Rapport från Forskargruppen
för öcellstransplantation

Torbjörn Lundgren1, Christian Berne2, Olle Korsgren3. 1Transplantationskirurgi, Karolinska Universitetssjukhuset Huddinge, 2Endokrinologi och Diabetes och 3Klinisk Immunologi och Transfusionsmedicin, Akademiska Sjukhuset, Uppsala.

Bakgrund
Avsevärda framgångar har uppnåtts i behandlingen av typ 1 diabetes de senaste decennierna. Senkomplikationerna har kunnat begränsas för många patienter med noggrann glukoskontroll och därmed har följt förbättrad livskvalitet och bättre möjligheter till att ökad livslängd. För de flesta personer med typ 1 diabetes är möjligheterna till ett normalt liv goda när det gäller utbildning, yrke och familjeliv.
Flera mycket duktiga elitidrottare har framgångsrikt bemästrat sin typ 1 diabetes i sin idrottsutövning. Trots denna positiva utveckling finns det idag ingen "bot". Grundbehandlingen består i att ersätta den förlorade endokrina vävnadens produktion med exogent insulin, där doseringen för att vara optimal bygger på ett antal dagliga manuella glukosmätningar.
Tekniska lösningar med kontinuerlig glukosmätning kombinerat med styrd insulintillförsel har varit under utveckling under många år men finns ännu inte på marknaden. Baksidan till den gynnsamma bilden är att många patienter trots till synes optimal insulinbehandling ej når målnivåerna för HbA1c eller har stora problem med svängande blodglukos och frekventa hypoglykemier, de senare ej sällan beroende på bortfallna varningssignaler för hypoglykemi.
I en färsk svensk undersökning baserad på Barndiabetesregistret visade Gisela Dahlqvist, bekräftande data från Norge, att dödligheten bland unga personer med typ 1 diabetes var fördubblad och att dödsfall i ketoacidos och sannolik hypoglykemi ("dead in bed") är en realitet. Rädsla för hypoglykemi medför ej sällan medveten "underbehandling" med insulin för att minska risken för hypoglykemi.
Resultatet av det kan bli försämrad glukoskontroll och ökad risk för senkomplikationer. Labil diabetes och frekventa hypoglykemier är direkt handikappande och begränsande för typ 1 diabetikers möjligheter till ett normalt liv i arbete och på fritiden.

Langerhanska öar redo för transplantation

Pankreastransplantation
Parallellt med övriga behandlingsmöjligheter har man de senaste 40 åren arbetat med transplantation som en tänkbar behandling av Typ 1 diabetes. Pankreastransplantation har utförts i Sverige sedan 1974 och görs fortfarande på tre svenska centra och är en väl etablerad behandlingsform som i kombination med njurtransplantation gynnsamt visat sig påverka patientens överlevnad. Resultaten vid ett fåtal pankreastransplantationer utan samtidig njurtransplantation har varit sämre och de har förutsatt påbörjad immunsuppression, något man "får på köpet" vid samtidig njurtransplantation.
Pankreastransplantation är ett relativt stort kirurgiskt ingrepp och den postoperativa vården är inte sällan komplicerad. De senaste åren har färre än 20 kombinerade njur/pankreastransplantationer gjorts i Sverige årligen.

Medelblodglukos(före och efter måltid) och insulinbehov efter transplantation nummer 2 (Akademiska Sjukhuset, Uppsala). Diabetes 54:2060-2069, 2005 Five-Year Follow-Up After Clinical Islet Transplantation Edmond A. Ryan et al

Ö-transplantation - bakgrund
Transplantation av endast de endokrina delarna av pankreas har alltid framstått som lockande. Olika tekniker har prövats genom åren men resultaten var länge nedslående med en insulinfrihet på endast ca 10% efter 12 månader under 1990 talet. De flesta patienterna under denna era var sådana som tidigare eller i samband med ö-transplantationen fått ett njurtransplantat och därför redan stod på immunsuppressiv medicinering.
Sommaren 2000 publicerade Edmonton-gruppen i Kanada en studie där de lyckats uppnå insulinfrihet under 1 år hos sju icke uremiska patienter med labil diabetes och frekventa hypolykemier (Shapiro AMJ et al. New Engl J Med 2000;343:230-238). Man fann att transplantationen behövde upprepas 1-3 gånger för att uppnå insulinfrihet. Ett steroidfritt immunsuppressivt protokoll med tyngdpunkten i den relativt nya drogen Sirolimus (Rapamun®) användes. Lågdos Takrolimus (Prograf®) och Daclizumab (Zenapax®) kompletterade denna del av behandlingen.
I uppföljande artiklar har ett och femårsdata från ett större antal patienter behandlade med samma protokoll publicerats från Edmonton (Ryan EA et al. Diabetes 2002;51:2148-2157 Ryan EA et al. Diabetes 2005;54:2060-2069). De har visat en insulinfrihet på 80 % procent efter ett år men endast ca 10 % efter fem år. Efter fem år uppvisade 80 % C-peptidproduktion.
Den absoluta majoriteten av patienterna har dokumenterat en drastisk reduktion av hypoglykemier och glukoslabilitet efter transplantationerna och därigenom kan det viktigaste målet för transplantationen sägas vara uppfyllt trots att total insulinfrihet ej uppnåtts. HbA1c var i snitt efter fem år 5.4 % (Mono S-justerat) hos de insulinfria och 5,7 % hos dem som hade C-peptidproduktion med behövt ta insulin. Det kan vara värt att nämna att DCCT visade att närvaro av C-peptid visade sig i DCCT minska risken för hypoglykemier och senkomplikationer. Totalt har resultaten för 65 patienter hittills rapporterats från Edmonton.
Icke oväntat förekom vissa biverkningar relaterade både till ö-infusionen och till den immunsuppresiva behandligen, något som alltid måste vägas in vid all transplantation. Andra grupper har kunnat visa liknande resultat med snarlika protokoll (Froud T et al. Am J Transplantation 2005;5:2037-46). Under vissa betingelser (stor skillnad i kroppsvikt mellan donator och recipient) har man lyckats uppnå insulinfrihet med öar från endast en donator (Hering B et al. JAMA 2005;293:830-835).
Indikationen för transplantation har varit labil diabetes med frekventa hypoglykemier ofta kombinerat med uteblivna varningssignaler. En standard där öarna infunderas i v porta via en perkutant och transhepatiskt anlagd kateter har etablerats. Öarna fastnar som mikroembolier i portagrenarna. Ingreppet går vanligen att göra i lokalanestesi. Blodcirkulation upprättas efter några veckor till öarna genom angiogenes utgående från recipientens artärsida. Under denna tid ges intensiv insulinterapi med sikte på en optimal glukoskontroll, en form av beta-cellvila, medan öarna anpassar sig till sin nya miljö.
Den inneliggande vårdtiden kan begränsas till mindre än en vecka.

Kliniska erfarenheter av ö-transplantation i Norden
Tidigt på 1990 talet gjordes försök med xenotransplantation med öar från gris till människa i ett samarbete mellan transplantationskliniken i Huddinge och Institutionen för Medicinsk Cellbiologi i Uppsala. 10 patienter fick ö-transplantat antingen injicerade under njurkapseln eller infunderade via vena porta (se ovan). Samtliga var eller blev samtidigt njurtransplanterade.
Ingen av de transplanterade fick någon mätbar klinisk effekt av ö-transplantationen. Att öar överlevde kunde dock visas med mätbara C-peptider hos vissa patienter mer än ett år efter transplantationen. I ett senare samarbete mellan den då sammanslagna transplantationskliniken Huddinge-Uppsala och ö-transplantationsgruppen i Giessen (Tyskland), som stod för ö-isoleringen, ett första exempel på samarbete över landsgränser.
Sju patienter transplanterades samtidigt med öar och njure. (Tibell A och Groth CG Läkartidningen 1998;95:2328-33, Tibell A et al. Transplant Proc. 1997;29:3124-5).

Det Nordiska Nätverket för Klinisk Ö-transplantation
Hösten 2000 bildades "Det Nordiska Nätverket för Klinisk Ö-transplantation" av transplantationsklinikerna i Stockholm, Uppsala, Göteborg, Malmö, Oslo, Helsingfors och Århus som sedermera ersatts av Köpenhamn (http://www.medscinet.com/nordicislets/).
Det fanns flera skäl till att man valde att gå vidare som ett nätverk.
1. Svårigheterna och kostnaderna förknippade med att isolera öar ur pankreas. Genom att koncentrera verksamheten och resurserna till, i första hand, ett laboratorium (Rudbecklaboratoriet, Uppsala Universitet, Prof. Olle Korsgren) kunde man snabbt få stor praktisk erfarenhet.
2. Genom olika kliniska erfarenheter hos de deltagande centra kring pankreas och ö-transplantation kunde även de erfarenheterna delas och spridas.
3. Det fanns ett stort behov av studier inom ö-transplantation som baserades på större patientmaterial än tidigare. Randomiserade studier inom området saknas helt. Ett stort nordiskt nätverk skulle kunna utföra sådana studier.
De yttre förutsättningarna för nätverket är att den sammanlagda befolkningen i Norden är ca 24 miljoner varav c.a. 120 000 med typ 1 diabetes. Sammantaget har vi cirka 300 avlidna multiorgandonatorer per år, varav en majoritet uppfyller kriterierna för att pankreas ska tas till vara för ö-isolering och eventuell ö-transplantation. Det finns goda flygförbindelser från alla centra till Arlanda/Uppsala.
Pankreastransplantation är som nämnts en etablerad behandlingsform, varför organ som lämpar sig för detta har företräde och ej blir aktuella för ö-transplantation, vilken fortfarande kan betraktas som en experimentell verksamhet som bör genomföras i kontrollerade studier (se bl.a. American Diabetes Association Guidelines). Idag skickas organ från hela det Nordiska nätverket till Rudbecklaboratoriet i Uppsala för ö-isolering.

Kliniska projekt inom nätverket
Vi har sedan 2001 transplanterat 36 patienter på 6 centra i 3 länder, i samtliga fall på njurtransplanterade, C-peptidnegativa typ 1 diabetiker. Då de redan varit insatta på livslång immunsuppressiv behandling innehåller detta första protokoll inga formella krav på labil glukoskontroll eller hypoglykemier. Flertalet patienter har dock besvärats av labil diabetes och frekventa svåra hypoglykemier (som krävt hjälp av annan person).
Före eller i samband med den första ö-transplantationen byttes deras immunosuppressiva mediciner ut till den i Edmontonstudien (Sirolimus, Tacrolimus och Daclizumab. Se ovan). Prednisolon om 5 mg eller mindre sattes ut tvärt eller trappades ut. Sirolimus har hos många patienter ersatts av MMF (Cellcept®) pga biverkningar.
Högst fyra transplantationer har givits per patient. Av de 15 som följts upp i 12 månader efter sista transplantationen är 6 helt insulinfria (40%) med ett HbA1c på i medeltal 5,2 % medan de övriga behandlas med små doser insulin.

Bakgrund till planerade projekt
Det är naturligtvis ett önskemål att uppnå en högre grad av effektivitet vid transplantationerna, som ofta inte ger en dokumenterad insulinproduktion av mera än 25-40 % av den normala trots upprepade transplantationer. Orsakerna till detta har länge varit oklara men en potentiell mekanism har klarlagts av gruppen. Mekanismen öppnar sig dessutom för terapeutisk intervention med målet att förbättra resultaten av ö-transplantationer. I en serie publikationer har visats att öarna in vitro och vid transplantation utsätts för en mycket snabb och skadlig trombotisk/inflammatorisk process (förkortad IBMIR, Instant Blood Mediated Inflammatory Reaction) när de kommer i kontakt med ABO-kompatibelt blod vid klinisk ö-transplantation.
Vi har visat att "tissue factor" det första steget i koagulationsprocessen produceras av och uttrycks i öarna och startar den skadliga processen. En koagulationsprocess påbörjas, trombocyter binds till ö-ytan, komplementaktivering sker och neutrofila granulocyter infiltrerar öarna vartefter öar skadas och går under.
Förutom den omedelbara effekten av detta kan reaktionen även leda till förstärkt antigen-presentation och ökad risk för senare cellmedierade rejektioner. Den tidiga trombotisk/inflammatoriska processen (IBMIR) kan utgöra en av flera förklaringar till att så mycket endokrin vävnad behöver transplanteras för att patienten skall bli normoglykemisk.
Andra faror öarna utsätts för är förknippade med kall ischemitid, ö-isoleringen i sig, hypoxi vid transplantation, diabetogena immunsuppressiva mediciner mm. Vi är av uppfattningen att IBMIR är en av de viktigaste orsakerna till begränsad framgång med klinisk ö-transplantation idag. Detta styrks av fyndet att styrkan av IBMIR (visat i trombin-antitrombinkomplexnivåer som uppmätts i omedelbar anslutning till ö-transplantationen) är omvänt korrelerat till dåliga resultat vid klinisk ö-transplantation. Strategier för att minimera eller helt blockera IBMIR torde vara av stor betydelse för att ytterligare förbättra resultaten vid ö-transplantation.

Planerat nordiskt ö-transplantationsprojekt
Vi har nu fått en randomiserad studie planerad, finansierad och sponsrad av amerikanska NIH, där vi ämnar minimera IBMIR med hjälp av Låg Molekylärt Dextran Sulfat (LMW-DS) i ena studie armen. Den andra kommer att få den behandling vi ger idag.
Drogen har helt motverkat makroskopisk koagulering, trombocyt-förlust och komplement-aktivering i våra in vitro modeller. Den exakta verkningsmekanismen är okänd. IBMIR beräknas vara som starkast första timmarna efter transplantation och vi ämnar endast behandla patienterna under och sex timmar efter transplantation med drogen. Mängden kommer att justeras med hjälp av APTT (70-90s). Vi kommer att inkludera två kategorier av patienter i denna studie. Dels de som har uttalade problem med labil typ 1 diabetes och som har svårt att känna varningssignaler för hypoglykemi trots optimal behandling. Dels de som redan är njurtransplanterade och kan flyttas över till för studien adekvat immunsuppresion.
Rekrytering av dessa patienter pågår och remisser kan skickas till närmaste regionala transplantationscentrum (Stockholm, Uppsala, Göteborg och Malmö) för bedömning. De första patienterna bör kunna transplanteras i maj 2006.
Vi har även andra kandidater för läkemedel som skulle kunna begränsa IBMIR och förbättra de kliniska resultaten. Vi räknar med att studier för att utvärdera dessa kommer kunna påbörjas inom de närmaste åren. Projektet har de senaste åren haft god ekonomi utifrån erhållna anslag. Den kliniska delen har till stor del drivits av transplantationsläkare i samarbete med diabetolog. Detta har varit naturligt då det varit patienter som också haft en transplanterad njure att ta hänsyn till.
När vi nu börjar transplantera icke uremiska patienter blir samarbetet med diabetologer ännu viktigare. Varje center har en diabetolog knuten till sig. Vi ser fram emot att ytterligare utveckla samarbetet med intresserade diabetologer och vill gärna ha en aktiv dialog med de som har idéer om samarbete eller önskar diskutera patienters lämplighet för att ingå i kommande studier.
När det slutliga protokollet är godkänt av myndigheter och etikprövats ser vi fram emot att i nästa utgåva av DiabetologNytt återkomma med mera detaljer om studierna f.a. rörande kriterier för inklusion och exklusion. I en helt färsk publikation resonerar Edmontongruppen om nuvarande indikationer för ö-transplantation och som främsta indikation i nuvarande studier nämns citat; "If the patient has labile diabetes (Lability index(LI) >433mM2/h/ week) or has major problems with hypoglycaemia (HYPO score >1047) (se Ryan EA et al. Diabetes 2004;53:955-962) and no renal disease, then an islet transplant is a reasonable option given its lower morbidity vs. a pancreas transplant alone" (Ryan EA et al. Diabetes, Obesity and Metabolism 2006;8:1-7).

Abstract Diabetes 2005;54:2060-69
Sixty-five patients received an islet transplant in Edmonton as of 1 November 2004. Their mean age was 42.9 ± 1.2 years, their mean duration of diabetes was 27.1 ± 1.3 years, and 57% were women. The main indication was problematic hypoglycemia. Forty-four patients completed the islet transplant as defined by insulin independence, and three further patients received >16,000 islet equivalents (IE)/kg but remained on insulin and are deemed complete. Those who became insulin independent received a total of 799,912 ± 30,220 IE (11,910 ± 469 IE/kg). Five subjects became insulin independent after one transplant. Fifty-two patients had two transplants, and 11 subjects had three transplants. In the completed patients, 5-year follow-up reveals that the majority (80%) have C-peptide present post-islet transplant, but only a minority (10%) maintain insulin independence. The median duration of insulin independence was 15 months (interquartile range 6.2-25.5). The HbA1c (A1C) level was well controlled in those off insulin (6.4% [6.1-6.7]) and in those back on insulin but C-peptide positive (6.7% [5.9-7.5]) and higher in those who lost all graft function (9.0% [6.7-9.3]) (P < 0.05).
Those who resumed insulin therapy did not appear more insulin resistant compared with those off insulin and required half their pretransplant daily dose of insulin but had a lower increment of C-peptide to a standard meal challenge (0.44 ± 0.06 vs. 0.76 ± 0.06 nmol/l, P < 0.001). The Hypoglycemic score and lability index both improved significantly posttransplant. In the 128 procedures performed, bleeding occurred in 15 and branch portal vein thrombosis in 5 subjects. Complications of immunosuppressive therapy included mouth ulcers, diarrhea, anemia, and ovarian cysts. Of the 47 completed patients, 4 required retinal laser photocoagulation or vitrectomy and 5 patients with microalbuminuria developed macroproteinuria. The need for multiple antihypertensive medications increased from 6% pretransplant to 42% posttransplant, while the use of statin therapy increased from 23 to 83% posttransplant. There was no change in the neurothesiometer scores pre- versus posttransplant. In conclusion, islet transplantation can relieve glucose instability and problems with hypoglycemia. C-peptide secretion was maintained in the majority of subjects for up to 5 years, although most reverted to using some insulin.

The results, though promising, still point to the need for further progress in the availability of transplantable islets, improving islet engraftment, preserving islet function, and reducing toxic immunosuppression.

|Upp|