Bronchoskopische Lungenvolumenreduktionsverfahren, was ist heutzutage möglich? Wer kommt in Betracht?

Das Lungenemphysem ist eine Erkrankung der Atemwege, bei der trotz zunehmender Gesamtgasmenge der Lunge, der funktionsfähige Anteil kleiner wird. Während man bei einem Patienten mit einem Asthma bronchiale diese krankhafte Überblähung der Lunge durch Einnahme von Medikamenten (meistens Sprays) zurückdrängen oder sogar aufheben kann, ist der Strukturschaden des Lungenemphysems nicht mehr medikamentös behandelbar. Mit Fortschreiten der Erkrankung kommt es zu einer Zunahme der Lungenüberblähung und die Patienten können die gefesselte Luft nicht mehr ausatmen. Die Zwerchfelle, die normalerweise mit ihrer Muskelkraft die Lunge zum Einatmen nach unten ziehen, werden jetzt, durch die große, überblähte Lunge nach unten gedrückt. Damit wird auch das Einatmen immer schwerer. Schließlich geht die Luft nicht mehr herein und nicht mehr heraus. Die Atemzüge werden immer flacher und schneller. Bei geringster Belastung kommt es zu Luftnot.

Ein Behandlungsansatz besteht darin, einen Teil der Lunge chirurgisch zu entfernen, um die Atemmechanik zu verbessern. Studien haben gezeigt, dass besonders die Patienten von einem operativen Eingriff profitieren, bei denen die Lungenoberlappen betroffen sind, die Belastbarkeit eingeschränkt ist, eine gewisse die Gasaustauschfähigkeit aber noch erhalten ist. Einen ähnlichen Ansatz verfolgt man mit der endoskopischen Emphysemtherapie ohne Operation. Hierbei wird jedoch kein Lungengewebe entfernt, sondern nur verkleinert und stillgelegt. Das Ziel aller Verfahren ist es, die Überblähung zu verringern, die Gesamtatemtiefe zu verbessern und die sauerstoffreiche Luft zu den besser funktionsfähigen Lungenabschnitten zu leiten.    

Welche Verfahren gibt es? Welches ist am besten für den Patienten geeignet?

Prinzipiell kann man unterscheiden, zwischen Verfahren die reversibel sind (Ventilen), d.h. deren Effekt man wieder rückgängig machen (Ventilentfernung) und denen, die nicht reversibel sind. Nach Anwendung dieser irreversiblen Techniken (z.B. Hitzeverödung) kann man den früheren Zustand nicht wiederherstellen, falls der Patient nicht profitiert haben sollte. Jede Behandlung muss aber genau überlegt werden. Es gibt keine Wunderbehandlungen ohne Risiko und ohne Belastung. Lungenvolumenreduktion schafft kein neues Gewebe. Dies kann nur eine Transplantation. Mit jeder endoskopischen Therapie schaltet man bewusst einen Teil der Lunge aus. Unvermeidbar verkleinert man die innere Lungenfläche, die für die Aufnahme von Sauerstoff und Abgabe von Kohlensäure verantwortlich ist. Dies nimmt man in Kauf, um die Mechanik der Lunge zu verbessern und die Atemarbeit zu verringern. Jeder Schachspieler kennt den Opferzug. Man schlägt einen Bauer, um einen Springer zu gewinnen. Die ärztliche Kunst besteht darin, um bei diesem Bild zu bleiben, keinen Springer zu opfern, nur um einen Bauern zu gewinnen. Dies erreicht man, in dem man zunächst die Lungenareale identifiziert, die am wenigsten zum Gasaustausch beitragen, die man also bei einer Lungenvolumenreduktion „opfern“ kann. Hierzu nutzt man die Computertomographie (das CT) der Lunge und die Perfusionsszintigraphie, ein nuklearmedizinisches Verfahren, das bildhaft die Durchblutung der Lunge darstellt. Gibt es Zonen mit besonders starker Zerstörung, bzw. herabgesetzter Durchblutung spricht man von einem heterogenen Emphysem, liegt ein gleichmäßig verteilter Schaden vor, nennt man dies ein homogenes Emphysem.

Gemeinsame Voraussetzungen für alle Verfahren der endoskopischen Emphysembehandlung

Jeder Patient muss optimal vorbereitet sein. Dazu gehört, dass er seit mindestens drei Monaten nicht mehr raucht. Alle Medikamente müssen verschrieben und eingenommen sein. Eine Rehabilitation innerhalb der letzten zwei Jahre und ein intensives Trainingsprogramm (Lungensport) werden gefordert. Sollte nach diesen Maßnahmen die Lungenfunktion in den nachfolgenden Grenzen liegen, kommt eine endoskopische Behandlung in Betracht.

Die TLC (das Gasgesamtvolumen) der Lunge sollte größer als 125% der Norm,

das Residualvolumen (Restgasmenge nach maximaler Ausatmung) über 150% der Norm sein,

Der FeV1 (die Gasmenge, die in der ersten Sekunde ausgeatmet werden kann) sollte kleiner als 45% aber nicht geringer als 15% der Norm sein.

Die besten Ergebnisse erzielt man wenn im 6-Minutengehtest mindestens 150 Metern bewältigt wird. Patienten, die deutlich mehr als 350 Meter zurücklegen können, profitieren nicht spürbar von einer solchen Behandlung.

Schwierig ist die Entscheidung bei Patienten mit großem Sauerstoffmangel (pO2 in der Blutgasanalyse unter 45 mm Hg) oder erheblich erhöhten Kohlesäurewerten im Blut (Hypercapnie mit CO2 über 50 mm Hg). Es kann zu risikoreich sein, weiteres Lungengewebe auszuschalten.  

Eine andere Art, die Gasaustauschfähigkeit der Lunge in Zahlen zu fassen ist die Bestimmung der Diffusionskapazität, bzw. des Transferfaktors für Kohlenmonoxyd. Der DLCO-Wert sollte nicht weit unter 20% der Norm sein. Es gibt weitere Begleiterkrankungen, insbesondere des Herzens die dazu führen können, dass man einen Patienten zu diesem Zeitpunkt nicht endoskopische behandeln sollte. Dies muss im Einzelfall vom Lungenarzt entschieden werden.

Nicht sinnvoll und sogar gefährlich ist es, Patienten mit endoskopischen Methoden zu behandeln die häufig (mehr als 2 pro Jahr) an Lungenentzündungen oder Bronchitisproblemen mit eitrigem Auswurf leiden, weil sie chronische Entzündungsherde und Aussackungen (Bronchiektasen) in der Lunge haben. Sollten durch frühere Erkrankungen oder Operationen größere Vernarbungen oder Verwachsungen verblieben sein, kommt ein endoskopisches Verfahren ebenfalls nicht in Betracht.

Auf keinen Fall sollte man den endoskopischen Eingriff durchführen wenn ein akuter Infekt vorliegt.

Die einzelnen Verfahren

Ventile

Die bekannteste Methode, ist die Einlage der sogenannten Emphysemventile. Über 5000 Patienten sind bisher damit behandelt worden und wir können daher Nutzen und Risiken recht gut abschätzen. Spürbare Verbesserungen der Lungenfunktion und des Überlebens sind in zahlreichen Studien nachgewiesen. Sowohl die IBV® Ventile der Firma Olympus als auch die Zephyr®-Ventile der Firma Pulmonx werden über flexible Katheter bronchoskopisch in Segmentbronchien eingelegt. Weil Luft durch die Ventile leichter heraus- als hineinströmen kann, kommt es zu dem gewünschten Volumenverlust. Gesichert ist, dass Patienten profitieren, die ein heterogenes Emphysem mit Zielzonen haben. Im Gegensatz zu der operativen Lungenvolumenreduktion können mit Ventileinlage nicht nur Oberlappenemphyseme sondern auch Emphyseme in den Unterlappen und solche, die durch einen Alpha-1-Antitrypsinmangel bedingt sind, erfolgreich therapiert werden.

Um eine echte Volumenreduktion erzielen zu können, muss der behandelte Lungenlappen zunächst sicher abgedichtet sein. Die Ventile mit richtiger Größe müssen korrekt sitzen und schlussfähig sein. Eine weitere Voraussetzung ist, dass das Lungenareal nicht durch Luft aus umgebenden Lungenarealen über sogenannte kollaterale Kanäle versorgt wird. Die kollaterale Ventilation ist ein, an sich sinnvoller Schutzmechanismus. Während er im Einzelfall hilft, den Gasaustausch für Lungenabschnitte hinter Sekretpfröpfen sichert, steht er natürlich dem Volumenreduktionseffekt durch Ventile entgegen. Mit dem Chartis ® Katheter System ist es möglich, das Ausmaß der kollateralen Ventilation zu prüfen und vorherzusagen, wer eine Atelektase (radiologisch sichtbare Verkleinerung) entwickeln wird. Dies führen wir während der Bronchoskopie durch und entscheiden dann, ob wir Ventile einlegen. Über den gleichen Katheter messen wir auch die Sauerstoffaufnahme um zu verhindern, dass wir zu viel „gutes“ Lungengewebe ausschalten. Es gibt Patienten, die auch von Ventileinlagen profitieren, obwohl sie eine positive kollaterale Ventilation haben und keine Atelektase entwickeln. Die Datenlage spricht aber dafür, dass man in diesen Fällen andere Verfahren überlegen sollte.

Die Hauptnebenwirkung, bzw. Komplikation ist die Entstehung eines Pneumothorax. Durch Zugkraft kann eine Blase einreißen und Luft in den Rippenfellraum übertreten, so dass ein Teil der Lunge zusammenfällt. Man muss dann manchmal für einige Tage eine Drainage (Absaugschlauch) einlegen und die Luft aus dem Rippenfell absaugen um die Lunge wieder zur Entfaltung zu bringen. Das Pneumothoraxrisiko steigt, wenn die Lunge bereits sehr geschädigt war, und wenn dann ein starker Volumenverlust nach Ventileinlage auftritt. Dies erklärt, warum gerade die Patienten besonders profitieren, die vorübergehend einen Pneumothorax entwickelt hatten. Der Hauptvorteil der Ventiltherapie besteht darin, dass die Ventile jederzeit wieder entfernt werden können.

Coils, Spiralen

Ein anderes Verfahren um das Lungenvolumen zu reduzieren und die elastische Rückstellkraft der Gesamtlunge zu verbessern ist die Einlage von Coils der Firma PneumRx. Dies sind Drähte aus einer Formgedächnislegierung, die man über Katheter in Lungensegmente vorschiebt. Nach der Freisetzung ziehen sie sich zu Spiralen zusammen und raffen quasi das Lungengewebe zur Mitte hin. Coils kann man deshalb nur dann einsetzen, wenn noch genügend Restgewebe vorhanden ist. Die besten klinischen Erfolge gibt es bei den Patienten, die eine sehr ausgeprägte Überblähung mit Residualvolumina über 200% der Norm haben. Es wird derzeit untersucht, ob auch Patienten mit einem homogenen Lungenemphysem profitieren. Ein großer Vorteil der Methode besteht darin, dass sie auch angewendet werden kann, falls eine erhebliche kollaterale Ventilation vorliegt. Der Nachteil ist, dass sie kaum reversibel ist. Nach mehreren Tagen wird man es kaum schaffen, die Spiralen wieder endoskopisch zu entfernen. Besondere Vorsicht ist geboten bei Patienten, die blutgerinnungshemende Medikamente einnehmen müssen, da es zu kleinen Verletzungen mit Blutungen kommen kann.

Polymerschaum und Thermoablation

Es ist eine naheliegende Idee, anstelle durch Einlage metallischer Fremdkörper die Bronchienäste die zu den Emphysemarealen führen einfach zu verkleben. Dies erreicht man mit dem AeriSeal®, einem polymerischen Schaum der Firma Aeris. Nach Applikation des Schaums in Segmente kommt es zu einer Entzündungsreaktion mit anschließender Vernarbung und Schrumpfung. Die Auswahlkriterien sind derzeit noch strenger als bei anderen Verfahren, es müssen eindeutige Zielzonen, bevorzugt in den Oberlappen vorliegen. Bei großen Blasen sollte man nicht behandeln.

Einen ähnlichen Ansatz verfolgt die Thermoablation der Firma Uptake Medical. Anstelle eines Schaumes appliziert man genau dosiert Hitze durch Wasserdampf und erreicht so die gewünschte Schrumpfung. Es gibt noch nicht viele Studien, aber Schaumapplikation und Dampftherapie scheinen ebenfalls sehr effektiv zu sein. Bei knapp der Hälfte der Behandelten sieht man nach sechs Monaten eine relevante Verbesserung von Lungenfunktion und Gehstrecke. Nicht unterschätzen darf man aber die Entzündungsreaktion. Obwohl nur vorübergehend, ist sie für den Patienten belastend. Beide Methoden können angewendet werden, auch wenn kollaterale Ventilation vorliegt, sie sind aber definitiv irreversibel.   

Zusammenfassung

Es stehen heute mehrere ausgereifte endoskopische Methoden zur Verfügung um Emphysempatienten zu helfen. Die Auswahl erfordert Erfahrung und sollte nach genauen Untersuchungen an Behandlungszentren durchgeführt werden.

Prof. Dr. Lutz Freitag, Chefarzt Abteilung interventionelle Pneumologie Ruhrlandklinik gGmbH am Universitätsklinikum Essen, (6. Symposium Lunge in Hattingen/NRW).

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