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Fragestellung: Für die Abwehr von bakteriellen Infekten ist eine Aktivierung des Immunsystems von herausragender Wichtigkeit. Viele Einzelheiten im Bezug auf diese Immunantwort bei septischen Patienten sind immer noch ungeklärt. Die Induktion einer solchen Immunantwort durch Lipopolysacharide (LPS) ist ein anerkanntes Modell. Erste Ergebnisse eines humanen low-dose LPS-Sepsismodells sollen hier vorgestellt werden.

Methodik: Wir haben eine doppelt blinde, randomisierte und Placebo kontrollierte Cross over Studie an 18 gesunden männlichen Probanden durchgeführt. Diese bekamen 0,4ng/kg LPS (E. coli-Lipopolysaccharid/LPS/United States Pharmacopeia) i.v. oder in der Kontrollgruppe das gleiche Volumen NaCl. Zwischen diesen beiden Terminen lagen mindestens 1 und maximal 3 Wochen. Zu den Zeitpunkten vor Injektion sowie 1; 1,75; 3; 4 und 6h nach Injektion wurden die Vitalparameter gemessen und Blutproben genommen. In den Blutproben wurde eine Phänotypisierung der Zellen mittels FACS durchgeführt sowie die Oberflächenmarker CD 11b und TLR 4 bestimmt. Im Serum wurden die Konzentrationen von IL-1, IL-1ra, IL-6, IL-10, TNF-α und IFN-γ mittels Beads-Technologie bestimmt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die Injektion von 0,4ng/kgKG LPS bewirkt eine signifikante Änderung der Vitalparameter: Die Körpertemperatur und Herzfrequenz steigen zwischen Stunde 2 und 4 signifikant an. Die Zahl der Leukozyten im peripheren Blut nimmt deutlich ab, die der neutrophilen Granulozyten nimmt stark zu. Die Zytokinspiegel von IL-6 (p<0,001), IL-10 (p<0,001) und TNF-α (p<0,01) steigen innerhalb der ersten Stunden an. IFN-γ und IL-1β zeigen keine Änderung während IL-1ra (p<0,001) signifikant zunimmt. Die Expression von TLR-4 zeigt keine Unterschiede zwischen Placebo und LPS Injektion, während die Expression von CD 11b (p<0,01) signifikant ansteigt. Schon durch die Injektion von sehr niedrigen Dosen LPS (0,4ng/kg KG) kommt es zu einer reproduzierbaren und typischen systemischen Entzündungsreaktion. Eine mögliche Erklärung für das Ausbleiben von IL-1β-Anstiegen könnte sein, dass unter Normalbedingungen eine LPS-vermittelte TLR-4-Aktivierung allein nicht ausreicht um die Synthese von IL-1β zu induzieren. Hierfür scheint eine Voraktivierung oder ein costimulatorisches Signal vonnöten zu sein. IFN-γ wird vor allem von Zellen des adaptiven Immunsystems ausgeschüttet. Diese werden durch niedrige Dosen LPS in vivo wahrscheinlich nicht ausreichend aktiviert. Zur Veränderung der Expression von TLR 4 bei systemischer Inflammation liegen in der Literatur unterschiedliche Daten vor: In polytraumatisierten Patienten wird eine verminderte Expression beschrieben, während bei septischen Patienten eine gleichbleibende oder vermehrte Expression vorliegt. In unserem Modell kommt es zu keiner Änderung. Dagegen nimmt die Expression von CD 11b in unserem Modell wie auch bei septischen Patienten deutlich zu. Dies könnte darauf hindeuten, dass die akute inflammatorische Reaktion unabhängig von der TLR 4 Expression indiziert wird.