Aktuelle Therapieoptionen und Gentherapie

Ursächlich für die Hämophilie A und Hämophilie B sind Mutationen im F8- oder F9-Gen, die zu einer Verminderung oder dem völligen Fehlen von Gerinnungsfaktor VIII (FVIII) oder IX (FIX) führen. Das F8-Gen liegt auf dem X-Chromosom und besteht aus 26 Exonen, die ein 2.351 Aminosäuren großes Protein ­kodieren. Zur Hämophilie B führen Mutationen des F9-Gens, das auf dem langen Arm des X-Chromosoms liegt und aus 8 Exonen besteht, die ein 461 Aminosäuren großes Protein kodieren. Das Blutungsverhalten, meist spontan auftretende Blutungen in die großen Gelenke, ist wesentlich von der zugrunde liegenden Mutation des Gerinnungsfaktors abhängig. Bei der schweren Hämophilie A dominieren die Null-Mutationen, während bei der Hämophilie B vorwiegend Missense-Mutationen bestehen, unter denen die Synthese von geringen Mengen des Gerinnungsfaktors möglich ist.[1] Bei ca. einem Drittel der Patienten liegt keine Hämophilie in der Familie vor, sodass es sich um eine Neumutation handelt.

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Faktorensubstitution: Goldstandard der Hämophilie­therapie mit Einschränkungen

Die Substitution von plasmatisch oder rekombinant hergestellten Faktorenpräparaten erlaubt die Behandlung im Blutungsfall und die effektive Prophylaxe von Blutungen. Aufgrund der kurzen Halbwertszeit von FVIII und FIX sind mehrfach wöchentlich intravenöse Injektionen erforderlich, um den Spiegel des Gerinnungsfaktors anzuheben und damit die Frequenz spontan auftretender Blutungen zu reduzieren. Der Goldstandard der Therapie der Hämophilie im Kindes- und Jugendalter ist die frühzeitige, prophylaktische Faktorenersatztherapie. Prospektive, randomisierte Studien belegen den Nutzen dieser Therapieform beim Schutz vor Blutungen und dem Erhalt der Gelenkgesundheit.[2,3] Für das Erwachsenenalter liegen wenige prospektive Studien vor, die den Benefit der Beibehaltung der Prophylaxe belegen.

In der prospektiven und randomisierten SPINART-Studie (Study of Prophylaxis in Adults Randomized Trial)[4] aus dem Jahr 2017 wurden von 2008 bis 2013 Hämophiliepatienten im Alter von 12–50 Jahren eingeschlossen. Die Patienten erhielten entweder eine Prophylaxe (42 Patienten, Altersmedian 29 Jahre) oder eine Bedarfstherapie (42 Patienten, Altersmedian 29 Jahre) und wurden für drei Jahre beobachtet. Es zeigte sich eine hohe Adhärenz bei der Prophylaxe-Gruppe (Gabe alle 2,37 Tage, erwartet war alle 2,33 Tage). Während der Faktorenverbrauch pro Jahr in der Prophylaxegruppe etwa 2,5-fach höher lag als in der Bedarfsgruppe (4.102 IE vs. 1.700 IE), ließ sich die Blutungsrate deutlich um 93,9 % reduzieren (p < 0,0001). Die jährliche Blutungsrate lag in der Prophylaxegruppe insgesamt bei 0,7 vs. 37,4 (Bedarfstherapie) und die jährliche Anzahl der Gelenkeinblutungen bei 0,3 vs. 27,3. Die regelmäßige Durchführung der prophylaktischen Faktorensubstitution erfordert vom Patienten ein hohes Maß an Adhärenz, um die mehrfach wöchentlichen intravenösen Injektionen in ärztlich kontrollierter Heimselbstbehandlung durch­zuführen. Daten zu Demographie, klinischen Charakteristika und Outcome von 6.196 Hämophiliepatienten im mittleren Alter von 17,7 Jahren aus 134 Behandlungszentren in den USA wurden zwischen 1999 und 2010 bei 26.614 Routineuntersuchungen gesammelt und in Querschnitts- und longitudinalen Analysen evaluiert.[5] Die Durchführung der Prophylaxe stieg im untersuchten Zeitraum bei allen Altersklassen von 31 % auf 59 % an und blieb am niedrigsten bei ­Patienten zwischen 50 und 69 Jahren. Im Jahr 2010 waren 75 % der Kinder und Jugendlichen < 20 Jahren auf Prophylaxe eingestellt (Abb. 1).

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Neue Therapieformen der Hämophilie

Durch Einsatz verschiedener Techniken wie Fusion, Pegylierung und Protein-Sequenz-Modifizierungen kann die Halbwertszeit von Faktorenpräparaten verlängert werden, was verlängerte Dosierungsintervalle und/oder eine bessere hämostatische Effektivität erlaubt.[6] Eine individualisierte, auf die Bedürfnisse des ­Patienten abgestimmte Prophylaxe kann dazu beitragen, die Blutungsfrequenz weiter zu reduzieren und die körperliche Aktivität sowie Lebensqualität zu verbessern. Es gibt jedoch Hinweise in der ­Literatur, dass trotz einer optimalen Behandlung der Hämophilie, wie sie in den letzten Jahren möglich war, Einblutungen in die Gelenke und deren Folgen nicht gänzlich zu verhindern sind.[7] Hierbei kann es sich möglicherweise um Mikroeinblutungen handeln, die zunächst nur subklinisch verlaufen. Die neu entwickelten Alternativen zur Faktoren­­­substitution basieren auf neuen Wirkprinzipien und befinden sich in Studien oder sind bereits zugelassen. Sie werden subkutan injiziert und verfügen über eine längere Halbwertszeit, was einen größeren Schutz vor Blutungen im Vergleich zur Standardtherapie bieten kann. Zudem können einige Präparate auch breiter eingesetzt werden, unabhängig vom Vorliegen eines Antikörpers gegen den ­Gerinnungsfaktor. In Tabelle 1 sind Ansätze neuer Therapieoptionen der Hämophilie im Vergleich zur Substitutions­therapie mit Faktorenkonzentraten zusammen­gefasst Bereits zugelassen zur Behandlung der schweren Hämophilie A mit oder ohne Vorliegen eines Hemmkörpers ist Emicizumab, ein bispezifischer, huma­nisierter monoklonaler Antikörper. Die Substanz übernimmt die Funktion von FVIII und bindet mit einem Arm am Enzym Faktor IXa und mit dem anderen Arm am Zymogen Faktor X, ­wodurch die ­FIXa-vermittelte Aktivierung von FX mit Formierung des Tenasekomplexes initiiert wird. Da keine strukturelle Homologie besteht, ist keine dadurch induzierte Hemmkörperbildung gegen FVIII zu erwarten.[8]

In verschiedenen klinischen Studienprogrammen (HAVEN 1 bis HAVEN 4)[9–12] konnte die subkutane ­Applikation entweder einmal pro Woche, einmal alle zwei Wochen oder einmal alle vier Wochen nicht nur eine deutliche Reduktion der Blutungen zeigen, sondern auch eine Linderung der mit den Blutungen assoziierten Symptome und Gelenkschmerzen bei ­Patienten mit Hämophilie A sowohl mit als auch ohne Antikörper gegen FVIII. In einer Phase-III-Studie wurden 109 Patienten mit Hämophilie A und einem Hemmkörper gegen FVIII sowie einem Alter von über 12 Jahren eingeschlossen.[11] Die mit Emicizumab behandelten Patienten wiesen eine signifikant geringere Blutungsrate auf als die Kontrollgruppe, 63 % der Patienten hatten überhaupt keine Einblutungen. In einer Gruppe von Studienteilnehmern, die zuvor zur Blutungsprophylaxe Bypass-Medikamente erhalten hatten und bei welchen diese durch Emicizumab ersetzt worden waren, sank die Blutungsrate um 79 %. Bei einigen Patienten sind jedoch schwere Nebenwirkungen wie thrombotische ­Mikroangiopathien oder Thrombosen aufgetreten, die mit der Gabe von aktiviertem Prothrombin-Komplex-Konzentrat zur Behandlung von Durchbruchsblutungen assoziiert waren. Als Folge wurde im ­weiteren Verlauf der Studie die Kombination von Emicizumab und aktiviertem Prothrombin-Komplex-Konzentrat modifiziert. Ein natürliches Antikoagulans im Gerinnungssystem ist der Tissue Factor Pathway Inhibitor (TFPI), der durch Interaktion mit dem Faktor-VII/tissue-factor(Gewebefaktor)-Komplex und ­Faktor X die Aktivierung der extrinsischen Gerinnung inhibiert. Zur Hemmung von TFPI wurden unterschiedliche ­Moleküle entwickelt. Am weitesten fortgeschritten ist die ­Entwicklung humanisierter monoklonaler ­Antikörper wie Concizumab, der bereits erfolgreich in einer Phase-I-Studie eingesetzt wurde.[13]

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SIRNA-Moleküle

Eine weitere Möglichkeit der subkutanen Therapie besteht im Gen-Silencing, was mit „Stilllegung von Genen“ übersetzt werden kann. Patienten mit ­Hämophilie A und Hämophilie B sowie mit Hemmkörper-Hämophilie werden aktuell in Studien mit small-interfering-RNA(siRNA)-Molekülen (Fitusiran) behandelt, die einmal pro Monat subkutan verabreicht in den Hepatozyten die Synthese von Antithrombin, dem Gegenspieler von Thrombin, hemmen. Hierunter kommt es trotz Hämophilie zu einer ausreichenden Gerinnungsaktivierung, die u. a. durch die Thrombin-Generierung gemessen werden kann. In einer Phase-II-Studie fielen die AT-Spiegel der Teilnehmer um durchschnittlich 80 % und blieben ein Jahr lang stabil niedrig. Etwa die Hälfte der 33 Studienteilnehmer hatte keinerlei Blutungen im Beobachtungszeitraum, 67 % keine spontanen Blutungen.[14] Allerdings ist bei einem ­Patienten nach zusätzlicher Behandlung mit hoch dosiertem FVIII eine Sinusvenenthrombose aufge­treten, die zunächst fälschlicherweise als Blutung diagnostiziert wurde und in deren weiterem Verlauf der Patient verstarb. Daraufhin wurde für die verbleibende Studienzeit die bei einer Blutung zu empfehlende Dosis des ­Gerinnungsfaktorenpräparats angepasst.

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Studienergebnisse zur Gentherapie der Hämophilie

Im Gegensatz zu den bisher dargestellten Therapieoptionen stellt die Gentherapie der Hämophilie eine möglichst dauerhafte Anhebung der Faktorenspiegel in Aussicht, die nach einer einmaligen ­Infusion des Gens für den Gerinnungsfaktor zusammen mit einem viralen Vektor erreicht werden soll. Die Hämophilie bietet sich als Modell für die Gentherapie an, da jeweils nur ein einzelnes, gut charakterisiertes und vollständig entschlüsseltes Gen betroffen ist und ein bereits geringer Anstieg der Gerinnungsfaktoren­aktivität zu einer deutlichen Verbesserung der ­klinischen Symptomatik führen kann. Die Vektoren, in diesem Fall Adeno-asso­ziierte ­Viren (AAV), enthalten auch die für die ­Expression des Gens in der Zielzelle notwendigen Kontrollelemente wie Promotor und Enhancer, die dafür verantwortlich sind, dass das Gen spezifisch in der Leber exprimiert wird. Bei den AAV handelt es sich um rekombinant hergestellte, nicht pathogene Viren, die eine Kapa­zität von 4,7 Kilobasen (kb) haben, um ein Gen zu transportieren. Es sind zahlreiche AAV-Serotypen bekannt, die sich unter anderem in ihrem Tropismus für unterschiedliche Zielgewebe unterscheiden. ­AAV werden als virale Vektoren in der Gen­therapie verwendet, weil sie nicht mit Krankheiten assoziiert sind, je nach Serotyp einen starken Lebertropismus zeigen und sich das virale Erbgut nur selten in das Genom der Wirtszelle integriert, wodurch das Risiko für eine Insertionsmutagenese und damit verbundene Komplikationen (z. B. Krebserkrankungen) als sehr gering eingeschätzt wird.[15] Gegenwärtig finden klinische Studien der Phase I bis III mit verschiedenen Genapplikationen des ­Gentransfers für die Behandlung der Hämophilie A und B statt (Tab. 2). Teilnehmen können ­erwachsene Patienten mit schwerer Hämophilie ohne Entwicklung eines Hemmkörpers und ohne ausgeprägte ­Komorbidität. Vor Teilnahme wird geprüft, ob Antikörper gegen AAV vorliegen, da das Ansprechen auf die Gentherapie dadurch gemindert werden kann.

Die ersten Studien zur intravenösen Verabreichung der Gentherapie für Hämophilie B starteten vor über 10 Jahren. Einige Jahre später begann auch die ­erste Studie zur Gentherapie der Hämophilie A. Mittler­weile laufen einige Studien, sowohl für die Gentherapie der Hämophilie A als auch der Hämophilie B, mit unterschiedlichen Vektoren, den Adeno-asso­zi­ierten Viren (AAV), und unterschiedlichen Dosierungen. Erstmalige, bahnbrechende Ergebnisse zur Gentherapie der Hämophilie B wurden in den Jahren 2011 und 2014 publiziert.[16, 17] Nach Verabreichung der ­Therapie zeigte sich auch Jahre später ein um 5–7 % konstant erhöhter FIX-Wert. Die Blutungsrate nahm um 90 % ab, sodass ein Teil der Patienten die ­regelmäßige prophylaktische Substitution mit einem Faktorenkonzentrat einstellen konnte. Trotz ­Zunahme von sportlichen Aktivitäten sind bei diesen Patienten keine weiteren Blutungen aufgetreten. Die Ergebnisse dieser Studie wurden im ­Wesentlichen durch eine weitere Studie bestätigt, die das gleiche Gen, jedoch einen anderen AAV-Serotyp, verwendete. Von 10 Patienten konnten 9 Patienten die prophylaktische Sub­stitution mit einem Faktorenkonzentrat beenden und es zeigte sich ein deutlicher Rückgang der Blutungen.[18]

In einer weiteren Studie, die eine hoch effektive ­Variante des FIX (Padua-Variante) verwendete, konnte sogar ein Anstieg der FIX-Aktivität auf über 30 % erzielt werden, was einen Schutz vor Blutungen auch bei Verletzungen bieten kann, wodurch die Blutungsrate insgesamt um 97 % reduziert werden konnte.[19] Die Wirksamkeit und Sicherheit der Gentherapie der Hämophilie A konnte für einen Zeitraum von bis zu drei Jahren belegt werden. Bereits nach wenigen Wochen konnte ein deutlicher Anstieg der FVIII-Aktivität erzielt werden. Teilweise wurden sogar FVIII-Werte im Normbereich gemessen, was dazu führt, dass auch bei größeren Verletzungen und Operationen ein kompletter Schutz vor Blutungen besteht.[20] Nach drei ­Jahren lag in der Phase-I-Studie mit 13 Patienten die FVIII-Aktivität bei 33 % (4–100 %) und in einer ­weiteren Gruppe mit niedriger Dosierung nach zwei Jahren bei 15 % (6–22 %). Bei diesen Faktorenspiegeln konnte die regelmäßige Faktoren­sub­stitution schnell gestoppt werden und der Großteil der Patienten entwickelte keine weiteren Blutungen, weder spontan noch nach Verletzungen. Auffällig war in dieser Studie, dass die Faktorenspiegel von Jahr zu Jahr sanken, und es bleibt abzuwarten, wie sich der ­Faktorenverlauf weiter entwickelt. Eine mögliche Nebenwirkung der Gentherapie ist eine nicht vorhersagbare, in vielen Fällen T-Zell-bedingte Immunabwehr gegen korrigierte Leberzellen, die ­Kapsidfragmente des viralen Vektors an ihrer Oberfläche präsentieren, was zu einer asymptomatischen Erhöhung der Transaminasen und einem Verlust der ­therapeutischen Wirkung führen kann. Alle aufgetretenen Leberwerterhöhungen konnten bislang erfolgreich mit einer vorübergehenden immunsuppressiven ­Therapie, z. B. mit Kortison, behandelt werden. Bei manchen Patienten konnte jedoch der initial angestiegene Gerinnungsfaktorenspiegel nicht wieder erreicht werden. Es fehlen jedoch noch Langzeitdaten zur Wirksamkeit, Sicherheit und Immuno­genität, die in weiteren ­Studien erhoben werden. Auch kann das Labor­monitoring je nach verwendeter Substanz von der bisherigen Praxis abweichen. Die bislang mit Gentherapie behandelten Patienten wurden sorgfältig vor der Behandlung ausgewählt. So durfte kein Hemmkörper gegen den Gerinnungsfaktor vorliegen (auch nicht in der Vergangenheit) sowie keine schwere Lebererkrankung. Darüber hinaus wurde ausgeschlossen, dass Antikörper gegen den Vektor vorliegen, die zu einer geringeren Wirksamkeit der Therapie führen können. Mittlerweile werden auch Studien an Patienten mit Antikörpern gegen die Vektoren durchgeführt, die ­keine Beeinträchtigung der Wirksamkeit zeigen.[21] Auch werden Studien zur Gentherapie bei Patienten mit Hemmkörpern gegen Gerinnungsfaktoren geplant. Schließlich wird daran gearbeitet, gentherapeutische Möglichkeiten auch für Kinder und Jugendliche ­anzubieten. Für die Gentherapie der Kinder sind vermutlich andere Konzepte erforderlich, da sich die Leber im Kindesalter noch im Wachstum befindet und daher nicht von einem konstanten Ansprechen der Gentherapie auszugehen ist. Daher können andere Verfahren zur Anwendung kommen, z. B. Gene-Editing, womit zielgerichtete Veränderungen des Gens erreicht werden können.