Nutritional status and its impact on outcome in patients undergoing allogeneic haematopoietic cell transplantation and an experimental trial to improve the supply of a specific micronutrient

Abstract

The first two studies investigated the course of the nutritional status in patients un-dergoing allogeneic haematopoietic cell transplantation (alloHCT) and the validity of nutritional markers as independent risk factors for outcome. In line with others, we detected an overall good nutritional status before alloHCT by employing quick screening tools such as BMI and the SGA questionnaire for identifying malnutrition. However, upon closer inspection, we observed unintentional weight loss previous to alloHCT to be a frequent condition, detecting many more underweight patients using age- and gender-specific BMI classification and overall low bioelectrical impedance phase angle values at admission. Deterioration in nutritional status during the early post-transplant period was significant in the cohort. Furthermore, we identified ano-rexic patients and those with clinically-relevant aGVHD (≥°II) to have an increased risk for a decline in nutritional status during early rehabilitation. In addition, it could be demonstrated for the first time that the pretransplant phase angle (≤25th percen-tile) used as a standardised value was an independent predictor for 2-year overall survival, non-relapse mortality and progression-free survival. BMI adjusted for age and gender emerged as an independent risk factor for OS and NRM. Both of these nutritional markers performed better than numerous generally-accepted risk factors, and they were the only significant prognostic values for outcome in this cohort be-sides HLA-C compatibility, donor and remission status. In addition, these two nutri-tional markers are theoretically modifiable during the often lengthy treatment period before transplantation. Further investigation is necessary to demonstrate whether or not the phase angle can be increased by strategies that enhance muscle mass via physical training together with nutritional support, and whether it can prevent dete-rioration in nutritional status and lead to beneficial effects on outcome after alloHCT. The third study investigated the association between AOX status (α-tocopherol, ascorbic acid and ß-carotene) in buccal mucosa cells (BMC) or plasma and the risk of developing oral mucositis (OM) after conditioning chemotherapy. We observed no significant differences in baseline AOX concentrations in plasma or BMC among the different OM groups (no or mild, ulcerative and severe OM), revealing that no single AOX has predictive value for the incidence or severity of OM after conditioning chemotherapy. However, patients with an overall good plasma AOX status tended to require a shorter duration of parenteral nutrition, which is a relevant clinical and economic marker for OM treatment compared to patients with at least one plasma AOX beneath the normal range. These findings may indicate that an intact antioxidative network is more relevant than any one AOX for lowering the OM risk. Future studies should consider both the exogenous- and endogenous AOX systems. The fourth study revealed a generally low serum 25-hydroxyvitamin D [25(OH)D3] status in these patients at admission. Furthermore, their 25(OH)D3 status remained low during the early post-transplant period, showing a trend towards further deterio-ration, especially in patients with corticosteroid-treated aGVHD. In addition, we con-ducted a detailed investigation of the impact of well-known influencing factors on baseline serum 25(OH)D3 status, revealing only higher body fat mass to be an inde-pendent risk factor for reduced baseline status. In fact the most important influenc-ing factors, namely dietary factors and season, revealed no detectable impact, most probably due to inadequate oral intake, prolonged disease history, and hospitalisa-tion. In conclusion, these results provide a clear rationale for the use at least of vitamin D-containing multivitamin preparations in standard multivitamin prescrip-tions, and for the monitoring of vitamin D status at regular intervals from the date of diagnosis. The fifth study was a randomised controlled trial revealing for the first time in humans that the bioavailability of vitamin D2 from vitamin D2-enhanced button mushrooms via UV-B irradiation is effective in improving vitamin D status in young, healthy adults and not different than a vitamin D2 supplement. The vitamin D2 enhancement of mushrooms boosts their nutraceutical value by creating both an abundant and excellent source of vitamin D2 that opens up new opportunities in fighting widespread vitamin D deficiency.

Die ersten zwei Studien untersuchten den Verlauf des Ernährungsstatus bei Patien-ten, die eine allogene hämatopoetische Zelltransplantation (alloHZT) erhielten, sowie die Validität von Ernährungsparametern als unabhängige Risikofaktoren für das Outcome. In Übereinstimmung mit anderen Studien stellten wir vor Beginn der alloHZT mithilfe einfacher Screening-Verfahren für Mangelernährung wie BMI und SGA-Fragenbogen einen insgesamt guten Ernährungsstatus fest. Jedoch bei näherer Betrachtung zeigte sich häufig ein unbeabsichtigter Gewichtsverlust vor Beginn der alloHZT. Des Weiteren wurden bei Aufnahme deutlich mehr untergewichtige Patienten durch den Einsatz von alters- und geschlechtsspezifischer BMI-Klassifikation ermittelt und allgemein niedrige Phasenwinkel-Werte mittels bioelektrischer Impedanzanalyse gemessen. Signifikante Verschlechterungen des Ernährungsstatus in der frühen Phase nach Transplantation waren in dieser Kohorte häufig. Darüber hinaus identifizierten wir anorektische Patienten und solche mit einer klinisch relevanten aGVHD (≥°II) als solche mit erhöhtem Risiko für eine Verschlechterung des Ernäh-rungsstatus während der frühen Rehabilitationsperiode. Diese Ergebnisse zeigen erstmals, dass der Phasenwinkel vor Transplantation (≤25te Perzentile) als standardisierter Wert, ein unabhängiger Prädiktor für das 2-Jahres Gesamtüberleben, therapiebedingte Mortalität (NRM) und progressionsfreies Überleben (PFS) ist. Des Weit-ren stellte sich der alters- und geschlechtsadaptierte BMI als ein unabhängiger Risikofaktor für Gesamtüberleben und therapiebedingte Mortalität heraus. Beide Ernährungsparameter übertrafen zahlreiche allgemein anerkannte Risikofaktoren in ihrer Aussagekraft und waren neben HLA-C-Kompatibilität, Donor- und Remissionsstatus die einzigen signifikanten prognostischen Werte für das Outcome in der vorliegenden Kohorte. Zusätzlich lassen sich diese Ernährungsparameter während der häufig langen Behandlungsperiode vor Transplantation theoretisch beeinflussen. Weitere Untersuchungen sind nötig um zu zeigen, ob der Phasenwinkel mittels Strategien erhöht werden könnte, welche beispielsweise die Muskelmasse durch körperliches Training in Kombination mit Ernährungstherapie steigern, und ob auf diese Weise eine Verschlechterung des Ernährungsstatus verhindert würde und zu positiven Effekten für das Outcome nach alloHZT führen würde. In der dritten Studie wurde der Zusammenhang untersucht zwischen dem AOX-Status (α-Tocopherol, Ascorbinsäure und ß-Carotin) in den bukkalen Mukosazellen (BMZ) sowie dem Plasma und dem Risiko eine orale Mukositis (OM) nach der Konditionierungschemotherapie zu entwickeln. Es konnten jedoch keine signifikanten Unterschiede in den AOX-Ausgangswerten im Plasma oder in den BMZ zwischen den verschiedenen OM-Gruppen (keine oder leichte, ulzerierende und schwere OM) festgestellt werden. Dies zeigte, dass kein einzelner AOX-Wert einen prädikativen Wert für die Inzidenz oder die Schwere der OM nach Konditionierungschemotherapie hat. Hingegen benötigten Patienten mit einem insgesamt guten AOX-Status im Vergleich zu Patienten mit mindestens einem AOX-Wert unterhalb des Normbereiches tendenziell weniger Tage parenterale Ernährung, was ein relevanter klinischer und ökonomischer Parameter für die Behandlung von OM ist. Diese Ergebnisse können darauf hinweisen, dass für die Reduktion des OM-Risikos ein intaktes antioxidatives Netzwerk wichtiger ist, als ein einzelner AOX. Weiterführende Studien sollten sowohl die exogenen wie auch die endogenen AOX-Systeme berücksichtigen. Die vierte Studie zeigte bei diesen Patienten einen insgesamt niedrigen 25-Hydroxyvitamin-D [25(OH)D3] Status im Serum zum Zeitpunkt der Aufnahme. Darüber hinaus blieb der Vitamin D Status in der frühen Posttransplantationsphase erniedrigt und zeigte eine Tendenz zu einer weiteren Verschlechterung, besonders bei Patienten mit Kortikosteroid-behandelter aGVHD. Außerdem führten wir eine detaillierte Untersuchung bekannter Einflussfaktoren auf den 25(OH)D3 Basiswert durch, bei der sich lediglich eine erhöhte Körperfettmasse bei Aufnahme als unabhängiger Risikofaktor für einen reduzierten Ausgangswert herausstellte. Die wichtigsten Einflussfaktoren, nämlich Ernährungsfaktoren sowie Jahreszeit, hatten hingegen keinen feststellbaren Einfluss, wahrscheinlich aufgrund unzureichender oraler Aufnahme, prolongiertem Krankheitsverlauf und häufigem stationären Aufenthalt. In der Zusammenschau liefern diese Ergebnisse ein klares Argument für den Einsatz von mindestens Vitamin D-haltigen Multivitaminpräparaten und für die Überwachung des Vitamin D Status in regelmäßigen Abständen ab dem Zeitpunkt der Diagnose. Die fünfte Studie war eine randomisierte Kontrollstudie, die erstmals am Menschen zeigen konnte, dass Vitamin D2 aus UVB-behandelten und dadurch Vitamin D2-optimierten Champignons den Vitamin D Status junger, gesunder Erwachsener signifikant verbessern konnte. Weiterhin war die Bioverfügbarkeit vergleichbar mit einem herkömmlichen Vitamin D2 Präparat. Die Vitamin D2 Optimierung von Champignons ist eine reichhaltige und hervorragende Quelle für Vitamin D2 und eröffnet neue Möglichkeiten, die weitverbreitete Vitamin D Unterversorgung zu bekämpfen.