Laborjournal: Ihr meistzitiertes Paper aus dem Analysezeitraum unseres Rankings vergleicht medikamentöse Standardtherapien des Lungenemphysems mit einem neuartigen Verfahren, bei dem Patienten ein Ventil in die Lunge eingesetzt bekommen (N Engl J Med. 2010 Sep 23;363(13):1233-44). Doch zunächst: Was ist eigentlich ein Emphysem?
Herth: Hierzulande ist es vor allem ein Problem, das Raucher und auch Passivraucher betrifft. Wir wissen: Wenn Sie über längere Zeit und in höheren Konzentrationen toxische Stoffe einatmen, dann können sich die Lungenbläschen ausdehnen. Normalerweise ist es so, dass die Alveolen beim Ausatmen von selbst zusammenschnurren.
Die Lungenbläschen sind also elastisch.
Herth: Aber diese Elastizität verlieren die Alveolen der betroffenen Patienten. Die Bläschen können sich dann nicht mehr zusammenziehen, sondern sammeln immer mehr Luft. Wie Ballons, die man immer weiter aufbläst.
Das bedeutet, es hilft dem Betroffenen auch nichts, wenn er einfach tief ein- und wieder ausatmet?
Herth: Sie können dann nicht mehr gut einatmen, weil die alte verbrauchte Luft ja weiterhin in diesen überblähten Ballons sitzt und nicht herauskommt. Das nennen wir dann COPD oder – im voll ausgeprägten Stadium – Lungenemphysem.
Wodurch verlieren die Lungenbläschen denn ihre Elastizität? Kennt man einige der Mechanismen?
Herth: Ja, schon. Natürlich noch nicht in allen Details, aber wir verstehen immer mehr Einzelheiten. Im Laborjournal-Ranking finden Sie ja auch eine Reihe von Wissenschaftlern, die an regenerativer Medizin forschen. Dafür muss man ja schon eine Idee haben, welchen „Schalter“ man betätigen kann, um einen Signalweg anzusprechen, der die Schädigung rückgängig macht oder wenigstens stoppt beziehungsweise abschwächt. Im Prinzip hat die Lunge ja einen Abwehrmechanismus gegen schädliche Stoffe aus der Umwelt. Dabei werden Elastasen freigesetzt, die Proteine zerlegen. Wenn das jedoch Überhand nimmt, führt das letztlich zum Zelluntergang und zur Fibrose. In der Lunge bilden sich Narben und es kommt zum Verlust der Elastizität und eben zu dieser Überdehnung.
"Sie können das Ganze nicht mehr stoppen."
Können sich die Alveolen denn wieder erholen? Oder kann man diesen Zelluntergang zumindest irgendwie aufhalten, wenn man den Patienten rechtzeitig und richtig behandelt?
Herth: Wenn Sie sich nationale und internationale Guidelines durchlesen, dann steht dort zu COPD immer: „Eine chronisch progrediente Erkrankung.“ Lange Frage, kurze Antwort: Sie können das Ganze nicht mehr stoppen! Das ist ein Prozess, der fortschreitet. Sie können das Fortschreiten der Erkrankung verlangsamen, aber Sie können es nicht aufhalten. Es gibt große Pharmastudien, in denen Patienten mit und ohne medikamentöse Therapie über Jahre beobachtet wurden. Die Frage war, ob wir die Mortalität medikamentös beeinflussen können. Aber das können wir nicht. Ich kann das Leben nur lebenswerter machen mit diesen Medikamenten.
Das bedeutet, selbst wenn ein Raucher nach der Erkrankung mit dem Rauchen komplett aufhört, wird sich sein Zustand trotzdem weiter verschlechtern? Obwohl er dem Zigarettenrauch gar nicht mehr ausgesetzt ist?
Herth: Dazu muss ich erstmal klarstellen: Nicht jeder Raucher bekommt COPD! Das ist immer so eine typische Situation im Patientengespräch. Wir sagen: „Das kommt vom Rauchen.“ Und der Patient entgegnet: „Aber ich kenne einen, der ist jetzt gerade 100 geworden und hat viel mehr geraucht!“ Wir wissen, dass ungefähr 50 bis 60 Prozent der Raucher durch das Rauchen irgendwie krank werden – sei es nun an Lunge, Herz oder anderen Organen. Auch dazu läuft gerade sehr viel genetische Forschung, warum eben nicht alle Raucher erkranken. Ich kann also keinem Menschen, der raucht, vorher sagen, ob er COPD bekommt. Aber wenn er es bekommt – ja, dann läuft diese Krankheit in der Tat chronisch ab und lässt sich nicht mehr aufhalten.
Welche medikamentöse Behandlung erhalten Patienten mit COPD oder Emphysem? Greifen die Wirkstoffe dann auch in die Signalwege rund um die Elastasen ein?
Herth: So weit sind wir noch lange nicht! Man muss die Signalwege erst genau verstehen. Bislang setzen wir Medikamente ein, die lediglich auf die Mechanik der Lunge wirken. Denn bei COPD verengen sich die Atemwege – ähnlich wie beim Asthmatiker, nur chronisch. Es kommt zur Bronchokonstriktion, die Muskeln ziehen sich zusammen. Die Patienten bekommen daher bronchienerweiternde Medikamente. Das ist also eine rein symptomatische Therapie. Aber wenn ich es schaffe, die Bronchien wieder weiter zu machen, kann von dieser gestauten Luft aus den Lungenbläschen wieder ein bisschen mehr abfließen. Damit lassen sich zumindest einige Symptome lindern.
"Ein Luftballon würde irgendwann platzen – das passiert in der Lunge nicht."
Sie haben ja eben die Metapher des Luftballons benutzt. Muss ich mir das wirklich so vorstellen, dass sie Lunge dann immer größer wird, oder sprechen wir da über sehr kleine Maßstäbe?
Herth: Nein, das ist wirklich wie ein Luftballon! Nur dass ein Luftballon irgendwann platzen würde – das passiert in der Lunge nicht. Aber dadurch wird alles andere links und rechts beiseite gedrückt.
Da leuchtet es ein, dass die Patienten solche Luftnot haben.
Herth: Das Ganze wirkt sich aber nicht nur auf die Atmung aus. Viele COPD-Patienten sterben zum Beispiel an Herzversagen.
Wie beeinflusst denn die Atemnot das Herz?
Herth: Funktionell sitzt die Lunge ja zwischen dem rechten und dem linken Herz. Also das Blut kommt vom rechten Herz in die Lunge und dann von der Lunge ins linke Herz. Die Lunge ist eigentlich ein Niedrigdrucksystem, und Blut fließt da normalerweise weitestgehend druckfrei durch. Wenn sich jetzt aber die Bronchien zusammenziehen, dann ziehen sich automatisch auch die Blutgefäße zusammen. Dann muss das rechte Herz auf einmal einen viel höheren Druck aufbauen. Und es gibt noch einen zweiten Punkt, der hier zum Tragen kommt: Normalerweise umspült das Blut ja die Lungenbläschen, um Sauerstoff aufzunehmen. Es gibt aber einen Mechanismus, der bewirkt, dass Blut in der Lunge nur dorthin fließt, wo auch wirklich frische Luft hingelangt. Wenn Sie jetzt eine Überblähung haben, dann schickt der Körper dort auch kein Blut mehr hin.
Eigentlich eine gute Sache, denn dort ist ja ohnehin kein Sauerstoff zu holen!
Herth: Ja, das ist eine intelligente Regulation. Man nennt das den Euler-Liljestrand-Mechanismus. Aber wenn an diesen Stellen nun kein Blut mehr durchfließt, dann muss dieselbe Blutmenge insgesamt einen geringeren Gefäßquerschnitt durchlaufen. Und das führt dann zum Stau in diesen Blutgefäßen. Also führt ein Emphysem dann auch zum sogenannten Lungenhochdruck, der dann wiederum Herzschädigungen zur Folge haben kann.
Kommen wir zu Ihrem eingangs erwähnten Paper, an dem Sie mitgeschrieben haben. Ventile, die man Patienten in die Bronchien einsetzt, sollen verhindern, dass sich die Alveolen zu sehr aufblähen. Seit wann gibt es diese Ventile?
Herth: Das erste Ventil wurde 2002 eingesetzt, und wir haben diese Ventile mitentwickelt. Dann ging es durch die ganzen Studienphasen, und seit ungefähr fünf Jahren werden innerhalb Deutschlands Patienten in spezialisierten Zentren damit behandelt.
"Wir können mit diesen Ventilen die Lebenszeit von Patienten verlängern."
Auf Youtube gibt es eine Videoanimation, die erklärt, wie ein solches Ventil eingesetzt wird. Ist einer der insgesamt fünf Lungenlappen betroffen, platziert man das Ventil in die Bronchie, die diesen Lappen oder eine Region dieses Lappens mit Luft versorgt. Was genau macht das Ventil dann dort, dass es dem Patienten besser geht?
Herth: Wenn es in der Lunge ein Areal gibt, in dem eigentlich nur verbrauchte Luft steht, und wenn Sie dann atmen – was Sie ja die ganze Zeit tun müssen –, dann bläht sich dieses Areal auf und drückt dadurch die noch funktionierenden Regionen der Lunge zusammen. Ohne Ventil fließt dort ja dauernd Luft nach! Anders mit dem Ventil: Wenn der Patient ausatmet, dann wird Luft rausgepresst. Wenn er aber einatmet, dann schließt das Ventil und es fließt keine Luft mehr in die überblähten Teile. Dadurch verkleinert sich die Lunge wieder. Dann funktionieren die unnützen Regionen zwar gar nicht mehr, die noch funktionsfähigen Lungenregionen funktionieren jetzt aber wieder besser.
In dem damaligen Paper konnten Sie und Ihre Kollegen zeigen, dass es den Patienten mit diesen Ventilen besser geht. Das war 2010. Seither sind also sechs Jahre vergangen. Haben sie heute neuere Daten dazu, die damals nicht vorlagen?
Herth: Ja, und vor allen Dingen haben wir inzwischen die Fünfjahres-Überlebensdaten von Patienten, die mit Ventilen versorgt wurden. Die haben wir verglichen mit Patienten aus demselben Kollektiv, denen wir keine Ventile einsetzen konnten, weil es in deren Lungen keine klar eingrenzbaren Regionen gab, die betroffen waren. Insgesamt haben etwa 500 Patienten Ventile erhalten, und die haben wir verglichen mit 500 Patienten ohne Ventile. Und das Ergebnis ist klar: Stand heute leben nach fünf Jahren noch 85 Prozent der Patienten aus der „Ventil-Gruppe“, während in der Gruppe ohne Ventile mehr als die Hälfte der Betroffenen verstorben ist. Demnach können wir mit diesen Ventilen wirklich die Lebenszeit von Patienten verlängern.
Interview: Mario Rembold