrationen (Lange et al. 2009). Analog zu Müller konnte die Anzahl der Versuchstiere im Vergleich zu der bisher üblichen Versuchsdurchführung halbiert werden, indem bilaterale Phrenikus-Hemidiaphragma-Präparate verwendet wurden (Göschel et al. 1997, Müller 2010). Des Weiteren musste in Kontrollpräparaten eine konstante Kontraktionsamplitude zwischen 10 bis 45 mN über drei Stunden aufrecht erhalten werden. Ein Anstieg der Kontraktionskraft > 50 mN führte häufig zu einem raschen Kontraktionsabfall und damit zur Unbrauchbarkeit des Präparats. Auch Präparate mit Kontraktionamplituden < 10mN waren ungeeignet, da bei ihnen zu große Messwertstreuungen auftraten. Ein nicht seltenes Problem, das zu einer signifikanten Rate an Dropouts führte, bildete der rasche Anstieg der Vorspannung innerhalb der ersten Messminuten, was teils auf Sauerstoffunterversorgung, teils auf Adaptationsschwäche des Präparats an das Kulturmedium begründet sein könnte (Müller 2010). Dieses Phänomen zeigte sich überproportional häufig bei Überschreitung des Versuchstiergewichts von 22 g. Auch die Sensitivität der Diaphragmen gegenüber BNT verminderte sich mit steigendem Körpergewicht. Weitere Schwierigkeiten bestanden in einer erhöhten Schaumbildung nach dem Mediumwechsel von EBSS auf die albuminhaltige BNT-Standard-Serumlösung und noch stärker nach dem Austausch gegen Patientenserum. Dieses Problem konnte nur durch ständige Kontrolle der Sauerstoffzufuhr sowie durch laufendes Abpipettieren des überschüssigen Schaums beherrscht werden. Die BNT-Stammlösung von 100 ng/ml wies in Wiederholungsuntersuchungen keinen Wirkungsverlust über sieben Tage nach Lagerung bei 4°C auf. Sie wurde stets innerhalb einer Woche aufgebraucht (Sloop et al. 1997). Bezüglich der Haltbarkeit der ersten BT-A-AK Pferdeserumverdünnung auf 1 U/ml wurden keine Aktivitätsverluste bei 4ºC Lagerung bis zu vier Wochen gefunden.

3.1.1 Dosiswirkungskurve für Botulinumtoxin A Die in Tabelle 9 aufgeführten Verdünnungsreihen des BNT-A-Präparats der Lieferung A5 stellten die Grundlage für die Bestimmung der optimalen BNT-Konzentration für die Messung von BNT-A-AK dar. Nach dem Beispiel von Göschel et al., die 1997 BNT-Konzentrationen im pM/l-Bereich zur Be50


stimmung der halbmaximalen PZ im MDT nutzten (Göschel et al. 1997), wurden in dieser Studie 63 Messungen mit absteigenden BNT-Dosen in einem etwa äquivalenten Konzentrationsbereich, aber mit Mengenangaben in ng/ml durchgeführt. Tabelle 9: Messergebnisse für die Dosiswirkungskurven-Bestimmungen von BT-A5 BT-Konzentration (pM/l)

13,33

6,67

3,33

1,67

0,83

0,42

BT-Konzentration (ng/ml)

2,00

1,00

0,50

0,25

0,13

0,06

Anzahl (N)

4

10

14

13

14

8

Mittelwert der halbmaximalen PZ (min)

44,8

48,5

61,7

76,8

104,6

112,1

Standardabweichung (min)

3,6

10,0

13,2

10,8

30,5

14,2

In der graphischen Darstellung der gemessenen halbmaximalen PZ aus Tabelle 9 ergibt sich ein annähernd logarithmischer Zusammenhang dieser Parameter. In der Patientenstudie wird 0,5 ng/ml BoNTA5 als optimale Dosis für die AK-Bestimmung gewählt, weil diese graphisch t½ Werte zwischen 60 und 70 min liefert (Göschel et al. 1997). Der experimentell bestimmte Mittelwert der Messungen bei dieser Konzentration stimmt mit 61,7 ± 13,2 min (Mittelwert ± Standardabweichung) sehr gut überein und liegt innerhalb des 1-SD-Wertebereiches. Verglichen mit der paralysierenden Wirkung vorheriger BNT-A Chargen (BNT-A1-4, Müller 2010) wies BNT-A5 eine höhere Potenz auf und musste folglich, um auch niedrigtitrige AK-Konzentrationen in Patientenseren zu erfassen, in stärkerer Verdünnung verwendet werden.

halbmaximale Paralysezeit t½ (min)

180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

Botulinumtoxin-Konzentration (ng/ml)

Abbildung 11: logarithmische Darstellung der Dosis-Wirkungskurve für BT-A5

51


3.1.2 Antikörper-Kalibrierungskurve für Botulinumtoxin A Mittels der AK-Kalibrierungskurve für BT-A5 wurde der Zusammenhang der Standard-PferdeserumAK-Konzentrationen mit den Ergebnissen der halbmaximalen PZ im MDT ermittelt. Die halbmaximale PZ veränderte sich dabei in Abhängigkeit von der Pferde-AK-Konzentration. Für die Berechnung der halbmaximalen PZ wurden die in Tabelle 10 aufgeführten 57 AK-Messungen mit BT-A5 in der zuvor bestimmten optimalen Konzentration von 0,5 ng/ml durchgeführt. Tabelle 10: Messergebnisse für die Antikörper-Kalibrierungskurven-Bestimmungen von Botulinumtoxin A5 AK-Konzentration (mU/ml)

0,15625

0,3125

0,625

1,25

2,5

5,0

10,0

Anzahl (N)

6

10

14

12

10 5

3

2

Mittelwert der halbmaximalen PZ (min)

60,50

66,20

72,21

79,58

100,50

118,67

213,50

Standardabweichung (min)

13,31

13,68

12,13

22,46

27,77

15,53

47,40

27,77

halbmaximale Paralysezeit t½ (min)

300

250

200

150

100

50

0 0,1

1 Antikörperkonzentration (mU/ml)

10

y = 0,21x 2 + 12,57x + 63,11 R2 = 0,70

Abbildung 12: Graphische Darstellung der AK-Kalibrierungskurve für BT-A5 In Abbildung 12 werden die Ergebnisse der halbmaximalen PZ in Abhängigkeit von der AKKonzentration als eine exponentielle Beziehung dargestellt. Die daraus resultierende Formel der quadratischen Gleichung, die folglich auch für die AK-Bestimmungen der Patientenseren Verwendung fand, lautet: Halbmaximale PZ (min) = 0,21 x² + 12,57x + 63,11 (R= 0,70); x = AK-Konzentration (mU/ml) Im Folgenden wurden als AK-positiv jene Patienten eingestuft, bei denen sich anhand des MDT nAK über der experimentell ermittelten Nachweisgrenze von 0,35 mU/ml fanden, d.h. bei denen die halb52


maximale PZ 68 min überschritt. Damit wird für den klinischen Vergleich der Behandlungscharakteristika auch die Klasse der Borderliner eingeschlossen. Nach Kranz et al. (2008) gelten Patienten mit grenzwertigen AK-Titern zwischen 0,4 und 1,0 mU/ml als Borderliner mit einer halbmaximalen PZ zwischen 68 und 76 min.

3.2

Ergebnisse der Patientenuntersuchung

3.2.1 Antikörperbestimmung mit dem Maus-Diaphragmatest In die prospektive Studie wurden insgesamt 58 Patienten mit der Diagnose CD eingeschlossen. Jedes Patientenserum wurde vor der ersten Xeomin®-Injektionstherapie und nach einem Behandlungszeitraum von mindestens zwei Jahren mittels MDT auf das Vorhandensein von nAK gegen BNT getestet.

3.2.2 Behandlungscharakteristika der Patienten mit zervikaler Dystonie Das durchschnittliche Patientenalter vor der ersten BT-Injektion betrug 46,0 ± 10,6 Jahre (Mittelwert ± SD) bei den vortherapierten Patienten und 50,7 ± 10,7 Jahre zu Beginn der Xeomin®Injektionstherapie für das gesamte Patientenkollektiv. Die weiblichen Patientinnen waren mit 46,8 ± 10,3 Jahren zu Beginn der BT-Injektionsbehandlung (51,9 ± 11,2 Jahre bei Xeomin®-Ersttherapie) um 1,9 Jahre (2,9 Jahre bei Xeomin®-Ersttherapie) älter als die männlichen mit durchschnittlich 44,9 ± 11,2 Jahren (49,0 ± 10,0 Jahre bei Xeomin®-Ersttherapie). Die durchschnittliche Gesamttherapiedauer von Beginn der initialen BT-Injektion bis zur Messung des AK-Titers nach zweijähriger Xeomin®-Therapie betrug bei der Gesamtpopulation 6,9 ± 4,5 Jahre (2,2 ± 0,3 Jahre Xeomin®-Therapie). Hierbei war die Gesamtzeit aller BT-Injektionen für die weiblichen Patienten (8,1 Jahren) 2,5 Jahre länger als die der männlichen (5,6 Jahre). Die Anzahl der Injektionsserien pro Jahr betrug im Mittel 3,4 ± 1,0 vor der Behandlung mit Xeomin® und 3,8 ± 0,5 für den Zeitraum der Xeomin®-Behandlung sowie für die gesamte Zeitspanne aller BT-Injektionsserien 3,6 ± 0,7. Die Interinjektionsintervalle betrugen während der BT-Vorbehandlung 3,7 ± 1,3 Monate und während der Xeomin®-Therapie 3,3 ± 0,7 Monate (insgesamt 3,5 ± 0,9). Für die de novo Patienten betrugen die Interinjektionsintervalle 3,3 ± 0,9 Monate. Die Einzeldosis der BT-Präparate vor der Xeomin®Therapie von 226,9 ± 48,5 MU sank mit dem komplexfreien BT-Präparat auf 192,6 ± 47,2 MU, was einer Reduktion der mittleren Einzeldosis auf 201,9 ± 50,2 MU über den Gesamtzeitraum entsprach. Aus den beiden letztgenannten Parametern konnte eine Berechnung der kumulativen Dosis pro Jahr erfolgen. Diese betrug für die initiale Therapie der CD vor der Xeomin®-Behandlung 777,5 ± 269,0 MU, für die Xeomin®-Behandlung 723,1 ± 205,9 MU und für den gesamten Zeitraum 712,6 ± 210,3 MU.

53


Wesentlichere Unterschiede durch die Therapieumstellung auf Xeomin® ergaben sich für den SG der CD und für die kR auf das BT-Präparat. Der SG der Dystonie auf der Tsui-Skala nahm von initial 4,9 ± 2,8 Punkten nach zweijähriger Xeomin®-Therapie signifikant um zwei Punkte auf 2,9 ± 2,0 ab. Weniger ausgeprägt waren die Differenzen der kR nach Umstellung der BT-Therapie auf Xeomin®. Von anfänglichen 2,6 ± 0,6 Punkten stieg das klinische Ansprechen durch den Präparatewechsel um durchschnittlich 0,7 Punkte. Diese Verbesserung spiegelte sich in einer Reduktion des Absolutwertes auf 1,9 ± 0,5 Punkte wider, da eine Verbesserung der kR mit absteigender Punktezahl bewertet wurde. Entsprechend wurde ein sehr gutes Ansprechen der BT-Therapie mit einem Punkt, ein Versagen der kR mit vier Punkten eingestuft. 54 Patienten gaben ein gutes bis sehr gutes Ansprechen der Xeomin®-Therapie nach zwei Jahren an. Bei vier Patienten konnte im Studienverlauf nur ein mäßiger Therapieerfolg verzeichnet werden. Während 56 Patienten ein gleichbleibendes oder verbessertes Respondingverhalten nach Studienende mitteilten, erfüllten zwei Patienten die Kriterien eines sNR (s. Kapitel 2.2.) Die Tabelle 11 fasst die untersuchten Therapiemerkmale des gesamten Patientenkollektivs zusammen: Tabelle 11: Gesamtübersicht der Behandlungscharakteristika aller Patienten mit CD MITTELWERT+/-SD

INTERVALL

Lebensalter zu Therapiebeginn Lebensalter vor initialer BT-Therapie (Jahre) Lebensalter bei 1. Xeomin®-Injektion (Jahre)

46,0 ± 10,6 50,7 ± 10,7

24,0-77,0 34,0-79,0

Therapiedauer Therapiedauer vor Xeomin® (Jahre) Therapiedauer mit Xeomin® (Jahre) Therapiedauer insgesamt (Jahre)

6,9 ± 4,5 2,2 ± 0,3 6,9 ± 5,0

1,0-19,0 1,7-3,5 1,7-21,4

Injektionsserien Anzahl der Injektionsserien vor Xeomin®/ Jahr Anzahl der Injektionsserien mit Xeomin®/ Jahr Anzahl der Injektionsserien insgesamt / Jahr

3,4 ± 1,0 3,8 ± 0,5 3,6 ± 0,7

1,2-6 1,8-4,8 1,7-4,6

Interinjektionsintervall Interinjektionsintervall vor Xeomin® (Monate) Interinjektionsintervall mit Xeomin® (Monate) Interinjektionsintervall insgesamt (Monate)

3,7 ± 1,3 3,3 ± 0,7 3,5 ± 0,9

2,0-8,2 2,5-6,6 2,6-6,9

Einzeldosis durchschnittliche Einzeldosis vor Xeomin® (MU) durchschnittliche Einzeldosis mit Xeomin® (MU) durchschnittliche Einzeldosis insgesamt (MU)

226,9 ± 48,5 192,6 ± 47,2 201,9 ± 50,2

103,1-380,7 100-281,3 100-321,1

Kumulative Dosis kumulative Dosis vor Xeomin® (MU) / Jahr

777,5 ± 269,0

257,8-1440,0 54


kumulative Dosis mit Xeomin® (MU) / Jahr kumulative Dosis insgesamt (MU) / Jahr

MITTELWERT+/-SD 723,1 ± 205,9 712,6 ± 210,3

INTERVALL 351,6-1153,5 283,6-1157,9

Klinische Response Vor Xeomin® Nach 2 Jahren Xeomin®

2,6 ± 0,6 1,9 ± 0,5

1-4 1-3

Schweregrad nach Tsui Tsui vor Xeomin® Tsui nach 2 Jahren Xeomin®

4,9 ± 2,8 2,9 ± 2,0

1-12 1-12

3.2.3 Vergleichende Betrachtung der de novo mit Xeomin® behandelten Patienten Durch die Untersuchung von BT-unbehandelten, also primär auf Xeomin® eingestellter Patienten wurde eine isolierte Betrachtung der Behandlungseffizienz von Xeomin® ermöglicht. Außerdem konnte der Zusammenhang verschiedener Erscheinungsformen der CD mit dem Alter bei Erstmanifestation analysiert werden (Abbildung 13). Bei einem Drittel (6/18) der 18 untersuchten de novo Xeomin®-Patienten wurde die Diagnose eines TC gestellt. Von den übrigen Patienten wiesen fünf einen LC, vier einen DKT und drei sonstige Formen der CD auf. Das Manifestationsalter zu Therapiebeginn lag beim TC mit 46,7 ± 8,6 Jahren am niedrigsten, beim DKT mit 54,0 ± 4,1 Jahren am höchsten. Das jüngste Erkrankungsalter wurde bei einer an TC leidenden Patientin mit 37 Jahren gefunden, das höchste Alter bei einem 62-jährigen männlichen Probanden mit der gleichen Diagnose. Alter der de novo Xeomin®-Patienten zu Beginn der BTTherapie 54,0

Alter in Jahren

54,0

51,3

52,0 50,0 48,0

46,7

47,2

46,0 44,0 42,0 40,0

TC (6)

LC (5)

DKT (4)

Sonstige (3)

Diagnose

Abbildung 13: Alter der de novo Xeomin®-Patienten zu Beginn der BT-Therapie Die Entwicklung des SG der einzelnen CD-Formen unter der Xeomin®-Therapie zeigte eine deutliche Verbesserung der Symptomatik in Form einer signifikanten Abnahme des Tsui-Wertes für alle Manifestationen (Abbildung 14). Insgesamt war eine Reduktion des SG von 7,0 ± 2,6 Punkten auf 2,2 ± 1,5 55


Punkte zu verzeichnen. Bei der Hälfte der Fälle (9/18) sank der SG unabhängig von der Höhe des Ausgangswertes auf den minimalen Wert von einem Punkt. Besonders schwere Einzelfälle mit SG von 10 und mehr Punkten traten bei den Diagnosen TC (3/6), RC (1/1) und SegD (1/1) auf. Das beste Ansprechen auf die Xeomin®-Therapie zeigte sich mit einer 80%-igen Verbesserung der Symptomatik des DKT, bei dem bei jedem betroffenen Patienten der SG auf das Minimum von einem Punkt reduziert werden konnte. Schweregrad nach Tsui der de novo Xeomin®-Patienten

Schweregrad nach Tsui

12,0 10,0

9,0 8,0

8,0 5,6

6,0 4,0

2,0

2,0 0,0

5,0

3,3 1,0 TC (6)

LC (5)

DKT (4)

1,7

Sonstige (3)

Diagnose

Abbildung 14: CD-SG der de novo Xeomin®-Patienten vor und nach zweijähriger BT-Therapie bewertet nach der Tsui-Skala Die kR zeichnete sich analog zur Entwicklung des SG durch einen guten bis sehr guten Therapieerfolg aus (Abbildung 15). Auf einer Skala von 4 („keine kR“) bis 1 („sehr gute kR“) ergab die Untersuchung aller CD-Formen eine durchschnittliche Verbesserung des Ansprechens von 2,6 ± 0,9 Punkten auf 1,8 ± 0,5 Punkte. Besonders stark war der Anstieg der kR mit 40% bei LC-Patienten. Insgesamt konnte bei einem Drittel (6/18) der Patienten ein gleichbleibend gutes bis sehr gutes Therapieansprechen der Therapie verzeichnet werden. Bei nur einem Patienten, entsprechend 5,6% (1/18), blieb eine mäßige kR über den gesamten Zeitraum bestehen. Auch bei diesem Patienten verbesserte sich der SG um sechs Punkte auf der Tsui-Skala. Bis auf diese Ausnahme sprachen alle untersuchten Patienten primär auf die Xeomin®-Therapie an. In der Studie konnten bei keinem de novo Patienten nAK-Titer nachgewiesen werden. Alle AK-positiv gemessene Patienten waren zuvor mit einem anderen BT-Präparat vorbehandelt worden. Die Präparate der AK-positiven de novo Xeomin®-Patienten betrug im zweijährigen Beobachtungszeitraum also 0%.

56


Klinische Response der de novo Xeomin®-Patienten 4,0

klinische Response

3,5 3,0

3,0 2,7

2,5

2,5 2,0

2,0

2,0

1,8

2,0

1,5

1,5 1,0 0,5 0,0

TC (6)

LC (5)

DKT (4)

Sonstige (3)

Diagnose

Abbildung 15: kR der de novo Xeomin®-Patienten nach zweijähriger BT-Therapie

3.2.4 Vergleichende Betrachtung der mit einem alternativen Botulinumtoxin-Präparat vortherapierten Patienten Das mittlere Manifestationsalter aller 30 AK-negativen BT-vorbehandelten CD-Patienten betrug 43,9 ± 11,9 Jahre. Der jüngste Patient litt an einer SegD und war bei Therapiebeginn 28 Jahre alt. Ein 77jähriger TC-Patient hatte das höchste Einstiegsalter. Mit 9,2 Jahren unterhalb des Durchschnitts war bei 5 LC-Patienten eine erste BT-Injektionstherapie bereits mit 34,6 ± 5,7 Jahren notwendig (Abbildung 16a). Mit 47,4 ± 12,4 Jahren lag das Alter der TC-Patienten zu Therapiebeginn 3,5 Jahre über dem Durchschnitt. Im Vergleich der AK-negativen und AK-positiven vortherapierten Patienten lag das Manifestationsalter der AK-positiven mit 46,5 ± 11,4 Jahren um 2,6 Jahren geringgradig höher als das der AK-negativen Patienten (Abbildung 16b). Das niedrigste Manifestationsalter unter den AKpositiven Patienten lag bei 24 Jahren, das höchste bei 64 Jahren. Alter aller BT-vorbehandelten Patienten zu Therapiebeginn

Alter der AK-negativen BT-vorbehandelten Patienten zu Therapiebeginn

48

47,4

46 43,9

37,8 34,6

Alter in Jahren

Alter in Jahren

50

50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30

46,5 43,9

44 42 40 38 36 34 32

TC (20)

LC (5)

Sonstige (5) Diagnose

AK-negativ (30)

30

gesamt (30)

Ak-positiv gesamt (10) Diagnose

Abbildung 16: Alter zu Therapiebeginn bei BT-vorbehandelten Patienten mit Unterscheidung der CD-Manifestationsform (16a) und im Vergleich zu AK-positiven Patienten (16b) Der SG der CD nahm im Mittel bei den BT-vortherapierten Patienten nach Umstellung auf Xeomin® stetig ab, wobei die LC-Patienten mit 3,0 ± 1,4 die niedrigsten Werte erreichten (Abbildung 17a). Für alle Patienten, d.h. die umgestellten und die de novo Xeomin®-Patienten, betrug die SG-Reduktion von

57


initial 3,9 ± 2,3 auf 3,3 ± 2,1 0,6 Punkte nach Tsui. Die AK-negativen vorbehandelten Patienten wiesen im Mittel eine Abnahme des SG von 4,1 ± 2,4 um 0,8 auf 3,3 ± 2,2 Punkte auf (Abbildung 17b). Trotz der tendenziellen Verbesserung bei Patienten aller CD-Manifestationsformen zeigte sich bei 13,3% (4/30) der AK-negativen Patienten eine Verschlechterung des SG um mehr als zwei Punkte nach Tsui bis zum Ende des Behandlungszeitraums. Ein TC-Patient verschlechterte sich sogar um 8 Punkte von 4 auf 12. Definitionsgemäß muss bei den vier Patienten mit SG-Zunahme daher trotz fehlender nAK von einem sTV ausgegangen werden. Die stärkste SG-Verbesserung war bei einem LC-Patienten mit 6 Punkten von 10 auf 4 zu verzeichnen. Die Gegenüberstellung der vortherapierten AK-positiven und AK-negativen Patienten zeigte eine tendenzielle Symptomreduktion in beiden Gruppen, die jedoch bei den AK-Positiven nur 0,1 TsuiPunkte betrug (Abbildung 17b). Der SG blieb bei den AK-positiven Patienten in 50% (5/10) der Fälle konstant, während er in 30% (3/10) zunahm. Trotz AK-Präsenz kam es in 20% (2/10) der Fälle zu einem Symptomrückgang. Unter den gebesserten Fällen befand sich eine TC-Patientin mit einer SGReduktion von 6 auf 1 Tsui-Punkt. Schweregrad nach Tsui aller BT-vorbehandelten Patienten

Schweregrad nach Tsui der AK-negativen BT-vorbehandelten Patienten

Schweregrad nach Tsui

10,0 8,0

6,5

6,0 4,0

3,6

4,5

4,2 3,2

3

4,1

3,3

2,0 0,0

TC (20)

LC (5)

Sonstige (5) Diagnose

AK-negativ (30)

Schweregrad nach Tsui

12

12,0

10 8 6 4,1

4

3,3

3,3

3,2

2 0

gesamt (30)

AK-positiv (10) Diagnose

Abbildung 17: SG nach Tsui bei AK-negativen BT-vorbehandelten Patienten mit Unterscheidung der CD-Manifestationsform (17a) und im Vergleich zu AK-positiven Patienten (17b) Bezüglich der kR konnten ähnliche Positivtrends der Xeomin®-Therapie wie bereits in vorhergehenden Studien bestätigt werden (Benecke 2009, Dressler 2009). Unabhängig vom AK-Titer und der Manifestationsform war eine z.T. sehr deutliche Zunahme des klinischen Ansprechens auf die Xeomin®Therapie im Zweijahresverlauf zu verzeichnen, was sich in einer Abnahme der Punktwerte aller Patienten von 2,5 ± 0,5 auf 1,9 ± 0,5 Punkte in der vierstufigen Response-Skala (von 1=“seht gut“ bis 4=“keine kR“) widerspiegelte. Bei den AK-negativen Patienten wurde eine fast gleichmäßige Zunahme der kR mit Ausnahme der LC-Patienten (0,4 Punkte) von annähernd 0,7-0,8 Punkten deutlich (Abbildung 18a). 40% (12/30) der AK-negativen vortherapierten Patienten gaben mit nur einer Ausnahme eine konstant gute bis sehr gute kR ohne Steigerung infolge des Präparatwechsels an. Bei den übrigen AK-negativen auf Xeomin®-umgestellten Patienten trat eine Verbesserung um einen Wertepunkt, im Falle eines TC-Patienten sogar um 2 Punkte, ein. Ein Ansprechen der Therapie anhand der Zunahme 58


der kR konnte sogar im Falle des einen Patienten bestätigt werden, dessen SG über den beobachteten Zeitraum um 2 Punkte nach Tsui abnahm. Bei den AK-positiven Patienten war trotz der vergleichsweise geringeren Steigerung der kR von 16,7% gegenüber 26,9% bei den AK-negativen Patienten (Abbildung 18b) in 30% (3/10) der Fälle ein Gleichbleiben und in 50% (5/10) sogar eine Steigerung der kR zu verzeichnen. Lediglich 20% (2/10) der AK-positiven Probanden beschrieben eine Abnahme der kR um einen Punkt von „gut“ auf „mäßig“. Klinische Response der AK-negativen BT-vorbehandelten Patienten

Klinische Response aller BT-vorbehandelten Patienten 4 3,5

3,5 3

2,8

2,6

2,5

2,6

2,4 2

1,9

2

1,9

2 1,5 1

3

2,6

2,5

2,4 2

1,9

2 1,5 1 0,5

0,5 0

Klinische Response

Klinische Response

4

TC (20)

LC (5)

Sonstige (5) Diagnose

AK-negativ (30)

0

gesamt (30)

AK-positiv (10) Diagnose

Abbildung 18: kR bei AK-negativen BT-vorbehandelten Patienten mit Unterscheidung der CDManifestationsform (18a) und im Vergleich zu AK-positiven Patienten (18b)

3.2.5 Vergleichende Betrachtung der Antikörper-positiven Patienten Bei zehn der insgesamt 40 Patienten wurden mit dem MDT bei einer Nachweisgrenze von 0,35 mU/ml (entsprechend einer halbmaximalen PZ von > 68 min) am Studienende nAK gefunden (Tabelle 12). Alle Patienten waren vor Studienbeginn bereits mit einem alternativen BT vortherapiert worden. Von ihnen waren vier männlich und sechs weiblich mit einem durchschnittlichen Alter von 46,5 ± 11,4 Jahren zu Therapiebeginn. Bei 5 Patienten wurde ein grenzwertiger AK-Titer (Borderliner) zwischen 0,4- 1,0 mU/ml gemessen, was einer halbmaximalen PZ zwischen 68 bis 76 min entsprach. Die übrigen Patienten wiesen am Studienende AK-Spiegel über 1,0 mU/ml (manifeste AK-positive Population) mit einer halbmaximalen PZ über 76 min auf. Die Gruppe der Borderliner setzt sich mit einem Altersdurchschnitt von 49,8 ± 11,2 Jahren aus drei Frauen und zwei Männern zusammen. Unter ihnen waren drei an TC, einer an MTC und einer an DKT erkrankt. Ihr mittleres Alter lag mit 5,9 Jahren über dem Durchschnitt der AK-negativen Probanden (N =30) (43,9 ± 11,9 Jahre). Im Vergleich dazu war das Kollektiv der manifesten AK-Positiven (> 1,0 mU/ml) mit durchschnittlich 43,2 ± 11,7 Jahren um 0,7 Jahre jünger als das der AK-negativen Patienten. Es bestand ebenfalls aus drei weiblichen und zwei männlichen Patienten, wobei drei an TC, einer an LC und eine an SegD litten. Einer der fünf Patienten wurde mit Neurobloc® (NB) vortherapiert, die restlichen vier sowie alle Borderliner erhielten Dysport® (D). Im Studienverlauf konnte bei 70% (7/10) der vortherapierten Patienten eine Zunahme des AK-Titers beobachtet werden. Bei zwei Patienten lag der Ausgangstiter zu Beginn der Studie unter der Nach59


weisgrenze für nAK. Bei einer Patientin konnte der Ausgangstiter einer Patientin aus organisatorischen Gründen nicht bestimmt werden, weshalb die Frage des AK-Titerverlaufs unbeantwortet bleiben muss. Zwei der vortherapierten AK-positiven Patienten mit grenzwertigem AK-Titer wiesen einen signifikanten Abfall der AK-Konzentration um mehr als die Hälfte auf. Die Frequenz hochtitriger Seren betrug damit zu Studienende für die Gesamtheit aller CD-Patienten 8,6 % (5 von 58), einschließlich grenzwertiger AK-Titer (Borderliner) 17,2 % (10 von 58). Tabelle 12: Charakteristika der AK-positiven Patienten Geschlecht Alter bei Therapiebeginn Diagnose Präparat vor Xeomin® 1.Messung Halbmaximale PZ (min) AK-Titer (mU/ml) 2.Messung (Jahre später) Halbmaximale PZ (min) AK-Titer (mU/ml)

C.B. M 38 MTC D

F.Z. M 45 TC D

H.S. M 42 TC D

S.H. M 47 LC NB

C.P. W 59 DKT D

E.L. W 56 SegD D

H.R. W 64 TC D

M.K. W 44 TC D

H.B. W 46 TC D

A.S. W 24 TC D

76 1

72 0,7

63 Neg.

74 0,8

70 0,5

n.d. n.d.

63 Neg

84 1,6

78 1,1

70 0,5

2,1 70 0,5

2,5 77 1,1

2,0 76 1,0

3,5 95 2,4

2,0 71 0,6

2,3 82 1,4

2,3 73 0,7

2,0 95 2,4

2,0 70 0,5

2,9 117 4

n.d.= nicht durchgeführt

3.2.6 Korrelation der Ergebnisse des Botulinumtoxin-Antikörpertests mit der mittlerer Einzeldosis und der kumulativen Dosis In der Gegenüberstellung der durchschnittlichen Einzeldosen wies die Gruppe der Borderliner die höchsten Werte für die Messungen vor Beginn der Xeomin®-Langzeitstudie und während des gesamten Behandlungszeitraums auf (Tabelle 13). Unter den hohen AK-Titern (> 1 mU/ml) fanden sich vor Therapieumstellung auf Xeomin® und während des gesamten Therapiezeitraums die niedrigsten mittleren Einzeldosen, während der Xeomin®-Behandlung jedoch die höchsten. Anders verhielt es sich mit den Kumulativdosen pro Jahr, bei denen der Zeitfaktor eine entscheidende Rolle spielt. Mit 896,8 MU/Jahr überstieg die kumulative Gesamtdosis der manifest AK-positiven Patienten um 27,1 MU/Jahr jene der AK-negativen vor Xeomin®-Therapie (Wert in Klammern in Tabelle 13). Die höchste Differenz in der Kategorie Kumulativdosis vor der Xeomin®-Umstellung erreichte mit 79,8 MU/Jahr die Gruppe der Borderliner gegenüber den AK-Negativen. Tabelle 13: Zusammenhang von Einzeldosis und Kumulativdosis mit den Ergebnissen des MDT MDT- Ergebnisse < 0,4 mU/ml

0,4-1,0 mU/ml

> 1,0 ml/ml

60


Einzeldosis (MU)

Vor Xeomin®

226,1 ± 42,8

249,2 ± 88,5

217,2 ± 33,8

Mit Xeomin®

192,6 ± 47,2

170,5 ± 61,0

207,0 ± 18,6

250,9 ± 72,0

241,1 ± 36,4

(210,5 ± 30,7) Insgesamt

201,9 ± 50,2 (248,6 ± 37,2)

Kumulative Dosis (MU) / Jahr

Vor Xeomin®

767,0 ± 276,9

846,8 ± 366,2

774,1 ± 81,8

Mit Xeomin®

723,1 ± 205,9

902,8 ± 367,8

1103,2 ± 160,1

844,5 ± 290,7

896,8 ± 168,9

(1133,7 ± 230,5) Insgesamt

712,6 ± 213,3 (869,7 ± 243,0)

Vor Xeomin® (= alternatives BT-Präparat vor Therapieumstellung auf Xeomin®), Mit Xeomin® (= während Xeomin®-Langzeittherapie), insgesamt (= gesamter Zeitraum der BT-Therapie). Die Werte in Klammern der Klasse < 0,4 mU/ml betreffen ausschließlich die vortherapierten AK-negativen Patienten

3.2.7 Korrelation der Ergebnisse des Botulinumtoxin-Antikörpertests mit den mittleren Interinjektionsintervallen, der Anzahl der Injektionen und der Therapiedauer Die höchste Anzahl an Injektionsserien pro Jahr erhielten in allen drei Vergleichszeiträumen die Patienten mit AK-Titern > 1,0 mU/ml (Tabelle 14). Die manifesten AK-Patienten hatten die durchschnittlich kürzesten Interinjektionsintervalle. Die Therapiedauer war in der manifesten AK-Patientengruppe in allen drei Behandlungszeiträumen am längsten. Bereits vor der Xeomin®-Studie war sie um ein halbes Jahr länger als bei den AK-negativen Patienten. Mit 10,0 ± 4,7 Jahre wurde bei diesen AK-positiven Patienten mit einem Titer > 1,0 ml/ml die absolut längste Gesamttherapiedauer registriert. Tabelle 34: Zusammenhang von Injektionsserien, Interinjektionsintervallen und Therapiedauer mit den Ergebnissen des Maus-Diaphragmatests MDT- Ergebnisse

Injektionsserien (N) / Jahr

< 0,4 mU/ml

0,4-1,0 mU/ml

> 1,0ml/ml

Vor Xeomin®

3,4 ± 1,1

3,4 ± 0,8

3,6 ± 0,4

Mit Xeomin®

3,8 ± 0,5

3,7 ± 0,8

3,9 ± 0,4

3,4 ± 0,5

3,7 ± 0,4

0,31 ± 0,07

0,28 ± 0,03

(3,8 ± 0,5) Insgesamt

3,6 ± 0,7 (3,5 ± 0,8)

Interinjektionsintervall (Jahre)

Vor Xeomin®

0,32 ± 0,12

61


Mit Xeomin®

0,32 ± 0,1

0,28 ± 0,06

0,26 ± 0,03

0,30 ± 0,04

0,27 ± 0,03

(0,27 ± 0,05) Insgesamt

0,29 ± 0,1 (0,30 ± 0,08)

Therapiedauer (Jahre)

Xeomin®

Vor

6,9 ± 4,5

7,2 ± 4,7

7,4 ± 5,0

Mit Xeomin®

2,2 ± 0,3

2,1 ± 0,1

2,6 ± 0,6

9,3 ± 4,7

10,0 ± 4,7

(2,2 ± 0,3) Insgesamt

6,9 ± 5,0 (9,1 ± 4,4)

Vor Xeomin® (= alternatives BT-Präparat vor Therapieumstellung auf Xeomin®), Mit Xeomin® (= während Xeomin®-Langzeittherapie), insgesamt (= gesamter Zeitraum der BT-Therapie). Die Werte in Klammern der Klasse < 0,4 mU/ml betreffen ausschließlich die vortherapierten AK-negativen Patienten

3.2.8 Korrelation der Ergebnisse des Botulinumtoxin-Antikörpertests mit der klinischen Response und dem Schweregrad nach Tsui Eine SG-Senkung mit klinischer Signifikanz definierten Kranz et al. als Reduktion des Tsui-Wertes um größer oder gleich drei Punkte (Kranz et al. 2008). Danach kam es unter unseren AK-negativen Patienten während der Xeomin®-Behandlung in 43,8% (21/48) der Fälle zu einer signifikanten SGReduktion, bei den AK-Positiven nur in einem von zehn Fällen (10%) (Tabelle 15). Dieser Ausnahmepatient wies trotz erfolgreicher klinischer Symptomminderung einen AK-Titer von > 1,0 ml/ml auf. Tabelle 15: Zusammenhang der SG-Veränderung mit den Ergebnissen des MDT MDT- Ergebnisse Schweregradabnahme

Gesamt

Gesamt

< 0,4 mU/ml

0,4-1,0 mU/ml

> 1,0 ml/ml

< 3 Punkte

27

5

4

36

≥ 3 Punkte

21

0

1

22

48

5

5

58

62


Weder bei einem AK-negativen, noch bei einem Patienten mit niedrigtitrigem Serum war eine Responseabnahme während der Xeomin®-Behandlung zu verzeichnen (Tabelle 16). Zwei der Patienten mit negativem AK-Befund sprachen nur mäßig auf die BT-Therapie an, was auch im Verlauf der Xeomin®-Behandlung keine Verbesserung erfuhr. Unter den Patienten mit positivem AK-Nachweis gab es zwei, deren kR im Verlauf von initial „gut“ auf „mäßig“ abnahm. Trotzdem sank bei beiden Patienten der SG von 6 auf 4 Punkte auf der Tsui-Skala. Aufgrund der fehlenden Korrelation zwischen der sNR und dem Wirkungsverlust anhand der Tsui-Skala kann bei diesen beiden Patienten nur bedingt von einem AKTV gesprochen werden. Tabelle 16: Zusammenhang der Responseveränderung mit den Ergebnissen des MDT MDT- Ergebnisse Responseabnahme

Gesamt

< 0,4 mU/ml

0,4-1,0 mU/ml

> 1,0 ml/ml

0 Punkte

48

5

3

56

≥ 1Punkt

0

0

2

2

48

5

5

58

Gesamt

Es wurden die fünf AK-positiven Patienten mit guter kR (≤ 2 Punkte) und niedrigem SG (≤ 2 Punkte auf der Tsui-Skala) mit den fünf AK-positiven Patienten mit schlechter kR (> 2 Punkte oder Responseabnahme) und/oder hohem SG (> 2 Punkten auf der Tsui-Skala oder SG-Zunahme) verglichen: Unter den fünf Patienten mit gutem Responseverhalten und gleichzeitig niedrigem SG hatten drei (60%) grenzwertige AK-Titer bis 1,0 mU/ml. Unter den anderen beiden Patienten (40%) waren trotz hoher AK-Titer von 2,4 und 4,0 mU/ml keine Verschlechterungen der kR und des SG zu beobachten. Es verzeichneten drei von fünf Patienten (60%) mit kR-Abnahme und/oder gleichzeitig hohem SG (≥ 4 Punkte) signifikante AK-Konzentrationen über 1,0 mU/ml. Bei zwei Borderlinern (40%) konnte trotz Responsezunahme keine SG-Abnahme unter 4 Punkten auf der Tsui-Skala während der Xeomin®-Therapie registriert werden.

3.2.9 Nebenwirkungen der Xeomin®- Therapie im Langzeitverlauf Von den für eine BT-Therapie häufig beschriebenen, unerwünschten Arzneimittelwirkungen wie Hautaffektionen an den Einstichstellen, Dysphagie, Kraftverlust, Schmerzen oder Muskelsteifheit im ganzen Körper, Nackenschmerzen, Digestionsstörungen, Geschmacksveränderungen, vokale Veränderungen, Verschwommensehen, Vomitus, Obstipation, grippeähnliche Symptome und allergische Reaktionen (Dressler and Benecke 2002, Ceballos-Baumann et al. 2005) wurden in der vorgelegten Xeomin®-Studie keine beschrieben. 63


4

Diskussion

In einer prospektiven Studie von 58 CD-Patienten unter mindestens zweijähriger Xeomin®-Therapie wurde die Effektivität dieser neuen Behandlungsform und die Bildung von nAK im der Vergleich zur Behandlung mit herkömmlichen BT-Präparaten verglichen. Die Diskussion beginnt mit einer kurzen Betrachtung methodischer Probleme der AK-Bestimmung im MDT. Sie setzt sich mit Vergleichen der Effektivität von Xeomin® und der herkömmlichen BT-Behandlung sowie den Nebenwirkungen fort und schließt mit der Analyse der AK-Resultate des Patientenkollektivs in Bezug auf deren klinische Relevanz und Möglichkeiten der Prävention ab.

4.1

Maus-Diaphragmatest

Die Anti-BT-AK-Bestimmung der untersuchten CD-Patienten wurde anhand des MDT vorgenommen, dem sensitivsten Verfahren zur AK-Detektion mit einer Nachweisgrenze von ca. 0,3 mU/ml (Göschel et al. 1997, Dressler and Bigalke 2002, Sesardic et al. 2004, Lange et al. 2009). Bei seiner Anwendung sind einige Störfaktoren zu berücksichtigen, die zu Messfehlern führen können, und die es gilt durch sorgfältige Planung und Durchführung auf ein Minimum zu beschränken. Individuelle Störfaktoren können durch Versuchstiere verschiedener Lieferbetriebe, saisonale Unterschiede, Gruppenstress sowie Futtermittel- und Gewichtsabweichungen gegeben sein (Mazuet et al. 2010). Voraussetzung für einen zuverlässigen Messvorgang war das Erlernen der sorgfältigen Diaphragmapräparation und die Erstellung von Kalibrierungskurven (Müller 2010). Um vergleichbare Resultate zu erzielen, wurden alle Wiederholungsmessungen von derselben Person durchgeführt. Die Messergebnisse vor Therapieumstellung auf Xeomin® sowie die Werte zur Erstellung der BT-A5-Dosis-Wirkungs- und AKKalibrierungskurven stammen von zwei Untersuchern. Die von Göschel et al. (1997) empfohlene selbsthergestellte Ringerlaktat-Badlösung wurde durch gebrauchsfertige EBSS-Lösung ersetzt, was konstante Elektrolytverhältnisse gewährleistete (Müller 2010). Zur Verbesserung der methodischen Zuverlässigkeit wurde zudem eine Gewichtsbegrenzung der Versuchstiere bis 22g eingehalten sowie besonders streng auf eine Balancierung des pH-Wertes mittels Regulation der Carbogenzufuhr geachtet (Dressler and Bigalke 2002, Lange et al. 2009). Der Befund eines erhöhten AK-Titers durch eine verlängerte halbmaximale PZ wurde in allen 10 Fällen durch Wiederholungsmessungen bestätigt. Trotz der sorgfältigen Versuchsdurchführung ist eine Standardisierung des Bioassays nicht mit 100%iger Sicherheit möglich. In unseren Untersuchungen wurden in 17,2% (10/58) niedrigtitrige AK-Konzentrationen über 0,35 mU/ml mit einer halbmaximalen PZ von über 68 min gefunden, unter denen die Hälfte (8,6%, 5/58) mit grenzwertigen AK-Titern zwischen 0,4 und 1,0 mU/ml nach Kranz et al. (2008) als Borderliner zu bezeichnen sind. Die Definitionen der AK-Grenzwerte differieren in der Literatur. Bei einer Detektionsschwelle von ≥ 1 mU/ml, wie sie von Göschel et. al (1997) angegeben wird, würde die AKFrequenz auf 10,3% (6/58) sinken. Nach Herrmann et al. (2004), die den AK-Grenzwert mit ≥ 0,6 64


mU/ml festlegten, betrüge die AK-Frequenz im untersuchten Patientengut 13,8% (8/58). Legte man die von Lee verwendete Untergrenze von ≥ 0,5 mU/ml zu Grunde (Lee 2007), so betrüge die AKFrequenz wiederum 17,3% (10/58).

4.2

Effektivität der Behandlung mit Xeomin® im Langzeitverlauf

4.2.1 Gesamtbetrachtung In der vorliegenden Studie wurde angestrebt, die Langzeitwirkung von Xeomin® anhand der klinischen Parameter SG-Reduktion und kR zu objektivieren. Zusätzlich wurde als Kriterium der Arzneimittelsicherheit das Auftreten von Nebenwirkungen untersucht. Im Mittel aller 58 untersuchten Patienten konnte eine Verbesserung der klinischen Symptomatik von 4,9 ± 2,8 auf 2,9 ± 2,0 Punkten auf der modifizierten SG-Skala nach Tsui während des zweijährigen Studienverlaufs verzeichnet werden. Auch die kR erfuhr in der Gesamtheit des untersuchten Patientenguts eine signifikant positive Entwicklung von 2,6 ± 0,6 auf 1,9 ± 0,5 Punkten auf einer 4-Punkte-Skala, die absteigend eine Verbesserung des klinischen Therapieansprechens widerspiegelt. Diese Ergebnisse stehen in Übereinstimmung mit Studien, die in Kurzzeitbeobachtungen das klinische Wirkungspotenzial des komplexproteinfreien Präparats Xeomin® im Vergleich zu den therapeutischen Vorgängerpräparaten untersuchten (Benecke et al. 2005, Benecke and Dressler 2007, Jost et al. 2007, Benecke 2009, Dressler 2009, Frevert 2009a). Xeomin®, bestehend aus dem isolierten 150 kD BNT-A, weist die höchste spezifische Aktivität im Vergleich zu älteren BT-Rezepturen auf. Diese Wirkungsspotenzierung wird nicht ausschließlich der Elimination von Komplexproteinen zugesprochen. Sie ist auch auf die Entfernung unwirksamer, als Toxoid bezeichneter Neurotoxinbestandteile durch den kontrollierten Verdünnungs- und Lyophilisationsprozess zurückzuführen (Frevert 2009a). Dadurch gelingt eine Minimierung des potenziell stark immunogenen Komplexproteingehalts um etwa das Zehnfache bei effektiv höherer spezifischer Aktivität mit einer Dosisäquivalenz von 1:1 verglichen zu BOTOX® (Wohlfahrth et al. 1997, Roggenkämper et al. 2006, Benecke and Dressler 2007, Jost et al. 2007, Dressler 2009, Frevert 2009a, Hallet et al. 2009). Die anfänglichen Bedenken, diese Proteinzusätze wären für die Stabilität des Neurotoxins unentbehrlich, konnten durch den Nachweis einer anhaltenden Wirkung von Xeomin® auch nach 30tägiger Hitzeexposition bei 60°C ausgeräumt werden (Grein et al. 2008). Mit Einführung von Xeomin® konnte erstmals auf die Kühlung eines BT-Präparats verzichtet werden, was große Vorteile für die Wirtschaftlichkeit einer BT-Therapie mit sich bringt (Frevert 2009a). Auch die Annahme, die Komplexproteine würden die Diffusionsfähigkeit des BT so verändern, dass Xeomin® als komplexproteinfreies Präparat mit reduzierter Molekülgröße schneller aus der Zielregion herausdiffundieren würde, konnte widerlegt werden (Eisele and Taylor 2008, Dressler 2009, Frevert 2009a).

65


Vielmehr wurde für Xeomin® und BOTOX® ein äquivalentes Wirkungspotenzial in LD50-Testungen ermittelt (Benecke et al. 2005, Wohlfahrth et al. 2007, Dressler et al. 2008, Frevert 2009a, Jankovic 2009a). In der bisher umfangreichsten CD-Studie von Benecke et al. (2005) mit einem 463 Patienten umfassenden Untersuchungskollektiv konnten die präklinischen Beobachtungen einer vergleichbaren SG-Reduktionen durch Xeomin® (39%) und BOTOX® (37%) bestätigt werden. Analoge Beobachtungen einer Äquipotenz von Xeomin® und BOTOX® wurden auf weiteren Indikationsgebieten der BTTherapie gemacht, wie z.B. bei der Behandlung des Blepharospasmus (Roggenkämper et al. 2006). Zusätzlich wurde in der vorliegenden Studie als Kriterium der Arzneimittelsicherheit das Auftreten von Nebenwirkungen untersucht. Für die BT-Therapie sind eine Reihe von lokalen und systemischen unerwünschten Arzneimittelwirkungen beschrieben worden, wobei besonders auf Zeichen systemischer Toxizität in Form initialer Botulismussymptome geachtet wurde (Benecke and Dressler 2004). Dressler beschrieb 2009 eine Grenzdosis für Xeomin® und BOTOX® von 840 MU unter der keine klinisch relevanten systemischen Nebenwirkungen zu erwarten sind (Dressler 2009). In der vorliegenden Studie unterschreitet selbst die BT-Maximaldosis von 380 MU diese Grenze bei weitem, sodass die Gefahr botulismusähnlicher Symptome als gering zu bewerten ist. In adäquaten Dosen sind die Nebenwirkungsprofile von Xeomin® und BOTOX® vergleichbar gering (Benecke 2009, Frevert 2009a, Dressler 2009). Lediglich für die älteren BT-Präparate Dysport® und das BT-B-Präparat Neurobloc® sind, wie bereits erwähnt, höhere Nebenwirkungsraten gefunden worden (Dressler and Benecke 2003, Brin et al. 2004, Benecke and Dressler 2007). Die häufigsten, beschriebenen Nebenwirkungen von Xeomin® sind Ptosis, Xerophthalmie, Dysphagie und Xerostomie (Frevert 2009a, Jankovic 2009b). In der vorliegenden Arbeit wurden diese jedoch nicht beobachtet. Gründe hierfür könnten neben dem kleinen Patientenkollektiv die langen klinischen Erfahrungen des behandelnden Arztes sein, wodurch eine gezielte Applikation des Toxins mit präziser Abschätzung des Dosis-Wirkungs-Verhältnisses und Berücksichtigung aller Vorsichtsmaßnahmen zur Vermeidung von Fehlinjektionen gewährleistet war (Brin et al. 2004). Ein Anstieg der Nebenwirkungsinzidenz könnte lediglich bei längeren Beobachtungszeiten von mehr als vier Jahren zu erwarten sein (Brin et al. 2008). Bezüglich der Effektivität und Produktsicherheit kann jedoch weiterhin davon ausgegangen werden, dass durch eine Therapie mit Dysport® und BOTOX® ähnlich gute Ergebnisse wie mit Xeomin® erzielt werden (Brin et al. 2008, Jankovic 2009a, Lange et al. 2009, Benecke 2009).

66


4.2.2 Unterschiede zwischen de novo Xeomin® behandelten und von einem konventionellen Botulinumtoxin-A Präparat auf Xeomin® umgestellten Patienten Bei getrennter Betrachtung der Effektivität der Xeomin® Langzeittherapie über zwei Jahre sprechen die Ergebnisse für einen Therapieerfolg sowohl bei de novo als auch bei auf Xeomin® umgestellten Patienten. Für alle CD-Formen zusammengenommen war in der de novo Population eine Reduktion des SG um mehr als zwei Drittel des ursprünglichen Wertes von 7,0 ± 2,6 auf 2,2 ± 1,5 Punkten auf der TsuiSkala zu verzeichnen. Bei 50% der Patienten fiel der SG sogar auf das Minimum eines Wertepunktes. In der getrennten Betrachtung der verschiedenen CD-Formen wurde bei Patienten mit DKT ein maximaler Symptomrückgang von 80% beobachtet. Trotz der geringen Fallzahl kann die Annahme eines schwächeren BT-Ansprechens von tremolösen Dystonieformen unter der Xeomin®-Langzeittherapie nicht bestätigt werden (Lee 2007). In der Literatur wird von einer allgemeinen SG-Besserung der CD um durchschnittlich 60% ausgegangen (Hefter 2008). Diese hohe therapeutische Potenz von Xeomin® in der Behandlung von de novo Patienten wurde bereits 2009 von Benecke mitgeteilt, indem er über exzellente Symptomreduktionen und Responsezunahmen vier Wochen post injectionem berichtete (Benecke 2009). Die hohe Effektivität des Produkts begünstigte die Erweiterung des therapeutischen Spektrums von Xeomin® auf Off-Label-Indikationen (Dressler 2009). Ähnlich positive Ergebnisse der Xeomin®-Therapie waren in der vorliegenden Studie bei den 40 vortherapierten Patienten mit einem SG-Rückgang von 3,9 ± 2,3 auf 3,3 ± 2,1 Tsui-Punkte zu verzeichnen. In Anbetracht der Tatsache, dass diese Patienten durchschnittlich bereits 6,9 ± 4,5 Jahre mit einem Alternativpräparat vortherapiert waren, ist bei der Therapiefortführung mit Xeomin®-Injektionen von einem potenziellen Wirkungszugewinn auch nach einer prolongierten Therapiedauer auszugehen. Auch hinsichtlich des zweiten Effektivitäts-Parameters, der kR, wurde ein deutlich gesteigertes Ansprechen sowohl für die de novo Xeomin®-Patienten als auch für die vortherapierten Patienten registriert. Innerhalb des untersuchten Therapiezeitraums verbesserte sich die kR unter den de novo Patienten von 2,6 ± 0,9 Punkten auf 1,8 ± 0,5 Punkte auf der 4-Punktskala. Besonders stark profitierten die LC- Patienten mit einer Responsezunahme von 40% unter der Langzeittherapie. Bei einem Patienten, dessen SG sich um 6 Tsui Punkte während des Studienverlaufs besserte, wurde ein konstant moderates Therapieansprechen beobachtet. Aufgrund der Diskrepanz von signifikanter objektiver Symptombesserung und mäßigem subjektiven klinischen Ansprechen muss in diesem Fall von einem subjektiven TV ausgegangen werden.

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Trotz dieser Ausnahme ist das primäre Therapieansprechen aller untersuchten Patienten als Studienerfolg zu werten. Ungeachtet vorgefundener Anti-BT-AK-Titer wurde ein Positivtrend der kR von 2,5 ± 0,5 auf 1,9 ± 0,5 Punkten im Langzeitverlauf aller auf Xeomin® umgestellten Patienten verzeichnet. Dabei betrug bei allen Manifestationsformen mit Ausnahme des LC (0,4 Punkte) der Punkteabfall annähernd 0,7 Punkte. Zusammenfassend kann unter Würdigung aller Effektivitätskriterien für die Xeomin®-Langzeitstudie eine Empfehlung für die Fortsetzung der Xeomin®-Therapie über einen längeren Zeitraum, für die Entscheidung zur Umstellung der BT-Therapie auf Xeomin® und für die Ausweitung der Xeomin®Therapie auf andere Indikationsgebiete als First-Line-Therapeutikum gegeben werden (Benecke 2009).

4.3

Antikörpertiterveränderungen im Verlauf

Durch die ausgesprochen guten Ergebnisse, die mit BT bei der Behandlung muskulärer Hyperaktivität und vegetativer Hyperreagibilität seit fast 30 Jahren erzielt wurden, stieg der Umfang der Indikationsgebiete inzwischen auf über 100 (Jankovic 2009b). Als eine der bedeutendsten Einschränkungen der BT-Therapie gilt jedoch nach wie vor die Bildung von AK. Auch wenn ein AKTV für lokal begrenzte Indikationen wie Blepharospasmus und CD aufgrund geringer therapeutischer Dosen selten beobachtet wird, ist die AK-Bildung für den einzelnen betroffenen Patienten von einschneidender Konsequenz. Somit war auch die Analyse der AK-Prävalenz und -kinetik in der vorliegenden Studie von Wichtigkeit (Dressler and Dirnberger 2001, Lee 2007, Lange et al. 2009).

4.3.1 Prävalenz der Antikörper der de novo Xeomin®-Patienten im Langzeitverlauf In dem de novo Xeomin®-Kollektiv wies kein Patient (0/18) erhöhte AK-Konzentrationen über 0,4 mU/ml auf. Somit ist die gesamte Untersuchungspopulation als AK-negativ zu bewerten, die AKPrävalenz beträgt 0%. Diese Negativrate, die ebenfalls in anderen Langzeitstudien über zwei bis drei Jahre beschrieben wurde (Benecke 2009, Frevert 2009a) steht im Gegensatz zu bisher beschriebenen AK-Prävalenzen früherer BT-Präparate von 1,2-17 % (Hambleton 1992, Zuber et al. 1993, Greene et al. 1994, Duane et al. 1995, Jankovic and Schwartz 1995, Göschel et al. 1997, Kessler et al. 1999, Cordivari et al. 2006, Brin et al. 2008). Durchschnittlich wurde bislang von einer Wahrscheinlichkeit der AK-Bildung unter der CD-Therapie mit einem BT-A-Präparat von ca. 5% ausgegangen (Kessler et al. 1999). Dieser Wert wurde besonders bei Therapie mit Neurobloc® noch übertroffen, was dessen Gebrauch als BT-Präparat erster Wahl bislang limitierte (Brin et al. 2004, Dressler and Bigalke 2004).

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Um nach Gründen für die niedrige AK-Rate unter den de novo Xeomin®-therapierten Patienten zu suchen, bedarf es einer vergleichenden Betrachtung der Zusammensetzung dieser Substanz und seiner Vorgänger. Dressler und Hallett benannten 2006 den Proteingehalt als Differenzierungsfaktor unter den einzelnen Präparaten mit dem Potenzial einer erhöhten AK-Stimulation (Dressler and Hallett 2006, Brin et al. 2008). Die hohe SBA von Xeomin® liegt danach in einer Reduktion von für die anticholinerge Wirkung irrelevanten Bestandteilen des BT begründet. Diese Stoffe haben ein erhöhtes immunologisches Potenzial, indem sie als Antigene und Adjuvatien fungieren (Greene et al. 1994, Jankovic et al. 1995, Borodic et al. 1996, Lange et al. 2009). Mit Einführung neuer BT-Rezepturen von BOTOX® 1998 und Xeomin® 2005 mit niedrigem Proteingehalt konnte ein Abwärtstrend der AKBildung verzeichnet werden (Jankovic et al. 2003). Xeomin® führt die Rangliste der SBA mit 167 ng BNT-A pro 100 MU des Präparats an, was ihr niedriges AK-Bildungspotenzial begründen könnte (Dressler und Hallett 2006). Auch das Eliminieren von Komplexproteinen ist ein Argument für die niedrige Antigenität von Xeomin® (Lee et al. 2005, Benecke 2009). So wurde in experimentellen Impfstudien eine immunogene Wirkung von Typ B Hämagglutininen nachgewiesen, welche zur Klasse der Komplexproteine gehören (Lee et al. 2005). In der Konzeption von Xeomin® wurden viele der Konsequenzen von immunologischen Untersuchungen an BT als Therapeutikum berücksichtigt, was die Erklärung für sein niedriges Potenzial zur Produktion von nAK liefert (Benecke 2009).

4.3.2 Prävalenz der Antikörper bei auf Xeomin® umgestellten Patienten im Langzeitverlauf In der vorliegenden Studie wurden unter den 40 vortherapierten Patienten zehn Untersuchte (25%) gefunden, deren Serum-AK-Konzentrationen im MDT über der Nachweisgrenze von 0,35 mU/ml (Kranz et al. 2008) lagen. Von diesen zehn positiv Getesteten wiesen auch nach wiederholter Messung fünf Patienten manifeste AK-Spiegel über 1,0 mU/ml auf. Nach der Definition von Göschel et al. und Kranz et al. können niedrigere Titer als der zuletztgenannte Grenzwert als AK-negativ gewertet werden (Göschel et al. 1997, Kranz et al. 2008). Danach betrüge die AK-Prävalenz der auf Xeomin® umgestellten CD-Patienten 12,5% (5/40). Auf die Gesamtpopulation der Studie bezogen wäre die Quote 8,6% (5/58). Damit läge der Wert über dem Durchschnitt von 5% (Kessler et al. 1999, Dressler 2006), jedoch unter den Frequenzen älterer BT-Studien mit maximal 10%-igem AK-Nachweis (Hambleton 1992, Duane et al.1995, Göschel et al. 1997, Jankovic 2003). Die Rate der Borderliner mit einem nach Kranz et al. (2008) definierten Grenztiter zwischen 0,4-1,0 mU/ml betrüge ebenfalls 8,6% (5/58) des gesamten Patientenkollektivs. Sieben der AK-positiven Patienten hatten bereits vor der Umstellung auf Xeomin® nachweisbare AKTiter, was die Beobachtung von Benecke bestätigt, dass die Umstellung auf Xeomin®-Injektionen bei AKTV, bedingt durch die vorhergehenden Anwendung eines Alternativpräparats, kein klinisches Be69


nefit erbringen muss (Benecke 2009). Allerdings bewies der AK-Verlauf von zwei niedrigtitrigen Patientenseren, dass es zu einem Rückgang der AK-Konzentration um mehr als 50% unter der zweijährigen Therapie mit Xeomin® kam. Diese Beobachtung stützt die Hypothese, dass im zeitlichen Verlauf einer Therapieunterbrechung bei zwei Drittel der Probanden ein Rückgang der AK-Titer erwartet werden kann (Siegel 1988, Dressler und Bigalke 2002, Hefter 2011). Betrachtet man Xeomin® als einen Wirkstoff mit geringerem antigenen Potenzial, könnte hypothetisch die Fortsetzung einer BT-Therapie bei AK-positiven Patienten ohne Steigerung des AK-Titers erfolgen. Auch Sankhla et al. beobachteten in ihrem Patientengut eine Umkehr des AK-Titers von AK-positiv zu AK-negativ (Sankhla et al. 1998). Entgegen diesen Befunden erhöhte sich jedoch der AK-Titer in unserer Studie bei allen Patienten mit AK-Konzentrationen über 1,0 mU/ml nach Umstellung der Therapie auf Xeomin®. Da in der Literatur von einer AK-Bildung innerhalb der ersten drei bis fünf Therapiejahre ausgegangen wird und diese Patienten durchschnittlich mehr als sieben Therapiejahre vor der Umstellung aufwiesen, muss der Titeranstieg nicht auf das alleinige Einwirken von Xeomin® zurückgeführt werden (Dressler 2008b, Frevert 2009a). Interessant wäre die Untersuchung des Patientenkollektivs auf eine mögliche AK-Bildung etwa 1500 Tage nach der initialen BT-Injektion, da nach diesem Zeitraum laut Dressler die Produktion von AK stark rückläufig ist (Dressler 2002). Unter den Borderlinern mit einer maximalen AK-Konzentration von 1,0 mU/ml wurden bei zwei Patienten steigende AK-Konzentrationen bei initial negativem AK-Nachweis zu Studienbeginn gefunden. Da beide Probanden zuvor über einen Mindestzeitraum von drei Jahren BT-Injektionen erhielten, ist davon auszugehen, dass sich bereits frühzeitig niedrige AK-Titer ausbildeten, die trotz der hohen Sensitivität des MDT unter seiner Nachweisgrenze lagen. Letztendlich liefert die vorliegende Langzeitstudie, analog zu anderen Untersuchungen der AK-Frequenz unter Xeomin®, keinen sicheren Beweis für das Auftreten von nAK unter dem komplexproteinfreien Präparat (Benecke 2009, Frevert 2009a).

4.3.3 Klinische Relevanz der Antikörper-Titer nach Therapieumstellung auf Xeomin® im Langzeitverlauf Zur Objektivierung der klinischen Relevanz wurden die Daten zur kR und zur SG-Senkung um ≥ 3 Punkte nach Tsui in Beziehung zur Höhe der AK-Konzentration gesetzt (Kranz et al. 2008). Im Vergleich zur deutlichen SG-Abnahme in 43,8% der Fälle aller AK-negativen Patienten (de novo Xeomin® und vortherapierte Patienten) konnte nur bei einem Patienten (10%, 1/10) mit nachweisbarer AK-Konzentration eine solche Verbesserung erzielt werden. 60% der Borderliner wiesen eine stabile kR (≤ 2 Punkte) mit gleichzeitig niedrigem SG (≤ 2 Punkte auf der Tsui-Skala) auf, unter den manifest AK-positiven Patienten (AK-Titer > 1 mU/ml) waren es noch 40%. Analog dazu konnten 40% der Patienten mit grenzwertigem AK-Titer trotz anhaltender kR keine deutliche SG-Abnahme verzeichnen. Die Mehrzahl (60%) der Patienten mit einem AK-Titer > 70


1,0 mU/ml wiesen am Studienende keine Verbesserung der kR und/oder keine ausgeprägte SGVerringerung auf. Eine deutliche Zunahme der Pathologie im Verlauf zeigte sich bei zwei Patienten (20%) mit niedrigem AK-Titer unter 1,1 mU/ml. Da in beiden Fällen jedoch eine gute kR auch nach zwei Therapiejahren gegeben war, kann hier nur bedingt von einem AKTV gesprochen werden. Analog zu den Ergebnissen anderer longitudinaler Studien konnten die stärksten Erfolge der SG-Reduktionen nach den ersten beiden Injektionen erreicht werden (Brin et al. 2008). Entgegen der Theorie für die Entstehung eines AVTV fanden sich weitere fünf Patienten, deren SG trotz AK-Abwesenheit bedeutend zunahm. In der vorliegenden Studie liegt dementsprechend ein 8,6%-iger (5/58) Anteil an AK-unabhängigem sTV in der Gesamtpopulation vor. Diese Tatsache ist nachvollziehbar, wenn man sich vergegenwärtigt, dass BT eine rein symptomatische Lokaltherapie ist und somit nicht als kausaler Ansatz zur Progressionsbegrenzung der CD angesehen werden kann (Dressler 2004a, Lange et al. 2009). Lange et al. beschrieben 2009 in einer Untersuchung an 224 Patienten mit sTV, dass in weniger als der Hälfte der Fälle ein nachweisbarer AK-Titer gefunden wurde (Lange et al. 2009). Insgesamt muss mit einer hohen Schwankung der BT-AK-Rate zwischen 33100% unter den Non-Respondern gerechnet werden (Anderson et al. 1992, Duane et al. 1995, Kessler et al. 1999, Göschel et al. 1997, Cordivari et al. 2006). Eine mögliche Erklärung für das Auftreten von Non-Respondern ohne BT-AK-Nachweis könnte auch eine dominante BT-neutralisierende T-ZellStimulierung sein (Atassi and Oshima 1999, Atassi et al. 2005). Aber es muss auch nach weiteren Faktoren gefahndet werden, die maßgeblich an der Entstehung eines sTV bzw. einer Wirkungsabschwächung beteiligt sein können. Dazu gehören z.B. eine fehlerhafte Wahl der zu applizierenden BT-Dosis, des Injektionsvolumens und der zu therapierenden Muskel (Shaari et al. 1993, Jankovic et al. 1995, Brin et al.1999, Aoki et al. 2001, Dressler 2004a, Benecke and Dressler 2007, Brin et al. 2008, Lange et al. 2009). Auch die genetisch prädisponierte Histokompatibilität (Jankovic et al. 2003) sowie interindividuelle Entwicklungen des Körpergewichts und der Muskelmasse des Untersuchten können für eine SG-Zunahme ungeachtet des AK-Titers verantwortlich sein (Graham et al. 2000, Critchfield 2002, Atassi 2004). Auch wurden Strukturveränderungen der muskulären Hyperaktivität beschrieben (Gelb et al. 1991, Dauer et al. 1998, Cordivari et al. 2006). Der sogenannte „Honeymooneffekt“ impliziert einen subjektiven Wirkungsverlust nach initial gutem Therapieresponding und der Erkenntnis einer Stagnation der Symptome nach mehreren Injektionszyklen (Hsiung et al. 2002). Unter den insgesamt 53 Untersuchten ohne AK-Nachweis bzw. mit einem AK-Titer unter 1,0 mU/ml wurde innerhalb unserer Studie kein Responseverlust verzeichnet. Alle Patienten (bis auf die zitierte Ausnahme in der de novo Gruppe) sprachen primär auf die Therapie mit Xeomin® an. Auch unter den Patienten mit manifesten AK-Konzentrationen wurde nur bei 40% (2/5) eine Responseabnahme regis71


triert. In beiden Fällen ist trotz subjektiver Abnahme der kR aufgrund einer dokumentierten SGAbnahme im Studienverlauf von jeweils zwei Punkten auf der Tsui-Skala nur bedingt von einem AKTV auszugehen. Damit geht der Prozentsatz des wirkungsvollen klinischen Therapieansprechens von 95% (55/58) mit den Angaben von Brin et al. konform (Brin et al. 2008). Wegen der fehlenden Korrelation zwischen sekundärem Non-Responding und Wirkungsverlust anhand der Tsui-Skala kann kein definitiver Therapieversager mit klarer Indikation zum Wechsel des therapeutischen Verfahrens identifiziert werden. Die Tatsache, dass Patienten mit nachweisbaren AK-Titern trotz deren antagonisierender Wirkung ein klinisch befriedigendes Outcome haben können, ist nicht neu (Wittstock et al. 2001, Dressler 2006, Brin et al. 2008, Kranz et al. 2008). Kranz et al. beschreiben in 40% der insgesamt 119 untersuchten Dystoniepatienten gute klinische Ergebnisse bei gleichzeitigem Vorliegen niedrigtitriger AK-Spiegel (Kranz et al. 2008). Unter Berücksichtigung möglicher Messungenauigkeiten im MDT, könnte diese Aussage durch die vorliegende Studie auch auf Einzelfälle mit erhöhten AK-Konzentrationen > 1,0 mU/ml ausgeweitet werden. Lange und Mitarbeiter erklärten 2009, warum das Auftreten von nAK nicht automatisch mit einem Responsedefizit gleichgesetzt werden muss (Lange et al. 2009): Die meisten AK entstehen in Anwesenheit von BT, ohne dessen klinische Wirksamkeit zu beeinflussen (Critchfield 2002, Dressler 2008b). Begründet wird die Tatsache damit, dass viele AK nur gegen aktivitätsunabhängige Bindungsstellen des Toxins gerichtet sind oder nur einen antagonistischen Einfluss auf den Hämagglutininkomplex des BT haben (Göschel et al. 1997, Critchfield 2002). Demnach bestimmt eine funktionelle Balance zwischen BT-Dosis und AK-Titer die klinische Konsequenz der AKNeutralisierung (Dressler 2010). Eine zu niedrige AK-Konzentration kann die Wirkungseffektivität von BT nicht einschränken, der AK-Titer wird als nicht therapierelevant eingestuft (Dressler 2008b). Bei mittelhohen bis hohen AK-Dosen wird die therapeutische Wirkung jedoch reduziert bis aufgehoben. Atassi et al. beschrieben 2005 ein molekulares Switching unter den Immunglobulinklassen von IgM zu IgG bei BT-Respondern (Atassi et al. 2005). Die nachfolgend induzierten IgG-AK haben vergleichsweise protektiven Charakter und damit das Potenzial, ein sTV bei den Patienten zu induzieren, die vor dem Switching einen asymptomatischen IgM-AK-Spiegel aufwiesen (Atassi et al. 2005). Es wird davon ausgegangen, dass bei rund 36% aller subklinischen Patienten positive AK-Konzentrationen durch den MDT ermittelt werden können (Kranz et al. 2008), was die klinische Relevanz des Tests limitiert (Dressler and Dirnberger 2001, Wittstock et al. 2001, Brin et al. 2004). Ob die Sensitivität des MDT noch nicht hinreichend hoch ist oder das sTV zum Teil nicht auf BT-AK beruht, ist im Einzelfall nicht immer zu klären. Sollte sich diese Erkenntnis auch in weiteren repräsentativen Studien bestätigen, hätte dies bedeutenden Einfluss auf das Management und die Therapie jedes einzelnen AK-positiven Patienten. Somit dürfte unter Berücksichtigung des klinischen Eindrucks, die Entscheidung zum Ab-

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bruch einer BT-Injektionstherapie nicht allein vom Auftreten nAK im MDT abhängig gemacht werden.

4.3.4 Welche Risikofaktoren beeinflussen den Antikörper-Titer im untersuchten Patientengut? Die Analyse von möglichen Risikofaktoren spielt für die Prävention eines potenziellen AKTV eine entscheidende Rolle. Primär kamen Patientencharakteristika, wie das Erkrankungsalter, das Geschlecht und die Manifestationsform der CD in Betracht, Indizien für die Bildung von nAK sein zu können. Das durchschnittliche Alter von rund 46,5 Jahren zum Zeitpunkt der CD-Erstdiagnose lag bei den AKpositiv Getesteten (> 1,0 mU/ml) mit einer Differenz von 2,6 Jahren über dem Durchschnitt der vorbehandelten AK-negativen Patienten. Das mittlere Alter des gesamten Patientenkollektivs von 46,0 Jahren übertraf mit fünf Jahren Differenz das für die CD beschriebene Durchschnittsalter von 41 Jahren zum Zeitpunkt der Diagnosestellung (Benecke and Dressler 2007). Das niedrigste Einstiegsalter von 24 Jahren war bei der Person zu verzeichnen, welche gleichzeitig den höchsten AK-Titer im MDT aufwies. In der vorliegenden Studie bestätigte sich diese Tendenz nur für höhere AK-Titer. Ein ähnlicher Trend zum niedrigen Manifestationsalter wurde im Kollektiv grenzwertiger AK-Spiegel nicht gesehen. Die Neigung zu einer vermehrten AK-Produktion bei Patienten mit frühem Manifestationsalter ist allerdings aus der Literatur bekannt (Rollnik et al. 2001). Pädiatrische Studien zum Nachweis der AK-Frequenz bei Kindern mit spastischer Zerebralparese oder anderen Bewegungsstörungen wiesen nAK in bis zu 30% auf (Palisano(1993,(Hermann et al. 2004).(Eine(Begründung für die erhöhte AK-Frequenz jüngerer Patienten liegt in der Tatsache, dass das Immunsystem im jungen Alter reagibler ist (Lesourd and Mazari 1999). Aufgrund einer immunologischen Verwandtschaft von Tetanustoxin und BT (Brin 1997) stellte Atassi die Hypothese auf, dass eine aktive Tetanusimpfung in der Kindheit einen Risikofaktor für das frühe Auftreten von BT-AK darstellen könnte (Atassi 2004), was sich aber bisher nicht schlüssig belegen ließ. Bezüglich der Geschlechterverteilung von 33 (56,9%) Frauen zu 25 (43,1%) Männern wurde eine ähnliche Verteilung von zwei Dritteln weiblicher zu einem Drittel männlicher Patienten auch im Kollektiv AK-positiver Patienten gefunden. Entsprechende Befunde bezüglich aller CD-Patienten mit einer leicht erhöhten Präferenz für das weibliche Geschlecht in einem Verhältnis von 1:1,2 wurden bereits früher erhoben (Benecke and Dressler 2007). In der vorliegenden Arbeit erfolgte keine Prüfung auf prädisponierende Vordiagnosen, wie Allergien, welche bisher auch nicht als prädestinierende Risiken angesehen wurden (Dressler and Dirnberger 2000). Allerdings ist die Prädisposition eines hyperergen Immunsystems mit spezifischer Empfindlichkeit gegenüber BT durchaus denkbar (Dressler 2008b). 73


Auch hinsichtlich der Manifestationsform der CD konnten keine wegweisenden Risikounterschiede gefunden werden. Im Kollektiv nachweisbarer AK-Titer befanden sich zu 60% (6/10) TC-Patienten. In der Gesamtheit aller gemessenen Probanden betrug ihr Prozentsatz 44,8% (26/48). Wegen der kleinen Fallzahlen ist die Schlussfolgerung einer verstärkten Präferenz des TC unter den AK-Positiven verglichen zum gesamten Patientenkollektiv daher verfrüht. Unter Berücksichtigung aller Indikationsgebiete für BT ist jedoch erwiesen, dass jene Diagnosen mit einem höheren Bedarf an BT, wie generalisierte Dystonien oder Spastik mit schwerem klinischen Ausprägungsgrad, tendenziell eine höhere Rate an AKTV aufweisen (Dressler and Dirnberger 2001, Dressler 2008). Ob diese Tatsache in der Genese der Erkrankung oder in einem erhöhten Bedarf zu applizierender BT-Dosen liegt, ist noch unklar. Nachdem unter den individuellen Patienteneigenschaften keine signifikanten Korrelationen mit dem AK-Titer gefunden werden konnten, wurden Betrachtungen der Therapiecharakteristika, wie die Auswahl des initialen BT-Präparats, die mittlere Einzeldosis, die kumulative Dosis, das mittlere Interinjektionsintervall, die Anzahl der Injektionen und die gesamte Therapiedauer angestellt. Bezüglich der Wahl an BT-Präparaten vor der Umstellung auf Xeomin® erhielten 90% der AKpositiven Patienten Dysport® und 10% Neurobloc®. Verglichen mit dem AK-negativen Kollektiv, in dem 87,5% mit Dysport® und je 5% mit Neurobloc® und BOTOX® vorbehandelt wurden (in einem Fall konnte das Vorpräparat nicht ermittelt werden), kann von keiner Dominanz antigener Eigenschaften eines bestimmten Präparats in dieser Studie ausgegangen werden. Abgesehen vom Komplexproteinanteil, der als unspezifischer Risikofaktor gewertet wird, wurden besonders die inaktiven Toxinbestandteilen in den originalen BT-Präparaten als hoch antigen identifiziert (Greene et al. 1994, Jankovic et al. 1995, Borodic et al. 1996, Dressler 2008b, Frevert 2009a, Lange et al. 2009). Jedoch nur für Neurobloc® wurde in der Literatur ein verstärkt immunogenes Verhalten beobachtet (Dressler and Hallett 2006, Dressler and Benecke 2007, Atassi 2009). Insgesamt wird von einer sechsfach stärkeren Antigenität aller BT-Substanzen erster Generation gegenüber Xeomin® und der aktuellen BOTOX®Rezeptur ausgegangen (Jankovic et al. 2003, Dressler 2010) Es wurden die mittleren Einzeldosen der BT-Therapie vor der Therapieumstellung auf Xeomin®, während des Studienverlaufs und im gesamten Behandlungszeitraum analysiert. Vor dem Präparatewechsel auf Xeomin® und insgesamt waren die höchsten Werte in der Gruppe der Borderliner zu finden. Das entspricht der Annahme, dass das Immunisierungsrisiko mit Zunahme der mittleren Einzeldosis ansteigt (Greene et al. 1994, Jankovic et al. 1995, Borodic et al. 1996, Göschel et al. 1997, Kessler et al. 1999, Dressler and Dirnberger 2000, 2001; Sesardic et al. 2004, Lee 2007). Dagegen spricht jedoch, dass die mittleren Einzeldosen der AK-positiv Getesteten der vorliegenden Studie nicht höher als im Gesamtkollektiv waren. Erklärungen können in einer lückenhaften Dokumentation der Injektionsdosierungen oder in einer fehlerhaften Umrechnung der MU bei Präparatewechsel liegen, besonders dann, wenn auch die Therapeuten zuvor häufig wechselten. 74


Gegensätzliche Ergebnisse erbrachte die Analyse der Kumulativdosis, die in zeitlicher Abhängigkeit zur BT-Dosis steht. Mit deutlichem Abstand überstieg die gemessene BT-Kumulativdosis der AKpositiven Patienten die der AK-negativen. Die kumulative Dosis als Indikator der gesamten Proteinaufnahme, muss somit als relevanter Risikofaktor für das Auftreten von nAK angesehen werden (Jankovic and Schwartz 1995, Borodic 1996,Atassi 2004, Hermann et al. 2004, Dressler 2006, Lee 2007, Brin et al. 2008), auch wenn dieses Ergebnis nicht in allen AK-Untersuchungen Bestätigung fand (Dressler und Dirnberger 2000, 2002). Kurze Interinjektionsintervalle sind als zusätzliches Risiko für die AK-Bildung sowie für das Auftreten eines sTV beschrieben worden (Zuber et al. 1993, Greene et al. 1994, Kessler et al. 1999, Dressler and Dirnberger 2000, Atassi 2004, Dressler 2004b, Sesardic et al. 2004, Lee 2007, Lange et al. 2009). Auch in dieser Studie wurden die zeitlich kürzesten Abstände zwischen den einzelnen BTApplikationen unter den AK-positiven Patienten mit insgesamt 0,27 ± 0,03 Jahren (rund 3,3 Monate) gefunden. Besonders deutlich waren die Differenzen vor der Therapieumstellung auf Xeomin® und im gesamten Behandlungszeitraum. Unklar ist dabei, ob die AK-Bildung schneller einsetzt oder sie durch die Dosispotenzierung der höher frequenten Injektionen bedingt ist (Lange et al. 2009). Patienten mit Boosterinjektionen, also additiven Dosen innerhalb von 21 Tagen, die als zus��tzliche Risikofaktoren identifiziert wurden (Greene et al. 1994, Kessler 1999, Dressler 2008, Kranz et al. 2008), kamen in unserer Studie nicht vor. Bestätigt wurde jedoch, dass es eine Beziehung zwischen der Anzahl an Injektionsserien und dem Auftreten von nAK im Patientenserum gibt (Jankovic et al. 2003). Diese Beobachtung stimmt mit den Erkenntnissen aus zwei klinischen Studien überein, welche die Injektionsanzahl als stärksten Risikofaktor identifizierten (Greene et al. 1994, Hermann et al. 2004). Als klarer Risikofaktor war bislang nur eine erhöhte Anzahl von Boosterinjektionen beschrieben (Atassi 2008), welche in der vorliegenden Studie als Ausschlusskriterium galten. Ungeachtet dessen konnten Dressler und Dirnsberger Boosterinjektionen als alleinigen Risikofaktor ausschließen (Dressler and Dirnsberger 2000). Auch die Therapiedauer konnte für die Klasse der AK-positiven Patienten mit prolongierten Zeiten als Risikofaktor wahrscheinlich gemacht werden. Für die BT-Behandlung vor der Umstellung auf Xeomin® wurden annähernd doppelt so lange Zeiträume, verglichen zum Kollektiv der AK-Negativen, gefunden. Diese Beobachtung lässt auf eine Abhängigkeit der AK-Frequenz von der Länge der Behandlungsdauer schließen. Zusammenfassend konnten in unserer Studie ein niedriges Manifestationsalter bei hohen AK-Titern, eine erhöhte BT-Einzeldosis unter den Borderlinern, eine gesteigerte BT-Kumulativdosis, kurze Injektionsintervalle, eine vermehrte Anzahl an BT-Injektionsserien und eine prolongierte Therapiedauer bei hohen AK-Titern als Risikofaktoren für eine erhöhte BT-Antigenität identifiziert werden.

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4.4

Prävention und Therapieoptionen bei antikörperinduziertem Therapieversagen

Mit dem umfassenden Einsatz von BT und den zahlreichen Indikationen, steigt die Anzahl jener, die unter der Therapie Resistenzen infolge von nAK entwickeln. Um BT-Anwendungen langfristig aufrecht erhalten zu können, gilt es neben der Prävention, eine Reduktion der Risikofaktoren, die das Auftreten eines AKTV begünstigen, zu erreichen. Da ein AKTV für den betroffenen Patienten nur noch limitierte therapeutische Alternativen offen lässt, wurden unterschiedliche Anstrengungen unternommen, um diesem Zustand entgegenzuwirken. Die Hoffnung auf einen spontanen Abfall des AK-Titers wurde erstmalig geweckt, als in militärischen Immunisierungsprogrammen bei mit pentavalentem Botulinumtoxoid geimpften Probanden zu 50% ein Titerverlust nach einem Jahr zu verzeichnen war (Siegel 1988). In anschließenden Studien von Dressler und Bigalke 2002 konnte dieses Phänomen in einem Patientenkollektiv von zwölf Probanden bei zirka zwei Drittel der BT-AK-Positiven innerhalb einer mindestens dreijährigen BT-Pause bestätigt werden (Dressler and Bigalke 2002). Bei einem Drittel der Probanden konnte trotz Therapieunterbrechung von bis zu 2427 Tagen kein Titerabfall verzeichnet werden. Empfohlen wird eine Therapiepause von sechs Monaten mit anschließend dreifachen BT-Injektionen bei klinisch manifesten AKTitern (Rollnik et al. 2001). Gegenstand neuerer Untersuchungen wird die Frage sein, ob hochgereinigte Präparate, wie z. B. Xeomin®, zu einem erneuten Therapieansprechen führen können (Dressler and Bigalke 2002). Weiterhin wurde die Hypothese aufgestellt, dass die Wirkung der BT-AK mit einer stetig steigenden BT-Dosis neutralisiert werden könnte (Atassi 2004). Die Hypothese geht von einem AK-DosisGleichgewicht aus, wonach mit steigender BT-Dosis die neutralisierende Wirkung der AK gesenkt wird (Dressler 2002). In einer Studie von Dressler und Bigalke erfüllte sich diese Erwartung jedoch trotz massiv erhöhten Dosen an BT langfristig nicht (Dressler and Bigalke 2002). Es kamen aber Fälle von partiellem TV mit elektromyographisch geringer MSAP-Reduktion und niedrigen BT-AK-Titern vor, bei denen durch eine BT-Dosiserhöhung Therapieerfolge zu verzeichnen waren. Eine Bestätigung der zitierten Hypothese zur Überwindung des AKTV durch höhere BT-Dosen wäre mit Verwendung eines niedrig-immunogenen Präparats langfristig erfolgversprechend (Dressler 2004a). Der Versuch, die BT-Response von Patienten mit BT-A-AK induziertem TV (BT-A-TV) durch einen Präparatewechsel von BOTOX® auf Dysport® (beide BT-A Präparate) zu verstärken, war laut Dressler nicht erfolgreich (Dressler 2004a). Brin versuchte 1999, einen weiteren Weg zur Überwindung des BT-A-TV zu gehen, indem er zunächst beweisen konnte, dass BT-A-AK die Wirkung von BT-B nicht direkt beeinflussen (Brin et al. 1999). Nach der Lizenzierung des BT-B-Präparats Neurobloc® bestand somit die Hoffnung, das BT-A-TV mit Neurobloc® zu umgehen und dem Patienten eine alternative Möglichkeit der BT-Therapie zu ermöglichen (Atassi 2008). Auch diese Annahme musste jedoch kor76


rigiert werden, nachdem die meisten Patienten nach wenigen BT-B-Injektionen auch ein AKTV gegen den BT-Serotyp B entwickelten (Dressler et al. 2003, Atassi 2004). Analog wurde ein ähnliches immunologisches Verhalten beim Versuch der Antagonisierung von BT-A-AK mittels BT-F-Präparaten gefunden (Sankhla(et(al.(1998).(Nachweislich haben BT-B und BT-F ein verstärkt immunogenes Potenzial, da sie neben einer niedrigen spezifischen Aktivität auch eine kürzere präsynaptische Hemmdauer aufweisen (Naumann et al. 1998, Shanker et al. 2009). Genetisch determinierte Voraussetzungen, wie das frühe Manifestationsalter bieten kaum Ansatzpunkte, die beschriebenen Risikofaktoren, die zu einem AKTV führen, zu umgehen. Mehr Erfolg verspricht die Modifikation des Immunsystems bei Exponierten durch begleitende Therapieversuche mittels Plasmapherese, Immunabsorption oder Immunsuppressiva. Im Management der AK-Eliminierung erwiesen sich zunächst Versuche mit Plasmaaustauschern erfolgversprechend (Naumann et al. 1998). Eine im MDT nachweisbare Depletion von nAK im Patientenserum konnte einschließlich wiederkehrender BT-Wirkung länger als 15 Monate beobachtet werden. Aufgrund der Komplexität und des hohen ökonomischen Aufwandes ist eine umfassende Anwendung des Plasmaaustauschs für diese Indikation jedoch unrealistisch. Durch eine AK-Immunoadsorption (IA-PA) mit intravenöser Injektion von Immunglobulinen der Kategorie IgG konnte ebenfalls der Nachweis einer AK-Titerreduktion erbracht werden (Naumann et al. 1998, Dressler et al. 2000). Da dieses Verfahren jedoch nicht zu einer Entfernung von B-Zellen, die für die AK-Produktion verantwortlich sind, führt, ist es ebenso wie beim Plasmaaustausch eine Frage der Zeit, bis erneut eine AK-Bildung eintritt (Naumann et al. 1998). Da sich IgG-AK ubiquitär im Körper auch außerhalb des Serums nachweisen lassen, wären wiederholte Reinigungsprozesse notwendig um die AK-Gesamtkonzentration in allen Kompartimenten zu reduzieren. Auch die Anwendung von Steroiden fünf Tage vor den BT-Injektionen brachte keine Erfolge beim AKTV (Dressler 2004b). Weitere Versuche, das Immunsystem mittels Immunsuppressiva wie Mycophenolat zu modulieren, sind noch nicht hinreichend evaluiert worden (Duane et al. 2000, Brin et al. 2004). Einfacher als die Reduktion von Risikofaktoren bei bestehendem AKTV erscheint ihre Verhinderung durch grundlegende Adaptation der Therapiemodalitäten. Von großer Bedeutung ist dabei die Anwendung eines individuellen Injektionsschemas und eine präzise Dokumentation der Applikationsdosen in die zu injizierenden Muskeln (Benecke and Dressler 2004, Müller 2010). Nur dadurch kann eine strenge Kontrolle der Therapiedauer mit hinreichend langen Injektionsintervallen und limitierten Einzel- und Kumulativdosen ermöglicht werden. Die Überlegung, CT-, MRT- oder sonographisch gesteuert BT zu applizieren und mit präziser Lokalisierung der Zielmuskulatur die Dosis und Nebenwirkungsrate zu senken, impliziert einen hohen finan77


ziellen und zeitlichen Aufwand (Dressler 2008). Auch bestünde die Möglichkeit das BT farblich oder radioaktiv zu markieren, um es anschließend bildgebend im Organismus sichtbar zu machen. Eine molekulare Strategie zur Prävention der Antigenität ist die Erforschung von immunogenen BTEpitopen (Dressler 2008). Die Vermarktung von BT-Fertiglösungen würde in der klinischen Anwendung eine große Zeitersparnis bedeuten. Diese wissenschaftlichen Fortschritte sowie die Entwicklung von hochaffinen BT-Präparaten werden im Kampf gegen das AKTV zukünftig einen hohen Stellenwert einnehmen. In der vorliegenden Studie konnte das niedrige Immunisierungsrisiko durch die Injektionstherapie mit dem komplexproteinfreien Xeomin® im repräsentativen Kollektiv von de novo Patienten bestätigt werden. Zusammengefasst besitzt Xeomin® mit reproduzierbarer Effektivität, einem stabilen Sicherheitsprofil, hoher klinischer Akzeptanz und einer niedrigen Rate an Therapieversagern zukunftweisende Eigenschaften in der BT-Therapie. Ob sich die Anwendung von Xeomin® auch über drei Jahre und länger bewährt, werden weitere Follow-up-Untersuchungen zeigen. Auch werden weitere Gründe erforscht werden müssen, die trotz nachweisbarer AK-Präsenz ein Therapieansprechen erklären. Langfristig gilt es, zusätzlich Methoden zur Eindämmung des sTV zu entwickeln, um den Patienten eine frühe chirurgische Intervention und kontinuierliche Gewebeschädigung zu ersparen. Schlussfolgernd kann festgestellt werden, dass in Zukunft jene BT-Präparate in der Klinik dominieren werden, die a) einen niedrigen Toxoidgehalt aufweisen, um das Immunisierungsrisiko zu senken, b) Komplexprotein-gereinigt sind, um das Risiko potenzieller Abwehrreaktionen zu reduzieren und c) hohe Stabilitäts- und Sicherheitsansprüche erfüllen, um die volle SBA auszunutzen (Göschel et al. 1997, Frevert 2009a). Folglich wird dies auch die Erforschung neuer BT-Präparate begründen, in der Erwartung, ein Neurotoxin zu optimieren, dessen Wirkung medizinhistorisch einem tödlichen Gift entsprach.

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5

Zusammenfassung

BT hat sich in seiner fast dreißigjährigen erfolgreichen Anwendung bei dystonen Bewegungsstörungen zum Goldstandard der Therapie der CD entwickelt. Alle bis zum Jahr 2005 kommerziell verfügbaren BT-Präparate setzen sich aus einem therapeutischen BNT und nichttoxischen, als Toxoide wirkenden Komplexproteinen zusammen, die Antigene darstellen und potenziell eine AK-Produktion auslösen können. Die wiederum kann zu einer Therapieresistenz im Sinne eines AKTV führen. Besonders immunogen sind die Domänen der SK des BNT. Deren Wirkung besteht hauptsächlich in der Internalisierung und Translokation der proteolytisch aktiven LK, welche die Membranfusion der Acetylcholinvesikel und damit die Acetylcholinfreisetzung in den synaptischen Spalt verhindert. Die Immunogenität des BT wird noch zusätzlich durch eine Adjuvanswirkung der Komplexproteine gesteigert. Um diese zu vermeiden, wurde im Jahre 2005 mit Xeomin® ein hochgereinigtes BTPräparat auf den Markt gebracht, welches durch Entfernung der immunstimulierenden Komplexproteine eine besonders hohe SBA aufweist. In der vorliegenden zweijährigen prospektiven Studie wurde die Effektivität und Sicherheit der Behandlung mit Xeomin® sowie dessen Potenzial zur AK-Bildung an Patienten mit CD in der Neurologischen Klinik der Universität Rostock untersucht. Als klinische Parameter zur Objektivierung der Langzeitwirkung von Xeomin® dienten der SG und die kR. Zusätzlich wurden Analysen möglicher Risikofaktoren für ein TV einschließlich neutralisierender AK (nAK) vorgenommen. Insgesamt wurden 58 Patienten mit verschiedenen Formen der CD mit Xeomin® behandelt, davon 18 de novo und 40 nach Umstellung von einem der konventionellen BT-Präparate BOTOX®, Dysport® oder Neurobloc®. Zur Verlaufskontrolle der klinischen Symptomatik diente die SG-Skala nach Tsui. Zu Studienbeginn sowie nach mindestens zweijähriger Xeomin®-Therapie wurden quantitative nAKAnalysen mittels MDT, dem sensitivsten in vitro Detektionsverfahren für Anti-BT-AK, durchgeführt. Das Verfahren basiert auf der Messung der halbmaximalen Paralysezeit (PZ) eines elektrisch stimulierten Phrenicus-Hemidiaphragma-Präparats nach Zugabe eines mit BT inkubierten Patientenserums. Durch die Erstellung von Dosis-Wirkungs-Kurven und AK-Kalibrierungskurven aus Pferdeserum gegen BT-A wurde eine AK-Nachweisgrenze von 0,35 mU/ml bei einer halbmaximalen PZ von ca. 68 min ermittelt. Als manifest AK-positiv wurden jene Patienten eingestuft, deren AK-Titer die Grenze von 1,0 mU/ml mit einer entsprechenden halbmaximalen PZ von über 76 min überstieg. Grenzwertige AK-Titer zwischen 0,4 und 1,0 mU/ml mit halbmaximalen PZ zwischen 68 und 76 min wurden als Borderline-Werte betrachtet.

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Insgesamt wiesen 5 Patienten AK-Titer über 1,0 mU/ml auf, was einer AK-Prävalenz von 8,6% entspricht. Diese Rate ist vergleichbar mit repräsentativen Langzeitstudien, welche Prävalenzen zwischen 1-10% ergaben. Bei 5 weiteren Patienten wurden Borderline-Titer nachgewiesen. Bei Xeomin® de novo Patienten traten im gesamten Beobachtungszeitraum keine nAK auf. Die Langzeitbetrachtung erbrachte somit keinen Anhalt für eine AK-Induktion durch Xeomin®. Sowohl in der Betrachtung des gesamten Patientenguts, als auch in den Subanalysen der Untergruppen mit TC, LC und DKT wurde eine konstant hohe Effektivität der Xeomin®-Therapie festgestellt, die sich in einer signifikanten SG-Reduktion sowie einer positiven kR widerspiegelte. Das galt auch für die mit Alternativpräparaten vorbehandelten Patienten. Im bisherigen Verlauf kam es jedoch bei keinem der AK-positiven Patienten (Borderliner und AK-manifeste Patienten) zu einem Verlust des AKTiters. Vielmehr stieg der Titer in 7 von 10 Fällen sogar noch leicht an. Dennoch war mit einer Ausnahme das primäre Xeomin®-Therapieansprechen aller untersuchten Patienten unabhängig von der Prävalenz nAK hoch effektiv. Ein partielles sTV trat in wenigen Fällen auf, war aber AK-unabhängig und zwang nicht zum Therapieabbruch. Als Risikofaktoren für eine AK-Bildung bei den vorbehandelten Patienten waren ein niedriges Manifestationsalter, erhöhte BT-Einzeldosen unter den Borderlinern, gesteigerte BT-Kumulativdosen, kurze Injektionsintervalle, eine hohe Anzahl an BT-Injektionsserien und eine prolongierte Therapiedauer zu verzeichnen. Zur langfristigen Prävention des AKTV gilt es neben der Eindämmung dieser potenziellen Risikofaktoren eine Optimierung der individuellen Therapiemodalitäten zu realisieren. Ein weiteres positives der Studie war das Fehlen von für die BT-Therapie typischen Nebenwirkungen wie Ptosis, Xerophthalmie, Dysphagie und Xerostomie unter der Xeomin®-Behandlung. Auf der Grundlage der vorliegenden Daten kann für Xeomin® mit seiner reproduzierbaren klinischen Effektivität, einem geringen Nebenwirkungsprofil und einer niedrigen Rate an Therapieversagern die Empfehlung für eine Therapiefortsetzung und bzw. -umstellung gegeben werden. Der weitere Verlauf vorbestehender nAK-Titer ist durch kontinuierliche Follow-up-Studien über längere Zeiträume zu klären.

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Abbildungsverzeichnis Abbildung 1:

Manifestationsformen der CD (https://hcp.botoxmedical.com)................................................. 10

Abbildung 2:

BT-Molekül (www.nc3rs.org.uk) .............................................................................................. 16

Abbildung 3:

Zweikettenmolekül mit Disulfidbrücke (Brin 1997).................................................................. 17

Abbildung 4:

schematischer Ablauf der Wirkung von BT an der motorische Endplatte (www.qiagen.com) . 19

Abbildung 5:

Zielmuskulatur für die BT-Injektionstherapie bei CD (www.xeomin.de) ................................. 24

Abbildung 6:

klinische Manifestationsformen der CD .................................................................................... 39

Abbildung 7:

BT-Präparate, die Patienten vor der Therapieumstellung auf Xeomin® erhielten ..................... 39

Abbildung 8:

Versuchsaufbau für den MDT .................................................................................................... 45

Abbildung 9:

Organbad mit aufgespanntem Hemidiaphragma ....................................................................... 46

Abbildung 10:

Kurve mit Kontraktionsverlauf und Darstellung der halbmaximalen Paralysezeit (modifiziert nach Müller et al. 2009)..............................................................................................................47

Abbildung 11:

logarithmische Darstellung der Dosis-Wirkungskurve für BT-A5............................................. 51

Abbildung 12:

graphische Darstellung der AK-Kalibrierungskurve für BT-A5 ................................................ 52

Abbildung 13:

Alter der de novo Patienten zu Beginn der BT-Therapie ........................................................... 55

Abbildung 14:

CD-SG der de novo Xeomin®-Patienten vor und nach zweijähriger BT-Therapie bewertet nach der Tsui-Skala ............................................................................................................................ 56

Abbildung 15:

kR der de novo Xeomin®-Patienten nach zweijähriger BTTherapie......................................................................................................................................57

Abbildung 16:

Alter zu Therapiebeginn bei BT-vorbehandelten Patienten mit Unterscheidung der CDManifestationsform (16a) und im Vergleich zu AK-positiven Patienten (16b)............................................................................................................................................57

Abbildung 17:

SG nach Tsui bei AK-negativen BT-vorbehandelten Patienten mit Unterscheidung der CDManifestationsform (17a) und im Vergleich zu AK-positiven Patienten (17b)............................................................................................................................................58

Abbildung 18:

kR bei AK-negativen BT-vorbehandelten Patienten mit Unterscheidung der CDManifestationsform (18a) und im Vergleich zu AK-positiven Patienten (18b)............................................................................................................................................59

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Tabellenverzeichnis Tabelle 1:

Eigenschaften verschiedener BT-Präparate (modifiziert nach Brin 1997, Dressler 2010) .............. 21

Tabelle 2:

BT-Dosen für die bei CD involvierten Muskeln (modifiziert nach Benecke and Dressler 2007) ... 24

Tabelle 3:

Vorübergehende Nebenwirkungen von BT und ihre Dauer bei CD (modifiziert nach Ceballos und Baumann et al. 2005) ................................................................................................................ 27

Tabelle 4:

Klassifikation des Therapiversagens (modifiziert nach Dressler and Benecke 2004) ..................... 28

Tabelle 5:

Nachweisverfahren für BT-AK und ihre Sensitiviät (modifiziert nach Sesardic et al. 2004) ......... 37

Tabelle 6:

Ein- und Ausschlusskriterien (modifiziert nach Brin et al. 2008) ................................................... 38

Tabelle 7:

SG-Skala nach Tsui (modifiziert nach Benecke and Dressler 2004) ............................................... 41

Tabelle 8:

Reagenzien für den MDT (modifiziert nach Müller 2010) .............................................................. 42

Tabelle 9:

Messergebnisse für die Dosiswirkungskurven-Bestimmungen von BT-A5.................................... 51

Tabelle 10:

Messergebnisse für die AK-Kalibrierungskurven-Bestimmungen von BTA5...................................................................................................................................................... 52

Tabelle 11:

Gesamtübersicht der Behandlungscharakteristika aller Patienten mit CD ...................................... 54

Tabelle 12:

Charakteristika der AK-positiven Patienten ................................................................................... 60

Tabelle 13:

Zusammenhang von Einzeldosis und Kumulativdosis mit den Ergebnissen des MDT .................. 60

Tabelle 14:

Zusammenhang von Injektionsserien, Interinjektionsinvallen und Therapiedauer Ergebnissen des MDT .......................................................................................................................................... 61

Tabelle 15:

Zusammenhang der SG-Veränderung mit den Ergebnissen des MDT ............................................ 62

Tabelle 16:

Zusammenhang der Responseveränderung mit den Ergebnissen des MDT .................................... 63

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Thesen 1. In der fast dreißigjährigen Erfolgsgeschichte von BT als Therapeutikum von dystonen Bewegungsstörungen und vegetativer Hyperreagibilität stellt das Toxin heute mit über 100 Indikationen den Goldstandard zur Behandlung der CD dar. 2. Jedes kommerziell verfügbare BT-Präparat besteht aus einem neurotoxisch aktiven BNT sowie aus wirkungslosen Toxoidbestandteilen, welche ein potenzielles Immunisierungsrisiko tragen. 3. Das 2005 lizenzierte Xeomin® bestehend aus 150 kD komplexproteingereinigtem BNT-A weist eine hohe spezifische Aktivität und verglichen zu BOTOX® ein äquivalentes Wirkungspotenzial auf. 4. In der vorliegenden Studie konnte eine hohe therapeutische Potenz von Xeomin® anhand einer signifikanten Schweregrad-Reduktion nach Tsui und einer beständigen klinischen Response objektiviert werden. 5. Die ermittelte AK-Prävalenz von manifest AK-positiven Patienten mit AK-Titern über 1,0 mU/ml und einer entsprechenden halbmaximalen PZ von über 76 min im MDT beträgt 8,6%. 6. Fünf weitere Patienten, sogenannte Borderliner, mit grenzwertigen AK-Konzentrationen zwischen 0,4 und 1,0 mU/ml (halbmaximalen PZ zwischen 68 und 76 min) wurden identifiziert. Zusammengefasst mit den manifest AK-positiven Patienten erhöht sich die AK-Prävalenz auf 17,2%. 7. Unter Betrachtung der AK-Kinetik konnte für zwei Borderliner eine AK-Reduktion um 50% während des zweijährigen Therapieverlaufs beobachtet werden. 8. Ein Therapieerfolg mit gleichzeitig starker Schweregradreduktion und exzellenter klinischer Response verzeichneten 60% der Borderliner, unter den manifest AK-positiven Patienten lag die Rate noch bei 40%. 9. Ein mangelhaftes klinisches Outcome mit unzureichendem klinischen Ansprechen ohne Symptomminderung wiesen mehrheitlich 60% der Patienten mit hohen AK-Konzentrationen auf. 10. Mit einer einzelnen AK-unabhängigen Ausnahme ist das primäre Therapieansprechen aller Patienten als Therapieerfolg zu verzeichnen. 11. Wegen der fehlenden Korrelation zwischen sekundärem Non-Responding und Wirkungsverlust anhand der Tsui-Skala kann kein definitiver Therapieversager bestimmt werden, ein partielles sekundäres Therapieversagen stellte sich in wenigen, AK-unabhängigen Fällen dar. 12. Im gesamten de novo Xeomin®-Kollektiv wurden keine erhöhten AK-Konzentrationen nachgewiesen, die AK-Prävalenz beträgt 0%. Eine sichere Evidenz für eine durch Xeomin® induzierte AK-Induktion konnte in der vorliegenden Studie nicht gefunden werden.

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13. Ein niedriges Manifestationsalter, erhöhte BT-Einzeldosen unter den Borderlinern, gesteigerte BT-Kumulativdosen, kurze Injektionsintervalle, eine hohe Anzahl an BT-Injektionsserien und eine prolongierte Therapiedauer wurden als reproduzierbare Risikofaktoren identifiziert. 14. Grundlage für einen langfristigen AK-präventiven Behandlungserfolg ist die Regulierung von potenziellen Risikofaktoren sowie die Bestrebung einer Individualisierung von Therapiemodalitäten. 15. Es wurden keine BT-typischen Nebenwirkungen in der Xeomin®-Langzeitbetrachung verzeichnet. 16. Die hohe Effektivität des Produkts begünstigt die Expansion des therapeutischen Spektrums von Xeomin® auf Off-Label-Indikationen. 17. Zusammenfassend kann unter Berücksichtigung aller Qualitätsmerkmale für die Effektivität und Therapiesicherheit eine Empfehlung für die Fortsetzung und Umstellung der BT-Therapie auf Xeomin® gegeben werden.

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Danksagung Ich möchte mich ganz herzlich bei Prof.Dr.R.Benecke für die Ermöglichung der Dissertation, die Bereitstellung eines interessanten Themas und die Unterstützung bei der Bearbeitung der Aufgabenstellung bedanken. Außerdem bin ich sehr dankbar für das Engagement und die Lehre während Ihrer Dystonie-Sprechstunden und der Famulaturen auf der neurologischen Akutstation.

Ein ganz besonderes Dankeschön gilt der intensiven und unerschöpflichen Betreuung durch Dr. E. Mix, dessen unermüdbare Geduld, kompetente Förderung und fachlicher Beistand zum Erfolg der Dissertation geführt haben. Ich möchte ganz besonders auch sein Engagement zur Veröffentlichung unserer Ergebnisse auf den Deutschen Botulinumtoxin Kongressen sowie seine pausenlosen Bemühungen auch während der Urlaubs- und Krankheitstage würdigen.

Ich möchte mich zudem bei Ulrike Müller-Rink für das Erlernen der Diaphragmapräparation und die Unterstützung zur Datensammlung erkenntlich zeigen.

Auch möchte ich mich bei den Mitarbeitern des Neurobiologischen Labors und den Pflegefachkräften der neurologischen Poliklinik der Universität Rostock für die Aufbereitung der Patientenseren und die organisatorische Hilfe bedanken.

Abschließend möchte ich mich ganz herzlich bei meinen Eltern, Katrin Sterna und Wolfgang Melichar, sowie meinen Großeltern für die Ermöglichung des wertvollen Studiums bedanken.

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Lebenslauf Geburtsdatum/-ort Familienstand

27. Juli 1984 in Strausberg ledig

Schullaufbahn 1996 – 2004

Einstein Gymnasium, Neuenhagen bei Berlin Abitur Juni 2004

2001 – 2002

Parlamentarisches Patenschaftsprogramm Ridgefield High School, Ridgefield, WA, USA

Studium 10/2004 -12/2010

Studium der Humanmedizin an der Universität Rostock

2007

Erasmus Stipendium, Université Henri Poincaré, Nancy, Frankreich

Praktisches Jahr 09/2009-12/2009

01/2010-4/2010

04/2010-07/2010

Hanseklinikum Wismar Klinik für Viszeral- und Allgemeinchirurgie PD Dr. med. D. Thomas East Tennessee State University, Johnson City, TN, USA Department of Internal Medicine M.D. Paul E. Stanton, Jr. Universitätsspital Zürich, Schweiz Klinik für Gynäkologie und Geburtshilfe Prof. Dr. med. D. Fink

Beruf

seit 04/2011

Assistenzärztin Spital Zollikerberg, Kanton Zürich, Schweiz Abteilung für Gynäkologie und Geburtshilfe Dr. med. E. Vlajkovic

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Dissertation Franziska Sterna