Das Tourette-Syndrom ist eine neuropsychiatrische Erkrankung, die durch motorische und vokale Tics charakterisiert ist. Die Erkrankung beginnt meist in der Kindheit und kann mit Verhaltensauffälligkeiten wie Zwangsstörungen, ADHS oder Depressionen einhergehen. In schweren Fällen, in denen Verhaltenstherapie und Medikamente nicht ausreichend wirken, kann die tiefe Hirnstimulation (THS) eine Option sein.
Grundlagen der Tiefen Hirnstimulation
Die tiefe Hirnstimulation (THS) ist ein neurochirurgisches Verfahren, bei dem feine Elektroden in bestimmte Zielgebiete im Gehirn implantiert werden. Diese Elektroden geben kontinuierlich schwache elektrische Impulse ab, die die Aktivität der umliegenden Nervenzellen beeinflussen. Die Stimulationseffekte werden über Nervenbahnen an weiter entfernte Hirnareale weitergeleitet und entfalten so ihre vollständige Wirkung.
Die THS wird seit 1999 bei schwer betroffenen und ansonsten therapieresistenten Patienten mit Tourette-Syndrom zur Tic-Reduktion eingesetzt. Mehrere randomisierte Doppelblindstudien und Metaanalysen berichten über die Wirksamkeit und die Sicherheit dieser Behandlung. Allerdings sind die bis dato vorliegenden Fallzahlen und Beobachtungszeiträume deutlich limitiert.
Zielgebiete im Gehirn
Die zentrale Ursache der Tics liegt sehr wahrscheinlich in den Basalganglien, insbesondere im Bereich des Striatums. Die Aktivität der striatalen Kerngebiete des Nucleus caudatus und des Putamen korreliert bei Tourette-Patienten mit der Häufigkeit von Tics. Bei der tiefen Hirnstimulation geben implantierte Elektroden in diesen Bereichen gezielt elektrische Signale ab.
Die Erfahrungen aus dem Patientenregister beziehen sich auf Elektroden im thalamischen Nucleus centromedianus (93 Patienten), im anterioren oder posterioren Globus pallidus internus (66 Patienten) und im vorderen Schenkel der Capsula interna (4 Patienten). Die stärkste Abschwächung der Tics wurde mit einer THS des anterioren Globus pallidus internus erreicht. Die Unterschiede zu den anderen beiden Regionen waren jedoch nicht signifikant. Somit kann auch keine endgültige Empfehlung für die beste Zielregion einer Elektroden-Platzierung ausgesprochen werden.
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Verschiedene Bewegungsstörungen werden inzwischen mit stereotaktischen Eingriffen, speziell der Elektrostimulation des Gehirns (Deep brain stimulation) behandelt. Die Autoren liefern einen Überblick über neurochirurgische Eingriffe bei Dystonien und Tics, wobei sie sich hauptsächlich auf chirurgische Aspekte und das Ergebnis der Elektrostimulation konzentrieren. Derzeit ist eine Pallidum-Stimulation der am häufigsten durchgeführt Ansatz bei Patienten mit Dystonie.
Wirkungsweise der Tiefen Hirnstimulation bei Tourette-Syndrom
Die genaue Wirkungsweise der THS bei Tourette-Syndrom ist noch nicht vollständig geklärt. Es wird vermutet, dass die elektrischen Impulse die Aktivität der Nervenzellen in den Basalganglien modulieren und so die Tic-Entstehung unterdrücken.
Ein Team um Prof. Andreas Horn und Dr. Ningfei Li, Neurowissenschaftler an Charité und Brigham and Women’s Hospital, ging der Frage nach, wie ein so kleiner Kern von ungefähr einem Zentimeter Länge effektiv in der Behandlung von Symptomen derart unterschiedlicher Hirnfunktionsstörungen sein kann. Um dem Paradoxon auf die Spur zu kommen, analysierte das Team die Daten von 534 implantierten Elektroden zur tiefen Hirnstimulation bei 261 Patienten aus der ganzen Welt. Mithilfe einer eigens entwickelten Software erfassten die Forschenden die genaue Lage der jeweiligen Elektroden. Computersimulationen halfen, um daraufhin Nervenbahnen aufzuzeigen, die bei Patienten mit optimalen oder auch weniger optimalen Behandlungsergebnissen aktiviert wurden. Für jede der vier Störungen stellten sich spezifische Schaltkreise heraus, die fehlerhaft funktionierten. Sie waren mit den entsprechenden Regionen im Vorderhirn verbunden, die eine wichtige Rolle für Bewegungsabläufe, Verhaltenssteuerung oder Informationsverarbeitung spielen. „Die von uns identifizierten Schaltkreise überschneiden sich teilweise, daher nehmen wir an, dass die Fehlfunktionen in den untersuchten Symptombildern nicht vollständig unabhängig voneinander sind“, sagt Barbara Hollunder, Stipendiatin des Einstein Center for Neurosciences an der Charité und Erstautorin der Studie.
Klinische Studien und Ergebnisse
Eine Studie in Lancet Neurology (2015; 14: 595-605) untersuchte die Wirkung der THS bei Patienten mit Tourette-Syndrom. An der Studie nahmen 15 Patienten teil, die seit mindestens zwölf Monaten unter unwillkürlichen Bewegungen (Tics) und Lautäußerungen mit starken funktionellen Einschränkungen gelitten hatten. Medikamente aus drei verschiedenen Substanzklassen waren wirkungslos geblieben, und eine Verhaltenstherapie war ebenfalls fehlgeschlagen oder für diese Patienten nicht infrage gekommen. Bei allen Patienten wurde ein „Hirnschrittmacher“ implantiert, dessen Elektroden die Neurochirurgen in beiden Hirnhälften jeweils im vorderen Teil des Globus pallidus internus platzierten. Nach dem Zufallsprinzip erhielt eine Hälfte der Patienten dann drei Monate lang eine gezielte Stimulation der Zielregion, während die andere Hälfte lediglich zum Schein stimuliert wurde. Es folgten weitere drei Monate, in denen die Rollen vertauscht wurden. Schließlich folgte eine Periode, in der alle Studienteilnehmer das Angebot einer fortgesetzten kontinuierlichen Stimulation nutzten. Primärer Endpunkt der Studie war die 100 Punkte umfassende Yale Global Tic Severity Scale (YGTSS). Der Wert lag vor Beginn der Studie bei durchschnittlich 87,9 Punkten, was eine schwere Belastung der Patienten anzeigt. Während der Scheinstimulation sank der YGTSS auf durchschnittlich 80,7 Punkte. Dieser Placebo-Effekt wurde durch die echte Neurostimulation weit übertroffen. Der YGTSS sank auf einen Mittelwert von 68,3 Punkte, eine signifikante Verbesserung. Nach dem Ende der Doppelblindphase wurde die Therapie bei allen Patienten weitergeführt. Der YGTSS verbesserte sich weiter auf nunmehr durchschnittlich 51,5 Punkte.
Die Ergebnisse des internationalen Patientenregisters Tourette-Syndrom zeigen, dass sich Tics mit einer tiefen Hirnstimulation signifikant reduzieren lassen. Die Schwere der Tics wurde zum einheitlichen Vergleich mit der Yale Global Tic Severity Scale (YGTSS) beurteilt. Bei den erfassten Patienten verbesserte sich der mittlere YGTSS-Score von 75,01 zu Studienbeginn nach einem Jahr THS auf 41,19 Punkte. Der Score motorischer Tics ging von 21 auf 12,97 Punkte zurück und der Score vokaler Tics verbesserte sich von 16,82 auf 9,63 Punkte.
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Eine retrospektive Open-Label-Studie mit 19 Patienten mit Tourette-Syndrom, die zwischen den Jahren 2006 und 2016 an der Uniklinik Köln mittels Tiefer Hirnstimulation behandelt wurden, zeigte, dass die Tiefe Hirnstimulation geeignet ist, Tic-Symptome langfristig zu verbessern (p <,001) und dass die Wirkung über den untersuchten Zeitraum konstant blieb: Der durchschnittliche YGTSS-Gesamtscore verbesserte sich signifikant um 52,0% (p <,001) nach dem ersten Behandlungsjahr und um 53,3% (p <,001) bei der letzten Verlaufsuntersuchung. Die alltägliche Funktionsfähigkeit verbesserte sich signifikant (p=,003) unter der Stimulation, ließ jedoch nach dem ersten Behandlungsjahr nach. Bei der letzten Verlaufsuntersuchung zeigten sich signifikante Verbesserungen von Lebensqualität und Lebenszufriedenheit im Vergleich zum Ausgangswert.
Mögliche Risiken und Nebenwirkungen
Wie bei jedem chirurgischen Eingriff gibt es auch bei der THS Risiken und Nebenwirkungen. Zu den möglichen Komplikationen gehören:
- Infektionen
- Intrakranielle Blutungen
- Fehlfunktion des Hirnschrittmachers
- Neurologische Nebenwirkungen wie Dysarthrie, Parästhesien, Bradykinesen und Dystonien
- Psychische Veränderungen
- Übelkeit und Erbrechen
In der Studie von Okun betrug die Gesamtrate unerwünschter Ereignisse 35,4 Prozent. Bei 6 Patienten wurden Komplikationen beobachtet, darunter 2 Mal intrakranielle Blutungen und 4 Infektionen. Bei weiteren 2 Patienten funktionierte der Hirnschrittmacher nicht, einmal wurde der Pulsgenerator ausgetauscht, beim 2. Patienten musste der Schrittmacher explantiert werden. 48 Patienten erlitten Hirnstimulations-bedingte Nebenwirkungen, darunter Dysarthrien, Parästhesien, Bradykinesen und Dystonien sowie Exazerbationen der Tics. Als weitere Nebenwirkungen wurden psychische Veränderungen sowie Übelkeit und Erbrechen beobachtet.
Auswahl der Patienten und Indikation
Die THS ist keine Standardtherapie für Tourette-Syndrom, sondern wird nur in schweren, therapierefraktären Fällen in Erwägung gezogen. Vor einer THS müssen alle anderen Therapieoptionen ausgeschöpft sein, wie zum Beispiel Verhaltenstherapie und Medikamente.
Die Deutsche Gesellschaft für Neurologie (DGN) beurteilt die Ergebnisse der Studie positiv. Es handele sich um eine vom Design her hochwertige und sauber ausgeführte Studie, urteilte Jens Volkmann, Direktor der Neurologischen Klinik und Poliklinik Würzburg. Die Studie lasse allerdings die wichtigste Frage ungeklärt, meint Volkmann, der auch erster Vorsitzender der Deutschen Parkinson-Gesellschaft ist: Wo ist der beste Wirkort für die Hirnstimulation beim Tourette-Syndrom?
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Zukunftsperspektiven
Die THS ist ein vielversprechendes Verfahren zur Behandlung von schweren, therapierefraktären Fällen von Tourette-Syndrom. Zukünftige Studien müssen jedoch noch zeigen, welche Patienten am besten auf die THS ansprechen und welche Zielgebiete im Gehirn am effektivsten sind.
Die Forschenden planen, die Technik weiterzuentwickeln und fehlerhafte Hirnschaltkreise noch hochauflösender für spezifische Symptome abzugrenzen. So könnten beispielsweise für Zwangsstörungen die Schaltkreise für zwanghafte Gedanken und Handlungen, oder auf häufig begleitend auftretende Symptome wie Depression oder Angststörungen isolieren, um die Behandlung bestmöglich individuell abzustimmen. Darüber hinaus gehen die Forschenden davon aus, dass im Gehirn nicht nur eine einzige Region ausschlaggebend für die Verbesserung eines bestimmten Symptoms ist. Vermutet wird, dass Nervennetzwerke selbst die therapeutischen Effekte tragen und von verschiedenen Punkten im Gehirn aus moduliert werden können.
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