Das Lungenemphysem stellt eine der Endstadien einer chronisch obstruktiven Atemwegserkrankung dar. Die Patienten sind durch Belastungsdyspnoe bei geringster Belastung maximal eingeschränkt, im weiteren Verlauf kann es zur pulmonalen Kachexie und zum Atempumpenversagen führen.

Bereits in den 50er Jahren des vergangenen Jahrtausends kamen Überlegungen zum Tragen, bei Patienten, die eine inhomogene Verteilung des Emphysem aufwiesen, durch eine Resektion der am meisten überblähten Areale die Situation der Patienten zu verbessern. Ziel ist es, die Instabilität der Atemwege und die Überblähung durch eine Verkleinerung der Lunge zu optimieren. Die Rückstellkräfte der Lunge sollten dadurch verbessert werden und auch eine Verbesserung der Atemmechanik kann ermöglicht werden, was zu einer längeren Belastbarkeit der Patienten führt.

Initiale chirurgische Versuche zeigten nur kurzfristige Effekte, da die postoperativen Probleme den Effekt überwogen. Durch Weiterentwicklung hat sich das Prinzip der chirurgischen Verkleinerung jedoch etabliert und wird heutzutage bei ganzen speziellen Emphysemtypen erfolgreich angewandt.

In den vergangenen Jahren hat sich die endoskopische Lungenvolumenreduktion (ELVR) als alternatives Verfahren für die chirurgische Volumenreduktion entwickelt.

Unterschiedliche Therapieprinzipien

Heutzutage werden 2 unterschiedliche Therapieprinzipien angewandt. Zum einen die blockierenden Verfahren mittels Einwegventilen, als auch die nicht-blockierenden irreversiblen Verfahren mittels Spiralen oder Dampfapplikation.

Die Verfahren werden heutzutage Patienten angeboten, die in der Bodyplethysmographie nach Lyse eine Überblähung (Residualvolumen) von über 200% aufweisen und ein inhomogenes Lungenemphysem im durchgeführten HR-CT zeigen. Für Patienten mit einer geringgradigeren Überblähung werden diese Verfahren derzeit nicht angeboten. Bei Patienten mit homogener Verteilung des Lungenemphysems werden einzelne Verfahren in kontrollierten Studien derzeit überprüft.

Geändert hat sich zwischenzeitlich die Situation bei Alpha-1-Antitrypsin induziertem Emphysem: war dies initial ein Ausschlusskriterium, gilt auch dieser Typ des Emphysems heutzutage als behandelbar mittels der ELVR mit Ventilen.

Blockierende Verfahren

Ventile

Bei den Ventilen handelt es sich um ein Nitinolgerüst, welches mit einer entsprechenden Ummantelung beschichtet ist, sodass die Ventile während der Einatmung den Atemfluss in die überblähten Areale verhindern, der Ventilmechanismus jedoch ein Ausbreiten der überblähten Luft durch die Atemmechanik ermöglicht. Dies führt zu einer Atelektasenbildung und somit zur Schrumpfung der Lunge und dem damit verbundenen Aufrichten des Zwerchfells.

Nach etlichen Fallbeobachtungsstudien wurden mit diesen Verfahren große, randomisiert-kontrollierte Studien durchgeführt.

In den zwischenzeitlich publizierten Ergebnissen zeigte sich, dass die Gehstrecke aber auch die Lebensqualität der Patienten signifikant verbessert werden kann. Es zeigte sich, dass insbesondere Patienten mit sogenannten kompletten Fissuren von einer ELVR mit Ventilen profitieren. Dies bedeutet, es muss vor eine Implantation das Ausmaß der sog. kollateralen Ventilation abgeschätzt werden. Nur bei Patienten, die über eine geringe kollaterale Ventilation verfügen, kann es zur gewünschten Atelektase kommen, die dann zur Volumenreduktion führt. Weist der Patient eine erhöhte kollaterale Ventilation auf, füllt sich der durch Ventile verschlossene Lappen retrograd über diese Kanäle und Poren, so dass es nicht zur Atelektase und nicht zur Besserung der Situation kommen kann. Hierzu wurde ein endoskopisches Meßsystem (Chartis, Pulmonx, USA) entwickelt, welches die kollaterale Ventilation unmittelbar vor einer möglichen Ventilimplantation während der Bronchoskopie messen lässt.

In Studien wurde gezeigt, dass durch den Einsatz der Chartis Messung eine Patientenselektion betrieben werden kann, die in über 80% zu einer effektiven Behandlung führt.

Hauptkomplikation der Ventilimplantation ist das Auftreten eines Pneumothorax. Dies tritt bei ca. 30% der Patienten ein und bedarf meist einer Thoraxdranaigenanlage, stellt aber auch eine Prädiktor dar, da alle Patienten, die diese Komplikation erleiden, von dem Verfahren profitieren.

Nicht-blockierende Verfahren

Alternativ existieren sogenannte nicht-blockierenden Verfahren. Dies zum einen in Form von Spiralen oder der Injektion von Wasserampf.

Coils

Das teilblockierende Verfahren der endoskopischen Lungenvolumenreduktion besteht in der Implantation von sogenannten Coils (PneumRx Inc., USA). Dabei handelt es sich um Spiralen aus Nitinoldraht, die zunächst im gestreckten Zustand über ein spezielles Implantationssystem in den am stärksten emphysematös veränderten Lungenlappen eingeführt werden. Nach Entladen nehmen diese - unter Mitnahme der Bronchien - ihre ursprüngliche spiralenförmige Gestalt an und führen somit ohne Verschluss des Bronchialsystems zu einer Lungenvolumenreduktion. Dieses Verfahren kann bei heterogenem Lungenemphysem angewandt werden und bietet sich insbesondere bei Patienten an, bei denen eine Ventilimplantation aufgrund einer zu ausgeprägten Kollateralventilation nicht in Betracht kommt. 2009 wurde die erste Pilotstudie publiziert, bei der 11 Patienten sowohl mit einem homogenen Lungenemphysem als auch mit einem heterogenen Lungenemphysem behandelt wurde. Zwischenzeitlich liegen mehrere Arbeiten vor, die den Stellenwert des Verfahrens bestätigen. In einer derzeit noch laufenden Studie soll gezeigt werden, welche Patienten von dem Verfahren genau profitieren. Daten sollen zum Europäischen Pneumologenkongress verfügbar sein.

Bronchoskopische Thermoablation

Die bronchoskopische Thermoablation (BTVA; Uptake Medical, USA) stellt ein irreversibles, nicht-blockierendes Verfahren zur Behandlung des heterogenen Lungenemphysems dar. Bei der bronchoskopischen Thermoablation, wird durch Einbringen von heißem Wasserdampf in das am meisten zerstörte Lungenparenchym ein inflammatorischer Reiz induziert. Nach der akuten Verletzung des Gewebes kommt es anschließend zur Gewebewiederherstellung mit nachfolgender Fibrosierung und Reduktion des Lungenvolumens. Die bronchoskopische Thermoablation wird bislang ausschließlich bei heterogenem oberlappenbetonten Emphysem angewandt. In einer Studie konnte eine signifikante Verbesserung der FEV1, der Gehstrecke im 6-Minuten-Gehtest als auch im St. George´s Respiratory Questionnaire gesehen werden. Als Nebenwirkung sind dabei akute Exazerbationen, selten Hämoptysen oder Pneumonien zu nennen.

Zusammenfassend können heutzutage bei Patienten mit fortgeschrittenem Emphysem zum einen eine chirurgische Volumenreduktion oder endoskopische Verfahren angeboten werden. Mit zunehmendem Wissen und zunehmender Häufung evidenzbasierten Daten kann an einem Algorithmus gearbeitet werden, sodass letztendlich für jeden Patienten anhand seines Phänotyps, im CT evaluiert, entschieden werden kann, welches Verfahren am ehesten zur Verbesserung führt.

Bei allem Wissen, was derzeit vorliegt, zeigt sich klar, dass die Patientenselektion der entscheidende Faktor für den definitiven Erfolg darstellt. Insofern sollten Patienten für diese Verfahren zum einen nach interdisziplinären Entscheidung Gespräch (Thoraxchirurg, Pneumologe, Radiologe), aber auch nur in Studien oder Registern behandelt werden, um hier eine stabile Datenbasis für unser Tun zu schaffen.

Prof. Dr. Felix Herth, Chefarzt der Abteilung Innere Medizin - Pneumologie Stellvertretender ärztlicher Direktor Thoraxklinik am UniversitätsKlinikum Heidelberg,  (8. Symposium Lunge in Hattingen/NRW).

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