Stammzelltransplantation
Medizinische Expertise: Dr. med. NonnenmacherQualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 5. September 2026Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.
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Bei einer Stammzelltransplantation werden Stammzellen aus dem peripheren Blut gewonnen und einem Empfänger zur Regenerierung des blutbildenden Systems transfundiert. Insbesondere für viele Leukämie-Betroffene stellt eine Stammzelltransplantation die einzige Chance auf Heilung dar, gewinnt aber auch im Rahmen der Therapie von schweren angeborenen Stoffwechselerkrankungen und Autoimmunerkrankungen eine immer größere Bedeutung.
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Was ist eine Stammzelltransplantation?
Als Stammzelltransplantation (SZT) wird allgemein die Übertragung von peripheren hämatopoetischen Blutstammzellen von einem Spender auf einen Empfänger bezeichnet, die insbesondere bei malignen hämatologischen Erkrankungen (bösartige Erkrankungen des blutbildenden Systems) wie Leukämie, malignen Lymphomen oder myeloproliferativen Erkrankungen zur Anwendung kommt.
Prinzipiell wird zwischen der autologen, bei welcher Spender und Empfänger identisch sind, und der allogenen Stammzelltransplantation, bei welcher ein hämatologisch-onkologisch erkrankter Empfänger von einem gesunden Spender, vorzugsweise einem Geschwister, Stammzellmaterial erhält, differenziert.
Einen Sonderfall der allogenen Übertragung bildet die syngene Stammzelltransplantation zwischen eineiigen Zwillingen: Spender und Empfänger stimmen hier in sämtlichen Gewebemerkmalen überein. Im weiteren Sinn fasst der Oberbegriff der hämatopoetischen Stammzelltransplantation außerdem alle Verfahren zusammen, bei denen blutbildende Vorläuferzellen übertragen werden, also neben der hier beschriebenen Gewinnung aus dem strömenden Blut auch die Entnahme aus dem Knochenmark selbst und die Verwendung von Nabelschnurblut. Der Zusatz „peripher“ stellt klar, dass das Transplantat aus dem Blutkreislauf und nicht unmittelbar aus dem Knochenmarkraum stammt.
Ob eine allogene Transplantation überhaupt in Betracht kommt, entscheidet sich an den Gewebemerkmalen. Maßgeblich sind die HLA-Merkmale, ein Satz von Eiweißen auf der Zelloberfläche, an denen das Immunsystem Körpereigenes von Körperfremdem unterscheidet. Sie werden in zwei Sätzen vererbt, je einem von der Mutter und einem vom Vater. Für jedes einzelne Geschwister eines Erkrankten liegt die Wahrscheinlichkeit deshalb bei rund einem Viertel, beide Sätze in derselben Kombination geerbt zu haben und damit als Spender in Frage zu kommen. Da die meisten Erkrankten keinen passenden Verwandten haben, ist die Suche nach einem nicht verwandten Spender der Regelfall.
Diese Suche läuft in Deutschland über das Zentrale Knochenmarkspender-Register, das die Angaben der einzelnen Spenderdateien zusammenführt und mit den Registern anderer Länder abgleicht. Für die Aufnahme in eine solche Datei genügt eine Blut- oder Speichelprobe, aus der die Gewebemerkmale bestimmt werden. Erst wenn sich daraus eine Übereinstimmung mit einem Erkrankten ergibt, wird der Eingetragene erneut angesprochen; zwischen Typisierung und einer möglichen Spende können deshalb Jahre liegen.
Funktion, Wirkung & Ziele
Daneben werden Stammzelltransplantationen bei einer Reihe von hämatologischen Erkrankungen alternativ zur Knochenmarktransplantation durchgeführt, vor allem bei Leukämie (Neoplasieform des blutbildenden Systems). Die Indikation für eine Stammzelltransplantation besteht insbesondere bei Betroffenen mit akuter lymphatischer oder myeloischer Leukämie, bei welchen eine Konsolidierungstherapie angewandt wird.
Welche der beiden Formen gewählt wird, hängt weniger am Verfahren als an der Erkrankung. Die autologe Übertragung kommt vor allem dort zum Zuge, wo das blutbildende Mark selbst nicht dauerhaft befallen ist und der Ausschlag von der hohen Dosis der vorangehenden Behandlung erwartet wird. Die allogene Übertragung wird dagegen erwogen, wenn die Erkrankung im blutbildenden System selbst sitzt und dieses deshalb ersetzt werden muss; sie ist zugleich die aufwendigere und die riskantere der beiden Formen. In die Entscheidung fließen neben der Diagnose das Alter, der Allgemeinzustand, Begleiterkrankungen und die Verfügbarkeit eines geeigneten Spenders ein. Weil sich Aufwand und Risiko nur bei entsprechender Aussicht auf Erfolg rechtfertigen lassen, geht der Transplantation eine ausführliche Prüfung dieser Voraussetzungen voraus.
Von Leukämie Betroffene weisen in vielen Fällen direkt infolge der Erkrankung oder als Folge einer hochdosierten, chemotherapeutischen Behandlungsmaßnahme ein gestörtes blutbildendes System auf, das durch eine Stammzelltransplantation regeneriert werden kann. Zudem unterstützt das übertragene Material die Zerstörung der im Organismus des Betroffenen befindlichen malignen Krebszellen, die vom Immunsystem nicht erkannt oder im erforderlichen Maße bekämpft werden können. Dieser sogenannte Graft-versus-Leukämie-Effekt geht allerdings von den mitübertragenen Immunzellen des Spenders aus und tritt daher nur bei der allogenen Transplantation auf. Auf diesem Effekt beruht auch ein Behandlungsweg für den Fall, dass die Erkrankung nach einer allogenen Transplantation zurückkehrt: Dem Empfänger können nachträglich Abwehrzellen desselben Spenders übertragen werden, um die Reaktion gegen verbliebene Krankheitszellen zu verstärken. Der Preis dafür ist derselbe wie beim Transplantat selbst, denn dieselben Spenderzellen, die den Tumor angreifen, können sich auch gegen gesundes Gewebe des Empfängers richten. Erwünschte und unerwünschte Wirkung lassen sich hier nicht sauber voneinander trennen.
Die Stammzelltransplantation gewinnt darüber hinaus im Rahmen der Therapie von genetisch bedingten Stoffwechselerkrankungen und therapeutisch nicht kontrollierbaren Autoimmunerkrankungen (Morbus Still, systemische Sklerodermie) zunehmend an Bedeutung. Der überwiegende Teil der Blutzellen verlässt das Knochenmark bereits ausdifferenziert als rote oder weiße Blutkörperchen. Da sich allerdings ebenfalls im peripheren Blut multipotente Stammzellen der Blutbildung befinden, wenngleich in einer viel geringeren Konzentration als im Knochenmark, können mit Hilfe der dem Dialyseverfahren ähnelnden Stammzellapherese aus dem peripheren Blut diese Stammzellen herausgefiltert und aufbereitet werden.
Hierzu wird dem Spender im Vorfeld der Stammzellapherese (einige Tage) der Wachstumsfaktor G-CSF (Granulozyten-Kolonie stimulierender Faktor) verabreicht, der die Stammzellbildung stimuliert und entsprechend auch die Konzentration der multipotenten Zellen im peripheren Blut ansteigen lässt. Bis diese Konzentration hoch genug ist, vergehen mehrere Tage; wann der günstigste Zeitpunkt für die Apherese erreicht ist, wird an Blutproben abgelesen. Der Spender wird an ein Apheresegerät über zwei Venenkatheter angeschlossen, das sowohl die Blutabnahme als auch die Trennung der einzelnen Blutbestandteile durch Zentrifugation gewährleistet.
Anschließend werden die multipotenten Stammzellen dem Apheresat (entstandene Blutprodukt) entnommen, während die restlichen Bestandteile erneut durchmischt und dem Spender infundiert werden. Dabei wird das Blutvolumen des Spenders im Verlauf einer Sitzung mehrfach umgewälzt. Zur Gerinnungsprophylaxe wird dem Spender währenddessen kontinuierlich eine Citratlösung verabreicht. Sollte nicht ausreichend Stammzellmaterial gewonnen werden können, kann das Verfahren nach wenigen Tagen wiederholt werden. Wie ergiebig eine Sitzung war, bemisst sich dabei nicht am Volumen des Apheresats, sondern an der Zahl der darin enthaltenen Stammzellen; erkennen lassen sich diese an einem Oberflächenmerkmal, das als CD34 bezeichnet wird, und sie werden im Labor ausgezählt. Erst wenn eine ausreichende Menge zusammengekommen ist, gilt das Transplantat als geeignet.
Im Anschluss an die Stammzellapherese wird das gewonnene Material bei 4-9°C gekühlt oder in flüssigem Stickstoff kryokonserviert. Beim Empfänger (v.a. bei Leukämie) wird hingegen im Vorfeld der Stammzelltransplantation durch chemo- und strahlentherapeutische Maßnahmen eine myeloablative Therapie durchgeführt, um die blutbildenden Zellen abzutöten. Die anschließende Infusion der hämatopoetischen Stammzellen (über die Vene) zielt auf die Besiedelung des Knochenmarks durch die gesunden Zellen und somit eine Regenerierung der dortigen Hämatopoese (Blutbildung). Neben dieser myeloablativen Vorbehandlung werden heute auch dosisreduzierte Konditionierungen eingesetzt, die vor allem älteren oder vorerkrankten Betroffenen eine allogene Transplantation ermöglichen.
Die Konditionierung verfolgt dabei mehrere Ziele zugleich: Sie soll verbliebene Krankheitszellen abtöten, im Knochenmark Platz für das Transplantat schaffen und die Abwehr des Empfängers so weit zurückdrängen, dass die fremden Zellen nicht abgestoßen werden. Bei den dosisreduzierten Konditionierungen tritt das erste dieser Ziele in den Hintergrund; hier steht das Anwachsen des Transplantats im Vordergrund, während die Bekämpfung der Erkrankung stärker dem übertragenen Immunsystem überlassen bleibt.
Der zeitliche Ablauf wird nach einem eigenen Kalender gezählt. Der Tag der Übertragung heißt Tag 0, die Tage der Konditionierung davor werden negativ, die Tage danach positiv gezählt. Die Übertragung selbst verläuft unspektakulär: Sie gleicht äußerlich einer Bluttransfusion und wird über einen zentralvenösen Zugang gegeben. Nicht sie, sondern die Wochen davor und danach machen die Belastung dieser Behandlung aus.
In den Tagen nach der Übertragung fällt die Zahl der eigenen Blutzellen auf ein Tiefstmaß ab. In dieser Aplasiephase fehlen dem Empfänger sowohl die Abwehrzellen als auch die Blutplättchen; sie wird auf einer eigens dafür eingerichteten Station überbrückt, deren Luft gefiltert wird und deren Hygieneregeln streng sind, und in der Regel durch die Gabe von Blutbestandteilen unterstützt. Sie endet mit dem Anwachsen des Transplantats, wenn sich im Blut wieder selbst gebildete Granulozyten nachweisen lassen. Bis das Immunsystem seine Aufgaben vollständig übernimmt, vergehen allerdings Monate bis Jahre.
Nach einer allogenen Transplantation wird zudem regelmäßig bestimmt, welcher Anteil der Blutzellen vom Spender stammt. Diese Chimärismusbestimmung stützt sich auf genetische Merkmale, in denen sich Spender und Empfänger unterscheiden, und zeigt frühzeitig an, ob sich das Transplantat durchsetzt oder zurückgedrängt wird. Ein besonders anschauliches Zeichen dieses Wechsels ist die Blutgruppe: Sie richtet sich nach einer erfolgreichen allogenen Transplantation nach derjenigen des Spenders, weil die roten Blutkörperchen nun aus dessen Zellen hervorgehen. Auch der bis dahin aufgebaute Impfschutz geht verloren und wird nach dem Abklingen der Immunsuppression planmäßig erneuert.
Risiken, Nebenwirkungen & Gefahren
So können im Rahmen der myeloablativen Therapie toxisch bedingte Nebenwirkungen wie Stomatitis (Mundschleimhautentzündung) oder andere Entzündungen der Schleimhäute, Erbrechen und Übelkeit, hämorrhagische Zystitis, Haarausfall oder organspezifische Nebenwirkungen durch die zytostatische Behandlung auftreten. Mögliche Spätfolgen der myeloablativen Therapie sind darüber hinaus Gonadeninsuffizienz sowie sekundäre Malignome.
Zu den Spätfolgen zählen ferner Störungen der Schilddrüsenfunktion, eine Trübung der Augenlinse (Grauer Star) nach einer Ganzkörperbestrahlung sowie eine erhöhte Anfälligkeit für Herz-Kreislauf- und Knochenerkrankungen. Bei Kindern und Jugendlichen können Wachstum und Pubertätsentwicklung zurückbleiben. Ein Teil dieser Folgen zeigt sich erst Jahre nach der Behandlung, weshalb die Nachsorge langfristig angelegt ist und über die Betreuung der Grunderkrankung hinausreicht.
Zudem besteht bei einer Stammzelltransplantation wie auch bei einer Knochenmarktransplantation das Risiko einer Graft-versus-Host-Reaktion, bei welcher die mitübertragenen Immunzellen des Spenders den Organismus des Empfängers angreifen. Chronische Verlaufsformen dieser Reaktion treten nach der Übertragung peripherer Blutstammzellen sogar häufiger auf als nach einer Knochenmarktransplantation. Sehr häufig können Infektionen beispielsweise durch Bakterien oder Pilze, insbesondere in den ersten drei Wochen nach der Stammzelltransplantation, beobachtet werden, da das Immunsystem des Empfängers peritransplantär (im Vorfeld und im Anschluss an die Stammzelltransplantation) supprimiert wird.
Nach ihrem Erscheinungsbild wird die Graft-versus-Host-Reaktion in eine akute und eine chronische Form unterschieden. Die akute Form richtet sich vor allem gegen Haut, Darm und Leber und äußert sich in einem Ausschlag, in Durchfällen und in einer Gelbfärbung der Haut. Die chronische Form ähnelt eher einer Autoimmunerkrankung und kann Haut, Schleimhäute, Augen, Speiseröhre, Gelenke und Lunge betreffen. Um sie zurückzuhalten, erhalten die Empfänger über längere Zeit Medikamente, die das übertragene Immunsystem dämpfen, womit zugleich die Anfälligkeit für Infektionen steigt. Die Behandlung bewegt sich zwischen diesen beiden gegenläufigen Risiken.
Die Infektionsgefahr folgt dabei einem Muster, das dem Wiederaufbau der Abwehr folgt. Solange die Granulozyten fehlen, stehen Bakterien und Pilze im Vordergrund; in den Monaten danach treten häufiger Viren in Erscheinung, die schon vorher im Körper vorhanden waren und unter der Immunsuppression wieder aktiv werden. Deshalb wird das Blut nach einer allogenen Transplantation regelmäßig auf solche Erreger untersucht, noch ehe Beschwerden auftreten.
Ein eigenes Risiko ist das Ausbleiben des Anwachsens. Bildet das Transplantat kein neues Blut, steht der Empfänger nach der Konditionierung ohne eigenes blutbildendes System da, sodass eine erneute Übertragung erforderlich werden kann. Zu den schweren Frühkomplikationen der Konditionierung gehört außerdem ein Verschluss der kleinen Lebergefäße, der zu einer Schwellung der Leber und zu einer Störung ihrer Funktion führt und heute als sinusoidales Obstruktionssyndrom bezeichnet wird.
Die allogene Stammzelltransplantation gehört damit zu den eingriffsintensivsten Behandlungen der inneren Medizin: Ein Teil der Todesfälle nach dem Eingriff geht nicht auf die Grunderkrankung zurück, sondern auf die Behandlung selbst, vor allem auf Infektionen und auf die Graft-versus-Host-Reaktion. Wie groß dieser Anteil ausfällt, hängt maßgeblich vom Alter, von Vorerkrankungen und von der Übereinstimmung der Gewebemerkmale ab; er wird vor der Entscheidung gegen die Aussichten ohne eine Transplantation abgewogen.
Infolge der Gabe des Wachstumsfaktors können beim Spender grippeartige Symptome, Kopfschmerzen, Gelenkschmerzen und/oder depressive Verstimmungen beobachtet werden. Direkt während der Durchführung der für die Stammzelltransplantation erforderlichen Stammzellapherese können Übelkeit, Schwindel, Schmerzen im Bereich der Arme infolge der Bewegungsrestriktion, Brennen im Bereich der Einstichstellen (bei Reaktion auf die Citratlösung) sowie Kreislaufbeschwerden bis hin zum selten vorkommenden Kollaps auftreten.
Für den Spender endet die Beteiligung mit der Apherese; über die genannten Beschwerden hinaus sind bleibende Schäden nicht zu erwarten. Die Spende ist freiwillig und kann grundsätzlich zurückgezogen werden. Mit dem Beginn der Konditionierung des Empfängers ändert sich diese Lage jedoch: Von diesem Zeitpunkt an ist dessen blutbildendes System bereits zerstört, ein Rückzug brächte ihn also in unmittelbare Lebensgefahr. Über diesen Punkt wird vor der verbindlichen Zusage ausdrücklich aufgeklärt.
Quellen
- Engelhardt, M., Reinhardt, H., Mertelsmann, R., Duyster, J. (Hrsg.): Das Blaue Buch.
ISBN: 9783662736135
- Kiefel, V., Sachs, U. J. (Hrsg.): Transfusionsmedizin und Immunhämatologie.
ISBN: 9783662718247
- Andreesen, R., Heimpel, H. (Hrsg.): Klinische Hämatologie.
ISBN: 9783437295904
- Kreuzer, K.-A. (Hrsg.): Referenz Hämatologie.
ISBN: 9783132400535
- Schmoll, H.-J. (Hrsg.): Kompendium Internistische Onkologie.
ISBN: 9783662607473