Immunologische Aspekte in der Reproduktionsmedizin

Im Rahmen einer Schwangerschaft kommt es zu profunden Veränderungen des mütterlichen Gerinnungssystems (Tab. 2) in Richtung einer gesteigerten Gerinnungsaktivierung (Bohlmann 2011).

Abgesehen von rein therapeutischen Indikationen im Fall thromboembolischer Ereignisse kommen Heparine auch zur Verbesserung des Schwangerschafts-Outcome bei Patientinnen bei einer Kinderwunschbehandlung oder mit wiederholten Komplikationen wie habituellen Aborten zur Anwendung. Es greift jedoch zu kurz, davon auszugehen, dass die verschiedenen Heparine einzig antikoagulatorisch wirken. Bei fehlender Plazentagängigkeit weisen sie zahlreiche Effekte auf endometrialer und dezidualer Ebene (Tab. 3) auf, die bis dato in ihrer Komplexität nicht vollständig untersucht oder gar verstanden sind (Übersicht bei Nelson und Greer 2008 sowie Bohlmann 2011).

Die klinische Bedeutung des Progesterons geht weit über seine Rolle im Rahmen der Sekretionsphase des weiblichen Zyklus hinaus (Bohlmann et al. 2008). Progesteron ist in der Lage, vielfältige sich u. a. auf endometrialer, uteriner und immunmodulatorischer Ebene abspielende Wechselwirkungen zu induzieren.

So ist Progesteron wesentlich beteiligt an (Schindler 2005)

Eine Lutealphasenunterstützung durch Gestagene im Rahmen einer durch Down-Regulation mittels GnRH-Analoga gekennzeichneten IVF/ICSI-Behandlung ist aufgrund des dabei entstehenden Progesterondefizits immanent (Daya und Gunby 2004). In letzten Zeit ist insbesondere die Option der Prävention von Frühgeburten durch eine prolongierte Gestagengabe im 2. und 3. Trimenon in den wissenschaftlichen Fokus gerückt (Rode et al. 2009). Im Rahmen dieses Buchkapitels soll jedoch der Schwerpunkt auf der immunmodulatorischen Wirkung des Progesterons liegen.

Bei Patientinnen mit wiederholten Schwangerschaftskomplikationen wie habituellen Fehlgeburten wird ein Ungleichgewicht zwischen den die Trophoblastentwicklung hemmenden und fördernden Zytokinen – mit Oberflächenrezeptoren interagierende und somit intrazelluläre Signalwege beeinflussende Polypeptide – auf endometrialer Ebene beschrieben. Es fand sich in verschiedenen Untersuchungen insbesondere ein Ungleichgewicht zwischen der sog. Th1- und Th2-Zell-Reaktion. Ursächlich für solch eine gestörte Interaktion könnte dabei u. a. ein Mangel an Progesteron sein: Progesteron verschiebt dieses Ungleichgewicht in vitro in Richtung der Zytokine der protektiven Th2-Zell-Reaktion, insbesondere IL-4, IL-5 und LIF (Piccinni et al. 1995, 1998).

Weitere modulierende Effekte des Progesterons werden in der Synthese schwangerschaftsprotektiver Antikörper (Pandey et al. 2005) sowie der Stimulation des Progesteron-induzierten blockierenden „Faktors“ (PIBF) gesehen. Letzterer ist in der Lage, einer Aktivitätsinhibierung von NK-Zellen herbeizuführen sowie ebenfalls eine Th2-Antwort zu induzieren.

In der Tat konnte gemäß einer Cochrane-Analyse bei Frauen mit anamnestisch wiederholten Frühaborten in einer Folgegravidität ein vorteilhafter Effekt einer prophylaktischen Gestagengabe nachgewiesen werden (Haas und Ramsey 2013). Fragen zum optimalen Applikationsweg (vaginal, oral, intramuskulär) sowie Daten zu Dauer und Dosierung der Progesteronsubstitution sind noch nicht ausreichend beantwortet, sodass weitere prospektiv-randomisierte Studien notwendig erscheinen (Oates-Whitehead et al. 2003). Auch bestehen Unterschiede in Bezug auf die Art des Gestagens: Die aktuelle nationale Leitlinie empfiehlt bei habituellen Aborten die prophylaktische Gabe von synthetischem – nicht aber von natürlichem – Gestagen (Toth et al. 2018). Eine Gestagengabe zur generellen Abortprophylaxe bei Frauen mit spontan eingetretener Gravidität und unbelasteter Eigenanamnese scheint jedoch keine vorteilhaften Effekte zu haben (Haas und Ramsey 2013).

Eine klare Positionierung nimmt die Leitlinien-Kommission der DGGG auch bzgl. einer immunologischen Abklärung bei Frauen mit wiederholten Schwangerschaftskomplikationen ein: „Alloimmunologische Untersuchungen … sollten bei Frauen mit wiederholten Spontanborten ohne Hinweis auf eine präexistente Autoimmunerkrankung nicht außerhalb von Studien durchgeführt werden“ (Toth et al. 2018).

Bei Paaren mit wiederholten Fehlgeburten oder wiederholtem Implantationsversagen wird ebenfalls die Anwendung der sog. aktiven Immunisierung propagiert (Übersicht bei Rogenhofer et al. 2011). Die postulierte Rationale einer solchen aktiven Immunisierung liegt dabei in der Immunstimulation und damit einer verbesserten Immunerkennung in der Folgeschwangerschaft.

Im Rahmen der Abklärung erfolgt daher zunächst eine HLA-Typisierung (HLA-Klasse-I-Antigene) beider Partner. Liegen dabei identische HLA-I-Antigene vor, erfolgt in einem zweiten Schritt eine Klasse-II-Antigentypisierung. Im Fall einer weiteren Übereinstimmung wird dann auf HLA-differente Zellen eines Spenders zurückgegriffen. Nach der Abnahme von 50–100 ml heparinisiertem Vollblut des Partners oder eines Spenders findet zunächst eine Lymphozytenpräparation statt, die in weiteren Schritten – mittels Dichtezentrifugation – extrahiert und konzentriert werden. Die unter sterilen Bedingungen gereinigten und resuspendierten Lymphozyten werden schließlich der Patientin injiziert. Nach 4 Wochen wird die Immunreaktion der „Geimpften“ durch Testung auf antipaternale HLA-Antikörper überprüft, welche ihrerseits im Rahmen einer Folgeschwangerschaft den Embryo vor dem maternalen Immunsystem mittels „coating“ schützen sollen. Veränderungen des peripheren Th1-/Th2-Verhältnisses bei der Empfängerin sind dabei in Hinblick auf den Schwangerschaftsausgang prognostisch nicht verwertbar (Wilczyński et al. 2012).

Die Nebenwirkungen der Immunisierungstherapie sind lokalen und systemischen Reaktionen intradermaler Vakzinationen gegen virale Infektionskrankheiten vergleichbar. Neben lokalen Ereignissen wie dem Auftreten von Rötungen, Schwellungen und Brennen finden sich in der Literatur auch – selten – Berichte über systemische Nebenwirkungen wie grippeähnliche Symptome, Fieber, etc. Zudem sind anaphylaktische Reaktionen sowie eine potenzielle Induktion von Autoimmunerkrankungen wie ein systemischer Lupus erythematodes denkbar (Rogenhofer et al. 2011). Aufgrund der Herkunft der Vakzine aus Fremdblut besteht weiterhin ein Restrisiko einer Transmission (viraler) Infektionskrankheiten sowie der Induktion irregulärer erythrozytärer und thrombozytärer Antikörper.

Insgesamt ist das theoretische Konstrukt einer aktiven Immunisierung an sich kritisch zu hinterfragen: Trophoblastzellen der fetomaternalen Grenzfläche tragen keine klassischen MHC I-, sondern atypische HLA-G- und HLA-E-Moleküle, die von den im Rahmen einer aktiven Immunisierung induzierten antipaternalen HLA-Antikörpern nicht erreicht werden.

Auch ist der Wirksamkeitsnachweis der aktiven Immunisierung nach Regeln der evidenzbasierten Medizin bis dato nicht erbracht, da zu ihrer Anwendung bei Kinderwunschpatientinnen bis dato keine prospektiv randomisierten, placebokontrollierten Studien vorliegen. Die wenigen, in PubMed gelisteten und bereits in den 1990er-Jahren veröffentlichten internationalen Studien wurden ohne Kontrollgruppen durchgeführt (Carp et al. 1994; Matsuyama et al. 1992). Auch Daten einer deutschen Arbeitsgruppe stammen nicht aus prospektiv randomisierten, placebokontrollierten Studien (Kling et al. 2006, 2008). Es können in diesem Studienansatz daher das Outcome beeinflussende Faktoren wie Effekte von „tender loving care“ im Immunisierungszyklus nicht ausgeschlossen werden, da die erfolglosen Vorzyklen der Patientinnen selbst bzw. das nationale IVF-Register als Vergleichsgröße fungierten.

Über die Langzeitentwicklung von nach aktiver Immunisierung geborenen Kindern liegen keine suffizienten Daten vor, sodass eine Aussage über potenzielle kindliche Risiken bis dato nicht möglich ist.

Als „passive Immuntherapie“ wird die intravenöse Applikation von Immunglobulinen (IVIG) verstanden. Bei den im Rahmen der Reproduktionsmedizin applizierten Immunglobulinen handelt es sich um gepoolte Antikörper zahlreicher Blutspender, sodass das Antikörperprofil entsprechend variieren kann (Kleinstein 2009). Der Gabe dieser polyvalenten Antikörper wird ein immunmodulatorischer Effekt zugeschrieben, wodurch – beispielsweise bei Frauen mit wiederholtem Implantationsversagen – eine Komplementinaktivierung, hemmende Effekte auf Autoantikörper der Patientin, eine Aktivitätsminderung von NK-Zellen und eine Beeinflussung der Zytokinproduktion und postuliert werden.

In entsprechenden Studien bei Frauen in einer Kinderwunschbehandlung finden sich uneinheitliche Vorgehensweisen zu Beginn (Stimulationsbeginn, Follikelpunktion, Embryotransfer), Dosis, Therapieintervall und Dauer der sehr kostspieligen Applikationen. Die Indikationen für einen solchen Therapieansatz sind bis dato ebenfalls nicht ausreichend geklärt (Kallen und Arici 2003), schwerwiegende Nebenwirkungen wie anaphylaktische Reaktionen und eine potenzielle Infektionstransmission müssen beachtet werden.

TNF-Blocker wie Infliximab, Etanercept, Adalimumab, Certolizumab und Golimumab kommen normalerweise in der Behandlung von Autoimmunerkrankungen wie rheumatoider Arthritis, Psoriasisarthritis, ankylosierender Spondylitis (M. Bechterew) sowie M. Crohn und Colitis ulcerosa zur Anwendung. Ihr Wirkprinzip besteht auf der Hemmung des hauptsächlich von Makrophagen ausgeschütteten Tumornekrosefaktors.

Der klinische Erfahrungshorizont dieser in ihrer primären Indikation sehr effektiven Präparate betrifft dabei einen Zeitraum von knapp 20 Jahren. Aufgrund der altersspezifischen Inzidenzen der jeweiligen Erkrankungen in der fertilen Lebensphase kann mittlerweile auch eine Reihe von Anwendungen in der Schwangerschaft überblickt werden (Clowse 2010).

Als typische Nebenwirkung der immunsuppressiven Therapie mit TNF-Blocker wird die Reaktivierung einer präexistenten Tuberkulose genannt. Zudem wurden u. a. erhöhte Inzidenzen demyelinisierender Erkrankungen sowie das paradoxe Neuauftreten eines systemischen Lupus erythematodes und pustulöser Psoariasitiden berichtet (Clowse 2010). Auch das bei immunsupprimierten Patienten beschriebene erhöhte Auftreten von Malignomen (z. B. Lymphom) muss Beachtung finden. Alle beschriebenen Therapeutika – mit Ausnahme von Etanercept allesamt Antikörper oder deren Fragmente (Certolizmab) – sind placentagängig. Im Rahmen ihrer Anwendung präkonzeptionell bzw. in der Schwangerschaft wurde bei TNFα-Blocker das erhöhte Auftreten von kindlichen Fehlbildungen (VATER- bzw. VACTERL-Anomalienkomplex) zumindest diskutiert (Carter et al. 2006), während andere Autoren methodische Mängel dieser Auswertung hervorheben (Clowse 2010).

Unabhängig davon ist als Grundlage der Anwendung in oben genannten Fällen eine schwere Autoimmunerkrankung der Schwangeren zu sehen, die eine Therapie mit TNF-Blockern aus medizinischer Indikation notwendig machte.

Es liegen Daten einer amerikanischen Arbeitsgruppe zur Anwendung von Adalimumab bei Frauen im Rahmen einer Kinderwunschbehandlung bzw. zur Anwendung von Etanercept oder Adalimumab bei Patientinnen mit habituellen Aborten vor, bei denen eine erhöhte endometriale TNF- Freisetzung postuliert worden war.

Bei 76 Patientinnen mit anamnestischen habituellen Aborten erfolgte eine retrospektive Auswertung einer Folgegravidität, die entweder mit Heparin allein (n = 21), der Kombination aus Heparin und intravenösen Immunglobulinen (IVIG) (n = 37) oder der Kombination aus Heparin, IVIG und einem TNF-α-Blocker (Etanercept oder Adalimumab) (n = 17) nicht randomisiert behandelt worden war (Winger und Reed 2009). Die Patientinnen waren in Hinblick auf Alter, anamnestische Abortanzahl, Thrombophilie und autoimmune Marker vergleichbar. Die Lebendgeburtenrate war mit 19 % im Heparinarm signifikant niedriger als in der mit Heparin + IVIG behandelten Gruppe (54 %) bzw. der Gruppe mit der Kombinationsbehandlung aus Heparin + IVIG + TNF-Blocker (71 %). In allen Gruppen traten nur minimale Nebenwirkungen auf; kindliche Fehlbildungen mit Ausnahme eines M. Down in der Heparin + IVIG-Gruppe wurden nicht detektiert (Winger und Reed 2009).

Auch im Rahmen einer IVF-Behandlung erfolgte eine Anwendung von TNF-Blockern: Bei 75 Patientinnen mit einem „erhöhten Verhältnis des Th1/Th2-Zytokinprofils“ fand ein (nicht randomisierter) Therapieansatz „nach klinischer Entscheidung“ in einem der 4 Arme „Adalimumab + intravenöse Immunglobuline (IVIG)“, „Immunglobuline allein“, „Adalimumab allein“ bzw. „keine Therapie“ statt. Tab. 4 zeigt das Outcome der jeweiligen Studienarme (Winger et al. 2009) dieser retrospektiven Auswertung.

Es wurden dabei Zusammenhänge zwischen dem präkonzeptionellen TNF/IL-10-Zytokin-Quotienten und dem IVF-Outcome aufgestellt (Winger et al. 2011a).

An diesen Studien mit an sich beeindruckenden Ergebnissen und teilweise positiven Kommentaren der internationalen Literatur (Clark 2010) sind jedoch ausgewiesene methodische Schwächen – wie die Gabe des TNF-Blockers 2 Monate vor der Kinderwunschtherapie mit fehlendem Effektnachweis zum Zeitpunkt des Transfers, fehlende Randomisierung, fehlende Placebokontrolle etc. – zu bemängeln. Auch die Daten zum kindlichen Follow-up (Winger et al. 2011b) sind nicht schlüssig (Clowse 2010), da in dieser Auswertung wesentlich mehr Kinder in den Behandlungsarmen „IVIG“ bzw. „keine Therapie“ aufgeführt werden als in der ursprünglichen Publikation.

Der eigentlich aus der Behandlung einer chemotherapieassoziierten Neutropenie bekannte granulozytenkoloniestimulierende Faktor (G-CSF) weist auf endometrialer Ebene ebenfalls verschiedenartige Effekte auf. G-CSF wird vorwiegend von endometrialen Epithelzellen sezerniert, wobei ihm wegen seiner Interaktion mit immunkompetenten Zellen eine proinflammatorische Komponente zugeschrieben wird (Fahey et al. 2005). Besonders bedeutsam dürften auch die eine Dezidualisierung induzierenden Effekte auf endometriale Stromazellen sein (Tanaka et al. 2000).

Seit einiger Zeit wird nun die follikuläre G-CSF-Konzentration als prognostischer Faktor für die oozytäre Reife im Rahmen einer Kinderwunschbehandlung diskutiert (Salmassi et al. 2005; Lédée et al. 2011). Es liegen zudem erste Fallberichte über die erfolgreiche Expansion eines initial inadäquat aufgebauten Endometriums nach uterinen Spülungen mit G-CSF vor (Gleicher et al. 2011).

Eine prospektiv randomisierte, placebokontrollierte Studie berichtet zudem über einen vorteilhaften Effekt einer subkutanen G-CSF-Gabe zur Prävention von erneuten Fehlgeburten bei Frauen mit anamnestischen habituellen Aborten unklarer Genese: In der G-CSF-Gruppe (n = 35) lag die „baby take home rate“ mit 82,8 % signifikant (p = 0,006) höher als in der Placebogruppe (n = 33) mit 48,5 % (Scarpellini und Sbracia 2009).

Eine randomisierte Studie mit 100 Frauen und wiederholtem Implantationsversagen nach IVF/ICSI wies erhöhte biochemische Schwangerschafts- und Implantationsraten nach einer Einmalgabe von 300 μg G-CSF (Einmalgabe von 300 μg), jedoch keine erhöhte klinische Schwangerschaftsrate oder eine Verbesserung der Abortrate auf (Davari-Tanha et al. 2016).

Bis dato herrschen zahlreiche Unklarheiten bzgl. Zeitpunkt, Dosierung und Häufigkeit einer G-CSF-Gabe bei Frauen mit Kinderwunsch oder habituellen Aborten. Die nationale Leitlinie unterstreicht diesen Aspekt und führt aus, dass eine Therapie mit G-CSF „zur Abortprophylaxe bei Frauen mit wiederholten Aborten außerhalb von Studien nicht durchgeführt werden soll“ (Toth et al. 2018).