Die prognostische Bedeutung von Enterovirus-RNA im Myohard bei idiopathischer dilatativer Kardiomyopathie

Inhaltsverzeichnis

Verzeichnis der Abkürzungen

Zusammenfassung

1. Einleitung
1.1. Die Kardiomyopathien
1.2. Die idiopathische dilatative Kardiomyopathie
1.2.1. Epidemiologie und Ätiologie
1.2.2. Klinische Befunde
1.2.3. Diagnostik und Therapie

2. Ziele der Arbeit

3. Methoden
3.1. Patienten
3.2. Anamnese
3.3. Transthorakale Echokardiographie
3.4. Links- und Rechtsherzkatheteruntersuchung und Endomyokardbiopsie
3.5. Enterovirusnachweis
3.6. Histologie, Histomorphometrie und Immunhistologie
3.6.1. Histologie
3.6.2. Histomorphometrie
3.6.3. Immunhistologie
3.7. Herzfrequenzvariabilität
3.8. Einschwemmkatheteruntersuchung
3.9. Follow-up
3.10. Statistik

4. Ergebnisse
4.1. Enterovirusnachweis
4.2. Klinische Daten
4.3. Histologie und Histomorphometrie
4.4. Immunhistologie
4.5. Nicht-invasive Diagnostik
4.5.1. Echokardiographische Parameter
4.5.2. Parameter der Herzfrequenzvariabilität im Zeitbereich
4.6. Invasive Diagnostik
4.6.1. Hämodynamische Parameter in Ruhe
4.6.2. Hämodynamische Parameter unter Belastung
4.7. Follow-up
4.7.1. Patienten
4.7.2. Mortalität
4.7.3. NYHA-Klassifikation
4.7.4. Follow-up der nicht-invasiven Diagnostik
4.7.4.1. Echokardiographische Parameter
4.7.5. Invasiv gemessene Hämodynamik in Ruhe und unter Belastung
4.7.6. Medikamentöse Therapie

5. Diskussion
5.1. Enterovirusnachweis
5.2. Klinische Basisdaten
5.3. Klinischer Verlauf
5.3.1. Mortalität
5.3.2. Die NYHA-Klassifikation
5.4. Histomorphometrie und Immunhistologie
5.5. Nicht-invasive Diagnostik
5.5.1. Hämodynamische Parameter in der transthorakalen Echokardiographie
5.5.2. Herzfrequenzvariabilität im Langzeitelektrokardiogramm
5.6. Invasiv gemessene hämodynamische Parameter
5.7. Therapie der idiopathischen dilatativen Kardiomyopathie

6. Schlussfolgerungen

7. Literaturverzeichnis

Danksagung

Lebenslauf

Ehrenwörtliche Erklärung

Verzeichnis der Abkürzungen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Zusammenfassung

Seit der Einführung neuer molekularbiologischer Methoden gelten die Enteroviren, insbesondere die Coxsackie-B-Viren, neben den Adeno- und Parvoviren, als die häufigsten Viren, die mit einer idiopathischen dilatativen Kardiomyopathie (DCM) assoziiert sind und durch eine Myokardbiopsie nachgewiesen werden können. Über die prognostische Bedeutung des Nachweises von myokardialer Enterovirus-RNA bei der idiopathischen DCM lagen zu Studienbeginn nur zwei Langzeituntersuchungen mit konträren Ergebnissen hinsichtlich der Mortalität der Patienten vor. Ziel dieser Studie war es daher bei Patienten mit idiopathischer DCM die prognostische Bedeutung des Nachweises von Enterovirus-RNA im Myokard hinsichtlich des klinischen und hämodynamischen Verlaufes dieser chronischen Herzmuskelerkrankung zu untersuchen.

In der vorliegenden Studie wurden 64 Patienten (55 Männer, Alter 51+11 Jahre) untersucht, bei denen nach klinischer und invasiver Diagnostik mittels Myokardbiopsie die Diagnose einer DCM gestellt werden konnte. Neben der histologischen und immunhistologischen Beurteilung der Myokardbiopsien erfolgten molekularbiologische Untersuchungen zum Nachweis enteroviraler RNA mit Hilfe der RT-PCR und anschließender Southern-Blot-Hybridisierung. Bei allen Patienten wurde routinemäßig ein Echokardiogramm durchgeführt. Bei einem Teil der Patienten erfolgten zusätzlich die Analyse der Herzfrequenzvariabilität und eine Einschwemmkatheteruntersuchung. Über einen mittleren Zeitraum von 23,0+9,1 Monaten (Spannbreite 12-64 Monate) wurde der klinische und hämodynamische Verlauf erfasst und das NYHA-Stadium, die echokardiographisch bestimmte linksventrikuläre Ejektionsfraktion (LVEF) sowie der linksventrikuläre enddiastolische Durchmesser (LVEDD) in sechs bis 12-monatigen Abständen dokumentiert.

Bei 26/64 (41%) Patienten konnte Enterovirus-RNA im Myokard nachgewiesen werden, 38/64 (59%) Patienten waren Enterovirus-negativ. Die beiden Patientengruppen unterschieden sich nicht hinsichtlich klinischer Basisdaten, NYHA-Stadium, Herzinsuffizienztherapie sowie echokardiographisch und invasiv bestimmter hämodynamischer Parameter. Weiterhin fanden sich keine Unterschiede hinsichtlich der immunhistologischen Befunde.

In der Enterovirus-positiven Gruppe verstarben 2/26 (8%), in der Enterovirus-negativen Gruppe 6/38 (16%) Patienten auf Grund einer kardialen Ursache, was allerdings in der Kaplan-Meier Analyse keinen signifikanten Unterschied ergab. Die Enterovirus-positiven Patienten zeigten gegenüber den Enterovirus-negativen Patienten eine hochsignifikante Verbesserung der NYHA-Klassifikation (p < 0.0001). Auch bei den Enterovirus-negativen Patienten war eine zwar weniger ausgeprägte, jedoch signifikante Verbesserung der NYHA-Klassifikation und der LVEF feststellbar. Der LVEDD nahm in beiden Gruppen deutlich ab, wobei sich der mittlere Unterschied nicht signifikant zwischen beiden Gruppen unterschied.

Bei der Einschwemmkatheteruntersuchung waren keine Veränderungen bezüglich des pulmonal-kapillären Verschlussdruckes und des pulmonal-arteriellen Mitteldruckes zwischen den Patientengruppen feststellbar.

Dagegen wurde bei der Analyse der Herzfrequenzvariabilität (HRV) eine Zunahme des mittleren RR-Intervalls und somit eine Abnahme der Herzfrequenz bei beiden Gruppen beobachtet. Bei den Enterovirus-positiven Patienten kam es zusätzlich zu einer Verbesserung des sogenannten Triangel-Index, der ein artefaktbereinigtes Maß für die HRV darstellt.

Aus den vorliegenden Ergebnissen lässt sich die Schlussfolgerung ziehen, dass es sich bei der Enterovirus-assozierten DCM um eine Untergruppe der DCM mit günstiger Prognose handelt. Somit scheint der Nachweis von enteroviraler RNA im Myokard von prädiktivem Wert für den Krankheitsverlauf der idiopathischen DCM zu sein.

Ob die deutliche Verbesserung der subjektiven Belastbarkeit und der echokardiographisch bestimmten hämodynamischen Parameter der Enterovirus-positiven Patienten mit DCM auf eine Viruselimination während der Nachbeobachtungszeit zurückzuführen ist oder ob ein Zusammenhang zwischen dem Krankheitsverlauf der Patienten mit idiopathischer DCM und der unterschiedlich ausgeprägten Replikationsaktivität myokardialer Enteroviren besteht, lässt sich aus den vorliegenden Daten nicht beantworten und bleibt Gegenstand weiterer Untersuchungen.

1. Einleitung

1.1. Die Kardiomyopathien

Nach der neuen WHO/ISFC – Klassifikation von 1995 werden alle Erkrankungen des Herzmuskels, die mit einer objektivierbaren kardialen Funktionsstörung einhergehen, als Kardiomyopathien bezeichnet. Die Unterscheidung erfolgt anhand des klinischen Phänotyps, d.h. nach der Hämodynamik und der makroskopischen Anatomie (Richardson et al., 1996). Wie aus der Abbildung 1 zu entnehmen ist, werden fünf Formen der Kardiomyopathie unterschieden:

1. Dilatative Kardiomyopathie (DCM)
2. Hypertrophische Kardiomyopathie (HCM)
3. Restriktive Kardiomyopathie (RCM)
4. Arrythmogene rechtsventrikuläre Kardiomyopathie (ARVCM)
5. Nichtklassifizierbare Kardiomyopathie (NKCM)

Abbildung 1:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Klassifikation der Kardiomyopathien nach der WHO/ISFC 1995 (Maisch, 1998)

(DCM = Dilatative Kardiomyopathie; HCM = Hypertrophische Kardiomyopathie, RCM = Restriktive Kardiomyopathie; ARVCM = Arrythmogene rechtsventrikuläre Kardiomyopathie; NKCM = Nichtklassifizierbare Kardiomyopathie)

Somit ist der Begriff Kardiomyopathie nicht mehr nur auf die ätiologisch nicht erklärbaren, also idiopathischen Herzmuskelerkrankungen beschränkt, sondern umfasst, im Gegensatz zu der von 1980 aufgestellten WHO/ISFC-Klassifikation (Report of the WHO/ISFC task force on the definition and classification of cardiomyopathies, 1980), alle kardialen Funktionsstörungen (Maisch, 1998).

Die Klassifikation wird für alle hämodynamischen Phänotypen durch eine ätiopathogenetische Einteilung ergänzt, die die idiopathischen Kardiomyopathien von den spezifischen „sekundären Formen“ trennt. Darunter versteht man Herzmuskelerkrankungen, deren Ätiologie und Pathogenese bekannt sind. Sie zeigen sich meist klinisch unter dem Bild einer DCM und sind mit kardialen, toxischen, systemischen oder metabolischen Grunderkrankung assoziiert. Die wichtigsten spezifischen Kardiomyopathien sind die inflammatorische (akute oder chronische Myokarditis mit kardialer Dysfunktion), die hypertensive, die ischämische und die rein valvuläre Kardiomyopathie.

1.2. Die idiopathische dilatative Kardiomyopathie

1.2.1. Epidemiologie und Ätiologie

Die idiopathische DCM wird gemäß der WHO durch die Dilatation des linken oder beider Ventrikel und einer herabgesetzten Pumpleistung, einer überwiegend systolischen Kontraktionsstörung mit zusätzlich diastolischer Komponente charakterisiert. Das Hauptmanifestationsalter liegt zwischen dem 30. und 45. Lebensjahr, wobei überwiegend das männliche Geschlecht betroffen ist (Maisch, 1998). Die Inzidenz liegt bei 6 - 7,9 pro 100 000 Einwohner pro Jahr und stellt somit die häufigste Form der primären Kardiomyopathien dar (Codd et al., 1989).

Die idiopathische DCM ist eine Herzmuskelerkrankung unklarer Ätiologie und Pathogenese mit einem polymorphen Erscheinungsbild. Da es keine spezifischen Symptome oder Befunde für diese Erkrankung gibt, erfolgt die Diagnosestellung per exlusionem. Eine Heilung ist bisher nicht möglich. Daher sind die Differentialdiagnose und die Erforschung der Entstehungsursache für die Prävention und Therapie von entscheidender Bedeutung.

Des Weiteren wird davon ausgegangen, dass familiär vererbbare Formen der idiopathischen DCM in etwa 20-30% der Fälle auftreten (Mestroni et al., 1998). Verschiedene Genloci wurden schon identifiziert. Meist liegt ein autosomal-dominanter Erbgang vor. In seltenen Fällen findet man einen X-chromosomal-rezessiven Erbgang. Beispielsweise führen Mutationen des Kernhüllproteins Lamin-A/C-Gens zur dilatativen Kardiomyopathie, assoziiert mit Störungen des Reizleitungssystems (Taylor et al., 2003; Sigusch et al., 2004). Die familiäre DCM kann nicht anhand klinischer oder morphologischer Merkmale festgestellt werden, sondern erfordert ein Familienscreening für die Identifikation (Schönberger et al., 2004; Mestroni et al., 1998; Mestroni et al., 1997).

Durch die Entwicklung hochsensitiver molekularbiologischer Methoden, wie der In-situ-Hybridisierung und der reversen Transkriptase – Polymerasen-Kettenreaktion (RT–PCR) vor einigen Jahren wurde es möglich, virale Genome (z. B. Enteroviren) im Myokard auch bei einer latenten Infektion mit restringierter Replikation nachzuweisen (Grasso et al., 1992; Koide et al., 1992; Kandolf et al., 1991; Weiss et al., 1991; Jin et al., 1990; Tracy et al., 1990; Kandolf et al., 1987; Bowles et al., 1986). Neben der hohen Sensitivität ermöglicht die In-situ-Hybridisierung auch eine genaue Lokalisation der Virus-RNA (z.B. Enteroviren) bzw. DNA (z.B. CMV-Virus) auf zellulärer Ebene, wodurch die Infektion einem bestimmten Zelltyp zugeordnet werden kann (Maisch et al., 2000).

Bei den infektiösen Herzmuskelerkrankungen wurden die Enteroviren, besonders das Coxsackie-Virus B3 und B4, neben den Adenoviren, den Parvoviren B19, den Zytomegalieviren sowie den Herpesviren, als die am häufigsten mit einer idiopathischen DCM assoziierten Viren beschrieben (Lotze et al., 2004; Bowles et al., 2003; Fujioka et al., 2000; Pauschinger et al.,1999; Figulla et al., 1995; Why et al., 1994; Kandolf et al., 1987, Bowles et al., 1986).

Bei verschiedenen Untersuchungen im chronischen Stadium der Myokarditis konnten persistierende Infektionen mit Enteroviren in den Myokardzellen nachgewiesen werden, nachdem die akute Entzündungsreaktion schon größtenteils abgeklungen war (Archard et al., 1991). Daher wird angenommen, dass die virale Infektion sowie die virale Persistenz ein wichtiger prädisponierender Faktor für die Entstehung einer entzündlichen Herzmuskelerkrankung und der Dilatation der Ventrikel ist, was letztlich zu einer schweren Herzinsuffizienz mit akutem Herzversagen beim Menschen führen kann (Figulla, 2004; Pauschinger et al., 2004; Arbustini et al., 2001; Bowles et al., 1986). Inwieweit diese Viruspersistenz oder ein durch den Virusinfekt getriggerter autoimmunologischer Prozess von Bedeutung für die Entstehung der idiopathischen DCM sind, bleibt bisher unklar (Bendler, 1991).

Die Hypothese der viralen Persistenz wird durch klinische Untersuchungen mittels molekularbiologischer Methoden an Patienten mit Myokarditis und anhand verschiedener Tier- und in vitro-Modelle unterstützt (Henke, 2002; Wessely et al., 1998; Herzum et al., 1995; Kyu et al., 1992; Morita, 1981). Die Prävalenz der kardiotropen Viren in Endomyokardbiopsien scheint jedoch außerordentlich variabel zu sein, wobei die Angaben für den Nachweis von enteroviraler RNA je nach Nachweismethode von 10-67% auffällig schwanken (Grumbach et al., 1999; Pauschinger et al., 1999; Figulla et al., 1995; Krämmerer et al., 1994; Why et al., 1994; Petijean et al., 1992; Weiss et al., 1992; Archard et al., 1991; Jin et al., 1990).

Das häufige Vorkommen viraler Genome im Myokard bei Patienten mit idiopathischer DCM liefert einen klaren Hinweis, dass die virale Myokarditis als hauptsächliche Ursache bei der Entstehung der DCM in Frage kommt, aber ein Beweis dieses Zusammenhangs ist nach wie vor ausstehend (Mason, 2003; Mason, 2002; Kuhl et al., 1995; Kawai, 1999; Wessely et al., 1998).

Da Enteroviren aus einem Genom mit singulärer RNA mit positiver Polarität bestehen, welches während der aktiven viralen Replikation in eine Minus-Strang RNA umgeschrieben wird (Hohenadl et al., 1991), konnte in neueren Studien mit Hilfe einer plus/minus – strangspezifischen Analyse auch eine virale replikative Aktivität im Myokard nachgewiesen werden (Fujioka et al., 2004; Deguchi et al., 2001; Fujioka et al., 2000; Pauschinger et al., 1999). Hiermit wurden neue Perspektiven in der Erforschung der viralen Ätiologie und Pathogenese der DCM aufgezeigt.

1.2.2. Klinische Befunde

Klinisch, pathologisch – anatomisch und hämodynamisch unterscheidet sich die idiopathische DCM nicht von anderen Formen der Herzinsuffizienz. Die Ursachen der gestörten Hämodynamik können so variabel sein wie das Krankheitsbild selbst.

Durch den langsamen Verlauf wird die DCM oft erst im fortgeschrittenen Stadium erkannt. Die Kardinalsymptome sind klinisch durch das Auftreten belastungsabhängiger Dyspnoe, körperlicher Schwäche, von Rhythmusstörungen und Palpitationen gekennzeichnet. Bei dem voll entwickelten Krankheitsbild können alle Schweregrade der Herzinsuffizienz angetroffen werden. Eine spontane Verbesserung oder Stabilisierung des Erkrankungszustandes ist bei etwa einem Drittel der Patienten zu beobachten (Figulla et al., 1995; Figulla et al., 1985). Mit einer 5-Jahres-Mortalitätsrate zwischen 15-75% und einer jährlichen Mortalität von 10% ist die DCM generell als prognostisch ungünstige Erkrankung einzustufen (Di Lenarda et al., 2004; Kühl et al., 1997). Zu den häufigsten Todesursachen zählen die progrediente Herzinsuffizienz und der plötzliche Herztod infolge ventrikulärer Herzrhythmusstörungen (Maisch et al., 1998).

1.2.3. Diagnostik und Therapie

Zur primären Diagnosestellung der idiopathischen DCM sind die Echokardiographie, die Herzkatheteruntersuchung mit Koronarangiographie und eine Endomyokardbiopsie, sowie eine histologisch und immunhistologische Untersuchung der Myokardbiopsiepartikel, zum Ausschluss eine Myokarditis, obligat (Maisch et al., 2002; Pauschinger et al., 1999; Figulla et al., 1995; Figulla et al., 1985).

Allgemein gelten die europäischen Therapierichtlinien der Herzinsuffizienz (Task Force for the Diagnosis and Treatment of Chronic Heart Failure, European Society of Cardiology, 2001) auch für die idiopathische DCM. Da bei der idiopathischen DCM die auslösenden Faktoren nicht bekannt sind, stehen primär symptomatische Maßnahmen zur Verfügung. Diese umfassen diätetische Maßnahmen mit Kochsalz- und Wasserretention, Alkohol- und Nikotinkarenz. Durch die kombinierte klassische Gabe von Diuretika, Aldosteronantagonisten (z.B. Spironolacton), Angiotensin–Converting-Enzym-Inhibitoren und/oder AT1-Rezeptorantagonisten sowie Beta-Rezeptorenblockern konnte neben der Erleichterung der subjektiven Symptomatik auch eine verbesserte Prognose hinsichtlich des Überlebens erreicht werden (Bauriedel et al., 2005; Di Lenarda et al., 2004; Young et al., 2004; Hoppe et al., 2001; Task Force for the Diagnosis and Treatment of Chronic Heart Failure, European Society of Cardiology, 2001). Die Glykosidgabe (Digoxin oder Digitoxin) führt zu einer symptomatischen Verbesserung und reduziert die Anzahl der stationären Aufnahmen wegen Herzinsuffizienz, ohne jedoch die Prognose zu verbessern. Unbestritten ist dagegen die Rolle der Glykoside beim tachykard übergeleiteten Vorhofflimmern und vorliegender Herzinsuffizienz (Hornestam, 2003; Reiffel, 2000).

Bei einem Drittel der Fälle kommt es zum Auftreten von Kammertachykardien, die zum plötzlichen Herztod führen können. Bei diesen Patienten kann eine Therapie mit Amiodaron oder ein implantierbarer Defibrillator die Prognose günstig beeinflussen, wobei eine neue Studie einen klaren Vorteil für die Defibrillatortherapie bei der DCM mit einer linksventikulären Ejektionsfraktion (LVEF) < 35% gezeigt hat [SCD-HeFT Studie (Grimm et al., 2004)].

Soweit keine Kontraindikationen vorliegen, sollte bei einer erniedrigten Ejektionsfraktion <35% oder bei Vorhofflimmern eine orale Antikoagulation mit Vitamin-K-Antagonisten, z. B. Phenprocoumon oder Warfarin erfolgen, um systemischen Embolien vorzubeugen. Die konservativ nicht beherrschbare DCM stellt die häufigste Indikation (>50%) für eine Herztransplantation als ultima ratio dar.

Ein neuer, momentan intensiv untersuchter Therapieansatz ist die immunsuppressive und antivirale Therapie (Noutsias et al., 2003; Kühl et al., 2003; Wojnicz et al., 2001). Die Ergebnisse großer randomisierter Studien [ESETCID (European Study of Epidemiology and Treatment of Cardiac Inflammatory Disease; Hufnagel et al., 2000); BICC (Betaferon® In Chronic Viral Cardiomyopathy; Kuhl et al., 2003)] sind allerdings erst in den nächsten Jahren zu erwarten.

2. Ziele der Arbeit

Über die prognostische Bedeutung des Nachweises von myokardialer Enterovirus-RNA bei der idiopathischen DCM lagen zu Studienbeginn im November 1998 nur zwei prospektive Studien mit gegensätzlichen Ergebnissen hinsichtlich des Krankheitsverlaufes und der Mortalität vor (Figulla et al., 1995; Why et al., 1994). In der Studie von Why et al. (1994) kam man zu dem Ergebnis, dass der Nachweis von Enterovirus-Genomen im Myokard bei Patienten mit linksventrikulärer Dysfunktion mit einer erhöhten Mortalitätsrate assoziiert ist und somit eine schlechte Prognose für den weiteren Krankheitsverlauf darstellt. Im Gegensatz dazu konnten Figulla et al. (1995) zeigen, dass der Nachweis von enteroviraler RNA als prognostisch günstiges Zeichen hinsichtlich der Hämodynamik und der Überlebenswahrscheinlichkeit bei der idiopathischen DCM zu werten sei.

Daher war es Ziel der vorliegenden prospektiven Studie, folgende Fragestellungen zu beantworten:

1. Wie hoch ist die Prävalenz von enteroviraler RNA im Myokard bei Patienten mit idiopathischer DCM?

2. Zeigen sich unterschiedliche Überlebensraten bei Enterovirus-positiver und Enterovirus-negativer DCM?

3. Gibt es Unterschiede bezüglich des klinischen und hämodynamischen Verlaufes zwischen den beiden Gruppen über einen Beobachtungszeitraum von mindestens 12 Monaten? Kann man daraus eine individuelle unterschiedliche Prognose für die Patienten mit DCM ableiten?

3. Material und Methoden

3.1. Patienten

In diese prospektive Studie wurden 64 konsekutive Patienten eingeschlossen (55 Männer [86%]; 9 Frauen [14%]); mittleres Alter 51 ± 11 Jahre), die im Zeitraum von Mai 1996 bis Juni 1999 wegen einer chronischen Herzinsuffizienz stationär in der Klinik für Innere Medizin I der Friedrich Schiller-Universität in Jena aufgenommen worden waren. Alle zeigten eine echokardiographisch eingeschränkte systolische Pumpfunktion mit Kardiomegalie, sowie eine angiographisch nach der area-length-method (Dodge et al., 1993) ermittelte linksventrikuläre Ejektionsfraktion (LVEF) von weniger als 55% in Ruhe.

Nach angiographischem Ausschluss einer koronaren Herzerkrankung und einer Myokarditis mittels Myokardbiopsie anhand der Dallas-Kriterien (Aretz et al., 1987) wurde die klinische Diagnose einer idiopathischen DCM, entsprechend der neuen Definition der World Health Organization / International Society and Federation of Cardiology (WHO/ISFC) von 1995 gestellt.

Patienten mit einer arteriellen Hypertonie, einem hämodynamisch relevanten Herzklappenvitium (ausgenommen einer milden relativen Mitralinsuffizienz), einer systemischen Erkrankung des Herzens oder des Perikards, dem Zustand nach Chemotherapie mit Anthrazyklinen bei maligner Erkrankung oder anderen Kardiomyopathieformen wurden nicht in die Studie aufgenommen.

Alle Patienten gaben ihre schriftliche Einwilligung zur Durchführung der Herzkatheteruntersuchung einschließlich einer Myokardbiopsie sowie der Teilnahme an der wissenschaftlichen Untersuchung über den Nachweis von Virus-Genomen im Myokard.

Von jedem Patienten wurden folgende Angaben und Befunde zu Beginn dieser Studie erfasst und dokumentiert:

1. Anamnese (insbesondere Stadium der chronischen Herzinsuffizienz [New York Heart Association])
2. Transthorakaler Echokardiographiebefund (insbesondere linksventrikulärer enddiastolischer Durchmesser und linksventrikuläre Ejektionsfraktion)
3. Hämodynamik in der Links- und Rechtsherzkatheteruntersuchung mit Koronarstatus und Endomyokardbiopsie
4. Enterovirusnachweis im Myokard
5. Histologische, histomorphometrische und immunhistologische Befunde der Myokardbiopsie
6. Ruhe-EKG
7. Herzfrequenzvariabilität im 24-Stunden-Langzeit-EKG
8. Druckwerte im kleinen Kreislauf in der Einschwemmkatheteruntersuchung in Ruhe und nach Ergometerbelastung im Liegen

3.2. Anamnese

Bei der Anamnese wurden Angaben über den Krankheitsbeginn der klinischen Symptome wie Dyspnoe, Angina pectoris-Symptomatik und Palpitationen, sowie die Medikamenten- und Alkoholanamnese erfasst. Das NYHA-Stadium der chronischen Herzinsuffizienz wurde anhand der Angaben der Patienten zu ihrer körperlichen Belastbarkeit festgelegt (Criteria Committee of the New York Heart Association, 1967).

Der Alkoholkonsum wurde mittels einer Skala von 0 – 3 eingeteilt (0 = kein Alkohol; 1 = selten; 2 = <50g/d; 3 = >50g/d). Die Einnahme anderer Drogen wurde von keinem Patienten angegeben.

3.3. Transthorakale Echokardiographie

Bei allen 64 Patienten wurde zur Bestimmung des linksventrikulären enddiastolischen Durchmessers [LVEDD in mm] und der linksventrikulären Auswurffraktion [LVEF in %] routinemäßig ein transthorakales Echokardiogramm nach den Empfehlungen der American Society of Echocardiography (Schiller et al., 1989) von einem erfahrenen Untersucher durchgeführt. Dabei erfolgte auch die Beurteilung der Herzkinetik. Das Vorhandensein von Thromben und Perikardergüssen wurde ebenfalls dokumentiert.

3.4. Links- und Rechtsherzkatheteruntersuchung und Endomyokardbiopsie

Bei allen in diese Studie eingeschlossenen Patienten wurden 6–8 stecknadelkopfgroße von Mai 1996 bis November 1997 rechtsventrikuläre Myokardbiopsien aus dem apikalen Septumbereich, ab Dezember 1997 bis Juni 1999 ausschließlich linksventrikuläre Myokardbiopsien aus der freien posterolateralen Wand, mit einer langen Biopsiezange (Signus) von einem erfahrenen Untersucher entnommen und anschliessend sofort in flüssigem Stickstoff bei -80°C tief gefroren.

Des Weiteren wurde bei allen Patienten die angiographische Bestimmung der linksventrikulären Ejektionsfraktion (LVEF) und bei einem Großteil der Patienten die invasive Messung des pulmonalarteriellen Druckes (PAP), des pulmonalkapillären Druckes (PCWP), des Herzminutenvolumens (HMV), das enddiastolische Volumen (EDV in ml/min) und des Herzindex (CI; l/min/m² Körperoberfläche) mittels Thermomodulation in der bekannten Standardtechnik durchgeführt (Figulla et al., 1985).

3.5. Enterovirusnachweis

Um die Enterovirusgenome, insbesondere den nicht-kodierten hochkonservierten Bereich in der 5’-Region mittels komplementärer DNA durch die In-situ-Hybridisierung und anschließender enzymatischer Amplifikation mit entsprechenden Primern (PCR) in den Myokardbiopsien nachweisen zu können (Fujioka et al., 2000; Figulla et al., 1995; Why et al., 1994; Kandolf et al., 1987; Bowles et al., 1986), wurde zunächst die Isolierung der viralen RNA aus den tiefgefrorenen Endomyokardbiopsien im Institut für Virologie der Friedrich-Schiller-Universität (ehemaliger Direktor Prof. Dr. med. A. Stelzner) mittels der Guanidin-Thiocyanat-Phenol-Chlorophorm-Methode nach Chromczynski und Sacchi (1987) durchgeführt. Dafür wurde das gewonnene Gewebe gleichmäßig in einer 4M Guanidin-Thiocynat-Mercaptophenollösung homogenisiert. Die RNA wurde mit Hilfe von Phenol-Chlorophorm ausgefällt und mit Ethanol gewaschen (Lotze et al., 2001).

Anschliessend wurden 10ml der gewonnenen reinen RNA entnommen und in einem 20ml Reaktionsgemisch mittels oligo-dT Priming nach dem ds-Superscript-Protokoll (Live Technologies, Inc.) in cDNA umgewandelt. Die Unversehrtheit der extrahierten RNA wurde mittels einer reversen Transkriptions - Polymerasen-Kettenreaktion (RT-PCR) mit einem house keeping gene (GAPDH) überprüft.

Das Umschreiben der gewonnenen Enterovirus-RNA in cDNA erfolgte durch eine one-Step RT-PCR unter Verwendung des Titan™ One Tube RT-PCR Systems (La-Roche Diagnostics) und Primern, die den konservierten 5’-Bereich der Enteroviren erkennen (5’CGGTACCTTTGT GCGCCTGTTTTA-3’ und 5’-CGGACACCCAAAGTA GTCGGTTCC-3’).

Um die Sensitivität zu erhöhen und die Spezifität zu bestätigen, wurde anschließend unter Verwendung einer PCR-Produkt – spezifischen Sonde, eine Southern-Blot-Hybridisierung durchgeführt. Dafür wurden PCR-generierte Digoxigenin-markierte DNA-Proben (DIG-11-dUTP, La-Roche Diagnostics) unter Verwendung von Enterovirus-spezifischen Primern (5’-CCCCGGACTGAGTATCAATA-3’ und CAGTTAGGATTAGCGGCAT TC-3’) eingesetzt.

Ein Antikörper-Konjungat (Anti-DIG-AP; La-Roche Diagnostics) wurde hinzugefügt, und die Southern-Blot-Hybridisierung im 1,2%igen ethidiumbromidgefärbten Agarosagel wurde mittels Chemilumineszenz sichtbar gemacht.

3.6. Histologie, Histomorphometrie und Immunhistologie

3.6.1. Histologie

Die histologische Beurteilung der Endomyokardbiopsien erfolgte anhand der Dallas-Klassifikation (Aretz et al., 1984), die eine aktive Myokarditis beim kombinierten Auftreten von Myozytolysen und zellulären Entzündungsinfiltraten definiert. Die Abwesenheit von entzündlichem Infiltrat und Myozytennekrosen wurde als Ausschluss einer Myokarditis bewertet

Die histologische Beurteilung der Endomyokardbiopsien erfolgte durch Herrn Prof. Dr. Mall vom Pathologischen Institut des Klinikums Darmstadt. Die Myokardbiopsien wurden in Paraffin fixiert und nach Standardmethoden mit Hämatoxilin-Eosin gefärbt. Es wurden nur Patienten, bei denen sich nach neuen Kriterien (WHO Expert Committee on Histology of Inflammatory and Viral Cardiomyopathy, 1997) das histologische Bild einer DCM zeigte, in diese Studie eingeschlossen.

3.6.2. Histomorphometrie

Die histomorphometrischen Untersuchungen der mit Hämatoxilin-Eosin gefärbten Endomyokardbiopsien wurden ebenfalls an Paraffinschnitten von dem Pathologischen Institut des Klinikums Darmstadt durch Herrn Prof. Dr. Mall vorgenommen. Die Bestimmung der Myozytendurchmesser erfolgte in erster Linie in Höhe des Zellkerns im Längsschnitt der Myozyten. Falls die Myozyten quer getroffen waren, wurde der Durchmesser im Querschnitt berechnet. Es wurden mindestens 25 Einzelmessungen zur Bestimmung des mittleren Myozytendurchmessers durchgeführt.

Der prozentuale Fibroseanteil in den Endomyokardbiopsien, die mit Siriusrot, einer speziellen Kollagenfärbung gefärbt wurden, wurde anhand von Standardtechniken mittels dem sog. „point counting“ bestimmt (Figulla et al., 1995).

3.6.3. Immunhistologie

Bei allen Patienten wurde die Infiltration des Myokards mit Entzündungszellen beurteilt. Zusätzlich erfolgte die semiquantiative Beurteilung der Expression der Major-Histocompatibility-Komplex Antigene der Klassen I und II (HLA-A,B,C und HLA-DR) (Noutsias et al., 2003; Maisch et al., 2000; Kühl et al., 1996; Kühl et al., 1994; Chow et al., 1989).

Zur Analyse der immunhistologischen Aktivität im Myokard bei Patienten mit DCM wurde im kardiologischen Labor der Inneren Medizin I der Friedrich-Schiller-Universität Jena die Infiltration mit Entzündungszellen (Makrophagen, Lymphozyten) in den gewonnenen Myokardbiopsien an 4 µm-dicken, acetonfixierten und in tissue tec eingedeckten Gefrierschnitten (-80°C) untersucht (Lotze et al., 2001).

Dabei wurden die monoklonalen Antikörper anti-CD2 (pan T-Zellen Marker), anti-CD4 (T-Helfer Zellen), anti-CD8 (T-Suppressor Zellen), anti-CD14 (Makrophagen) und anti-CD45RO (aktivierte T- Lymphozyten); (alle DAKO Diagnostika, Hamburg, Germany) als primäre Antikörper eingesetzt.

Die Myokardbiopsien wurden für 45 Minuten bei Raumtemperatur mit den Antikörpern inkubiert. Nach dreimaligem Waschen wurden sie mit einem biotinylisierten Zweitantikörper für weitere 30 min inkubiert, erneut gewaschen und danach mit einem Peroxidase-konjungierten Avidin-Biotin-Komplex (Vectastain® Elite ABC Kit, VECTOR, Laboratories, Burlinggame, USA) nochmals für weitere 30 Minuten inkubiert. Anschließend erfolgte ein dreimaliges Waschen in PBS (phosphat buffer saline). Als Chromogen wurde 3-Amino-9-Ethylcarbazol (Histoprime, CAMON Laboratory Service, Wiesbaden, Germany) verwendet. Die Schnitte wurden nach dem Waschen mit Hämalaun für eine Minute gefärbt, fünf Minuten in PBS gebracht und dann in Glycerol-Gelatine eingebettet.

Die infiltrierenden Zellen wurden pro Gesichtsfeld (GF=0,125mm²) unter dem Mikroskop (Axiolab ZEISS, Jena, Germany; x40 Objektiv, x10 Okular) bei 400facher Vergrößerung beurteilt. Pro Patient wurden mindestens 15 GF ausgezählt. Die mittlere Anzahl der jeweiligen Entzündungszellen wurde als Mittelwert ± Standardabweichung angegeben.

Zur weiteren Differenzierung wurde die Expression der Major-Histocompatibility-Komplex Antigene der Klasse I (HLA-A, B, C) und Klasse II (HLA-DR) mit primären Antikörpern (HLA-ABC Antigen Clone W6/32, DAKO, Glostrup, Dänemark und HLA-DR, Becton-Dickinson Co., Mountain View, USA) und einem biotinylisierten Zweitantikörper sowie einem Peroxidase-konjugierten Avidin-Biotin-Komplex (Vectastain® Elite ABC Kit, VECTOR Laboratories, Burlinggame, USA) und AEC-Rot als Chromogen (Histoprime Peroxidase Substrakit-ACE (Red), Linaris, Biological Products, Bettingen, Deutschland) an den Kryostatschnitten (4mm) untersucht. Die spätere Beurteilung erfolgte semiquantitativ bei 400facher Vergrößerung an dem gleichen Mikroskop ( [0]=negativ, [(+)]=fraglich positiv, [+]=schwach positiv, [++]=positiv, [+++]=stark positiv).

Der sogenannte „Entzündungsindex“ wurde aus der Summe aller Mittelwerte der T-Lymphozyten und Makrophagen und den semiquantitativen Daten über die Expression der Klasse I und II MHC-Antigene errechnet.

3.7. Herzfrequenzvariabilität

Bei der ersten stationären Aufnahme wurde bei allen 64 Patienten ein 24-Stunden-Holter-Monitoring mit den Rekordern Reynolds Sherpa (Reynolds, Feucht, Deutschland) oder Ela Syneflash (Ela medical, Montrouge, Frankreich) zur Registrierung von Herzrhythmusstörungen und Analyse der Herzfrequenzvariabilität durchgeführt. Anschließend erfolgte die computergestützte Auswertung mit dem Analysegerät Elatec V3.03F (Ela medical, Montrouge, Frankreich).

Durch die gemessenen Parameter der Herzfrequenzvariabilität (HRV) konnten weitere nicht-invasive Prognoseparameter analysiert werden. Unter der HRV versteht man Schwankungen der Herzfrequenz über einen längeren Messzeitraum bei der Analyse von Herzschlag zu Herzschlag (RR). Bei der zeitbezogenen Messung („time domain analysis“) werden die Intervalle der Herzaktionen über die Zeit bestimmt und daraus Mittelwerte (z.B. Mittelwert aller RR-Intervalle = RRI) und Standardabweichungen (z.B. Standardabweichung der Länge aller RR-Intervalle = SDNN) ermittelt und geometrische Größen (z.B. Triangel – Index = HRV – TI) berechnet (Farrell et al., 1991). Die Auswertung der HRV-Parameter im Zeitbereich wurden in der vorliegenden Studie für den RRI, die SDNN und den HRV – TI durchgeführt.

Der HRV-TI ist ein Integral der Dichteverteilung (Anzahl der RR-Intervalle [Fläche] dividiert durch das Maximum [Höhe] der Dichteverteilung) (Abbildung 2). Ein Wert <20 bei Patienten nach akutem Myokardinfarkt ist Ausdruck einer gestörten kardialen autonomen Funktion und korreliert mit einer linksventrikulären Funktionsstörung (Löllgen, 1999). Ein verminderter HRV-TI weist somit auf eine erhöhte Gefährdung durch ventrikuläre Rhythmusstörungen sowie auf einen plötzlichen Herztod hin (Malik, 1996; Algra et al., 1993; Farrell et al., 1991).

Eine SDNN <50ms gilt als Ausdruck einer hochgradigen Störung der sympathiko-vagalen Balance und wurde ebenfalls als prognostisch ungünstiger Parameter hinsichtlich der Gesamtsterblichkeit nach akutem Myokardinfarkt (Kleiger et al., 1987) und bezüglich des plötzlichen Herztodes bei DCM (Przibille et al., 1998) eingestuft.

Abbildung 2:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Methode der Dreiecks-Interpolation zur Berechnung des HRV - TI bei Vorhandensein von Artefakten. Die Grundlinienbreite des Hauptmaximums im Diagramm der Schagintervall-Häufigkeitsdichteverteilung wird mit Hilfe einer einfachen arithmetischen Formel zur Berechnung der Fläche eines Dreiecks (A = b/2 · h) ermittelt. Die Fläche entspricht der Gesamtzahl erkannter Schläge. Da der Anteil artefaktischer Schläge relativ zur Gesamtzahl ziemlich gering ist, entspricht der Wert annähernd der Gesamtzahl korrekt erkannter, normaler RR-Intervalle. Die Basis des Dreiecks entspricht der zu messenden Größe [b], die Höhe [h] wird einfach durch die Dreiecks-Interpolation ermittelt und entspricht der Frequenz des am häufigsten beobachten Intervalls, der modalen Schlagintervall-Frequenz (Farrell et al., 1991).

3.8. Einschwemmkatheteruntersuchung

Bei einem großen Teil der Patienten mit idiopathischer DCM wurde eine Einschwemmkatheteruntersuchung durchgeführt, bei der der mittlere pulmonal-kapilläre Verschlussdruck (PCWP) in Ruhe und nach Belastung bestimmt werden konnte. Bei der gleichen Untersuchung konnte ebenfalls der pulmonal-arterielle Druck (PAP) in Ruhe und nach Ergometerbelastung im Liegen gemessen werden. Der physiologische Druck der A. pulmonalis in Ruhe beträgt systolisch ca. 20-25 mmHg und diastolisch ca. 9-12 mmHg. Der mittlere Druck liegt bei ca. 14 mmHg (Busse, 1995). Ein systolischer Wert >30mmHg und ein mittlerer pulmonal-arterieller Druck >20 mmHg in Ruhe wurden als pathologisch eingestuft.

3.9. Follow-up

In sechs bis 12 monatigen Abständen wurden die Patienten mit DCM in der Klinik für Innere Medizin I der Friedrich-Schiller-Universität Jena im Zeitraum von November 1998 bis Juni 2000 stationär oder ambulant nachuntersucht. Ziel der vorliegenden Studie war es, einen Nachbeobachtungszeitraum von mindestens 12 Monaten zu erreichen (Abbildung 3). Bei jeder Kontrolluntersuchung wurde die NYHA-Klasse anhand der klinischen Symptomatik der Patienten dokumentiert und die aktuelle Medikamentenanamnese erhoben.

Als weitere Verlaufsparameter dienten in erster Linie die wiederholte echokardiographische Bestimmung des LVEDD und der LVEF. Ergänzend wurden die Herzfrequenzvariabilität mittels 24-Stunden Langzeit-Elektrokardiogramm und die Druckwerte im kleinen Kreislauf im Verlauf analysiert. Die Daten wurden anschliessend vergleichend für beide Gruppen ausgewertet.

Abbildung 3:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Studienprotokoll zur Untersuchung der prognostischen Bedeutung von enteroviraler RNA im Myokard bei Patienten mit idiopathischer dilatativer Kardiomyopathie (HKE = Herzklappenerkrankung; HRV = Heart Rate Variability; KHK = koronare Herzerkrankung, LVEF = linksventrikuläre Ejektionsfraktion; RT-PCR = reverse Transkriptase – Polymerase – Kettenreaktion)

3.10. Statistik

Die gesammelten Daten wurden in ein Microsoft Excel Datenblatt eingegeben, anschließend wurden die Berechnungen und Grafiken erstellt. Die statistischen Analysen wurden mit dem Programm SPSS for Windows 10 durchgeführt.

Kontinuierliche Daten wurden als Mittelwert ± Standardabweichung angegeben, Gruppenvariablen als relative Häufigkeit (Prozente). Für Vergleiche zwischen der Enterovirus-positiven Gruppe und der Enterovirus-negativen Gruppe wurde der ungepaarte t-Test für unabhängige Stichproben (Student’s t-Test) und Kreuztabellen verwendet. Um für beide Gruppen vergleichend den mittleren Unterschied zum Ausgangswert zu bestimmen, wurde die Differenz zwischen dem letzten Follow-up Wert und der ersten Untersuchung bestimmt. Anschliessend wurde der Gruppenvergleich mittels t-Test für unabhängige Stichproben durchgeführt.

Für abhängige Stichproben zur Verlaufskontrolle wurde der paarige t-Test genutzt. Alle Tests zur Analyse der exakten Signifikanz wurden 2-seitig vorgenommen.

Waren die Ergebnisse nicht normal verteilt, wurde der exakte Test nach Fisher und der Chi-Quadrat-Test nach Pearson verwendet. Für den Vergleich des Langzeitverlaufes der NYHA-Klassen wurde der Chi-Quadrat-Test angewandt. Die Überlebenskurve der Patienten wurde mit der Kaplan-Meier Analyse erstellt, der Unterschied zwischen den Gruppen wurde mittels log-rank Test errechnet. Als statistisch signifikant wurde ein Unterschied ab einem p-Wert < 0,05 angenommen.

4. Ergebnisse

4.1. Enterovirusnachweis

Insgesamt wurden 64 Patienten (55 Männer, 9 Frauen; mittleres Alter 51 ± 11 Jahre) im Zeitraum von Mai 1996 bis Juni 1999 mit der klinischen Diagnose einer idiopathischen DCM (mittlere LVEF 30,8% ± 10,1%) nach Ausschluss einer akuten oder chronischen Myokarditis anhand der Dallas-Kriterien (Aretz et al., 1987) und der neuen WHO-Klassifikation (Richardson et al., 1996) in die vorliegende Studie einbezogen.

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