Untersuchungen zur Plasmapheresetherapie bei Patienten mit thrombotisch thrombozytopenischer Purpura

Die thrombotische thrombozytopenische Purpura (TTP) ist charakterisiert durch eine Triade aus Thrombozytopenie, hämolytischer Anämie und Mikrothromben. Ursächlich für diese Mikroangiopathie ist ein Mangel der Von Willebrand Faktor (VWF)-spaltenden Protease, ADAMTS13, der durch Autoantikörper oder eine genetische Mutation bedingt sein kann. In der Folge treten hochmolekulare, prothrombotische VWF Multimere im Blut auf, die eine Plättchenadhäsion und -aggregation initiieren, die zu mikrovaskulären Thromben in den Arteriolen und Kapillaren zahlreicher Organe insbesondere im zentralen Nervensystem führt. rnMomentan ist der Goldstandard der Therapie dieser ansonsten tödlich verlaufenden Erkrankung, die Plasmapherese (PEX). Hierfür stehen mit Fresh Frozen Plasma (FFP) und solvent/detergent (s/d) Plasma zwei Präparate zur Verfügung. Die Effizienz der Therapie bei der TTP konnte in den letzten Jahrzehnten im klinischen Alltag belegt werden, dennoch geht die intensive und invasive Therapie mit vielen Risiken und Nebenwirkungen für die Patienten einher, die in dieser Arbeit herausgearbeitet werden sollten. rnIn einer deutschlandweiten Patientenstudie wurde retrospektiv, mittels Fragebögen, ein Nebenwirkungsprofil der Plasmapherese erstellt, sowie mögliche Prädispositionen für die TTP untersucht. Zudem wurden mögliche Auslöser für das Auftreten einer klinisch manifesten TTP analysiert. Die Auswertung zeigte, dass Parästhesien (64,4 %) und Schüttelfrost (61,2 %) als häufigste Nebenwirkungen der PEX bei den Patienten auftraten. Weitere Symptome waren vermehrte Kopfschmerzen (50,6 %) und Tachykardien (36,8 %). Nebenwirkungen wie schwerer Kollaps (9 %) traten selten auf. Patienten mit Allergien in der Anamnese reagierten nicht empfindlicher auf die PEX, als andere. Ein Unterschied in der Häufigkeit der Nebenwirkungen hinsichtlich der verschiedenen Plasmapräparate konnte nicht gezeigt werden, relativiert wird dies durch den sehr geringen Einsatz von Octaplas® bei der untersuchten Patientenkohorte.rnEs konnte eine deutliche Verbindung zwischen dem Auftreten der TTP und anderen Autoimmunerkrankungen gezeigt werden. Von insgesamt 87 Patienten leiden 20,8 % an einer weiteren Autoimmunerkrankung. Insbesondere die Hashimoto Thyreoiditis liegt bei den Befragten als häufige Begleiterkrankung vor. Die genetische Prädisposition hat sich in den vergangen Jahren als ein primärer Risikofaktor für die TTP herausgestellt.rnAls mögliche Trigger eines TTP Schubes konnten Infektionen (38,7 %), Medikamente (u.a. Kontrazeptiva, Chinolone, Clarithromycin) (24,3 %), und Schwangerschaft (5,4 %) ausgemacht werden.rnEin weiterer Untersuchungspunkt der Dissertation war die Beurteilung der ADAMTS13-Aktivität in den Plasmapräparaten. Hierfür wurden drei verschieden Methoden, zwei auf Fluoreszenz Resonanz Energie Transfer beruhende Assays und eine turbidimetrische Messung, verwendet. In allen Methoden konnte eine physiologische ADAMTS13-Aktivität, 646 ng/ml für FFP und 634 ng/ml für Octaplas®, gemessen werden, die sich für beide Präparate nicht signifikant unterschied. Auffällig waren jedoch die höheren Schwankungen der Aktivität bei den verschiedenen Chargen bei FFP gegenüber Octaplas®. rnAufgrund des Herstellungsverfahrens bietet Octaplas® einen sichereren Schutz vor Virusübertragungen und dem Auftreten von TRALI als FFP. Jedoch kann es aufgrund der niedrigen Konzentration an Protein S prothrombotisch wirken. FFP enthält dagegen einen höheren Gehalt an Gerinnungsfaktoren. rnAbschließend ist festzuhalten, dass beide Präparate für die Therapie der TTP geeignet sind. Welches Präparat gewählt wird, sollte individuell für den zu behandelnden Patienten entschieden werden. Bei TTP-Patienten, die in der Vergangenheit bereits sensibel auf FFP reagierten, bietet sich eine Therapie mit Octaplas® an. Die schnelle Bereitstellung einer adäquaten Therapie spielt bei der thrombotisch thrombozytopenischen Purpura die entscheidende Rolle.

Untersuchungen zur autoimmunen Genese der thrombotisch thrombozytopenischen Purpura

Untersuchungen zur autoimmunen Genese der thrombotisch thrombozytopenischen Purpura. rnEinführung: Die idiopathische thrombotisch thrombozytopenische Purpura (TTP) ist eine lebensbedrohliche Mikroangiopathie und wird durch ein Autoantikörper-induziertes Defizit der ADAMTS13-Protease ausgelöst. Eine Assoziation zwischen Krankheitsprädisposition und Vorliegen bestimmter humaner Leukozytenantigene (HLA) wird vermutet. Untersuchungen zu diesem Zusammenhang stellen einen Teil dieser Arbeit dar. rnAutoimmunkrankheiten tendieren zum gemeinsamen Auftreten innerhalb eines Individuums. Im zweiten Teil dieser Arbeit wird untersucht, ob eine solche Kookkurrenz verschiedener Autoimmunkrankheiten auch bei Patienten mit idiopathischer TTP beobachtet werden kann.rnMethodik: Zur Untersuchung der ersten Fragestellung werden die HLA-Klasse I und II-Merkmale von 54 deutschen TTP-Patienten bestimmt. Alle Patienten weisen Autoantikörper gegen ADAMTS13 und eine Protease-Aktivität <5% vor. Die Blutproben werden mittels Sequence Specific Primer-Polymerase Chain Reaction (PCR) und Sequence Specific Oligonucleotid-PCR auf HLA-DRB1, -DRB3-5 und –DQB1 untersucht. Als Referenz dienen die Werte deutscher Knochenmark- und Blutspender, erhalten über www.allelefrequencies.net. Die statistische Auswertung erfolgt mittels zweiseitigem Binomialtest und die resultierenden p-Werte werden nach Benjamini-Hochberg korrigiert.rnZur Beantwortung der zweiten Fragestellung werden 76 deutsche TTP-Patienten anhand eines standardisierten Fragebogens nach Begleiterkrankungen befragt. Als Vergleichswerte dient die Prävalenz der jeweiligen Erkrankung in der Allgemeinbevölkerung. Die statistische Auswertung erfolgt mittels zweiseitigem Binomialtest. Da die p-Werte nicht korrigiert werden, sind die Ergebnisse nur deskriptiv zu verstehen.rnErgebnis: Der Vergleich der HLA-Frequenzen ergibt ein signifikant gehäuftes Vorkommen von HLA-DQB1*02:02 (p<0,001) und -DRB1*11 (p=0,003) innerhalb des Patientenkollektivs. 20% (DQB1*02:02) bzw. 48,1% (DRB1*11) der TTP-Patienten sind im Gegensatz zu nur 1,2% (DQB1*02:02) bzw. 23,5% (DRB1*11) innerhalb der Vergleichsgruppe für das jeweilige HLA-Merkmal positiv.rnDie Befragung der TTP-Patienten bezüglich weiterer Erkrankungen ergab im Vergleich mit der Allgemeinbevölkerung fünf auffällig häufig im Patientenkollektiv vorkommende Autoimmunkrankheiten: Hashimoto Thyreoiditis (23,5% in der Patientengruppe zu 0,7% in der Allgemeinbevölkerung; p<0,001), systemischer Lupus erythematodes (6,5% der Patienten im Gegensatz zu 0,025% in der Allgemeinbevölkerung, p<0,001), Immunthrombozytopenie (6,3% der Patienten zu 0,02% in der Allgemeinbevölkerung; p<0,001), Psoriasis (9,4% der Patienten zu 2,5% in der Allgemeinbevölkerung; p=0,005) und glutensensitive Enteropathie (3,1% der Patienten zu 0,2% in der Allgemeinbevölkerung; p=0,007). rnSchlussfolgerung: Das vermehrte Vorkommen bestimmter HLA-Merkmale im Patientenkollektiv spricht für eine prädisponierende Wirkung dieser Antigene im Krankheitsgeschehen. Eine mögliche HLA-vermittelte Assoziation zwischen TTP und den genannten Autoimmunkrankheiten wird vermutet, kann jedoch nicht in allen Fällen die beobachtete Kookkurrenz ausreichend erklären. Insgesamt bestätigt die vorliegende Arbeit die Assoziation verschiedener Autoimmunkrankheiten untereinander und spricht für eine genetische Prädisposition zur Ausbildung autoimmuner Störungen. rn

Rheumatoide Arthritis und Arteriosklerose : Bedeutung der zu Grunde liegenden chronisch entzündlichen Prozesse für die endotheliale Dysfunktion ; Wirkung der antiinflammatorischen Substanz Galiellalacton in murinen Arteriosklerosemodellen

Erhöhte arteriosklerotische und thrombotische Vorfälle sind ein Hauptgrund für die gesteigerten Zahlen kardiovaskulärer Todesfälle von Patienten mit chronisch entzündlichen Erkrankungen wie der rheumatoiden Arthritis (RA). Diese erhöhte Mortalität ist nicht auf die traditionellen Risikofaktoren, wie Alter, Geschlecht, Bluthochdruck oder Diabetes zurückzuführen. Man nimmt an, dass die systemische Entzündung einen nicht-traditionellen Risikofaktor für die erhöhten kardiovaskulären Todesfälle von RA-Patienten darstellt. Da die derzeitige Behandlung der RA zum Teil schwere Nebenwirkungen zur Folge haben kann, war es das Ziel dieser Doktorarbeit, die Zusammenhänge zwischen RA und Arteriosklerose (AS) näher zu untersuchen, sowie die neue antiinflammatorische Substanz Galiellalacton (Gal) für die Behandlung der AS zu charakterisieren.rnIn dem chronisch inflammatorischen Tiermodell der TTP-defizienten Mäuse, dessenrnPhänotyp dem einer humanen RA-Erkrankung ähnelt, konnte eine verschlechterternEndothelfunktion, die als ein erstes Symptom einer erworbenen AS gilt, nachgewiesen werden. Dies konnte auf eine erhöhte Stabilität der Nox2-mRNA zurückgeführt werden, die unabhängig von der erhöhten Expression des Entzündungsmarkers TNFα war. Diese gesteigerte Nox2-Menge führte wiederum zu einer erhöhten Bildung von reaktiven Sauerstoff- und Stickstoffspezies und somit zu einer verringerten Menge an bioaktivem Stickstoffmonoxid, welches die endotheliale Dysfunktion (eDF) bedingte.rnAls ein traditioneller Risikofaktor für das Auftreten von kardiovaskulären Ereignissen gilt unter anderem eine Diabeteserkrankung. Durch die Ausbildung einer Nitrattoleranz bei der Therapie mit organischen Nitraten wie NTG, ISMN oder ISDN kommt es zu der Entwicklung einer eDF. PETN, ein weiteres organisches Nitrat zeigt diese Nebenwirkung nicht. PETN, vermittelt seinen antioxidativen Effekt über die Nrf2-abhängige Induktion der HO-1-Promotoraktivität.rnDie Behandlung von arteriosklerotischen Mäusen (ApoE-/-- und ApoE-/-TFPI+/--Mäuse) mit dem antiinflammatorischen Pilzsekundärmetaboliten Gal zeigte eine verringerte mRNA-Expression von arteriosklerotischen und inflammatorischen Mediatoren, sowie eine reduzierte Thrombenbildung durch eine verringerte Plättchenadhäsion.rnZusammenfassend konnte gezeigt werden, dass inflammationsabhängiger oxidativerrnStress ein Hauptgrund für die entzündungsgetriebene Artheriogenese ist und Galrneine neue Leitsubstanz für die Behandlung dieser Erkrankung ist.

Contributions to exact approaches in combinatorial optimization

The focus of this thesis is to contribute to the development of new, exact solution approaches to different combinatorial optimization problems. In particular, we derive dedicated algorithms for a special class of Traveling Tournament Problems (TTPs), the Dial-A-Ride Problem (DARP), and the Vehicle Routing Problem with Time Windows and Temporal Synchronized Pickup and Delivery (VRPTWTSPD). Furthermore, we extend the concept of using dual-optimal inequalities for stabilized Column Generation (CG) and detail its application to improved CG algorithms for the cutting stock problem, the bin packing problem, the vertex coloring problem, and the bin packing problem with conflicts. In all approaches, we make use of some knowledge about the structure of the problem at hand to individualize and enhance existing algorithms. Specifically, we utilize knowledge about the input data (TTP), problem-specific constraints (DARP and VRPTWTSPD), and the dual solution space (stabilized CG). Extensive computational results proving the usefulness of the proposed methods are reported.

Different disparities of gender and race among the thrombotic thrombocytopenic purpura and hemolytic-uremic syndromes

Thrombotic thrombocytopenic purpura (TTP) and hemolytic-uremic syndrome (HUS) represent multiple disorders with diverse etiologies. We compared the gender and race of 335 patients enrolled in the Oklahoma TTP-HUS Registry across 21 years for their first episode of TTP or HUS to appropriate control groups. The relative frequency of women and white race among patients with TTP-HUS-associated with a bloody diarrhea prodrome and the relative frequency of women with quinine-associated TTP-HUS were significantly greater than their control populations. The relative frequency of women and black race among patients with idiopathic TTP and TTP-associated with severe ADAMTS13 deficiency was significantly greater than their control populations. The relative frequency of black race among patients who had systemic lupus erythematosus (SLE) preceding TTP was significantly greater than among a population of patients with SLE, and the relative frequency of black race among patients with other autoimmune disorders preceding TTP was significantly greater than their control population. No significant gender or race disparities were present among patients with hematopoietic stem cell transplantation-associated thrombotic microangiopathy, TTP associated with pregnancy, or TTP associated with drugs other than quinine. The validity of these observations is supported by the enrollment of all consecutive patients across 21 years from a defined geographic region, without selection or referral bias. These observations of different gender and race disparities among the TTP-HUS syndromes suggest the presence of different risk factors and may serve as starting points for novel investigations of pathogenesis.

Survival and relapse in patients with thrombotic thrombocytopenic purpura

Survival of patients with thrombotic thrombocytopenic purpura (TTP) improved dramatically with plasma exchange treatment, revealing risk for relapse. The Oklahoma TTP Registry is a population-based inception cohort of all 376 consecutive patients with an initial episode of clinically diagnosed TTP (defined as microangiopathic hemolytic anemia and thrombocytopenia with or without signs and symptoms of ischemic organ dysfunctions) for whom plasma exchange was requested, 1989 to 2008. Survival was not different between the first and second 10-year periods for all patients (68% and 69%, P = .83) and for patients with idiopathic TTP (83% and 77%, P = .33). ADAMTS13 activity was measured in 261 (93%) of 282 patients since 1995. Survival was not different between patients with ADAMTS13 activity < 10% (47 of 60, 78%) and patients with 10% or more (136 of 201, 68%, P = .11). Among patients with ADAMTS13 activity < 10%, an inhibitor titer of 2 or more Bethesda units/mL was associated with lower survival (P = .05). Relapse rate was greater among survivors with ADAMTS13 activity < 10% (16 of 47, 34%; estimated risk for relapse at 7.5 years, 41%) than among survivors with ADAMTS13 activity of 10% or more (5 of 136, 4%; P < .001). In 41 (93%) of 44 survivors, ADAMTS13 deficiency during remission was not clearly related to subsequent relapse.

Blood group O and black race are independent risk factors for thrombotic thrombocytopenic purpura associated with severe ADAMTS13 deficiency

It has been postulated that blood group O subjects may be partially protected against thrombotic thrombocytopenic purpura (TTP) because they have lower plasma levels of von Willebrand factor.

Humoral immune response to ADAMTS13 in acquired thrombotic thrombocytopenic purpura

The apparently spontaneous development of autoantibodies to ADAMTS13 in previously healthy individuals is a major cause of thrombotic thrombocytopenic purpura (TTP). Epitope mapping studies have shown that in most patients antibodies directed towards the spacer domain of ADAMTS13 are present. A single antigenic surface comprising Arg(660) , Tyr(661) and Tyr(665) that contributes to the productive binding of ADAMTS13 to unfolded von Willebrand factor is targeted by anti-spacer domain antibodies. Antibodies directed to the carboxyl-terminal CUB1-2 and TSP2-8 domains have also been observed in the plasma of patients with acquired TTP. As yet it has not been established whether this class of antibodies modulates ADAMTS13 activity. Inspection of the primary sequence of human monoclonal anti-ADAMTS13 antibodies suggests that the variable heavy chain germline gene segment VH1-69 is frequently incorporated. We suggest a model in which 'shape complementarity' between the spacer domain and residues encoded by the VH1-69 gene segment explain the preferential use of this variable heavy chain gene segment. Finally, a model is presented for the development of anti-ADAMTS13 antibodies in previously healthy individuals that incorporates the recent identification of HLA DRB1*11 as a risk factor for acquired TTP.

Indications for a protective function of beta2-glycoprotein I in thrombotic thrombocytopenic purpura

It has been shown that β(2) -glycoprotein I (β(2) GPI) interacts with von Willebrand factor (VWF) in a glycoprotein (GP)Ib binding state. Given the presence of active VWF multimers in thrombotic thrombocytopenic purpura (TTP), we speculated that β(2) GPI might play a role in TTP. We found that β(2) GPI plasma levels were significantly lower in acute and remission TTP patients than in normal controls, showing a direct correlation with ADAMTS 13 levels and an inverse correlation with the extent of VWF activation. In vitro flow experiments demonstrated that β(2) GPI can block platelet adhesion to endothelial cell-derived VWF strings. We confirmed the direct binding of β(2) GPI to VWF by surface plasmon resonance, and determined that domain I of β(2) GPI is the binding site of VWF A1 domain. Adhesion of β(2) GPI to erythrocytes and platelets was increased in the presence of active VWF, indicating that β(2) GPI may be cleared from the circulation during TTP episodes together with blood cells. Our findings suggest that β(2) GPI may protect from the effects of hyper-functional VWF by inhibiting its interaction with platelets.

Decreasing frequency of plasma exchange complications in patients treated for thrombotic thrombocytopenic purpura-hemolytic uremic syndrome, 1996 to 2011

Plasma exchange (PEX) treatment for patients with thrombotic thrombocytopenic purpura-hemolytic uremic syndrome (TTP-HUS) has risk for major complications.

Thrombotic microangiopathic syndromes associated with drugs, HIV infection, hematopoietic stem cell transplantation and cancer

Thrombotic microangiopathy (TMA) has multiple etiologies. In the four disorders described in this review, the primary organ involved is the kidney. Drug-associated TMA can be an acute, immune-mediated disorder or the result of gradual, dose-dependent toxicity. TMA may occur in patients with advanced HIV infection, possibly mediated by angio-invasive infections. TMA following allogeneic hematopoietic stem cell transplantation may also be caused by drug toxicity; the pathogenesis may involve inhibition of vascular endothelial cell growth factor in renal podocytes. Malignancies of many types with systemic microvascular involvement may cause TMA. Recognition that these syndromes may mimic TTP is important to provide appropriate management and to avoid the inappropriate use of plasma exchange treatment.

The relapse risk of AML patients undergoing autologous transplantation correlates with the stem cell mobilizing potential

Autologous stem cell transplantation (ASCT) is widely used to consolidate first remission in AML. We determined the significance of circulating CD34+ cells at the day of blood stem cell collection in 78 AML patients. Patients mobilizing more than 60,000 CD34+ cells/ml had shorter overall survival (OS; P=0.0274), shorter time to progression (TTP; P=0.0014), and a higher relapse rate (P=0.0177). High levels of CD34+ cells were an independent marker for shorter OS and TTP in a multivariate analysis. These data suggest that ASCT is associated with unfavorable outcome in AML patients with high levels of mobilized peripheral CD34+ cells.

Novel ADAMTS13 mutations in an obstetric patient with upshaw-schulman syndrome

Upshaw-Schulman syndrome (USS) is a rarely reported congenital form of thrombotic thrombocytopenic purpura (TTP) that results from mutations in the ADAMTS13 gene. Many USS patients are diagnosed during the second or third trimester of their first pregnancy. We present a patient diagnosed with USS following retinal detachments and intrauterine fetal demise at 34 weeks of gestation. The patient's plasma was tested for ADAMTS13 activity, inhibitor, and antibody. Subsequently, she and her first-degree relatives had ADAMTS13 gene sequencing. Initially, the patient was found to have an ADAMTS13 activity of <5% in the absence of an ADAMTS13 inhibitor (FRETS assay) or antibody (immunoassay). Repeat studies in the months following hospital discharge showed persistent, undetectable ADAMTS13 activity and she was given a clinical diagnosis of USS. Molecular sequencing demonstrated two novel missense mutations in the ADAMTS13 gene: one in the maternal exon 17 (p.Ala690Thr due to nucleotide substitution c.2068 G>A) and another in the paternal exon 22 (p.Arg915Cys due to nucleotide substitution c.2746 C>T). In addition to being compound heterozygous for two ADAMTS13 mutations, the patient also had two maternally inherited single nucleotide polymorphisms: p.P618A (exon 16) and p.A732V (exon 18). Her parents and only sister had normal or near-normal ADAMTS13 activity. Each was heterozygous for one of the novel missense mutations. This case highlights the importance of molecular analysis of the ADAMTS13 gene in patients and family members when the severe ADAMTS13 deficiency does not appear to be autoimmune in nature. J. Clin. Apheresis, 2012. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.

Role of ADAMTS13 in the pathogenesis, diagnosis, and treatment of thrombotic thrombocytopenic purpura

The regulation of VWF multimer size is essential in preventing spontaneous microvascular platelet clumping, a central pathophysiologic finding in thrombotic thrombocytopenic purpura (TTP). In the majority of TTP patients, ADAMTS13, the principal regulator of VWF size, is severely deficient. Today, 2 forms of severe ADAMTS13 deficiency are recognized. The acquired form is caused by circulating autoantibodies inhibiting ADAMTS13 activity or increasing ADAMTS13 clearance. Pathogenic anti-ADAMTS13 Abs are mainly of the IgG class, predominantly of subclass IgG4, and inhibitory Abs recognize a defined epitope in the ADAMTS13 spacer domain. The reasons underlying the failure to maintain immunologic tolerance to ADAMTS13, however, are still poorly understood. Constitutional ADAMTS13 deficiency leading to hereditary TTP, also known as Upshaw-Schulman syndrome, is the result of homozygous or compound heterozygous ADAMTS13 gene mutations.

Prediction of psychosis in clinical high-risk patients by the Schizotypal Personality Questionnaire. Results of the EPOS project

OBJECTIVE: Schizotypal features indicate proneness to psychosis in the general population. It is also possible that they increase transition to psychosis (TTP) among clinical high-risk patients (CHR). Our aim was to investigate whether schizotypal features predict TTP in CHR patients. METHODS: In the EPOS (European Prediction of Psychosis Study) project, 245 young help-seeking CHR patients were prospectively followed for 18 months and their TTP was identified. At baseline, subjects were assessed with the Schizotypal Personality Questionnaire (SPQ). Associations between SPQ items and its subscales with the TTP were analysed in Cox regression analysis. RESULTS: The SPQ subscales and items describing ideas of reference and lack of close interpersonal relationships were found to correlate significantly with TTP. The co-occurrence of these features doubled the risk of TTP. CONCLUSIONS: Presence of ideas of reference and lack of close interpersonal relations increase the risk of full-blown psychosis among CHR patients. This co-occurrence makes the risk of psychosis very high.