Vor beidseitiger Lungentransplantation: Patient lebt 48 Stunden ohne Lunge

Aufgrund einer schweren Erkrankung mussten bei einem US-Amerikaner beide Lungenflügel entfernt werden. Das Besondere: Eine neue Lunge erhielt er erst 48 Stunden später. Überbrückt wurde dieser Zeitraum mit einem künstlichen Lungensystem.

Ein Team US-amerikanischer Chirurgen und Intensivmediziner hat einen schwerkranken Patienten 48 Stunden lang erfolgreich am Leben gehalten, nachdem ihm beide Lungenflügel entfernt worden waren. Erst dann erfolgte eine lebensrettende bilaterale Lungentransplantation. Zur Überbrückung verwendeten sie ein speziell entwickeltes „Total-Artificial-Lung“(TAL)-System, das vorübergehend die Lungenfunktion übernahm und gleichzeitig einen stabilen Blutfluss durch Herz und Körper aufrechterhielt.

Mehr als zwei Jahre nach dem Eingriff sei der Patient wohlauf und gehe seinem üblichen Alltag nach, wie die verantwortlichen Mediziner vom Northwestern Memorial Hospital in Chicago jüngst bekannt gaben. Im Fachmagazin „Med“ publizierten sie nun einen Fallbericht, der auch molekulare Erkenntnisse dazu liefert, wann eine Lungentransplantation dem abwartenden Vorgehen vorgezogen werden sollte.

Zustand machte sofortige Transplantation unmöglich

Der 33-jährige Patient litt an einem Influenza-B-assoziierten akuten Lungenversagen (ARDS). Trotz extrakorporaler Membranoxygenierung (ECMO) und Maximaltherapie entwickelte er eine rasch fortschreitende, nekrotisierende Lungenentzündung mit schwerer refraktärer Sepsis, verursacht durch einen Carbapenem-resistenten Stamm von Pseudomonas aeruginosa. Immer wieder sei es zu Episoden pulsloser elektrischer Aktivität gekommen, die eine Reanimation erforderlich machten, berichtet Dr. Ankit Bharat, Chefarzt der Thoraxchirurgie und Direktor des Canning Thoracic Institute von Northwestern Medicine. „Die Infektion führte zur Verflüssigung seiner Lunge und breitete sich dann auf den Rest seines Körpers aus.“

Die Ärzte sahen keine andere Möglichkeit, als die beidseitige Pneumonektomie, um den Infektionsherd zu entfernen. Patienten mit dem vorliegenden Krankheitsbild sind in der Regel jedoch zu instabil, um eine gleichzeitige Entfernung und Transplantation durchzuführen. Dies führt zu einem Dilemma: Die Entfernung beider Lungenflügel kann zwar die Infektionsquelle beseitigen, aber ohne Lunge verliert der Körper auch den lebenswichtigen Gasaustausch und die normale Pufferfunktion der Lunge. Dadurch läuft das Herz Gefahr, zu kollabieren oder eine katastrophale Instabilität zu erleiden.

Implantate stützten leeren Brustkorb

Um dieses Problem zu lösen, entwickelte das Team von Bharat das TAL-System, das mehr leisten soll als nur das Blut mit Sauerstoff anzureichern. Das System wurde so konstruiert, dass es den Kreislauf in Abwesenheit der Lunge unterstützt, indem es einen ausgeglichenen Blutfluss durch das Herz aufrechterhält.

Die Konstruktion umfasste einen flussadaptiven Shunt von der rechten Pulmonalarterie zum rechten Vorhof, um den Verlust der pulmonalen Gefäßkapazität auszugleichen. Über eine extrakorporale Oxygenierung und zwei Rückführungsleitungen zum linken Vorhof wurde der physiologische transkardiale Blutfluss aufrechterhalten. Da sich das Herz in einem leeren Brustkorb verlagern kann, verwendete das Team mit Kochsalz gefüllte Implantate, um dessen Position bis zur Transplantation zu stabilisieren.

Rasche Stabilisation ermöglichte Lungentransplantation

„Bereits einen Tag nach der Lungenentfernung begann sich sein Zustand zu bessern, da die Infektion abgeklungen war“, sagt Bharat. Innerhalb der nächsten 48 Stunden habe sich der Zustand des Patienten so weit verbessert, dass die Transplantation durchgeführt werden konnte. Als Spenderlungen verfügbar wurden, führte das Team dann die beidseitige Lungentransplantation durch. Mehr als zwei Jahre später sei der Patient mit ausgezeichneter Lungenfunktion in seinen Alltag zurückgekehrt, heißt es von Northwestern Medicine.

Molekulare Hinweise auf irreversible Lungenschädigung

Neben den Fortschritten in der Chirurgie und Intensivmedizin enthält der nun veröffentlichte Fallbericht auch eine detaillierte molekulare Analyse der entnommenen Lungenflügel. Die Daten sollen helfen zu verstehen, wann eine schwere virale oder infektiöse Lungenschädigung die Schwelle von „potenziell heilbar“ zu „irreversibel“ überschritten hat.

Das Forschungsteam nutzte Techniken wie Einzelzell- und räumliche Transkriptomik, um verschiedene Bereiche des entnommenen Organs zu untersuchen. Dabei entdeckten sie umfangreiche Vernarbungen und Schäden durch das Immunsystem, ähnlich wie bei einer schweren, irreversiblen Lungenerkrankung. Sie stellten fest, dass die für die Lungenreparatur notwendigen Zellen fast vollständig verschwunden waren. Hingegen waren narbenbildende Zellen überall vorhanden, aber die normale Lungenstruktur vollständig zerstört.

Abwarten oder Transplantation: Hilfe für die Entscheidung

Diese Ergebnisse erklären, warum eine reine Lungenunterstützung in diesem Fall nicht zur Heilung der Lunge beigetragen hätte. „Bei schwerem ARDS besteht die gängige Strategie darin, den Patienten weiterhin zu unterstützen und auf eine Besserung der Lunge zu hoffen“, erklärt Bharat. „Mithilfe unserer Ansätze und Daten können wir auf molekularer Ebene zeigen, dass manche Patienten ohne eine beidseitige Lungentransplantation nicht genesen werden.“

Nach Ansicht der Forschenden könnte diese Art von molekularen Karten letztendlich die Entwicklung von Biomarkern und Entscheidungshilfen unterstützen. So könne damit früher und sicherer erkannt werden, wann eine Transplantation in Betracht gezogen werden sollte. Dies wäre insbesondere in akuten Situationen sinnvoll, in denen die Zeit begrenzt ist und sich der Zustand der Patienten rapide verschlechtern kann.

(ah/BIERMANN)