28 kg/m2), vysoká potřeba inzulínu (nad 0,7 j./kg denně), protože takové okolnosti představují riziko předčasného vyčerpání ostrůvkového štěpu.
Ostrůvková transplantace se také většinou neprovádí u osob se sníženou funkcí ledvin (clearance endogenního kreatininu pod 60 ml/min), protože léčba kalcineurinovými a m-TOR inhibitory by mohla akcelerovat progresi renálního onemocnění a vést k selhání ledvin.(23)
Odběr a alokace pankreatu
Protože transplantace ostrůvků stále není rutinním výkonem, dává se ve většině center přednost kombinované transplantaci ledviny a pankreatu, jež představuje již osvědčený způsob ve správné indikaci. Kandidáti pro tento způsob léčby představují asi 7–10 % všech osob zařazených na čekací listinu na transplantaci ledviny. Není-li k dispozici štěp ledviny, je dalším krokem výběr z kandidátů čekajících na samotnou orgánovou transplantaci. Většina odebraných pankreatů určených pro izolaci ostrůvků je tedy od dárců, kteří nesplňují poměrně přísná kritéria pro transplantaci orgánovou. Jsou to zejména osoby s BMI nad 30 kg/m2, starší než 45–50 let nebo s abnormalitami cévního zásobení. Obezita a vyšší věk nejsou překážkou pro izolaci ostrůvků, je ale pochopitelné, že jejich kvalita může být nižší než u mladších dárců. Doba studené ischémie (čas od konzervace orgánu po jeho odběru do jeho vynětí z chlazeného konzervačního roztoku před transplantací) by neměla přesáhnout 8–12 h. Zjednodušené schéma postupu při rozhodování o vhodnosti odebraného pankreatu k orgánové či ostrůvkové transplantaci ukazuje Obr. 1.
V ČR se vhodný příjemce pankreatu či ostrůvků vybírá podle registrované samostatné čekací listiny. Základem je pořadí v čekací listině u příslušné krevní skupiny. Při kombinované transplantaci jsou zpravidla zvažovány první tři osoby v pořadí. Zjistí-li se aktuální kontraindikace, je vybrána další osoba v pořadí. Podmínkou je negativní cross-match (vyloučení přítomnosti cytotoxických protilátek proti HLA-antigenům dárce). Před samotnou transplantací je tedy nutné stihnout ověření imunologické kompatibility a provést předtransplantační vyšetření tak, aby nebyla překročena hranice pro studenou ischémii orgánů.
Technika transplantace pankreatu
Postup při transplantaci pankreatu není jednotný a dosud se vyvíjí.(6, 24) Prakticky již byla opuštěna technika transplantace pouze segmentu pankreatu (ocas a tělo), jehož vývod byl obliterován. Přetrvávající exokrinní sekrece je sice nejčastějším zdrojem komplikací, na druhé straně rychlý zánik či atrofie zevně sekretorické části mohou být příčinou nekrózy či pankreatitidy štěpu a vést ke vzniku pankreatických píštělí. Zpravidla se nyní transplantuje celý pankreas se segmentem dvanáctníku, do kterého ústí pankreatický vývod. Dvanáctník dárce byl donedávna nejčastěji napojován na močový měchýř příjemce, ale nyní většina center používá anastomózu na kličku ilea. Pro cévní zásobení pankreatu je nezbytná a. mesenterica superior spolu s a. lienalis. Tyto tepny se buď odeberou na společném aortálním terči, nebo vyžadují náročnější cévní rekonstrukci: používá Y-štěp spojující horní mezenterickou a slezinnou tepnu. Žilní drenáž pak je vytvořena pomocí v. portae dárce, která se může napojit na systémové pánevní řečiště, nebo také více fyziologicky na portální řečiště příjemce. Štěp pankreatu ve světě většinou ukládá intraperitoneálně. V IKEM donedávna převažovala technika s extraperitoneálním uložením štěpu a fenestrací peritonea pro provedení anastomózy mezi duodenem dárce a jejunální kličkou příjemce. Protože špatně se vstřebávající sekrece z povrchu žlázy byla častou příčinou prodlouženého hojení, používá se nyní technika, kdy je štěp pankreatu uložen retrokolicky. Zároveň je žilní krev odváděna do portálního řečiště. Výhodou této metody je zejména dobré hojení operační rány. Na druhé straně často dochází ke kolekci tekutiny v okolí štěpu pankreatu, který je uložen za tlustým střevem a nekomunikuje přímo s ostatní peritoneální dutinou.
Technika izolace a transplantace ostrůvků
Princip oddělení exokrinní a endokrinní tkáně spočívá v tom, že ostrůvky nekomunikují přímo se systémem exokrinních vývodů. Do hlavního duktu se zavede jedna nebo dvě kanyly a tkáň pankreatu se distenduje asi 300 ml roztoku, který obsahuje proteolytické enzymy kolagenázu a neutrální proteázu. Po distenzi se teprve pankreas zbaví okolního tuku a cév a rozdělí se do několika částí. Vazivo se potom za stálého třepání a cirkulace zbylého roztoku v izolační komoře štěpí, dokud nejsou patrné uvolněné jednotlivé ostrůvky. Velký problém představují rozdíly mezi kvalitou kolagenázy od jednotlivých výrobců a také rozdíly mezi jednotlivými šaržemi. To je hlavní příčinou, proč samotná izolace není ještě standardním postupem a výsledky jsou variabilní.
Následně je nutné účinky kolagenázy inhibovat a směs exokrinní a endokrinní tkáně se odděluje v buněčném procesoru COBE 2991. Princip semiautomatického postupu spočívá v tom, že specifická hmotnost ostrůvků se liší od ostatní tkáně a během centrifugace v různě koncentrovaném roztoku se frakce různě čistých ostrůvků oddělí. Konečný produkt má objem 2–6 ml, z čehož ostrůvky představují 30–80 %. Následně se mohou ostrůvky kultivovat po dobu několika hodin až dnů, což dovoluje vybrat a připravit zatím vhodného příjemce, obnovit izolací narušené metabolické pochody, ověřit morfologickou a funkční kvalitu a případně modifikovat imunobiologické vlastnosti tkáně.
Až na několik výjimek se zatím ve všech centrech implantují ostrůvky cestou vena portae do jaterního řečiště. Běžným přístupem je perkutánní punkce pod rentgenovou kontrolou, a to jen v místní anestézii. Ostrůvky je možné také podat v průběhu laparotomie, kdy je implantační katétr zaveden přes některou z mezenterických žil přímo do vena portae. Ostrůvky se podávají v 1–2 infúzích ve 250ml vacích a celý výkon včetně katetrizace trvá asi 90 min. V průběhu je vhodné monitorovat tlak ve vena portae, ale k jeho výraznějšímu vzestupu zpravidla nedochází. Pro omezení bezprostředního poškození tkáně aktivací komplementu a krevním srážením se podává spolu s ostrůvky zpravidla heparin v dávce 35–70 j./kg hmotnosti příjemce. Nenastanou-li žádné krvácivé komplikace, mělo by se dále pokračovat v terapii heparinem nitrožilně po dobu asi tří dnů.
Jaterní řečiště nepředstavuje optimální místo pro rozvoj funkce ostrůvků. Dochází zde k aktivaci nespecifického zánětu, je zde vysoká koncentrace metabolitů, hormonů a perorálně podávaných léků a relativně nízká tenze kyslíku. Proto jsou nyní testována alternativní místa, mezi něž patří např. kostní dřeň, vaskularizované prostory v omentu, preimplantované specifické komůrky či sval. Klinické výsledky
Do května 2012 bylo v Institutu klinické a experimentální medicíny provedeno celkem 440 transplantací pankreatu. V 385 případech se jednalo o kombinovanou transplantaci s ledvinou, ve 33 případech o následnou transplantaci pankreatu u pacienta s funkčním štěpem ledviny a 27krát byla provedena samostatná transplantace pankreatu. Transplantace ostrůvků se v IKEM provádějí od roku 2005 a do května 2012 bylo provedeno 59 výkonů. V 6 případech šlo o autotransplantaci, v 8 o kombinovanou transplantaci (6krát s ledvinou a 2krát s játry) a ve 45 případech o samostatnou transplantaci ostrůvků.
Analýza souboru pacientů, kteří podstoupili od roku 2000 první transpl
antaci (300 osob) ukázala následující výsledky: nensorované 5- a 10leté přežívání pacientů po kombinované transplantaci bylo 92 a 85 %, přežívání štěpů ledviny 89 a 79 % a přežívání štěpů pankreatu (to znamená nezávislost na exogenním inzulínu) 78 a 65 %. Křivky přežívání ukazuje Obr. 2.
Křivka přežívání štěpů pankreatu u pacientů léčených kombinovanou transplantací ledviny a pankreatu v USA v různých obdobích je pro srovnání na Obr. 3. Je patrné, že výsledky dosažené v IKEM jsou přinejmenším srovnatelné.
V souboru 24 pacientů s labilním diabetem, kteří podstoupili v IKEM 45 transplantací izolovaných Langerhansových ostrůvků, jsme hodnotili kompozitní ukazatel, který zahrnoval přítomnost všech následujících dílčích ukazatelů: eliminace hypoglykémií, snížení dávek inzulínu pod 50 %, dosažení hodnoty glykovaného hemoglobinu pod 5 % a hodnota C-peptidu nad 0,2 pmol/ml. Po jednom roce splňovali příjemci ostrůvků uvedené kompozitní kritérium v 67 %.
Zatím jen ve čtyřech světových centrech (Edmonton, Minneapolis, Ženeva, Lille) se podařilo udržet po transplantaci ostrůvků nezávislosti na zevním inzulínu u více než 50 % příjemců po pěti letech, což už se blíží výsledkům orgánové transplantace.(10)
Komplikace
Ve srovnání s orgánovou transplantací je transplantace ostrůvků podstatně bezpečnější a většina komplikací se týká imunosupresivní léčby. Punkce jater se může komplikovat krvácením, což může vyžadovat následnou revizi. Částečná trombóza vena portae je při použití antikoagulační léčby vzácná. Podle amerického registru se závažné komplikace vyskytly jen asi v 6 % případů a jen ve 2 ze 111 případů se nakonec neupravily. V sérii 45 implantací provedených v IKEM došlo v pěti případech k závažnému krvácení, z nichž dvě byla léčena chirurgickou revizí a tři se spontánně upravila, ale vyžadovala podání krevní transfúze. V jednom případě došlo k poranění žlučových cest, jež se rovněž upravilo spontánně.
Autotransplantace ostrůvků
Totální pankreatektomie je vždy provázena vznikem diabetu. Úprava metabolismu je často obtížná, zejména proto, že chybí také kontraregulační hormon glukagon. Ve vhodných případech by mohly izolace a následná transplantace předejít vzniku diabetu asi v 1/3 případů a významně stabilizovat metabolismus u další 1/3. Pankreas či jeho část se enzymaticky zpracují stejným způsobem jako při autotransplantaci, ale purifikace v buněčném procesoru se většinou neprovádí, aby se zajistil co největší možný zisk ostrůvků. Konečný objem tkáně je sice značně větší, ale výkon je zpravidla dobře tolerován, nevyžaduje imunosupresivní léčbu a měl by proto být zvážen prakticky ve všech případech, kdy se pankreas odebírá z nemaligních důvodů. Nejtypičtější diagnózou je bolestivá forma chronické pankreatitidy či jinak neléčitelná přetrvávající pankreatická píštěl po chirurgických intervencích.(25)
Další perspektivy
Orgánová transplantace pankreatu je stále provázena závažnými chirurgickými komplikacemi a další technické inovace mohou zvýšit bezpečnost tohoto výkonu a snížit počet ztracených štěpů zejména v důsledku reperfúzní pankreatitidy či trombózy cév štěpu. Méně zatěžující by mohla být také transplantace provedená za pomoci robotických zařízení.(26) Protože některá dlouhodobá sledování ukazují, že i poměrně pokročilé orgánové komplikace diabetu mohou při příznivém potransplantačním průběhu regredovat, mohla by se také více uplatnit izolovaná transplantace pankreatu jako způsob zastavení a regrese již rozvinuté diabetické nefropatie(27) anebo retinopatie. Dostupnost transplantační léčby by sice mohla zvýšit transplantace segmentu pankreatu získaného od žijícího dárce, jak je tomu např. v USA v Minneapolis,(28) nicméně ta se s ohledem na riziko pro samotného dárce v Evropě neprovádí.
Naděje, že by ostrůvková transplantace mohla technicky náročnou orgánovou transplantaci nahradit, je nyní opět velmi aktuální. Dříve, než by se tak mohlo stát v širším měřítku, bude nutné překonat ještě řadu překážek. Z nich některé se již daří úspěšně řešit: izolace a purifikace ostrůvků se krůček po krůčku zlepšují, takže jejich zisk z jednoho pankreatu mohl postačovat k dosažení nezávislosti na zevním inzulínu. Nové imunosupresivní protokoly jsou účinnější a přitom méně zatěžující pro beta-buňky, studují se postupy, jak zabránit jejich apoptóze a podpořit regeneraci. Zlepšení by mohla také přinést implantace ostrůvků do jiných míst, než jsou játra, např. do svalu, kostní dřeně nebo do speciálně pro to vytvořených vaskularizovaných míst. Dostatek inzulín produkující tkáně je možné získat od modifikovaných zvířecích kmenů, přičemž imunitní reakci by mohla zabránit bioarteficiální zařízení, která by zabránila přímému kontaktu buněk dárce a příjemce. Stále nové a nové nálezy potvrzují, že inzulín produkující buňky mohou být principiálně získané nejen z endokrinní části pankreatu, ale také z mezenchymálních a hemopoetických kmenových buněk, embryonálních kmenových buněk, indukovaných pluripotentních buněk či z transdiferenciací modifikovaných tkání. Ačkoliv tyto přístupy představují hlavní nadějí pro vzdálenou budoucnost, zatím není v chodu žádná studie, která by in vitro připravené beta-buňky již testovala u lidí. Množství potenciálních příjemců, pro které by transplantace inzulín produkující tkáně byla vhodná, je velké a rozhodně se nesnižuje. V tuto chvíli by reálný pokrok přineslo na jedné straně lepší využití všech vyhovujících pankreatů od dárců s mozkovou smrtí a na druhé straně uznání ostrůvkové transplantace jako léčebné metody, která by měla být hrazena zdravotními pojišťovnami.
**
Tab. Porovnání orgánové a ostrůvkové transplantace
Transplantace pankreatu Transplantace ostrůvků
krátkodobý úspěch
90 % 50–80 %
funkce déle než 5 let
70 %
<
20 %
revaskularizace úplná částečná
glukózová tolerance normální či téměř normální většinou porucha glukózové tolerance
vývoj diabetické mikroangiopatie stabilizace či zlepšení stabilizace, snad zlepšení
kritéria dárce věk 5–45 (50) let 18–65 let
obezita vylučující kritérium přijatelná
počet ostrůvků z jednoho pankreatu postačující často nepostačující
dostupnost pro pacienty řada center, v ČR 1 ve výzkumných centrech, v ČR 1
dlouhodobá konzervace nemožná principiálně možná
závažné komplikace časté vzácné
náklady obdobné u obou způsobů
immunosuprese nutná nutná
immunoizolace nemožná nemožná možná
modifikace tkáně nemožná možná
hlavní perspektivy méně komplikací, bezpečnější imunosuprese imunologická tolerance, alternativní zdroje tkáně
Literatura 1. SHAW, JE., SICREE, RA., ZIMMET, PZ. Global estimates of the prevalence of diabetes for 2010 and 2030. Diabetes Res Clin Pract, 2010, 87, p. 4–14. 2. MOKÁŇ, M., KVAPIL, M. Syndrom nerozpoznání hypoglykémie. 1st ed, Semily : Geum, 2010. 3. TANENBERG, RJ., NEWTON, CA., DRAKE, AJ. Confirmation of hypoglycemia in the ”dead-in-bed” syndrome, as captured by a retrospective continuous glucose monitoring system. Endocr Pract, 2010, 16, p. 244–248. 4. CRYER, PE. The barrier of hypoglycemia in diabetes. Diabetes, 2008, 57, p. 3169–3176.
5. TROPPMANN, C., GRUESSNER, AC., DUNN, DL., SUTHERLAND, DE., GRUESSNER, RW. Surgical complications requiring early relaparotomy after pancreas transplantation: a multivariate risk factor and economic impact analysis of the cyclosporine era. Ann Surg, 1998, 227, p. 255–268. 6. ADAMEC, M., SAUDEK, F. Transplantace slinivky brišní a diabetes mellitus. Praha : Karolinum, 2005. 7. SAUDEK, F. Léčba diabetu transplantací. Praha : Maxdorf, 2003. 8. RICORDI, C., LACY, PE., FINKE, EH., OLACK, BJ., SCHARP, DW. Automated method for isolation of human pancreatic islets. Diabetes, 1988, 37, p. 413–420. 9. SHAPIRO, AM., LAKEY, JR., RYAN, EA., et al. Islet transplantation in seven patients with type 1 diabetes mellitus using a glucocorticoid-free immunosuppressive regimen. N Engl J Med, 2000, 343, p. 230–238. 10. SHAPIRO, AM. State of the art of clinical islet transplantation and novel protocols of immunosuppression. Curr Diab Rep, 2011, 11, p. 345–354. 11. SHAPIRO, AM., RICORDI, C., HERING, BJ., et al. International trial of the Edmonton protocol for islet transplantation. N Engl J Med, 2006, 355, p. 1318–1330. 12. GIRMAN, P., SAUDEK, F. The IKEM pancreas and islet transplant program as part of healthcare for type 1 diabetes patients: retrospective analysis of outcome from 1983 to 2010. Rev Diabet Stud, 2011, 8, p. 35–43. 13. HUURMAN, VA., HILBRANDS, R., PINKSE, GG., et al. Cellular islet autoimmunity associates with clinical outcome of islet cell transplantation. PLoS One, 2008, 3, e2435. 14. BERNEY, T., SECCHI, A. Rapamycin in islet transplantation: friend or foe? Transpl Int, 2009, 22, p. 153. 15. MATSUMOTO, S., OKITSU, T., IWANAGA, Y., et al. Insulin independence after living-donor distal pancreatectomy and islet allotransplantation. Lancet, 2005, 365, p. 1642–1644. 16. GRUESSNER, AC. 2011 update on pancreas transplantation: comprehensive trend analysis of 25,000 cases followed up over the course of twenty-four years at the International Pancreas Transplant Registry (IPTR). Rev Diabet Stud, 2011, 8, p. 6–16. 17. SAUDEK, F., PRUHOVA, S., BOUCEK, P., et al. Maturity-onset diabetes of the young with end-stage nephropathy: a new indication for simultaneous pancreas and kidney transplantation? Transplantation, 2004, 77, p. 1298–1301. 18. The Diabetes Control and Complications Trial Research Group. The effect of intensive treatment of diabetes on the development and progression of long-term complications in insulin-dependent diabetes mellitus. N Engl J Med, 1993, 329, p. 977–986. 19. MARADA, T., LIPAR, K., ADAMEC, M., GIRMAN, P., KRIZ, J., SAUDEK F. Simultaneous transplantation of the kidney and the islets of Langerhans. Rozhl Chir, 2011, 90, p. 111–113. 20. MINDLOVÁ, M., SAUDEK, F. Autonomní selhání způsobené recidivujícími hypoglykémiemi, jeho klinické hodnocení a terapie. Prakt. Lék, 2007, 87, s. 52. 21. GIANNARELLI, R., COPPELLI, A., SARTINI, MS., et al. Pancreas transplant alone has beneficial effects on retinopathy in type 1 diabetic patients. Diabetologia, 2006, 49, p. 2977–2982. 22. RYAN, EA., PATY, BW., SENIOR, PA., et al. Five-year follow-up after clinical islet transplantation. Diabetes, 2005, 54, p. 2060–2069. 23. MAFFI, P., BERTUZZI, F., De TADDEO, F., et al. Kidney function after islet transplant alone in type 1 diabetes: impact of immunosuppressive therapy on progression of diabetic nephropathy. Diabetes Care, 2007, 30, p. 1150–1155. 24. BOGGI, U., AMORESE, G., MARCHETTI, P. Surgical techniques for pancreas transplantation. Curr Opin Organ Transplant, 2010, 15, p. 102–111. 25. HARRIS, H. Systematic review of total pancreatectomy and islet autotransplantation for chronic pancreatitis. Br J Surg, 2012. 99. p. 761–766. 26. BOGGI, U., SIGNORI, S., VISTOLI, F., et al. Laparoscopic robot-assisted pancreas transplantation: first world experience. Transplantation, 2012, 93, p. 201–206. 27. FIORETTO, P., MAUER, M. Reversal of diabetic nephropathy: lessons from pancreas transplantation. J Nephrol, 2012, 25, p. 13–18. 28. SUTHERLAND, DE., RADOSEVICH, D., GRUESSNER, R., GRUESSNER, A., KANDASWAMY, R. Pushing the envelope: living donor pancreas transplantation. Curr Opin Organ Transplant, 2012, 17, p. 106–115.
O autorovi| Prof. MUDr. František Saudek, DrSc. Institut klinické a experimentální medicíny, Praha, Centrum diabetologie Podpořeno projektem MZ ČR rozvoje výzkumné organizace 00023001 (IKEM) – Institucionální podpora. Prohlášení: autor v posledních 12 měsících v souvislosti s tématem práce spolupracoval s těmito farmaceutickými společnostmi: placená přednáška: Astellas Pharma; placená přednáška: Novartis, Sanofi-Aventis; placená konzultace: Roche. e-mail: frantisek.saudek@ikem.cz