Die systemische immunologische Reaktion nach minimalinversiver und konventioneller Leberteilresektion mit dem Nd:YAG Laser

Abstract

Postoperative Komplikationen nach größeren abdominalchirurgischen Eingriffen wie der Leberteilresektion sind lokale Wundheilungsstörungen, Infektionen und Sepsis/SIRS. Sie stellen ein klinisches Problem in der postoperativen Versorgung und Rekonvaleszenz von Patienten dar. Eine durch den chirurgischen Eingriff hervorgerufene Dysbalance des Immunsystems in Richtung Hypoinflammation oder auch Hyperinflammation kann zu solchen Komplikationen führen. Es ist bekannt, dass nach größeren chirurgischen Eingriffen die MHC- II-Expression auf Monozyten sinkt, die Sekretionskapazität nach ex vivo Stimulation von Immunzellen abnimmt und es zu einem Abfall der peripheren Lymphozyten kommt. Dieser immunparalytische Zustand kann mehrere Tage andauern und kann der Grundstein für die Ausbreitung von schwer beherrschbaren Infektionen sein. Ziel dieser Tierversuchstudie an 15 Hausschweinen war es, den Einfluss der verschiedenen Zugangswege für die linkslaterale Leberteilresektion mit dem Nd:YAG Laser auf die postoperative systemische Immunreaktion zu untersuchen. Als Zugang ist die konventionelle mediane Laparotomie, der laparoskopische und der Handport-assistierte laparoskopische Eingriff gewählt worden. Zur Einschätzung der Immunkompetenz wurden die Immunparameter vor dem Eingriff, direkt nach der Operation, am ersten, dritten und achten postoperativen Tag bestimmt. Um eine durch den Eingriff hervorgerufene Immunparalyse aufzudecken, wurde mittels Durchflusszytometrie die MHC-II-Expression auf Monozyten, CD14+ und CD14++ Monozyten bestimmt. Des Weiteren wurde die Sekretionsfähigkeit von Immunzellen nach Stimulation mit LPS und Con A von TNFα, IL-6, IL-8, IL-10 und mit PHA von IFNγ bestimmt. Durch die Durchflusszytometrie konnten Lymphozytensubpopulationen, Monozytensubpopulationen und Leukozytensubpopulationen im postoperativen Verlauf quantifiziert werden. Die Beobachtungen dieser Studie zeigen bei laparoskopisch operierten Tieren keinen Anhalt für eine Immunparalyse. Die MHC-II-Expression auf Monozyten, CD14+ und CD14++ Monozyten ist postoperativ nicht vermindert und steigt im postoperativen Verlauf noch an. Bei der LPS- und PHA-Stimulation zeigte sich eine gesenkte Sekretion von TNFα, IL-6 und IFNγ, die im Vergleich zu den anderen Gruppen noch am höchsten war. Postoperativ und im weiteren Verlauf stiegen die Zellzahlen der Leukozyten, Monozyten und Granulozyten in dieser Gruppe an. Eine Drift zu CD14+/CD14- Monozyten konnte nicht beobachtet werden. Auch die Beobachtungen der B-Zellpopulation und T-Zellpopulation weisen auf keine Immunparalyse oder eine Drift zu einer T-Zellpopulation hin. Bei konventionell und Handport-assistiert operierten Tieren fällt die MHC-II -Expression auf den Monozyten und CD14+/CD14++ Monozyten nicht ab. Bei den Stimulationsansätzen zeigt sich eine stärkere Sekretionskapazität als bei laparoskopierten Tieren, mit Ausnahme der IL-8-Sekretion, die in diesen Gruppen stärker ausgeprägt ist als in der Laparoskopiegruppe. Bei den Leukozytensubpopulationen zeigt sich postoperativ ein Abfall der Zellzahlen in diesen Gruppen, der am ersten postoperativen Tag wieder auf dem Ausgangsniveau liegt. Eine eindeutige Immunparalyse oder ein SIRS wird in keiner Gruppe beobachtet. Ein eindeutiger Vorteil der laparoskopischen Technik gegenüber der konventionellen kann aus immunologischer Sicht nicht eindeutig nachgewiesen werden. Dennoch zeigt sich, dass die laparoskopische Leberteilresektion mit dem Nd:YAG Laser sicher ihre Berechtigung neben den anderen Verfahren hat. Im Hinblick auf den Einsatz des Lasers in einem laparoskopischen Verfahren unter dem offenen MRT kommt dieser Technik eine andere klinische Relevanz zu als in der derzeitigen klinischen Routine.

Introduction: Postoperative complications after great abdominal surgery like liver wedge resection appear in local wound healing disturbance, infection and sepsis/SIRS. They represent a serious clinical problem in postoperative care and convalescence. An immunologic imbalance of hypoinflammation or hyperinflammation caused by surgical intervention evokes such postoperative complications. It is known that after great abdominal surgery the MHC-II- expression on monocytes, the secretion capacity of immune cells after ex vivo stimulation and peripheral lymphocyte subpopulations decrease. This immunologic condition may last for a few days and build the foundation for dissemination of a hard controllable infection. Purpose: The purpose of this study is to evaluate the influence of different surgical accesses for the liver wedge resection with the Nd:YAG laser on the postoperative systemic immune response in a porcine model. Study design: 15 female pigs divided in three groups underwent surgical intervention. To estimate immunocompetence in the postoperative course, immune parameters are measured preoperative, direct postoperative, on the first, third and eighth postoperative day. Surgical intervention: Conventional median laparotomy, laparoscopic and hand port- assisted laparoscopic procedures are chosen for abdominal access. Immunologic methods: To reveal an intervention caused immunparalysis, MHC-II-expression on monocytes and CD14+/CD14++ monocytes is detected via flow cytometry. Lymphocyte-, monocyte- and leukocyte subpopulations are quantified with flow cytometry. Secretion capacity of immune cells after ex vivo stimulation with LPS and Con A for TNFα, Il-6, Il-8, Il-10 and PHA for IFNγ is evaluated by ELISA. Results: No postoperative immunparalysis in laparoscopic operated animals occurred. MHC-II-expression on monocytes and CD14+/CD14++ monocytes are postoperative not diminished in this group. Quite the opposite emerges in the LPS and PHA stimulation solutions with decrease of TNFα, Il-6 and IFNγ, but still higher secretion rates compared to the other groups. Leukocyte-, monocyte- and granulocyte cell counts increase during postoperative period in the laparoscopic group. A drift to CD14+/CD14- monoctytes is not seen. Likewise, offer B-cell and T-cell subpopulations no clues of an immunparalysis or T-cell drift. In conventional and hand port-assisted operated animals decrease the MHC-II-expression on monocytes and CD14+/CD14++ monocytes not under the base level. The stimulation solutions reveal a greater secretion capacity as in laparoscopic operated animals, except for IL-8 secretion. Leukocyte subpopulation cell counts drop postoperative in both groups and recover on the first operative day by reaching the base level. An evident of immunoparalysis is not found in these groups in the postoperative period. Conclusion: From an immunologic point of view there is no significant benefit on the systemic immune response towards laparoscopic access compared to the conventional approach. Nevertheless the laparoscopic liver wedge resection with the ND:YAG laser has its entitlement among other surgical procedures. Perspectively, using the laser in a laparoscopic setting combined with the open MRI manifest another clinical relevance for this treatment option, as it has today in our clinic routine.