Human epidermal growth factor receptor 2 und Topoisomerase II α als prädiktive Marker für das Ansprechen auf eine neoadjuvante, anthrazyklinhaltige Chemotherapie beim Mammakarzinom und deren Bedeutung als prognostische Faktoren Aus dem Lehrstuhl für Allgemeine Pathologie und Pathologische Anatomie Der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg zur Erlangung des Doktorgrades Dr. med. vorgelegt von Daniela Andrea Pimenta aus Nürnberg Als Dissertation genehmigt von der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Vorsitzender des Promotionsorgans: Prof. Dr. Dr. h.c. J. Schüttler Gutachter: Prof. Dr. A. Hartmann Gutachter: Prof. Dr. P. Fasching Tag der mündlichen Prüfung: 13. Februar 2015 Für meine Eltern Inhaltsverzeichnis 1. Zusammenfassung ....................................................................1 1.1. Hintergrund und Ziele..........................................................................2 1.2. Methoden ............................................................................................2 1.3. Ergebnisse und Beobachtungen .........................................................3 1.4. Praktische Schlussfolgerungen...........................................................3 1.5. Zusammenfassung in Englisch ...........................................................4 2. Einleitung ...................................................................................6 2.1. Mammakarzinom.................................................................................7 2.1.1. Epidemiologie des Mammakarzinoms ...................................7 2.1.2. Risikofaktoren ........................................................................9 2.2. Histologie ..........................................................................................14 2.3. Behandlungsoptionen beim Mammakarzinom ..................................14 2.3.1. Operative Therapie ..............................................................15 2.3.2. Strahlentherapie...................................................................18 2.3.3. Chemotherapie ....................................................................18 2.3.4. Endokrine Therapie..............................................................24 2.3.5. Molekulare Therapie ............................................................26 2.4. Prognosefaktoren und Prädiktivfaktoren ...........................................29 2.4.1. Prognosefaktoren und Rückfallrisiko ...................................29 2.4.2. Etablierte Prognosefaktoren ................................................31 2.4.3. Steroidhormonrezeptorstatus...............................................34 2.4.4. Plasminogenaktivator uPA und Inhibitor PAI-1 ....................35 2.4.5. Genexpressionsanalysen / Microarrays...............................37 2.4.6. Regressionsgrad..................................................................38 2.5. Weitere bekannte Biomarker.............................................................39 2.5.1. Her2/neu ..............................................................................40 2.5.2. Topoisomerase IIα ...............................................................41 2.5. Rationale und Fragestellung .............................................................44 3. Patientinnen und Methoden....................................................45 3.1. Patientinnen und Dokumentation ......................................................46 3.2. Rekrutierung des Studienkollektivs ...................................................46 3.3. Immunhistochemie ............................................................................47 3.4. Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung....................................................48 3.5. Prinzip und Herstellung des TMA......................................................52 3.6. Statistische Überlegungen ................................................................53 4. Ergebnisse .................................................................................54 4.1. Amplifikationsstatus ..........................................................................55 4.2. Assoziation mit klinisch-pathologischen Faktoren.............................58 4.3. Komplette pathologische Remissionsrate .........................................59 4.4. Gesamtüberleben..............................................................................60 4.5. Lokalrezidivfreies Überleben.............................................................63 4.6. Fernmetastasenfreies Überleben......................................................65 5. Diskussion .................................................................................68 Literaturverzeichnis ......................................................................74 Abbildungsverzeichnis .................................................................87 Tabellenverzeichnis ......................................................................88 Abkürzungsverzeichnis ................................................................89 Danksagung...................................................................................91 Lebenslauf .....................................................................................92 1. Zusammenfassung 1 1.1. Hintergrund und Ziele Brustkrebs stellt nach wie vor die häufigste bösartige Tumorerkrankung der Frau dar und ist neben dem Lungenkarzinom für die Mehrheit der Krebstodesfälle verantwortlich. Es ist bekannt, dass Brustkrebs ein heterogenes Krankheitsbild darstellt, das aus verschiedenen Entitäten mit unterschiedlichen genetischen Aberrationen besteht, z.B. Amplifikationen von HER2 und TOP2A. Die neoadjuvante Chemotherapie stellt eine klinische Behandlungsmöglichkeit von Brustkrebspatientinnen dar, die nicht nur die Chancen auf eine brusterhaltende Operation erhöht, sondern auch Einblicke in das Verhalten des Tumors im Sinne eines in-vivo-Experiments gibt. Wird die Therapie im Rahmen von Studien durchgeführt, ist das Studiendesign ideal, um prädiktive Faktoren für das Ansprechen auf eine neoadjuvante Chemotherapie zu identifizieren. Ziel dieser Arbeit war es, den HER2- und TOP2A-Status von prätherapeutisch stanzbioptisch gewonnenem Tumormaterial mit dem Ansprechen auf die Chemotherapie in einem neoadjuvant behandelten Kollektiv von Mammakarzinompatientinnen zu korrelieren. 1.2. Methoden Zwischen 2000 und 2008 konnten 142 Patientinnen mit einem primären Mammakarzinom ermittelt werden, die alle mit 4 Zyklen neoadjuvanter Chemotherapie mit Epirubicin und Cyclophosphamid behandelt worden sind. Nach Formalinfixation und Paraffineinbettung wurden die entsprechenden Tumorproben mittels Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) auf den HER2- und TOP2A-Amplifikationstatus und Assoziation mit diversen klinischen Variablen hin untersucht. Schließlich wurden die komplette pathologische Remission und der Überlebensstatus der Patientinnen ausgewertet. 2 1.3. Ergebnisse und Beobachtungen Bei ca. einem Drittel der untersuchten Mammakarzinome konnte eine HER2Amplifikation nachgewiesen werden. Darunter waren mehr als die Hälfte mit einer TOP2A-Koamplifikation assoziiert. Eine isolierte TOP2A-Amplifikation konnte in keinem einzigen Fall ermittelt werden, so dass die Vermutung naheliegt, dass eine HER2-Amplifikation die Voraussetzung für eine TOP2AAmplifikation darstellt. Die immunhistologische Expressionsanalyse von HER2/neu zeigte eine signifikante Assoziation mit der entsprechenden Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung von HER2 als auch von TOP2A. Während in diesem kleinen Studienkollektiv weder HER2 noch TOP2A mittels FISH als Prädiktiv- bzw. Prognosefaktor nachgewiesen werden konnte, zeigten folgende Biomarker eine signifikante Assoziation mit einer kompletten pathologischen Remission: Nodalstatus, Graduierung, Östrogen- und Progesteronrezeptorstatus. 1.4. Praktische Schlussfolgerungen Eine Überexpression von TOP2A konnte in dieser Studie nicht mit dem Ansprechen auf eine anthrazyklinhaltige Chemotherapie in Verbindung gebracht werden. Eine TOP2A-Amplifikation scheint jedoch von einer HER2Amplifikation abhängig zu sein, so dass eine kausale Beziehung auf molekularer Ebene in weiteren Studien genauer analysiert werden sollte. Ziel zukünftiger Studien wird es sein, weitere prädiktive bzw. prognostische Biomarker zu identifizieren, um neue therapeutische Strategien in der Behandlung des Mammakarzinoms zu ermöglichen. 3 1.5. Zusammenfassung in Englisch Background Breast cancer continues to be the most frequent cancer in women and is besides lung cancer also responsible for the majority of deaths from cancer. The individual lifetime risk is influenced by several risk factors. The neoadjuvant chemotherapy is one treatment option for breast cancer patients with an indication for a cytotoxic therapy. It increases the probability of a breast conserving surgery and additionally gives the opportunity to study the tumor in vivo during chemotherapy. The data that can be obtained from neoadjuvant chemotherapy studies in breast cancer is ideal to identify predictive and prognostic factors for specific breast cancer therapies. Patients and methods Between 2000 and 2008 a total of 142 patients could be identified who have been treated with neoadjuvant chemotherapy of 4 cycles of epirubicin and cyclophosphamide. After formalin-fixed paraffin-embedding and fluorescence in situ hybridization the corresponding samples of tumor were analysed for HER2 and TOP2A amplification and association with diverse clinical variables. Finally the complete pathological remission and the overall survival of the patients were determined. 4 Results Up to one third of the analyzed breast carcinomas showed an amplification of HER2. More than half of them had in parallel a TOP2A coamplification. An isolated TOP2A amplification was not detected suggesting a HER2 amplification as a precondition for TOP2A amplification. There was a significant association between immunhistochemistry and fluorescence-insitu-hybridization for both HER2 and TOP2A. In this small collective neither HER2 nor TOP2A could be shown to be a predictive or prognostic factor after neoadjuvant chemotherapy. In contrast the following factors showed a significant association with the complete pathological remission: status of lymph node, grading, expressio of the oestrogen and progesterone receptors. Conclusion A high TOP2A amplification could not be correlated with the complete pathological remission of anthracycline chemotherapy. However a TOP2A amplification seems to depend on a HER2 amplification. This causal correlation should be precisely analysed on molecular level by further studies. Furthermore future studies should identify additional predicitve and prognostic factors to provide new therapeutical opportunities for the treatment of breast cancer. 5 2. Einleitung 6 2.1. Mammakarzinom 2.1.1. Epidemiologie des Mammakarzinoms Weltweit erkranken nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation jährlich über eine Million Frauen an einem Mammakarzinom, 370.000 versterben daran. Allein in Deutschland werden etwa 58.000 Neuerkrankungen pro Jahr diagnostiziert. Somit stellt Brustkrebs mit einem Anteil von etwa 29% an allen Krebsneuerkrankungen nicht nur das häufigste Krebsleiden der Frau [68], sondern auch eine der wichtigsten gesundheitspolitischen Herausforderungen unserer Zeit dar. Etwa jede achte bis zehnte Frau in Deutschland ist von einem Mammakarzinom betroffen und jährlich versterben etwa 18.000 Frauen an Brustkrebs. Betrachtet man den Verlauf der letzten Jahre, so zeigt sich, dass zwischen 1980 und 2004 die altersstandardisierte Brustkrebsinzidenz, d.h. die Anzahl der Neuerkrankungen des Mammakarzinoms in Deutschland, um insgesamt ca. 50% gestiegen ist (Abb. 2.1.) [101]. Abb. 2.1.: Jährliche Neuerkrankungs- und Sterbefälle sowie altersstandardisierte Neuerkrankungs- und Sterberaten (Europastandard), Deutschland 1980 – 2004, ICD-10 C50 (aus [101]) 7 Dieser Anstieg vollzog sich in allen Altersgruppen relativ gleichmäßig. Seitdem steigt die Inzidenz, d.h. die Anzahl der Neuerkrankungen, des Mammakarzinoms in Deutschland kontinuierlich an, während die Mortalität gleichzeitig stetig fällt. Während somit immer mehr Frauen mit einer Brustkrebsdiagnose leben, kommt es zu einer Umstrukturierung der Altersverteilung, so dass das mittlere Erkrankungsalter bei etwa 63 Jahren liegt. Dies ist deutlich niedriger als bei den meisten anderen Krebserkrankungen (Abb. 2.2.) [101]. Während die Erkrankungsrate in der Gruppe der 60- bis 64-jährigen Frauen knapp 300 pro 100.000 Einwohner im Jahr beträgt, ist sie in der Gruppe der 30- bis 39-jährigen Frauen mit 50 pro 100.000 Einwohner im Jahr etwa sechsmal geringer [66]. Die absolute Anzahl der jährlichen Sterbefälle am Mammakarzinom in der Bundesrepublik Deutschland ist mit etwa 18.000 Frauen seit 1990 nahezu konstant. Folglich verursacht Brustkrebs nach wie vor die meisten krebsbedingten Todesfälle bei Frauen. Das mittlere Lebenszeitrisiko an einem Mammakarzinom zu erkranken beträgt bis zum 70. Lebensjahr 10% [41]. Das tatsächliche Risiko kann jedoch stark schwanken und hängt von den individuellen Risikofaktoren einer Frau ab. Abb.2.2.: Altersspezifische Neuerkrankungsraten nach Geschlecht und Altersgruppen, Deutschland 1980, 1990 und 2004, ICS-10 C50 (aus [101]) 8 2.1.2. Risikofaktoren Bis heute kann niemand mit Sicherheit sagen, welche Faktoren genau die Entstehung eines Mammakarzinoms auslösen. Es konnten allerdings in zahlreichen epidemiologischen Studien zahlreiche Faktoren identifiziert werden, die das Erkrankungsrisiko erheblich beeinflussen: So zählt eine genetische Disposition neben einem hohen Lebensalter und dem weiblichen Geschlecht wohl zu den bedeutendsten Faktoren [78]. Doch auch Faktoren, die zu einem erhöhten Östrogenspiegel führen, können das Risiko erhöhen [87]. Dazu zählen eine frühe Menarche (erste Regelblutung) und eine späte Menopause. Medikamentös kann die Östrogendosis aber auch durch orale Kontrazeptiva oder eine Hormonersatztherapie moduliert werden. Während eine frühe Gravidität, eine hohe Anzahl an Geburten und Stillen protektiv wirken, bringt man eine späte erste Schwangerschaft und Nulliparität mit einem erhöhten Risiko in Verbindung [76]. Außerdem können sowohl eine benigne Brusterkrankung, ionisierende Strahlenexposition, sowie der individuelle Lebensstil zur Entwicklung eines Mammakarzinoms beitragen [33, 106]. Der protektive Effekt von ausgetragenen Schwangerschaften erhöht sich mit der Zahl der Geburten: Nach der ersten Geburt verringert sich das Brustkrebsrisiko durch jede zusätzliche Geburt um 7% (95% CI 5,0-9,0; p< 0,0001) [10]. Vergleicht man Mütter von vier bis fünf Kindern mit Frauen, die nur ein oder zwei Kinder zur Welt gebracht haben, so zeigen Erstere ein relatives Risiko (RR) von nur 0,7 (95% CI 0,5-1,0) [57]. Zusätzlich hat die Stilldauer im Rahmen einer Schwangerschaft einen Einfluss auf das Erkrankungsrisiko. Je länger eine Frau stillt, desto geringer ist ihr Risiko an Brustkrebs zu erkranken [10]. Mütter, die im Laufe ihres Lebens insgesamt 13 bis 24 Monate stillten, haben ein relatives Risiko von 0,6 (95% CI 0,4-0,9) im Vergleich zu Frauen, die niemals stillten. Betrug die Stilldauer 25 Monate 9 oder länger, beträgt das relative Risiko 0,5 (95% CI 0,3-1,1). Frauen, welche insgesamt nur einen Monat stillten, haben allerdings kein erniedrigtes Brustkrebsrisiko [23]. Physiologischerweise tritt eine erhöhte Östrogenexposition bei einer frühen Menarche und einer späten Menopause auf. So zeigt sich, dass Frauen, die bei der Menarche 15 Jahre oder älter waren, im Vergleich zu Frauen, die jünger waren, ein geringeres Risiko für Brustkrebs haben [71]. Das relative Risiko sinkt proportional zum Lebensjahr stetig weiter: 0,9 (95% CI 0,7-1,0) bei 15-jährigen; 0,8 (95% CI 0,6-0,9) für 16-jährige und 0,7 (95% CI 0,5-0,8) für Frauen im 17. Lebensjahr [71]. Laut Brinton et al. besitzen Frauen mit früher Menarche (12 Jahre oder jünger) ein 23%ig höheres Risiko an einem Mammakarzinom zu erkranken als Frauen, die erst ab dem 15. Lebensjahr ihre erste Regelblutung hatten [17]. Vergleichsweise ähnliche Studien weisen komplementäre Ergebnisse in Bezug auf das Menopausenalter auf (Tabelle 2.1). Tabelle 2.1: Mammakarzinomrisiko in Bezug auf das Menopausenalter [106] Menopausenalter Relatives Risiko (RR) 40 – 44 Jahre 1,1 (95% CI 0,8 – 1,3) 45 – 49 Jahre 1,2 (95% CI 0,9 – 1,4) 50 – 53 Jahre 1,4 (95% CI 1,2 – 1,8) > 53 Jahre 1,4 (95% CI 1,1 – 1,8) Vergleicht man Frauen, die bei ihrer Menopause jünger als 40 Jahre alt waren, mit Frauen, die zu diesem Zeitpunkt älter waren, so haben letztere ein signifikant höheres Risiko für ein Mammakarzinom [71]. 10 Bereits zu Beginn des 18. Jahrhunderts berichtete der italienische Arzt Bernardino Rammazzini von einer erhöhten Brustkrebsrate unter Nonnen [99]. Dieses Phänomen ist darauf zurückzuführen, dass kontinuierliche ovulatorische Zyklen eine hohe Östrogenexposition mit sich bringen [87]. Nicht gebärende Frauen unterliegen einem 30% höherem Risiko an einem Mammakarzinom zu erkranken [87]. Im Gegensatz dazu gilt eine Schwangerschaft vor dem 25. Lebensjahr als protektiv, so dass das Risiko im Vergleich zu Nulliparae um 36% niedriger liegen soll [76]. Sind die Frauen bei der ersten Geburt allerdings älter als 25 Jahre, kann ein verringertes Risiko nicht nachgewiesen werden [76]. Neueste Erkenntnisse zeigen allerdings, dass all dies nur für hormonrezeptor-positive Mammakarzinome gilt [127]. Eine weitere Ursache einer erhöhten Östrogenexposition besteht in der medikamentösen Anwendung einer Hormonersatztherapie. Forschungsergebnisse zeigen, dass die Einnahme von Östrogenpräparaten eine Risikosteigerung um den Faktor 1,023 bewirkt (95% CI 1,011-1,036) [22], Kombinationspräparate aus Östrogen und Gestagen das relative Risiko aber bis auf 2,2 (95% CI 1,25-1,68) erhöhen [9]. Kombinationspräparate haben somit den größten medikamentösen Effekt auf das Brustkrebsrisiko. Die Einnahmedauer solcher Präparate korreliert mit der Risikozunahme [9, 25]. Im Gegensatz zu diesen Daten zeigte die CARE Studie (Contraceptive and Reproductive Experiences Study), dass die Einnahme solcher Kombinationspräparate mit einem RR von 1,0 (95% CI 0,8-1,3) das Mammakarzinomrisiko nicht erhöht [80]. Ronckers et al. berichteten im Jahre 2005 über eine Risikoerhöhung in Bezug auf ionisierende Strahlenexposition [106]. Das erhöhte Brustkrebsrisiko betrifft vor allem junge Frauen unter 20, da in dieser Lebensphase das Brustgewebe verstärkt proliferiert und somit anfälliger für Karzinogene wie ionisierende Strahlung ist [106]. Verglichen mit Frauen, die 11 im höheren Lebensalter vermehrt mittlerer bis hoher Strahlung (über 200 mSv) ausgesetzt waren, hatten Frauen vor ihrem 20. Lebensjahr bei gleicher Exposition ein weitaus höheres Risiko an einem Mammakarzinom zu erkranken [106]. Passend dazu konnten Preston et al. bei Patientinnen jenseits der 50 Jahre keine Risikoerhöhung durch Strahlenbelastung nachweisen [94]. Besonders jene Frauen, die mit über 50 Jahren ihre Menopause erreicht haben, können mit Hilfe eines individuellen, gesunden Lebensstils und körperlicher Aktivität ihr Brustkrebsrisiko reduzieren [21]. Während Adipositas bei prämenopausalen Frauen eine protektive Wirkung erzielt, so ist das Risiko bei übergewichtigen postmenopausalen Frauen erhöht (OR 3,21; 95% CI 1,15-8,47) [28]. Aus der bisherigen Studienlage lassen sich noch weitere individuelle Risikofaktoren ableiten. Neben dem Körpergewicht und der körperlichen Aktivität beeinflussen auch Nikotin- und Alkoholkonsum das Brustkrebsrisiko. So konnten Gram et al. in einer Studie nachweisen, dass Frauen, welche bereits in ihren Jugendjahren das Rauchen begannen und fortwährend mehr als 20 Jahre über zehn Zigaretten pro Tag rauchten, ein erhöhtes Mammakarzinomrisiko aufweisen [50]. Eine solche Risikozunahme beobachtet man darüber hinaus auch bei exzessivem Alkoholkonsum. Dies gilt sowohl für post- als auch für prämenopausale Frauen, welche in einem Zeitrahmen von fünf Jahren vor der Brustkrebsdiagnose regelmäßig Alkohol getrunken hatten [11, 33]. Es gibt somit eine Reihe von Risikofaktoren, welche durch die individuelle Lebensweise beeinflusst werden können. Nicht beeinflusst werden kann jedoch die hereditäre genetische Disposition, die zu den wichtigsten Risikofaktoren zählt. 12 Eine positive Familienanamnese kann das Brustkrebsrisiko ganz erheblich beeinflussen. So wurde nachgewiesen, dass etwa 5-10% aller Mammakarzinome im Rahmen einer genetischen Disposition entstehen [78]. 25-40% aller Frauen unter 35 Jahren, die mit einer Brustkrebsdiagnose leben, beschreiben ähnliche Erkrankungsfälle in ihrem Verwandtschaftskreis [78]. Damit spielen gerade bei jüngeren Frauen die hereditären Formen des Mammakarzinoms eine wichtige Rolle. Bisher wurde eine Reihe von Genmutationen verifiziert, die zu einer Risikoerhöhung beitragen. Die höchste Wahrscheinlichkeit, an der erblichen Form des Brustkrebs zu erkranken, besteht bei Frauen mit Mutation in den Breast-Cancer-Genen BRCA1 und BRCA2 [3]. Diese Tumorsuppressorgene kodieren für DNA-Reparaturproteine und werden bei einer Mutation mit einem erhöhten Entstehungsrisiko für Mamma- und Ovarialkarzinome in Verbindung gebracht. Beide Gene besitzen eine hohe Penetranz, so dass nur eine einzige der bereits mehr als 500 bekannten Mutationen ausreicht, um Brustkrebs auszulösen [34]. Eine Mutation im BRCA1-Gen erzeugt ein Lebenszeitrisiko von etwa 65%, eine BRCA2-Genmutation ein Lebenszeitrisiko von 45% an einem Mammakarzinom zu erkranken [3]. Bis zu 40% aller familiärer Brustkrebserkrankungen können auf eine autosomaldominant vererbbare Mutation von BRCA1 oder BRCA2 zurückgeführt werden [24]. Bei Frauen mit einer entsprechenden Prädisposition kann auf Wunsch eine beidseitige prophylaktische Mastektomie und/oder eine Ovarektomie vorgenommen werden. Zahlreiche Studien belegen den Nutzen eines solchen Vorgehens mit einer Senkung des Brustkrebsrisikos um 90-95% [70]. Der daraus resultierende Überlebensvorteil im Vergleich zu sorgfältigem Screening ist jedoch äußerst gering und bestenfalls marginal vorhanden [70]. 13 2.2. Histologie Die histologische Typisierung des Mammakarzinoms erfolgt anhand der WHO-Klassifikation (World Health Organization). Das häufigste invasive Mammakarzinom ist das invasiv-duktale Karzinom (65-80%). Daneben treten andere histologische Typen wie das invasiv-lobuläre (6-15%), das medulläre (3%), das tubuläre (1-15%), das muzinöse (1-2%) oder das papilläre (1-7%) Karzinom gehäuft auf [72]. Von den invasiven Karzinomen werden die nicht-invasiven Karzinome unterschieden. Nach WHO-Klassifikation werden diese als DCIS (Duktales Carcinoma in situ) bzw. LCIS (Lobuläres Carcinoma in situ) oder aktueller als neoplastische intraduktale bzw. intralobuläre Läsion benannt. Die Bezeichnung CIS besagt, dass die Tumorzellen noch nicht in das umgebende Gewebe eingedrungen sind [72]. Bei invasiven Tumoren ist es umso wichtiger eine geeignete Therapie einzuleiten, um eine pathologische komplette Remission (pCR) zu erreichen. Nach vollständiger Aufarbeitung des ehemaligen Tumorbettes am Präparat stellt alleine das völlige Fehlen von invasivem Resttumor im ehemaligen Tumorbett und den Lymphknoten eine pathologische komplette Remission (pCR) dar. 2.3. Behandlungsoptionen beim Mammakarzinom Die medikamentöse Behandlung des Mammakarzinoms mit Chemotherapie und Antihormontherapie ist neben der Operation und Strahlentherapie zentraler Bestandteil der Therapie von Mammakarzinompatientinnen. Die Therapie richtet sich maßgeblich nach allgemeinen Prognoseparametern wie 14 Tumorgröße, axillärem Steroidhormonrezeptorstatus, Lymphknotenstatus, Her2/neu und Alter Tumorgraduierung, der Patientin. Die Therapieentscheidung sollte im Rahmen einer interdisziplinären Konferenz – an der ein Pathologe, Operateur, Gynäkologe, Internist, Radiologe und Strahlentherapeut teilnehmen sollten – individuell festgelegt werden [47]. Vorrangiges Ziel bei der Therapie des Mammakarzinoms ist neben der Heilung vor allem die Erhaltung der Lebensqualität. 2.3.1. Operative Therapie Die operative Vorgehensweise bei der Therapie eines Mammakarzinoms gliedert sich prinzipiell in zwei Verfahren: die brusterhaltende Operation (BET) versus einer modifizierten radikalen Mastektomie (MRM). Ziel beider Operationen ist die Gewährleistung onkologischer Sicherheit. In den Jahren 1894-1896 galt nach Halsted und Rotter die Entfernung des kompletten Brustdrüsenkörpers samt Pektoralmuskel, ipsilateralen axillären Lymphknoten und axillärem Fettgewebe als Standardverfahren in der operativen Brustkrebstherapie. Diese als historische radikale Mastektomie bezeichnete Operationsmethode wird seit vielen Jahren nicht mehr als Routineeingriff praktiziert [55]. Abgelöst wurde dieses Verfahren von der modifizierten radikalen Mastektomie. Es handelt sich hierbei um eine Ablatio mammae mit axillärer Lymphadenektomie. Dabei wird das gesamte Brustdrüsengewebe unter Erhalt der Pektoralismuskeln reseziert. Dieser Eingriff wird allerdings nur bei Vorliegen von einem oder mehreren der folgenden Faktoren vorgenommen: ungünstige Tumor/Brust-Relation, Multizentrizität (Abstand von mehr als 2cm zwischen unterschiedlichen Karzinomherden), einem inflammatorischen inkompletter Tumorentfernung [104]. 15 Mammakarzinom oder Zum heutigen Standardverfahren zählt die BET mit anschließender Bestrahlung des Brustdrüsengewebes. Diese Methode beinhaltet die größtmögliche Erhaltung des Brustgewebes bei gleichzeitig vollständiger Tumorentfernung. Dies wird dadurch erreicht, dass das Karzinom mit einem Abstand von mindestens 1mm zum Resektionsrand extirpiert wird [13]. Der Lymphknotenstatus ist einer der wichtigsten prognostischen Faktoren des Mammakarzinoms. Deshalb gehört die axilläre Lymphadenektomie bei der BET und der Mastektomie obligat zum diagnostischen und therapeutischen Konzept [44]. Sie dient der Resektion von Lymphknotenmetastasen und zur Bestimmung der pathologischen Stadieneinteilung. Die Resektion wird gemäß der lymphogenen Etageneinteilung vorgenommen (Abb. 2.3.). Die axillären Lymphknoten werden in Bezug auf pectoralis ihre minor Lage in drei zum M. Etagen unterteilt: Level I (lateral): zentrale und pektorale Lymphknoten Level II (dorsal): interpektorale Lymphknoten Level III (medial): infra-/supraklavikuläre Lymphknoten Abb.2.3.: Lymphknotenetagen im Einzugsbereich der Brust (aus [38]) 16 Derzeit wird die offene axilläre Lymphknotendissektion gegenüber der sogenannten Sentinel Node Lymphadenektomie diskutiert. Bei der SentinelTechnik wird peritumoral Patentblau und/oder Technetium injiziert, um den ersten vom Tumorgebiet drainierenden Lymphknoten zu identifizieren. Dieser „Wächter-Lymphknoten“ wird entfernt und histologisch aufwendig aufgearbeitet. Werden in diesem Lymphknoten keine Metastasen entdeckt, wird unter der Annahme, dass die weiter vom Tumor entfernt liegenden Lymphknoten ebenfalls tumorfrei sind, auf eine weitere Lymphknotendissektion verzichtet. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in der Schonung bestehender Lymphstrukturen, wenn keine Resektion erforderlich ist [77]. Gewünschte plastische Rekonstruktionen der Brust sind während derselben Operation oder nach einer Latenzzeit von ca. 6 Monaten möglich. Solche Eingriffe dienen nicht nur der Defektdeckung und dem Volumenersatz, sondern auch einer Wiederherstellung der körperlichen Integrität. Die Rekonstruktion kann entweder mit körpereigenem Gewebe oder mittels Silikonimplantate erfolgen. Die Vielzahl der möglichen Verfahren umfasst u.a. den thorako-epigastrischen Schwenklappen, den Latissimus-dorsi- oder den Rectus-abdominis- Schwenklappen [100]. Vergleicht man beide Operationsmethoden miteinander, so stellt sich in diversen Studien die Überlebensrate bezüglich einer BET mit nachfolgender Strahlentherapie gleichwertig zur alleinigen modifizierten radikalen Mastektomie dar [42]. In randomisierten klinischen Studien konnte nachgewiesen werden, dass bei einer BET ohne folgende Bestrahlung im Vergleich zu einer Mastektomie das Risiko für eine Entstehung eines Lokalrezidivs um das 3- bis 4-fache erhöht ist [4]. Deshalb ist nach einer BET eine Strahlentherapie obligat. 17 2.3.2. Strahlentherapie Die Radiotherapie leistet einen wichtigen Beitrag zur postoperativen lokalen Tumorkontrolle. Da in 80-90% der Fälle Rezidive an oder in der Nähe des Lumpektomieareals entstehen, ist eine Bestrahlung der Brust und der angrenzenden Thoraxwand unverzichtbar [27] . So kann die Lokalrezidivrate im Vergleich zur alleinigen Operation mit anschließend systemischer Therapie von 30% auf 5% reduziert werden [74]. Laut Steene et al. kann bei konventioneller Bestrahlung des Tumorbettes und der Restbrust eine Verbesserung des Gesamtüberlebens sogar noch nach 10 Jahren beobachtet werden [89]. Die Radiatio beinhaltet eine Bestrahlung der Restbrust mit 50 Gy in konventioneller Fraktionierung sowie einem Tumorbettboost von 10-12,5 Gy [125]. Sie beginnt ca. 4-6 Wochen nach der Operation und dauert insgesamt sechs bis acht Wochen. Heute kann auch eine Teilbrustbestrahlung durchgeführt werden. 2.3.3. Chemotherapie Neben der Operation und der Strahlentherapie ist die medikamentöse Behandlung zentraler Bestandteil in der Therapie des Mammakarzinoms. Mit dem besseren Verständnis der Tumorbiologie und wachsendem Wissen über die Wirksamkeit getesteter Therapieregime in klinischen Studien ist es zum einen die Aufgabe des Arztes die Patientin zu identifizieren, die von einer Chemotherapie (CHT) profitiert. Zum anderen muss der Arzt der Patientin nach der Abwägung von Nutzen und Risiko das Therapiekonzept mit den größten Erfolgsaussichten empfehlen [40]. Es stehen verschiedene Gruppen von Zytostatika zur Verfügung: Anthrazykline, wie z.B. Adriamycin (Doxorubicin) oder Epirubicin, interkalieren in die DNA und verhindern dadurch eine weitere DNA-Synthese. 18 Alkylierende Zytostatika, wie z.B. Cyclophosphamid, sind reaktive Verbindungen, die Alkyl-Reste auf die DNA in kovalenter Bindung übertragen. Es kommt zu Überbrückungen zwischen den DNA-Strängen und das korrekte Ablesen der Erbinformation wird unmöglich. Taxane, wie z.B. Paclitaxel, hemmen die Zellteilung und damit das Tumorwachstum, indem sie den Abbau von Mikrotubuli, welche den Spindelapparat ausbilden, behindern. Antimetabolite, wie z.B. 5-Fluoruracil und Methothrexat, ähneln natürlichen Metaboliten in ihrer chemischen Struktur, hemmen aber dessen Stoffwechselweg. Methothrexat imitiert Folsäure und hemmt das Enzym Dihydrofolsäure-Reduktase kompetitiv. 5-Fluoruracil, ein NukleinbasenAnalogon, wird aufgrund der Strukturähnlichkeit mit DNA-Nukleotiden fälschlicherweise in die DNA eingebaut und führt zu einer fehlerhaften RNA und zur Wachstumshemmung. In der Regel werden unterschiedliche Zytostatika kombiniert eingesetzt. Die häufigsten Schemata sind zurzeit eine Kombination von Adriamycin und Cyclophosphamid (AC), Epirubicin und Cyclophosphamid (EC), Fluorouracil, Adriamycin und Cyclophosphamid (FAC) oder Fluorouracil, Epirubicin und Cyclophosphamid (FEC). Das ältere CMF-Schema (M=Methothrexat) wird kaum noch verwendet [40]. Die Behandlung wird in mehreren Zyklen durchgeführt, beispielsweise insgesamt viermal im Abstand von drei Wochen oder sechsmal im Abstand von zwei Wochen. Während der letzten Jahre wurden in einer Reihe von Studien drei verschiedene Therapieregime getestet: 19 • Das klassische CMF-Schema • Anthrazyklinhaltige Chemotherapien • Taxanhaltige Schemata Frauen mit positivem Lymphknotenstatus haben gegenüber einer CMFSchema-Therapie mit einer anthrazyklinhaltigen Chemotherapie einen nachgewiesenen, rezidivfreien Überlebensvorteil [73]. Dies gilt sowohl für hormonrezeptor-positive als auch -negative Patientinnen [73]. Dabei ist allerdings zu beachten, dass Anthrazykline ein nicht zu unterschätzendes Nebenwirkungsprofil beinhalten. Etwa 1% der Patientinnen entwickeln unter Anthrazyklintherapie eine symptomatische Herzinsuffizienz und bei 0,13 bis 0,91% kann je nach Dosisintensität eine sekundäre Leukämie nachgewiesen werden [1, 47]. In Anbetracht dieser Tatsachen bleibt das CMF-Schema für einige ausgewählte Patientinnen mit niedrigem Rezidivrisiko und/oder Kontraindikationen eine mögliche Therapieoption [1]. Aktuelle Studien konnten aufzeigen, dass anthrazyklinhaltige Schemata ein nachweislich besseres Ansprechen bei HER2/neu-überexprimierende Mammakarzinome aufweisen [96]. Bei Patientinnen, deren Tumore keine Überexpression des HER2-Gens zeigen, konnte jedoch kein Unterschied zwischen einer Chemotherapie mit CMF und einer anthrazyklinhaltigen Therapie nachgewiesen werden [96]. Frauen, die nicht von einer anthrazyklinhaltigen Chemotherapie profitieren, bleiben einer individuellen Entscheidungsfindung zwischen Arzt und Patientin überlassen [114]. Immer mehr Bedeutung erhalten Taxane. Seit der St. Gallen Konsensus Konferenz 2007 sind Taxane fester Bestandteil der adjuvanten Therapie des Mammakarzinoms [110]. Mittels zahlreicher Analysen konnte ein signifikanter Überlebensvorteil unter taxanhaltiger Therapie nachgewiesen werden, 20 sowohl gegenüber allein anthrazyklinhaltigen Therapieschemata [58], als auch gegenüber Polychemotherapien [81]. Aus den bisherigen Metaanalysedaten der Early Breast Cancer Trialist’s Collaborative Group (EBCTCG) geht hervor, dass die adjuvante Polychemotherapie mit oder ohne begleitende endokrine Therapie das Gesamtüberleben in allen Altersgruppen unabhängig vom Nodalstatus verbessert [37]. Der selektive Östrogenrezeptormodulator Tamoxifen und Anthrazykline können unabhängig voneinander die 15-Jahres- Mortalitätsraten um etwa 30% senken, eine Kombination beider Substanzen führt zu einer deutlichen additiven Mortalitätssenkung [37]. Die Auswahl der geeigneten Chemotherapiewahl und die Risikoeinstufung basieren auf festgelegten Leitlinien [69]. Gemäß diesen Daten sollten auch die empfohlenen Dosierungen vorgenommen werden. Bei einer Dosis- oder Zyklenreduktion droht ein Effektivitätsverlust. Dosissteigerungen hingegen führen nach bisherigen Erkenntnissen zu keiner Verbesserung der Effektivität [15]. Auf Grund dessen sollte von vornherein auf die Gabe einer Chemotherapie verzichtet werden, wenn in Folge einer Begleiterkrankung die angestrebte Dosisintensität nicht erreicht werden kann [35]. Eine Übersicht der aktuellen Therapieschemata gibt Tabelle 2.2. 21 Tabelle 2.2: Häufige CHT-Schemata zur adjuvanten Mammakarzinom-Therapie Bezeichnung Substanzen Dosis / Applikation / Intervall AC-Paclitaxel Doxorubicin 60 mg/m2/i.v./d1, q3w, 4 Zyklen Cyclophosphamid 600 mg/m2/i.v./d1, q3w, 4 Zyklen Paclitaxel 175 mg/m2/i.v./d1, q3w, 4 Zyklen Adriamycin 60 mg/m2/i.v./d1, q3w, 4 Zyklen Paclitaxel 200 mg/m2/ i.v./d1, q3w, 4 Zyklen Cyclophosphamid 600 mg/m2/i.v./d1+8, q4w, 4 Zyklen Methotrexat 40 mg/m2 /i.v./d1+8, q4w, 4 Zyklen 5-Fluorouracil 600 mg/m2/i.v./d1+8, q4w, 4 Zyklen Cyclophosphamid 600 mg/m2/i.v./d1+8, q4w, 6 Zyklen Methotrexat 40 mg/m2/i.v./d1+8, q4w, 6 Zyklen 5-Fluorouracil 600 mg/m2/i.v./d1+8, q4w, 6 Zyklen Epirubicin 90 mg/m2/i.v./d1, q3w, 4 Zyklen Cyclophosphamid 600 mg/m2/i.v./d1, q3w, 4 Zyklen 5-Fluorouracil 500 mg/m2/i.v./d1, q3w Epirubicin 100 mg/m2/i.v./d1, q3w Cyclophosphamid 500 mg/m2/i.v./d1, q3w Epirubicin 100 mg/m2/i.v./d1, q3w, 4 Zyklen Cyclophosphamid 750 mg/m2/i.v./d1+8, q4w, 3 Zyklen Methotrexat 60 mg/m2/i.v./d1+8, q4w, 3 Zyklen 5-Fluorouracil 600 mg/m2/i.v./d1+8, q4w, 3 Zyklen Docetaxel 75 mg/m2/i.v./d1, q3w, 6 Zyklen Doxorubicin 50 mg/m2/i.v./d1, q3w, 6 Zyklen Cyclophosphamid 500 mg/m2/i.v./d1, q3w, 6 Zyklen Trastuzumab 2 mg/kg/i.v./d1, 8, 14, q3w AT-CMF CMF i.v. EC 4 x FEC100 NEAT TAC Erläuterungen: d1 (Tag1); d1-14 (Tag 1 bis 14); d1+8 (Tag 1 und 8); q3w (alle drei Wochen); q4w (alle vier Wochen); Die Dosisangaben beziehen sich immer auf die m2-Körperoberfläche 22 Eine weitere Option der systemischen Chemotherapie ist die neoadjuvante oder primär systemische Chemotherapie. Im Gegensatz zur adjuvanten Therapie werden hier die Zytostatika vor einer Operation eingesetzt. Eine der ersten Untersuchungen, die nachgewiesen haben, dass die prä- und die postoperative Chemotherapie den gleichen Effekt auf das Überleben der Patientinnen haben, war die NSABP8-B-18-Studie [40]. Sowohl das krankheitsfreie Überleben als auch das Gesamtüberleben unterschied sich nicht signifikant. Die neoadjuvante Chemotherapie bietet jedoch einige Chancen und Möglichkeiten – sowohl für die Patientin im Umgang mit der Krankheit, für den Arzt in der weiteren Therapieplanung, als auch für die Wissenschaft im Sinne eines in-vivo-Experiments [47]. Indikationen zur neoadjuvanten Chemotherapie sind: • das primär inoperable Karzinom • das inflammatorische Karzinom • das große, operable Karzinom (≥ 2 cm) • das schlecht differenzierte Karzinom (G3) • der Wunsch der Patientin nach Brusterhaltung, auch wenn die Mastektomie aus onkologischer/kosmetischer Sicht notwendig wäre • das steroidrezeptor-negative Karzinom • bei sehr jungen Patientinnen So wird durch die primär systemische Therapie nicht nur versucht den Tumor aus einem eventuell inoperablen Stadium in ein operables zu überführen, sondern auch den Therapieeffekt durch eine Volumenreduktion des Tumors zu visualisieren [40]. 23 Wenn allerdings der Tumor steroidabhängig und die Lymphknoten frei von Metastasen sind, kann unter Umständen auf eine Chemotherapie verzichtet werden. Bei dieser Konstellation können mit einer antihormonellen Therapie ähnliche Ergebnisse erzielt werden [110]. 2.3.4. Endokrine Therapie Schon seit langem ist ein proliferativer Effekt von Östrogenen auf das Mammakarzinom bekannt [7]. Deshalb ist es Ziel einer antihormonellen Therapie bei Patientinnen mit Hormonrezeptor-positiven Karzinomen die Östrogenproduktion bzw. -wirkung zu hemmen, um somit das Wachstum des Malignoms zu inhibieren. Aus diesem Grund sind schon vor mehr als 100 Jahren die Ovarien bei der Behandlung des fortgeschrittenen Mammakarzinoms entfernt worden [7]. Gemäß aktuellen Leitlinien ist eine endokrine Therapie sowohl bei Patientinnen mit ER/PR-positiven Tumoren indiziert, als auch bei Patientinnen mit unklarem Hormonrezeptorstatus. Zu den Standardpräparaten der endokrinen Therapie des Mammakarzinoms gehört Tamoxifen. Es wird üblicherweise in einer täglichen Dosierung von 20mg/Tag oral für fünf Jahre verabreicht. Seine Wirkung erfolgt über eine kompetitive Bindung an den Östrogenrezeptor [69]. Der Gewinn einer Tamoxifenbehandlung bei postmenopausalen Frauen mit hormonpositiven Tumoren wurde bereits in zahlreichen Studien belegt. In einer Metaanalyse der Daten aus 55 Studien mit insgesamt 37.000 untersuchten Frauen lag der Rückgang an Rezidiven nach einer Behandlungszeit von einem, zwei und fünf Jahren bei 21, 29 und 47%. Zudem reduzierte sich in den genannten Zeitintervallen die durch das 24 Mammakarzinom bedingte Mortalität um 12, 17 und 16% [36]. Eine höhere Dosierung als 20 mg/Tag oder eine länger als fünf Jahre dauernde Therapie zeigten keinen sicheren Vorteil [47]. Tamoxifen blockiert die Östrogenrezeptoren, zeigt aber auch eine Östrogenpartialwirkung. Diese geht mit einem protektiven Effekt auf die Knochen und wahrscheinlich mit einer kardioprotektiven Wirkung einher [10]. Auch die Nebenwirkungen wie das vermehrte thrombembolischen Auftreten von Komplikationen Endometriumkarzinomen sind auf diese und Partialwirkung zurückzuführen. Da bei postmenopausalen Frauen, im Gegensatz zu den prämenopausalen, das Östrogen hauptsächlich durch die Aromatisierung von Androgenen in Geweben wie Fett, Muskeln und Leber sowie in der Brustdrüse und im Tumor selbst entsteht, haben in dieser Situation in der Therapie des Mammakarzinoms neben Tamoxifen auch Aromataseinhibitoren (AI) einen hohen Stellenwert [126]. AI der dritten Generation – Anastrozol, Exemestan und Letrozol – hemmen die periphere Konversion von Androgenen zu Östrogenen an der Aromatase. AI sind in der Lage, die zirkulierenden Östrogene effektiv um mehr als 95% zu senken [126] und sind in der adjuvanten Situation bei postmenopausalen Patientinnen dem Tamoxifen nachweislich überlegen [118]. Bei prämenopausalen Frauen mit hormonrezeptor-positiven Tumoren wurde die Wirksamkeit von Tamoxifen in mehreren Studien belegt [31]. Zusätzlich ist die Ovarektomie bzw. die medikamentöse Ovarsuppression mit GnRH(Gonadotropin-Releasing-Hormon)-Analoga in Betracht zu ziehen. Diese interagieren mit dem hypophysären GnRH-Rezeptor und führen zu einer Verminderung der Gonadotropinsekretion [47]. Konsekutiv wird die ovarielle Steroidbiosynthese gehemmt, was einen Östrogenmangel zur Folge 25 hat. Aus bisherigen Daten geht hervor, dass GnRH-Agonisten als eine Alternative zur Ovarektomie auch in der adjuvanten Therapie erfolgreich eingesetzt werden kann [37]. Mittels endokriner Therapie werden schließlich nahezu gleichwertige Ergebnisse im rezidivfreien Überleben und im Gesamtüberleben erzielt wie mit einer adjuvanten Chemotherapie [65]. 2.3.5. Molekulare Therapie Seit einigen Jahren steht Brustkrebspatientinnen eine der wichtigsten Innovationen im Bereich der Mammakarzinomtherapie zur Verfügung. Es wurde ein Antikörper (Trastuzumab - Herceptin) entwickelt, der gezielt und mit hoher Affinität die extrazelluläre Domäne des ´human epidermal growth factor´ - Rezeptors (HER2) bindet und so die Signaltransduktion und konsekutiv die Proliferation maligner Zellen inhibiert [113]. Vor der Einleitung einer Trastuzumab-Therapie ist in der klinischen Routine daher der Nachweis einer HER2-Überexpression als Surrogatmarker für eine Amplifikation zwingend vorgeschrieben. In zweifelhaften Fällen wird die Amplifikation direkt mit einer chromogenen (CISH) oder Fluoreszenz- (FISH) in situ-Hybridisierung nachgewiesen. Trastuzumab, auch bekannt unter dem Handelsnamen Herceptin, ist ein rekombinanter, humanisierter (95% humane Proteine), monoklonaler HER2Antikörper. Nach Bindung an die extrazelluläre Domäne des HER2Rezeptors kommt es intrazellulär zur raschen Aktivierung der PTEN-LipidPhosphatase, welche ihrerseits den Phosphatidyl-Inositol-3-Kinase-Pathway (PI3K) herunterreguliert. Das permanente Wachstum und die Teilung der HER2-überexprimierenden Krebszellen werden damit blockiert. Darüber hinaus stimuliert der Einsatz des HER2-Antikörpers eine zellvermittelte 26 Toxizität (ADCC: antibody dependent cell mediated cytotoxicity), die zur Vernichtung der Tumorzelle führt [30]. Die Therapie mit Trastuzumab kann in unterschiedlicher Weise erfolgen, was verschiedene Studien belegen. Herceptin kann sowohl als adjuvante als auch als neoadjuvante Therapie zum Einsatz kommen, wobei der größte Erfolg in Kombination mit anderen Chemotherapeutika, wie z.B. Anthrazyklinen, erzielt werden kann [121]. Diese Kombination führt zu einer Senkung der Rezidivrate um 45% bis 50% und zu einer Mortalitätsreduktion von etwa 30% gegenüber einer alleinigen Therapie mit Herceptin [64]. Die Kombinationstherapie birgt im Vergleich zu den anderen Therapieformen jedoch auch ein besonders hohes Risiko an kardialen Nebenwirkungen [128]. Die Zahlen sprechen dabei für sich: Die Kombination von Anthrazyklinen und Cyclophosphamiden mit Trastuzumab bewirkt eine Kardiotoxizität in 27% der Fälle, wobei auch asymptomatische Herzleiden einbezogen wurden [82]. Wird Trastuzumab allein mit Paclitaxel kombiniert, resultiert eine Kardiotoxizität von 13%, im Vergleich dazu verursacht Trastuzumab alleine nur zu 4,7% kardiale Nebenwirkungen. Allerdings sind 4,7% ein nicht zu vernachlässigender Wert [82]. Die Kardiotoxizität ist die schwerwiegendste Nebenwirkung des Herceptins. Deshalb bedarf es auch einer gründlichen Auswahl der Patientinnen, die Herceptin erhalten sollen, und einer ausführlichen kardiologischen Überwachung [105]. In den letzten Jahren konnte die HER2-Antikörpertherapie mit weiteren Pharmaka erweitert und verbessert werden: Lapatinib (Tyverb®) ist z.B. ein Tyrokinase-Inhibitor, welcher den ERGF/HER2-Rezeptor blockiert und somit die Signalkaskade zur Zellteilung 27 unterbindet. Insbesondere bei progredientem metastasierenden Mammkarzinom können Ansprechraten von bis zu 35% detektiert werden. Das progressionsfreie Überleben und Gesamtüberleben kann durch Lapatinib signifikant verlängert werden [18, 84]. Mittels Pertuzumab (Perjeeta®) als weiterer HER2-Antikörper kann die Wirkung einer HER2-Therapie im metastasierten Stadium deutlich verbessert werden. Der HER2-Dimerisierungs-Inhibitor (HDI) bindet an einer anderen Stelle des HER2-Rezeptors als Herceptin. Dies verhinert die Paarbildung von HER-Rezeptoren und hemmt somit zusätzlich die Weiterleitung von Wachstumssignalen ins Zellinnere. Mit der Kombination beider HER2Antikörper kann die Wirkung der zielgerichteten HER2-Therapie in der Behandlung des metastasierten Mammakarzinoms effektiv gesteigert und das Fortschreiten der Brustkrebserkrankung deutlich aufgehalten werden [49, 83]. Ein weiteres gezielt gegen den HER2-Rezeptor gerichtetes Kombinationspräparat ist T-DM1 (Kadcyla®), welches zwei Eigenschaften miteinander verbindet: die HER2-Hemmung durch Trastuzumab (Herceptin®) und die zytotoxische Wirkung des Chemotherapeutikums DM1. Trastuzumb und DM1 sind miteinander verbunden, sodass DM1 direkt zu den HER2-positiven Tumorzellen transportiert werden kann. Die internationale Phase-III-Studie EMILIA zeigte, dass bei HER2-positiven Karzinompatientinnen mit fortgeschrittenem oder metastasierendem Mammakarzinom unter Kadcyla-Therapie eine verlängerte Lebenserwartung von mehr als zweieinhalb Jahre und eine Stagnation der Tumorprogression von fast 10 Monaten zu ermitteln war [122, 124]. 28 2.4. Prognosefaktoren und Prädiktivfaktoren Bei der Planung der Therapie des Mammakarzinoms müssen viele unterschiedliche Parameter berücksichtigt werden. Maßgeblich sind heute die Prognose- und Prädiktivfaktoren, die anhand der Anamnese und der Untersuchung des Tumormaterials ermittelt werden. Der Begriff Prognosefaktoren umfasst Parameter, die eine Aussage über das Überleben oder die Rezidivrate von Mammakarzinompatientinnen ermöglichen. Dazu zählen unter anderem das Alter, die Tumorgröße, der Nodalstatus, der Hormonrezeptorstatus, der histologische Tumortyp, die Tumorgraduierung, Ki-67, HER2/neu, uPA, PAI-1, VEGF, bcl-2 und p53. Höchst interessant sind jedoch auch die Parameter, die das Ansprechen von Tumorzellen auf die Behandlung vorhersagen – vor allem im Hinblick auf die Vermeidung einer unnötigen Therapie, was wiederum eine Verbesserung der Lebensqualität und eine Kostenreduktion nach sich ziehen kann. Solche Parameter werden als Prädiktivfaktoren bezeichnet. Neben ihrer prädiktiven Bedeutung ermöglichen sie üblicherweise auch eine prognostische Aussage. Beim Mammakarzinom gelten der Hormonrezeptorstatus für eine Antihormontherapie und der Grad der HER2/neu-Expression für eine Immuntherapie mit Trastuzumab als prädiktive Faktoren. 2.4.1. Prognosefaktoren und Rückfallrisiko Die häufigsten Prognosefaktoren sind Parameter, welche Informationen des operativen/radiologischen Stagings beinhalten oder direkt aus dem Tumormaterial gewonnen werden. Sie stehen mit einer bestimmten Therapie in Verbindung und zeigen sowohl deren prognostische Wertigkeit, als auch die prä- und posttherapeutischen Effekte auf. 29 Ein solcher Prognosefaktor ist beispielsweise das Ansprechen auf eine neoadjuvante Chemotherapie. In der großen, randomisierten Studie NSABP B27 wurden in einem Zeitraum von knapp sechs Jahren über 2.400 Mammakarzinompatientinnen neoadjuvanten rekrutiert. Chemotherapie mit Diese vier wurden Zyklen nach Doxorubicin einer und Cyclophosphamid in drei Behandlungsarme eingeteilt: die erste Gruppe wurde nach der primär systemischen Therapie sofort operiert; die zweite erhielt vor einem chirurgischen Eingriff weitere vier Zyklen Chemotherapie mit Doxetaxel, die dritte Gruppe wurde postoperativ mit Doxetaxel behandelt. In allen drei Behandlungsarmen war das histologisch gesicherte Ansprechen auf die neoadjuvante Chemotherapie ein eindeutiger Prognosefaktor [6]. Dies unterstützt die Hypothese, dass Patientinnen mit einer partiellen oder kompletten pathologischen Remission nach einer neoadjuvanten Chemotherapie im Vergleich mit Patientinnen ohne Therapieansprechen in der Regel eine bessere Prognose haben [43]. Bei keinem Karzinom sind derart viele Prognose- und Prädiktivfaktoren bekannt wie beim Mammakarzinom. Bis heute wurden mehr als 100 einzelne Faktoren und mittels Genchipdiagnostik mehr als 5.000 Parameter am Tumormaterial untersucht und mit dem Krankheitsverlauf sowie anderen Progosefaktoren korreliert. Die klinische Bedeutung vieler dieser Parameter ist heute jedoch immer noch unklar. 30 2.4.2. Etablierte Prognosefaktoren Klinisch etablierte Faktoren sind das Alter, die Stadieneinteilung nach der TNM-Klassifikation maligner Tumore, die Tumorgraduierung, die Lymph- und Blutgefäßinvasion, der Steroidhormonrezeptorstatus und der HER2/neuStatus [47, 98]. Wie bereits erwähnt, steigt die Inzidenz des Mammakarzinoms mit dem Alter der Patientinnen kontinuierlich an. So ist jedoch die Wahrscheinlichkeit, auch an selbigem zu versterben, mit zunehmendem Alter bei Diagnosestellung geringer. Frauen mit einer lokalisierten Brustkrebserkrankung, die 70 Jahre oder älter sind, haben eine um 33% geringere Sterbewahrscheinlichkeit als Frauen, die jünger als 50 Jahre alt sind. Liegen bereits Metastasen vor, ist die Wahrscheinlichkeit immerhin noch um 14% geringer [109]. Eine besonders schlechte Prognose haben allerdings Frauen, die zum Zeitpunkt der Diagnose jünger als 35 Jahre alt sind. Bei diesen Patientinnen zeigt sich auch häufig ein schlechteres Prognoseprofil im Bezug auf andere Parameter wie z.B. Hormonrezeptorstatus oder Tumorgraduierung [85]. Einer der wichtigsten Prognosefaktoren ist die Tumorgröße, die nach WHO eingeteilt wurde. Je kleiner das Karzinom, desto besser ist die Prognose. Patientinnen mit einem nodal-negativen Tumor <2cm (pT1) haben eine 5Jahresüberlebensrate (5-JÜR) von etwa 96,3%. Bei einer Tumorgröße von 25 cm (pT2) beträgt die 5-JÜR 89,4%, bei einer Größe >5cm liegt sie nur noch bei 82,2% (Carter) [19, 39]. Verglichen mit der Tumorgröße ist die Tumorgraduierung ein eher schwacher Prognosefaktor. Es ist ein vom Pathologen determinierter morphologischer Marker, der die Abweichung des untersuchten Gewebes vom originären Gewebe angibt. Die UICC unterscheidet (Tabelle 2.3). 31 drei Differenzierungsgrade Tabelle 2.3: Grading gemäß UICC (Union internationale contre le cancer) Gewebsdefinition Grad 1 Gut differenziertes malignes Gewebe, es besteht eine hohe Ähnlichkeit zum benignen Gewebe Grad 2 Mäßig differenziertes malignes Gewebe Grad 3 Schlecht differenziertes malignes Gewebe Grad 4 Nicht differenziertes malignes Gewebe, die Zugehörigkeit zu einem Gewebe kann nur mit Hilfe anderer Verfahren (IHC) bestimmt werden Die Tumorgraduierung erfolgt anhand der Beurteilung von Form und Größe der Tumorzellkerne, der Tumorarchitektur und der Tumorzellteilungsaktivität (nach Elston & Ellis, Tabelle 2.4). Karzinomgewebe mit einer Graduierung von 3 zeigen ein höheres Rückfallrisiko im Vergleich zu Tumoren der Graduierung 1 [26]. Tabelle 2.4: Histologisches Grading nach Elston & Ellis (1991) (nach [46]) Merkmale Kriterien Scorewerte Tubulusausbildung >75% 1 10-75% 2 <10% gering 3 1 mittelgradig 2 Mitoserate stark 0-5 /10 HPF 3 1 (für Gesichtsfelddurchmesser 0,45mm) 6-11 /10HPF 2 ≥ 12 /10HPF 3 Kernpolymorphie Summenscore 3-9 Summenscore G-Gruppe Definition 3,4,5 G1 gut differenziert 6,7 G2 mäßig differenziert 8,9 G3 schlecht differenziert 32 Der Lymphknotenstatus ist ein weiterer wichtiger prognostischer Faktor. Das Vorhandensein oder Fehlen axillärer Lymphknotenmetastasen ist gegenwärtig der zuverlässigste morphologische Parameter für die Prognose. Frauen ohne Lymphknotenmetastasen haben eine 5-JÜR von 92% [39]. Nodal-positive Patientinnen haben dagegen eine schlechtere Prognose. Carter et al. konnten nachweisen, dass Frauen mit 1-3 positiven Lymphknoten eine 5-JÜR von 81% aufweisen. Bei einem Befall von mehr als 3 Lymphknoten sinkt die 5-JÜR jedoch bis auf 57% [19]. Ebenso wurde gezeigt, dass das Ausmaß der Lymphknotenbeteiligung positiv mit der Tumorgröße korreliert. Beträgt die Tumorgröße weniger als 1 cm, so besteht eine Lymphknotenbeteiligung in etwa 20%. Bei Tumoren von >5cm Größe hingegen liegen zum Zeitpunkt der Diagnosestellung schon in etwa 90% der Fälle Lymphknoten-Metastasen vor [19]. Die Lymphbahn (L1)- und Blutgefäßinvasion (V1) durch den Tumor als eigener Faktor erlaubt ebenfalls eine Aussage bezüglich der Prognose. Mammakarzinome metastasieren überwiegend in die axillären Lymphknoten, seltener in retrosternale Lymphknoten (Abb. 2.4.). Die häufigsten hämatogenen Metastasen werden im Skelettsystem (70%), in der Lunge (60%), der Leber (50%) und dem Gehirn (20%) gefunden. Im Falle einer Metastasierung bei Diagnosestellung liegt wie erwartet ein erhöhtes Rezidivund Mortalitätsrisiko vor [107]. Das Rückfallrisiko liegt bei Frauen mit Lymph- und/oder Blutgefäßinvasion nach 20 Jahren bei 38%, während es für Frauen ohne Gefäßinvasion 22% beträgt. Nodal-negative Patientinnen mit Lymphbahninvasion haben nach fünf Jahren ein um etwa 15% erhöhtes Risiko für ein Rezidiv als Patientinnen ohne Lymphbahninvasion [39]. 33 Abb.2.4.: Lymphogene Metastasierungswege des Mammakarzinoms (aus [14]) Viele der genannten Faktoren sind jedoch bezüglich ihres prognostischen Wertes nicht unabhängig von der nachfolgenden Therapie. Sie gelten somit als prognostische und prädiktive Faktoren [58]. 2.4.3. Steroidhormonrezeptorstatus Ein solch bivalenter Marker ist der Steroidhormonrezeptorstatus. Er beinhaltet die immunhistochemische Analyse zweier Parameter: die Expression des Östrogenrezeptors (ER) und des Progesteronrezeptors (PR) durch die Tumorzellen. Wie oben angeführt ist für das Ansprechen auf eine Antihormontherapie der Hormonrezeptorstatus der stärkste Prädiktivfaktor [102]. Bei Frauen mit einem östrogenrezeptor-positiven Karzinom (ER+) beträgt nach fünf Jahren das krankheitsfreie Überleben 74% und das Gesamtüberleben 92%. Frauen mit einem östrogenrezeptor-negativen Karzinom (ER-) haben nach fünf Jahren ein krankheitsfreies Überleben von 66% und ein Gesamtüberleben von 82% [26]. Obwohl Frauen mit negativem ER-Status in den ersten fünf Jahren nach Diagnosestellung ein erhöhtes 34 Rezidivrisiko haben, so beobachtet man bei diesen ein besseres Ansprechen auf eine Chemotherapie [39]. Ein von der antihormonellen Therapie unabhängiger Effekt auf die Prognose konnte für den Progesteronrezeptor nur in begrenztem Maße nachgewiesen werden, so dass der Progesteronrezeptor als schwacher Prognosefaktor gelten muss. Allerdings führt der Verlust der PR-Expression zu einer gewissen Tamoxifenresistenz, was seine Rolle als Prädiktivfaktor verdeutlicht [26]. 2.4.4. Plasminogenaktivator uPA und Inhibitor PAI-1 Urokinase-Typ Plasminogen Aktivator (kurz uPA) ist ein Enzym aus der Gruppe der Peptidasen, welches zur Behandlung des Herzinfarktes, der Lungenembolie und sonstiger thrombotischer Gefäßverschlüsse eingesetzt wird. Durch die Umwandlung von Plasminogen zu Plasmin setzt es die Fibrinolyse in Gang und löst somit Fibrin-Gerinnsel auf. Gemeinsam mit dessen Gegenspieler Plasminogenaktivator-Inhibitor Typ 1 (PAI-1) ist es auch von onkologischer Relevanz. uPA und PAI-1 sind beim Mammakarzinom am Abbau des Tumorstromas und der Basalmembran beteiligt. Sie scheinen an der Signaltransduktion, der Adhäsion und Migration von Tumorzellen mitzuwirken [2]. Laut Look et al. zeigen Patientinnen mit einer niedrigen uPA-Konzentration eine 5-JÜR von 69,1%. Dagegen wurde bei Patientinnen mit hoher uPAKonzentration eine 5-JÜR von nur 17,7% beobachtet [75]. Ähnliches gilt auch für PAI-1, so dass höhere PAl-1-Konzentrationen niedrigere 5-JÜR bewirkten. Die prognostische Bedeutung war dabei unabhängig vom Nodalstatus, der Tumorgröße, der Tumorgraduierung, Hormonrezeptorstatus und dem Menopausenstatus. 35 dem Eine große retrospektive Analyse mit 8377 Mammakarzinompatientinnen im Gesamtkollektiv konnte zeigen, dass Patientinnen mit hohem uPA/PAI-1 ein hohes Rezidivrisiko und somit auch einen größeren Nutzen von einer adjuvanten Chemotherapie haben, als Patientinnen mit niedrigerem uPA/PAI-1. Demnach korrelieren niedrige uPA/PAI-1-Konzentrationen sowohl mit einem hohen rezidivfreien Überleben (disease free survival, DFS), als auch mit einem hohen Gesamtüberleben [54]. Experten sehen in einer uPA/PAI-1-Bestimmung eine valide, standardisierte und evidenzbasierte Methode, deren klinische Relevanz beim nodalnegativen Mammakarzinom durch prospektive Studien belegt ist. uPA/PAI-1 kann somit ein klinisch relevanter Faktor bei Tumoren mit einem klinisch intermediären Risikoprofil zur Entscheidung für oder gegen eine Chemotherapie sein. Obwohl die Bestimmung der uPA/PAI-Werte in einzelnen deutschen Brustzentren schon als Standardtest angeboten wird, wurde die routinemäßige Bestimmung von uPA/Pal-1 als Prognosefaktor im Rahmen der St. Gallen-Konsensus-Konferenz (2009) mehrheitlich abgelehnt [8]. Parallel zur gesundheitspolitischen Debatte integriert eine zusätzliche internationale Studie (NNBC-3 = Nodenegative breast cancer III) die Bestimmung von uPA/PAI-1 in Therapieentscheidungsalgorithmen. Problematisch sind jedoch auch die logistischen Verfahren, da das Material nur als Gefrier- oder Frischmaterial genutzt werden kann. 36 2.4.5. Genexpressionsanalysen / Microarrays Die Genexpressionsanalyse bezeichnet eine Untersuchung der genetischen Informationsumsetzung (Genexpression) mit molekularbiologischen und biochemischen Methoden. Sie kann sowohl für einzelne Transkripte (singulär umgeschriebene RNA-Moleküle) als auch für das ganze Transkriptom (alle transkribierten RNA-Moleküle) angewendet werden und ermöglicht qualitative und quantitative Aussagen über die Aktivität der Gene. Bei der Microarray-Technik wird nach RNA-Extraktion aus dem Tumorgewebe die relative Aktivität zuvor identifizierter Zielgene gegenüber Referenzgenen gemessen. Rein prädiktive Daten zu Genexpressionsanalysen beim Mammakarzinom beschränken sich nur auf kleine Patientenkollektive mit neoadjuvanter Therapie. In der St. Gallen-Konsensus-Konferenz 2009 wurde festgelegt, dass der Einsatz von Genexpressionsanalysen derzeit zusätzlich zu klinischen und histopathologischen Parametern grundsätzlich sinnvoll ist, allerdings nicht als alleiniges Instrument verwendet werden soll. Beispielsweise kann dieses Verfahren bei Patientinnen mit hormonsensiblen Mammakarzinomen, bei denen nach Abwägung histopathologischer und klinischer Kriterien unklar ist, ob eine adjuvante Chemotherapie indiziert ist, zur Entscheidungsfindung beitragen [8]. 37 2.4.6. Regressionsgrad Die neoadjuvante Chemotherapie wird beim Mammakarzinom eingesetzt, um die Tumormasse zu reduzieren und möglichst brusterhaltend operieren zu können. In bis zu 80% der Fälle ist zumindest ein klinisches Ansprechen des Tumors zu verzeichnen, die Chemosensitivität kann bei diesem Vorgehen in vivo überprüft werden. Zusätzlich ist das Ausmaß der Tumorregression nach Therapie als eigenständiger prognostischer und prädiktiver Faktor inzwischen etabliert [111]. Neben der Reduktion der Zellzahl des Tumors sind Fibrose, Vakulisierung des Zytoplasmas und erhöhte Kernpolymorphie typische Folgen der Chemotherapie. Die Quantifizierung des Therapieerfolges erfolgt in einem fünfstufigen Score nach Sinn et al. (1993; Tabelle 2.5) [123]: Tabelle 2.5: Quantifizierung des Therapieerfolges nach Sinn et al. (1994,nach [111]) Pathologische Beurteilung der regressiven Veränderungen 0 1 kein Effekt vermehrte Tumorsklerose mit herdförmiger resorptiver Entzündung und/oder deutlichen zytopathischen Effekten weitgehende Tumorsklerose mit nur noch fokal nachuweisendem, evtl. 2 auch multifokalem, minimalem invasivem Resttumor (<0,5cm), häufig ausgedehnte intraduktale Tumorausbreitung 3 kein invasiver Residualtumor, nur DCIS 4 tumorfrei 38 2.5. Weitere bekannte Biomarker Neben diesen herkömmlichen Prognosefaktoren, die heute routinemäßig bestimmt werden, gibt es zahlreiche neuere Marker, die das Wachstum des Tumors und seine Neigung Metastasen zu bilden, charakterisieren. Die nachfolgende Tabelle gibt einen zusammenfassenden Überblick über die bekannten Prognose- und Prädiktivfaktoren. Tabelle 2.6: Etablierte und neue Prognose- und Prädiktivfaktoren (aus [123]) Biomarker Prognosefaktor Prädiktivfaktor Tumorgröße + - Lymphknotenstatus + - Lymphgefäßinvasion + - Tumorgraduierung + (+) Proliferationsmarker + (+) Alter + - ER-Status + + PR-Status (+) + HER2-Status + + uPA/PAI-1 + + Genexpressionsprofile + (+) Biomarkerset nach Paik et al. + - Topoisomerase II α + + Zirkulierende Tumorzellen (CTC) + (+) Knochenmarkmikrometastasen + - p53-Mutationen + - + (+) - Zusammenhang in mehreren Studien bewiesen; Zusammenhang wahrscheinlich; kein Zusammenhang gezeigt 39 Zu den neueren Markern gehören der HER2/neu-Rezeptorstatus, der im Rahmen der Antikörpertherapie schon erwähnt wurde, und die Bestimmung der Topoisomerase IIα. Auf beide Faktoren wird im Folgenden verstärkt Augenmerk gelegt, da sie zentraler Bestandteil dieser Arbeit sind. 2.5.1. Her2/neu Der HER2/neu-Status (human epidermal growth factor receptor 2) ist sowohl Prognose- als auch Prädiktivfaktor. Das HER2-Onkogen, welches auf Chromosom 17q21 lokalisiert ist, kodiert für ein 185 kDa schweres, transmembranöses Glykoprotein mit intrazellulärer Tyrosinkinaseaktivität. Der zugehörige Rezeptor gehört zur Familie der epidermalen Wachstumsfaktorrezeptoren (EGFR). HER2/neu ist entscheidend für die subzelluläre Aktivierung der Signaltransduktion, welche für Zellproliferation und Zellteilung verantwortlich ist. Die Familie der human epidermal growth factor receptors (HER) umfasst folgende Rezeptoren: EGFR (HER 1) c-erbB-2 (HER 2) c-erbB-3 (HER 3) c-erbB-4 (HER 4) Allesamt gehören zum transmembranösen Tyrosinkinaserezeptor-Typ und wirken direkt an der Regulation des Zellwachstums und der Proliferation mit. Um den Rezeptor zu aktivieren, muss eine Dimerisierung stattfinden, d.h. keiner der genannten Rezeptoren alleine kann eine Signaltransduktion induzieren. Erst wenn sich zwei Rezeptoren verbinden und ein sogenanntes Heterodimer bilden, wird die Signaltransduktion durch die Tyrosinkinase in Gang gesetzt. 40 HER2/neu spielt eine wichtige Rolle in der Behandlung und Diagnostik des Mammakarzinoms. In etwa 10-30% aller invasiven Mammakarzinome ist eine Amplifikation von HER2 oder eine Überexpression des Proteins zu beobachten [112]. Jede gesunde epitheliale Zelle inklusive der benignen Brustzelle exprimiert 20.000 bis 50.000 HER2/neu-Rezeptoren an ihrer Oberfläche. Bei HER2-überexprimierenden Zellen sind Millionen von ihnen vorhanden [67]. Viele Studien belegen, dass eine HER2/neu-Überexpression mit aggressiveren Tumoren und einem erhöhten Rezidiv- und Mortalitätsrisiko verbunden ist. Dies gilt v.a. für nodal-positive Patientinnen [39]. Somit zeigen Mammakarzinome mit HER2-Amplifikation eine aggressive Tumorbiologie mit ungünstigerer Prognose [51]. HER2/neu ist im klinischen Alltag als Prädiktivfaktor für verschiedene Therapien interessant. Sowohl in Bezug auf eine Behandlung mit CMF als auch mit Anthrazyklinen gibt es Studien, die das Ansprechen in Abhängigkeit vom HER2/neu-Status untersucht haben [121]. Gemäß Pritchard et al. haben HER2/neu-positive Patientinnen einen größeren Nutzen von einer Chemotherapie mit CEF als mit CMF [96]. Seit einigen Jahren ist auch bekannt, dass ein positiver HER2/neu-Status besonders bei östrogenpositiven Tumoren mit einer Tamoxifenresistenz assoziiert ist [16]. 2.5.2. Topoisomerase IIα TOP2A ist genau wie HER2 auf dem langen Arm des Chromosoms 17 lokalisiert [79]. Das Gen liegt in allen gesunden, diploiden Zellen in zwei Kopien vor und kodiert für ein 170 kDa großes Protein [116]. Das exprimierte Enzym spielt eine bedeutende Rolle für den Ablauf des Zellzyklus. Seine Expression findet in proliferierenden Zellen in der späten S-, der G2- und MPhase statt und stellt somit einen Proliferationsmarker dar [119]. Es ermöglicht die Replikation der DNA und spielt eine fundamentale Rolle in 41 nukleären Prozessen wie z.B. der Transkription, der chromosomalen Strukturgebung und der Kondensation. Die Hauptaufgabe besteht in dem Aufbrechen und der Wiedervereinigung der Doppelstrang-DNA, womit sogenannte DNA-Supercoils während der Replikation entwunden werden. Neben der Einführung von Einzelstrangbrüchen an beiden DNA-Strängen und der darauf folgenden Passage von doppelsträngiger DNA durch die entstandenen Lücken, gehört auch die wiederherstellende Ligatur zum Aufgabenbereich der Topoisomerase IIα [48]. In der folgenden Abbildung 2.6. werden die genannten Mechanismen graphisch dargestellt: Abb.2.5.: Repräsentation der Topoisomerase IIα-Aktivität (nach [20]) 42 Sobald die Topoisomerase IIα-Aktivität behindert oder aufgehalten wird, können jegliche Zellen weder eine Zellteilung noch eine Zellvermehrung durchführen. Aus diesem Grund ist dieses Enzym heutzutage eines der beliebtesten Angriffsziele onkologischer Medikamente, wie z.B. der Anthrazykline. Tatsächlich wurde von Isola et al. eine Korrelation zwischen TOP2A-Amplifikation und dem Ansprechen auf Anthrazyklinen berichtet [62]. Auch Järvinen et al. [63] vertreten diese Ansicht und postulieren außerdem eine durch eine TOP2A-Deletion herbeigeführte Anthrazyklin-Resistenz. Zusammenfassend kann man sagen, dass es zunehmende Evidenz gibt, den TOP2A-Amplifikationsstatus sowohl als einen Prognose- als auch einen Prädiktivfaktor für eine Anthrazyklintherapie zu bezeichnen [103]. Beim Mammakarzinom ist die TOP2A-Amplifikation eng mit der HER2Amplifikation verbunden bedingt durch die Nähe beider Genloci zueinander. Mehrere Studien haben gezeigt, dass eine Amplifikation von TOP2A nur zusammen mit einer Amplifikation von HER2 vorkommt [88]. Ungefähr 30% aller HER2-positiven Tumore haben auch eine TOP2A-Amplifikation. Hinweise auf eine unterschiedliche Effektivität der Anthrazykline in der HER2-negativen Patientinnengruppe gibt es deswegen bislang nicht. 43 2.5. Rationale und Fragestellung Das Mammakarzinom stellt das häufigste Krebsleiden der Frau dar. Bei keinem anderen Karzinom sind derart viele Prognose- und Prädiktivfaktoren bekannt. Vorangehend sind die bedeutendsten Marker dargestellt worden. Ziel der hier vorliegenden Arbeit ist die genauere Beleuchtung von HER2 und TOP2A. In diesem Zusammenhang sind prinzipiell drei Fragen zu klären: Erste Frage: Weisen fortgeschrittene Mammakarzinome einen Unterschied in der Häufigkeit der Amplifikationen von HER2 und TOP2A auf? Wenn ja, korrelieren die Amplifikationen beider Marker miteinander? Zweite Frage: Welche Unterschiede ergeben sich zwischen der Immunhistochemie und der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung bezüglich des HER2-Status? Kann daraufhin eine Konkordanz der Ergebnisse beider diagnostischer Verfahren gefunden werden? Dritte Frage: Können HER2 und TOP2A als prädiktive Faktoren bezüglich einer Anthrazyklin-Therapie in der neoadjuvanten Therapiesituation verifiziert werden und welche prognostische Bedeutung kommt ihnen zu? 44 3. Patientinnen und Methoden 45 3.1. Patientinnen und Dokumentation Die Frauenklinik des Universitätsklinikums Erlangen ist ein zertifiziertes Brustzentrum der Deutschen Krebsgesellschaft, der Deutschen Gesellschaft für Senologie und der European Society of Mastology (EUSOMA). Die Zertifizierung ist auf eine Qualitätskontrolle und Qualitätsverbesserung ausgerichtet. Teil dieser Zertifizierung ist eine prospektive Dokumentation. Hierfür ist in der Frauenklinik ein spezifisches Dokumentationssystem (DOMAS ©) eingerichtet worden. Es erfasst die Krankengeschichte der Patientinnen und gewährleistet eine organspezifische Tumordokumentation. Des Weiteren ist in die Datenerfassung eine Reihe von epidemiologischen Parametern, wie z.B. das Überleben, Rezidive und Metastasen, integriert, die sowohl mit dem Risiko für das Entstehen einer Mammakarzinomerkrankung als auch mit deren Prognose in Verbindung gebracht werden können. 3.2. Rekrutierung des Studienkollektivs Zwischen 2000 und 2008 wurden 142 Patientinnen mit einer histologisch gesicherten Diagnose eines invasiven Mammakarzinoms mittels einer neoadjuvanten Chemotherapie behandelt, die aus 4 Zyklen Epirubicin (90 mg/m2 KOF) und Cyclophosphamid (600 mg/m2 KOF) bestand. Für die Teilnahme an diesem Forschungsprojekt gaben alle Frauen eine schriftliche Einverständniserklärung zur Untersuchung molekularer Prädiktiv- bzw. Prognoseparameter ab. Ein positives Ethikvotum der Ethikkommission des Universitätsklinikums Erlangen liegt ebenso vor. Von allen Patientinnen wurden die histopathologischen, in Paraffin eingebetteten Stanzbiopsien begutachtet und u.a. verschiedene Variablen bestimmt: Tumorgröße, Nodalstatus, Hormonrezeptorstatus, R0-Status, etc. Bei allen Patientinnen lag klinisch eine Tumorgröße von mehr als 2 cm vor, als Grundlage für die Indikation zur neoadjuvanten Chemotherapie. Bei einer Altersspanne von 3271 Jahren waren die Patientinnen im Median 56 Jahre alt. 46 3.3. Immunhistochemie Im Pathologischen Institut der Universität Erlangen wurden im klinischen Routinebetrieb bereits die immunhistochemischen Färbungen für Her2/neu vorgenommen. Die Tumorgewebeproben der prätherapeutischen Stanzbiopsien wurden mittels Formaldehyd fixiert und in Paraffin eingebettet. Mit Hilfe eines Mikrotoms wurden 3 µm dünne Schnitte des Tumorgewebes angefertigt. Die auf Objektträger aufgebrachten Gewebeschnitte wurden dreimal für jeweils 10 Minuten in ein Xylolbad getaucht und anschließend in einer absteigenden Alkoholreihe bis 70% für jeweils 2 Minuten entparaffinisiert. Überschüssige Alkoholreste wurden mit destilliertem Wasser entfernt. Zur hitzeinduzierten Epitopdemaskierung wurden die Gewebeproben 10 Minuten mit Citratpuffer (10 mmol/l, pH 6) im Dampfkochtopf, davon 1 Minute bei 120º C inkubiert. Zur Hemmung der endogenen Peroxidase wurden die Schnitte bei Raumtemperatur 10 Minuten in 3 % H2O2 gelegt. Zwischen jedem Arbeitsgang wurden die Proben in Tris-Puffer gespült. Die Inkubation mit dem primären Antikörper erfolgte über Nacht bei Raumtemperatur. Als Primärantikörper wurde verwendet: -­‐ polyklonaler Kaninchen-Antikörper gegen HER2/neu-Onkoprotein (1: 200; polyklonales Kaninchen-Antigen; Dako; Dänemark) Nach Spülen mit Tris-Puffer und 2 Tropfen Polyalkylenglykolether wurde der Sekundärantikörper Raumtemperatur 1: 100 mit dazugegeben. Tris-Puffer Der verdünnt 30 Minuten Sekundärantikörper bei musste entsprechend dem Primärantikörper gewählt werden. Verwendet wurde hierfür: -­‐ biotinyliertes Goat-anti-Rabbit IgG (Dako). 47 Nach anschließend erneuter Spülung mit Tris-Puffer wurde der StreptavidinBiotin-Komplex (Strept-AB-Komplex) für 30 Minuten aufgetragen. Über das Biotin des Sekundärantikörpers wurde dabei das markierte Streptavidin gebunden. Bei diesem handelte es sich um ein mit Meerettich-Peroxidase markiertes Streptavidin (Dako K 377, HRP). Durch Zugabe von 3-Amino-9Ethylcarbazol (AEC) (Zytomed) für das HRP (Horseradish-Peroxidase) konnte nach 30 Minuten bei Raumtemperatur das markierte Streptavidin für HER2/neu lichtmikroskopisch dargestellt werden. Der HercepTest® als das derzeit einzige standardisierte Nachweisverfahren zur Bestimmung Voraussetzung einer für die HER2/neu-Überexpression Vergleichbarkeit und bietet die beste Zuverlässigkeit der immunhistochemischen Ergebnisse (Tabelle 3.1). Tabelle 3.1: Bewertung HER2/neu-Immunhistochemie Score Färbemuster Bewertung 0+ es ist keine Färbung erkennbar oder eine Färbung der Zellmembran in weniger als 10% der Tumorzellen negativ 1+ eine schwach/kaum wahrnehmbare Membranfärbung ist in mehr als 10% der Tumorzellen erkennbar. Nur Teile der Membran sind angefärbt. negativ 2+ eine schwache bis moderate Färbung der gesamten Zellmembran in mehr als 10% der Tumorzellen ist zu erkennen. unklar / schwach positiv 3+ eine starke Färbung der gesamten Membran in mehr als 30% der Tumorzellen ist zu erkennen. positiv 3.4. Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung Zur primären Beurteilung der HER2-Expression wird im klinischen Routinebetrieb die immunhistochemische Untersuchung durchgeführt. Bei nicht eindeutigen Fällen (Dako-Score 2+) wird zum sicheren Nachweis einer HER2-Amplifikation die Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung verwendet. 48 Das Prinzip der FISH besteht darin, dass durch vorherige Hitzedenaturierung sowohl Ziel-DNA als auch Sonden-DNA als Einzelstrang vorliegen. Die ZielDNA besteht in dieser Arbeit aus Interphase-Zellkernen des zu untersuchenden Mammakarzinoms. Die Sonden-DNA ist homolog zu dem zu untersuchenden Abschnitt der Ziel-DNA und mit fluoreszierenden Markern versehen. Dieser komplementäre Strang wird daraufhin mit dem denaturierten Chromosom renaturiert, so dass nach Hybridisierung aus Zielund Sonden-DNA einzelne Gene bzw. Genabschnitte selektiv im Fluoreszenzmikroskop sichtbar gemacht werden (Abbildung 3.1.). Abb. 3.1.: Prinzip der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung [56] Sowohl HER2 als auch TOP2A sind auf dem langen Arm des Chromosoms 17 lokalisiert. Aufgrund der topographischen Nähe der beiden Gene (17q12q21) ist der Zusammenhang der beiden Marker ein interessanter Bereich für die Forschung auf dem Gebiet des 49 Mammakarzinoms. Folgende Darstellungen (Abbildung 3.2 und 3.3.) zeigen, dass die Bindungsstellen zwar relativ nah, aber dennoch so weit voneinander entfernt liegen, dass eine akzidentelle Bindung der falschen Sonde nahezu ausgeschlossen ist und dass sich die Sonden gegenseitig nicht behindern. Des Weiteren ist der Abstand der Bindungsstellen auch für das visuelle Auszählen der Signale von Bedeutung. Abb. 3.2.: Ideogramm des Chormosoms 17 mit Lokalisation der Hybridisierungsbereiche (aus [129]) Abb.3.3.: Schematische SPEC HER2/TOP2A Hybridisierungskarte (aus [129]) Als Sonden fungierten in diesem Fall die Triple Color Probe ZytoLight® SPEC HER2/TOP2A/CEN17 (ZytoVision GmbH, Bremerhaven, DE): 50 Tabelle 3.2: Sondenbeschreibung Triple Color Probe ZytoLight® Fluorochrom SPEC-Sonde Spezifität grün HER2 HER2-Gen rot TOP2A TOP2A-Gen gold CEN 17 Alpha-Satelliten des Zentromers (chromosomale Region 17q12) (chromosomale Region 17q21-22) von Chromosom 17 (D17Z1) Die Auswertung der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung erfolgte nach der Anzahl der Signale für CEN17 zur Bestimmung der Kopiezahl von Chromosom 17, sowie der Anzahl von HER2- bzw. TOP2A-Genkopien. Dazu wurden 25 Zellkerne ausgewertet und die TOP2A-HER2/CEN17-Ratio aus dem Signalverhältnis von HER2/TOP2A zu CEP17 ermittelt. Gemäß Protokoll lag eine Amplifikation vor, wenn die Ratio ≥ 2,0 war. Durch das Ratioverfahren war eine von der Chromosomenanzahl (Chromosomenpolyploidie) unabhängige Detektion der Genamplifikation möglich. Im Folgenden sind exemplarisch Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierungen abgebildet: in einem normalen Interphase-Zellkern sind jeweils zwei grüne, zwei rote und zwei goldene Signale pro Nukleus zu erwarten (Abbildung 3.4.). In einer Zelle mit Amplifikation des HER2- bzw. TOP2A-Genlocus, sind multiple grüne bzw. rote Signale oder Signalcluster sichtbar (Abbildung 3.5.). 51 Abb.3.4.: Normale Interphase-Zellkerne, gekennzeichnet durch je zwei grüne, zwei rote und zwei goldene Signale pro Nukleus. [129] Abb.3.5.: Mammakarzinom-Präparat mit zwei Kopien von Chromosom 17 (gold) und TOP2A (rot) sowie HER2Genclustern (grün) in jedem Zellkern. [129] 3.5. Prinzip und Herstellung des TMA Unter dem Mikroskop wurden auf den Objektträgern Areale mit invasivem Tumor markiert und konnten so auf den entsprechenden Paraffin-Blöcken wiedergefunden werden. Für die Herstellung von Tissue Microarrays (TMA) wurden mit einem Stanzzylinder Gewebebiopsien aus der Tumorregion innerhalb der Paraffinblöcke entnommen. Das Stanzgerät enthielt zwei dünnwandige Hohlnadeln. Eine wird benötigt um das Gewebe aus dem Donorblock zu entnehmen, die andere braucht man, um im Recipientblock einen entsprechenden Hohlraum zu schaffen, in welchem die Biopsie der ersten Hohlnadel dann ihren Platz findet. Auf diese Art und Weise ist es möglich, vor den aufwändigen Färbe-, Inkubations- und Waschprozeduren der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung, Biopsien mehrerer Donorblöcke auf einem Recipientblock neu zu arrangieren. Da nur ein kleines Tumorareal entnommen wird, ist zwar eine verringerte Repräsentativität, aber eine einheitliche Färbung aller Proben gewährleistet. 52 Um das ausgestanzte Gewebe wieder herauslösen zu können, ist jede Nadel mit einem inneren Stempel ausgestattet. So kann das Paraffin des Recipientblockes entfernt und die Biopsie des Donorblockes in das vorgesehene Recipientbett platziert werden. Besonders zu beachten ist, dass alle Donorbiopsien in gleicher Höhe in den Recipientblock eingesetzt werden, weil sonst beim Anschneiden des Blockes leere Regionen auftreten können. Der Innendurchmesser einer Nadel betrug 0,6 mm. Durch gezielte Biopsieplatzierung im Recipientblock werden bis zu 60 Proben pro Block erzielt. Für diese Studie enthielten zwei Blöcke 60 und ein dritter Block 22 Proben. 3.6. Statistische Überlegungen Alle statistischen Analysen wurden mit dem Programm SPSS Version 14.0 durchgeführt (SPSS Inc., Chicago, Illinois, USA). Nach Dichotomisierung wurden die Variablen mittels Pearson´s Chi-Quadrat-Test mit der kompletten pathologischen Remission in Assoziation gebracht. P-Werte unter 0,05 wurden als signifikant angesehen. Des Weiteren wurde zu den jeweiligen Verfahren die Odds Ratio (OR) bestimmt. Die OR ist ein Maß dafür, wie stark ein vermuteter Prognose- bzw. Prädiktivfaktor mit einem bestimmten Ereignis assoziiert ist. Das rückfallfreie Überleben wurde mit unterschiedlicher Biomarkerausprägung jeweils mittels log-rank-Tests durchgeführt. Hierbei wurden P-Werte unter 5% ebenfalls als statistisch signifikant angenommen. 53 4. Ergebnisse 54 4.1. Amplifikationsstatus Im Folgenden wurde der Amplifikationsstatus von HER2 und TOP2A aus 142 Mammakarzinomen analysiert. Wie bereits erwähnt, liegt eine Amplifikation bei einer Gen zu CEN17-Ratio ≥ 2,0 vor, so dass folgende Ergebnisse erzielt wurden: Eine HER2-Amplifikation fand sich in 39 von 142 Fällen. Wie in Abbildung 4.1. ersichtlich, zeigten demnach 27,5% eine HER2/CEN17-Ratio ≥ 2. Abb. 4.1.: Häufigkeitsverteilung der HER2/CEN17-Ratio 55 Eine TOP2A-Amplifikation bestand bei 16,9% (n= 24) aller untersuchten Fälle (Abbildung 4.2.). 83,1% (n= 118) der gering TOP2A exprimierenden Tumore zeigten im Großteil einen normosomalen Chromosomensatz. Abb. 4.2.: Häufigkeitsverteilung der TOP2A/CEN17-Ratio 56 Untersucht man nun den Zusammehang zwischen HER2/CEN17- und TOP2A/CEN17-Ratio, zeigt sich in der univariaten Analyse nach SpearmanRho eine signifikante Korrelation beider Parameter (p< 0,001; r = 0,730). Eine TOP2A-Amplifikation war in ausnahmslos allen Fällen mit HER2 koamplifiziert. Dies bedeutet, dass 61,5% (n= 24) der HER2-positiven Tumore auch eine Amplifikation von TOP2A zeigten. Im Gegensatz dazu gab es keine Amplifikation von TOP2A ohne HER2-Koamplifikation (Abbildung 4.3). Abb. 4.3.: Assoziation zwischen TOP2A- und HER2/CEN17-Ratio 57 4.2. Assoziation mit klinisch-pathologischen Faktoren Die dargestellten Amplifkationsergebnisse bezüglich HER2 und TOP2A wurden mit Hilfe eines spezifischen Dokumentationssystems mit folgenden klinischen Variablen in Verbindung gebracht: cT (klinische Tumorgröße), pN (Nodalstatus), Grading (Zelldifferenzierung), ER (Östrogenrezeptorstatus), PR (Progesteronrezeptorstatus) und HER2-IHC (Immunhistochemie). Von insgesamt 136 von 142 Fällen wurde die Korrelation zu cT analysiert, wobei abhängig von der Tumorgröße eine Untergliederung cT 1-4 bestand: 11,8% (n= 16) cT1, 61,8% (n= 84) cT2, 5,1% (n= 7) cT3 und 21,3% (n= 29) cT4. Weder die Amplifikation von HER2 (p= 0,718) noch von TOP2A (p= 0,460) zeigten eine signifikante Assoziation zur klinischen Tumorgröße. Hinsichtlich des Nodalstatus zeigten sich in 47,8% der Fälle (n= 64) ein negativer und in 52,2% (n= 70) ein positiver Nodalstatus. Auch hier kam es zu keiner Assoziation zwischen dem Nodalstatus und der HER2Amplifikation (p= 0,659) oder der TOP2A-Amplifikation (p= 0,642). In 70,3% der Fälle (n= 83) zeigte sich ein Grading von 1-2, wohingegen in 29,7% (n= 35) ein Grading von 3 nachgewiesen wurde. Eine signifikante Assoziation mit der HER2-Amplifikation (p= 0,081) oder der TOP2AAmplifikation (p= 0,928) konnte auch hier nicht nachgewiesen werden. Der Östrogenrezeptorstatus war in 34% der Fälle (n= 48) negativ und in 66% der Fälle (n= 93) positiv. Nach Chi-Quadrat-Testung konnte weder eine Amplifikation von HER2 (p= 0,139) noch von TOP2A (p= 0,936) eine Assoziation zum Östrogenrezeptorstatus aufzeigen. 58 Bei der Analyse des Progesteronrezeptorstatus verhielt es sich ähnlich. Während 44,9% der Fälle (n= 61) einen negativen und 55,1% der Fälle (n= 75) einen positiven Progesteronrezeptorstatus aufwiesen, konnte keine signifikante Assoziation zwischen der HER2-Amplifikation (p= 0,113) oder TOP2A-Amplifikation (p= 0,576) nachgewiesen werden. Anders verhielt es sich jedoch mit dem HER2-Amplifikationsstatus, welcher in der klinischen Routine mittels Immunhistochemie bestimmt wird. In 83% (n= 118) der Fälle konnte mittels FISH eine statistisch signifikante Assoziation des HER2-Amplifikationsstatus (p< 0,001) aufgezeigt werden. 4.3. Komplette pathologische Remissionsrate Als komplette pathologische Remission (pCR) ist die vollständige Rückbildung aller klinischen Krankheitszeichen definiert. Sie zeigt somit das Ansprechen auf eine neoadjuvante, anthrazyklinhaltige Chemotherapie. Von den soeben dargestellten klinischen Variablen zeigen Folgende eine signifikante Assoziation zur pCR (p< 0,001): - Nodalstatus - Grading (n= 127, pN-negativ: pCR 21,3%, pN-positiv: pCR 0,0%) (n= 105, Grad1-2: pCR 2,7%, Grad3: pCR 33,3%) - ER (n= 128, ER-negativ: pCR 23,9%, ER-positiv: pCR 2,4%) - PR (n= 123, PR-negativ: pCR 22,8%, PR-positiv: pCR 0,0%) Es konnte keine Assoziation zwischen der pCR und folgenden Parametern nachgewiesen werden: cT (p= 0,691), HER2-IHC (p= 0,386), HER2-FISH (p= 0,716) und TOP2A-FISH (p= 0,980). 59 4.4. Gesamtüberleben Im Gegensatz zu anderen onkologischen Erkrankungen wird bei Berechnung des Gesamtüberlebens im Bereich des Mammakarzinoms die Zehnjahresüberlebensrate (10-JÜR) verwendet, da selbst nach mehrjährigen tumorfreiem Verlauf noch Rezidive auftreten können. Diese bezeichnet damit den Anteil der Patientinnen, die 10 Jahre nach Diagnosestellung noch am Leben sind. Die 10-JÜR betrug bei Tumoren mit HER2-Amplifikation 61,5%, bei Tumoren ohne HER2-Amplifikation 57,8% (p(log-rank)=0,536; Abbildung 4.4). Abb. 4.4.: Gesamtüberleben in Bezug auf HER2-Status (FISH) 60 Eine Analyse der 10-JÜR bezüglich der TOP2A-Amplifikation und dem Gesamtüberleben zeigte zwar einen größeren Unterschied zwischen Tumoren mit (76,6%) und ohne (54,3%) TOP2A-Amplifikation, jedoch war dieser Unterschied nicht statistisch signifikant (p= 0,111; Abbildung 4.5). Abb. 4.5.: Gesamtüberleben in Bezug auf TOP2A-Status (FISH) 61 In Abhängigkeit von der pCR konnten folgende Werte errechnet werden: die 10-JÜR bei Tumoren mit vorhandener pCR betrug 76,9% und bei Tumoren ohne pCR 58,6%. Dieser Unterschied war ebenfalls nicht statistisch signifikant (p=0,751; Abbildung 4.6.) Abb. 4.6.: Gesamtüberleben in Bezug auf pCR 62 4.5. Lokalrezidivfreies Überleben Um die prognostische Relevanz der Genamplifikation zu prüfen, wurden neben der 10-JÜR auch noch das lokalrezidivfreie und fernmetastasenfreie Überleben berechnet und mittels Log-Rank-Test verglichen. Es konnte weder in Bezug auf die Amplifikation von HER2 (p= 0,329) oder TOP2A (p= 0,726), noch auf die pCR (p= 0,244) eine statistisch signifikante Assoziation zum lokalrezidivfreien Überleben nachgewiesen werden (Abbildungen 4.7 bis 4.9). Abb. 4.7.: Lokalrezidivfreies Überleben in Bezug auf HER2-Status (FISH) 63 Abb. 4.8.: Lokalrezidivfreies Überleben in Bezug auf TOP2A-Status (FISH) Abb. 4.9.: Lokalrezidivfreies Überleben in Bezug auf pCR 64 4.6. Fernmetastasenfreies Überleben Das fernmetastasenfreie Überleben zeigte in Bezug auf den Amplifikationsstatus von HER2 oder TOP2A ebenfalls keine statistische Signifikanz. Patientinnen mit HER2-amplifizierten Tumoren hatten eine fernmetastasenfreie Überlebenswahrscheinlichkeit von 51,0%, während diejenigen ohne HER2-Amplifikation Werte von 58,8% erreichten (p= 0,126) (Abbildung 4.10.). Abb. 4.10.: Fernmetastasenfreies Überleben in Bezug auf HER2-Status (FISH) 65 Patientinnen mit TOP2A-amplifizierten Tumoren wiesen nach 10 Jahren ein fernmetastasenfreies Überleben von 70,7% auf, wohingegen diejenigen ohne TOP2A-Amplifikation eine Überlebenswahrscheinlichkeit nach 10 Jahren von 53,5% erreichten. Eine statistische Signifkanz konnte hier jedoch nicht belegt werden (p= 0,325; Abbildung 4.11). Abb. 4.11.: Fernmetastasenfreies Überleben in Bezug auf TOP2A-Status (FISH) 66 Ähnliche Ergebnisse ergab die Assoziation zur pCR: während Patientinnen mit einer pCR eine fernmetastasenfreie Überlebenswahrscheinlichkeit von 72,7% zeigten, waren Patientinnen ohne pCR nach 10 Jahren nur noch zu 53,5% frei von Metastasen, was statistisch ebenfalls nicht signifikant war (p= 0,551; Abbildung 4.12.). Abb. 4.12.: Fernmetastasenfreies Überleben in Bezug auf pCR 67 5. Diskussion 68 Diese Arbeit konnte den prognostischen und prädiktiven Stellenwert für HER2 und TOP2A bei einer Kohorte von 142 Brustkrebspatientinnen beschreiben, die alle eine neoadjuvante, anthrazyklinhaltige Chemotherapie mit 4 Zyklen Epirubicin (90 mg/m2 KOF) und Cyclophosphamid (600 mg/m2 KOF) erhielten. Erste Frage: Zunächst stellt sich die Frage, ob fortgeschrittene Mammakarzinome einen Unterschied in der Häufigkeit der Amplifikationen von HER2 und TOP2A widerspiegeln können. Die vorliegende Arbeit liefert darauf eine eindeutige Antwort. Während in 27,5% HER2-Amplifikationen nachgewiesen werden konnten, zeigten nur 16,9% der Tumore eine TOP2A-Amplifikation. Eine signifikante Relevanz zeigt zudem die Korrelation beider Marker zueinander: im gesamten Studienkollektiv zeigte kein einziger mit Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung untersuchter Tumor eine TOP2A-Amplifikation ohne HER2-Koamplifikation. Diese Ergebnisse decken sich mit den Resultaten größerer Patientinnenkollektive [59, 115]. Slamon et al. konnte aus einem Datensatz von über 10000 Patientinnen mit mehreren Studien ebenfalls diese Korrelation zwischen HER2- und TOP2A-Amplifikation darstellen: nahezu 88% aller TOP2A-amplifizierten Datensätze stammten aus HER2-positiven Mammkarzinomen [115]. Dennoch gibt es auch kontroverse Studien, wobei jedoch die Gesamtzahlen unerwähnt bleiben, sodass weder ein Zahlenvergleich noch die Relevanzbestimmung der Ergebnisse möglich sind [91]. Da die HER2Amplifikation eine Voraussetzung für eine TOP2A-Amplifikation darstellt, scheint eine Bestimmung des TOP2A-Status zur prädiktiven Voraussage eines Therapieansprechens auf eine anthrazyklinhaltige Chemotherapie entscheidend [115]. 69 Zweite Frage: Davon abgesehen ist die Frage zu klären, welche Unterschiede und/oder Korrelationen es zu den unterschiedlichen Analysemethoden beider Parameter gibt. Die beiden derzeit etablierten Methoden zum Nachweis des HER2-Status sind die IHC und die FISH, wobei die IHC das am meisten verwendete, am schnellsten und einfachsten durchzuführende Verfahren mit den geringsten Unkosten darstellt [60]. Jedoch unterliegt die immunhistochemische Bestimmung des HER2-Status in der Praxis starken methodischen Schwankungen. Vor allem die Verwendung unterschiedlicher Systeme, Gewebeverarbeitungen, Antikörper sowie Assays in der Routinediagnostik können die Ergebnisse der IHC beeinflussen [53]. Viele Studien weisen der FISH eine höhere Sensitivität als auch Spezifität zu, da eine größere DNA-Stabilität gegenüber unterschiedlichen Gewebefixierungen gegeben ist [88]. In dieser Arbeit konnte nicht nur eine signifikante Korrelation zwischen der durch IHC und FISH erzielten Analyse des HER2-Status dargestellt werden, sondern es zeigte sich auch eine statistisch signifikante Assoziation von HER2- und TOP2A-Amplifikation in der FISH. 70 Dritte Frage: Außerdem ist zu klären, ob HER2 und TOP2A als prädiktive Faktoren bezüglich einer Anthrazyklin-Therapie verifiziert werden können und welche prognostische Bedeutung ihnen zukommt. Dieser Zusammenhang wird bezüglich HER2 kontrovers diskutiert. Es finden sich verschiedene Studien, deren Ergebnisse voneinander abweichen [90]. Diese zeigen zwar eine Korrelation zwischen einer HER2-Amplifikation und pCR, jedoch meist nur bei HER2/TOP2A-koamplifizierten Tumoren [26, 32, 95, 115]. Di Leo et al. bestätigte HER2 als prädiktiven Faktor bezüglich einer Anthrazyklin-Therapie sowie deren Korrelation zur TOP2A-Koamplifikation [32]. Hamilton et al. konnten die HER2-Amplifikation bei einer neoadjuvanten Chemotherapie nicht mit deren Ansprechen korrelieren [52]. In dieser Arbeit konnten wir eine Korrelation zwischen einer HER2-Amplifikation und pCR ebenfalls nicht nachweisen. Der prädiktive Wert von TOP2A wurde in mehreren Studien analysiert. Jarvinen et al. gingen von einer Anthrazyklin-Sensitivität gegenüber einer TOP2A-Amplifikation in Karzinomzellen aus [63]. Coon et al. untersuchten in einem kleinen Kollektiv von nur 35 Patientinnen den Zusammenhang zwischen der Amplifikation von TOP2A und dem Ansprechen einer neoadjuvanten, anthrazyklinhaltigen Chemotherapie. Es stellte sich ein signifikant günstiges Ansprechen bei Koamplifikationen von HER2 und TOP2A dar [29]. Eine solche prädiktive Wertigkeit konnte bei HER2/TOP2Akoamplifizierten Tumoren ebenfalls von Di Leo et al. nachgewiesen werden [32]. In dem Kollektiv dieser Arbeit war eine signifikante Assoziation zwischen einer TOP2A-Amplifikation und pCR nicht nachweisbar. 71 Signifikante Werte konnten hier auch bezüglich der prognostischen Wertigkeit von HER2 und TOP2A nicht belegt werden. Allerdings beschreiben viele andere Studien die prognostische Relevanz bei HER2bzw. TOP2A-amplifizierten Tumoren, insbesondere bei Koamplifikation [45, 86, 97]. HER2 als Angriffsziel von Trastuzumab sowie TOP2A von Anthrazyklinen begünstigen bei gleichzeitiger Amplifikation zudem das Ansprechen auf eine anthrazyklinghaltige Chemotherapie [29]. Sowohl HER2, als auch TOP2A liegen bekanntlich auf dem langen Arm des Chormosoms 17. Es handelt sich hierbei um das Amplikon 17q12-q21. Bei einer Koamplifikation wurde beobachtet, dass die Smallest Region of Amplification (SRA), in der beide Gene enthalten waren, 1.8 Mb groß war. Neben HER2 und TOP2A kodiert diese Region noch für multiple andere Moleküle, die für die Therapie und Prognose des Mammkarzinoms interessant sein könnten [5]. Die Limitationen Datenmaterials, durch dem eine geringe retrospektiven Anzahl Stuidenkonzept des und vorhandenen der damit einhergehenden eingeschränkten Validität der beschriebenen Parameter war auch in dieser Arbeit evident. Die beschränkte Datenanzahl erlaubt keine allgemeingültigen, signifikanten Aussagen über die tatsächliche prognostische Wertigkeit von HER2 bzw TOP2A. Zudem haben retrospektiv erhobene Daten prinzipiell immer ein niederigeres Evidenzniveau als durch prospektive Studien erhobenes Datenmaterial. Desweiteren muss berücksichtigt werden, dass die IHC- und FISHBestimmung des HER2-Status in der Praxis starken methodischen Schwankungen unterliegt. Nicht nur die Gewebefixierung und –verarbeitung kann unterschiedlich und auch fehlerhaft sein, sondern auch der Gebrauch unterschiedlicher Antikörper, welche in Sensitivität und Spezifität differieren, sowie die subjektive Bewertung kann die Ergebnisse beeinflussen [61, 108, 117]. 72 Letztlich ist jedoch die Bewertung von HER2- bzw. TOP2A-Amplifikationen mittels TMA in einer klinischen Kohorte gut realisierbar. Die untersuchte Amplifikationsrate entspricht klinischen Kollektiven aus früher vorbeschriebenen Studien [12, 79]. Gegenüber der Immunhistochemie zeigt die FISH-Auswertung sowohl eine höhere Sensitivität und Spezifität, als auch eine höhere Reproduzierbarkeit [93]. Viele klinische Studien konnten darüber hinaus zeigen, dass die Bestimmung des HER2-Status auf Gen-Ebene bezüglich des Ansprechens einer Trastuzumab-Therapie eine verlässlichere Vorhersage bietet als der Nachweis einer Rezeptor-Überexpression auf Proteinebene [92, 120]. Bezüglich der Mehrkosten durch unnötige Trastuzumab-Therapien erscheint eine Bewertung mittels FISH-Analyse demnach nicht unangemessen und sollte zumindest begleitend zur HER2-Imminhistochemie durchgeführt werden oder sogar als primäre Methode zur Bestimmung des HER2-Status erfolgen. Abschliessend lässt sich also festhalten, dass die Bestimmung des TOP2Aund HER2-Status mittels Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung ein bedeutsamer Schritt auf dem Weg zu einer Individualisierung der Mammakarzinomtherapie ist und mit der Hoffnung einhergeht, auf diese Weise die Mortalität weiter senken und die Prognose der betroffenen Frauen erheblich verbessern zu können. 73 Literaturverzeichnis [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] AGO. Arbeitsgemeinschaft Gynäkologische Onkologie. e.V. (2007). Kommission Mamma. Aktuelle Empfehlungen zur Therapie primärer und fortgeschrittener Mammakarzinome. Zuckerschwerdt Verlag. München, Wien, New York. 2007. Andreasen PA, Kjoller L, Christensen L, Duffy MJ. 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Bremerhaven. 86 Abbildungsverzeichnis 2.1 Jährliche Neuerkrankungs- und Sterberaten 7 2.2 Altersspezifische Neuerkrankungsraten 8 2.3 Lymphknotenetagen im Einzugsbereich der Brust 16 2.4 Lymphogene Metastasierungswege des Mammakarzinoms 34 2.5 Repräsentation der Topoisomerase IIα-Aktivität 42 3.1 Prinzip der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung 49 3.2 Ideogramm des Chormosoms 17 50 3.3 Schematische SPEC HER2/TOP2A Hybridisierungskarte 50 3.4 Normale Interphase-Zellkerne 52 3.5 Mammakarzinom-Präparat 52 4.1 Häufigkeitsverteilung der HER2/CEN17-Ratio 55 4.2 Häufigkeitsverteilung der TOP2A/CEN17-Ratio 56 4.3 Assoziation zwischen TOP2A- und HER2/CEN17-Ratio 57 4.4 Gesamtüberleben in Bezug auf HER2-Status (FISH) 60 4.5 Gesamtüberleben in Bezug auf TOP2A-Status (FISH) 61 4.6 Gesamtüberleben in Bezug auf pCR 62 4.7 Lokalrezidivfreies Überleben in Bezug auf HER2-Status (FISH) 63 4.8 Lokalrezidivfreies Überleben in Bezug auf TOP2A-Status (FISH) 64 4.9 Lokalrezidivfreies Überleben in Bezug auf pCR 64 4.10 Fernmetastasenfreies Überleben in Bezug auf HER2-Status (FISH) 65 4.11 Fernmetastasenfreies Überleben in Bezug auf TOP2A-Status(FISH)66 4.12 Fernmetastasenfreies Überleben in Bezug auf pCR 87 67 Tabellenverzeichnis 2.1: Mammakarzinomrisiko in Bezug auf das Menopausenalter 10 2.2: Häufige CHT-Schemata zur adjuvanten Mammakarzinom-Therapie 22 2.3: Grading gemäß UICC (Union internationale contre le cancer) 32 2.4: Histologisches Grading nach Elston & Ellis (1991) 32 2.5: Quantifizierung des Therapieerfolges nach Sinn et al. (1993) 38 2.6: Etablierte und neue Prognose- und Prädiktivfaktoren 39 3.1: Bewertung HER2/neu-Immunhistochemie 48 3.2: Sondenbeschreibung Triple Color Probe ZytoLight® 51 88 Abkürzungsverzeichnis A A. AB Abb. ADCC AEC AI Bcl-2 BET BRCA1 BRCA2 C CARE CHT CI cT DNA E EBCTCG EGFR ER ER+ EUSOMA F FISH GnRH Gy HDI HER2/neu HRP ICD IgG IHC kDa Adriamycin Arterie Antibody Abbildung antibody dependent cell mediated cytotoxicity 3-Amino-9-Ethylcarbazol Aromataseinhibitor B-Cell lymphoma 2 Brusterhaltende Operation Breast-Cancer-Gen1 Breast-Cancer-Gen2 Cyclophosphamid Contraceptive and Reproductive Experiences Study Chemotherapie Konfidenzintervall Klinische Tumorgröße Desoxyribonukleinsäure Epirubicin Early Breast Cancer Trialist´s Collaborative Group epidermal Growth-Factor-Receptor Östrogenrezeptor Östrogenrezeptor-positiv European Society of Mastology Fluorouracil Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung Gonadotropin-Releasing-Hormon Gray HER2-Dimerisierungs-Inhibitor Human Epidermal Growth Factor Receptor 2 Horseradish-Peroxidase International Classification of Diseases Immunglobulin G Immunhistochemie Kilodalton 89 Ki-67 KOF lat. LK M M. Mb med. MRM mSv n NNBC-3 NSABP OR p p53 PaI-1 pCR PI3K pN PR PRPTEN RR RT SRA TMA TNM UICC uPA VEGF 5-JÜR 10-JÜR Proliferationsfaktor Körperoberfläche lateral Lymphknoten Methothrexat Musculus Megabasenpaare medial Modifizierte Radikale Mastektomie Millisievert Anzahl Nodenegative breast cancer III National surgical adjuvant breast and bowel project Odds Ratio Irrtumswahrscheinlichkeit Tumorsuppresorgen Plasminogen-Aktivator-Inhibitor Typ 1 Komplette Pathologische Remission Phosphatidyl-Inositol-3-Kinase pathologischer Nodalstatus Progesteronrezeptor Progesteronrezeptor-negativ Phosphatase and tensin homolog Relatives Risiko Raumtemperatur Smallest Region of Amplification Tissue Microarray Klassifikation maligner Tumore nach T = Tumorgröße N = regionärer Lymphknotenbefall M = Fernmetastasen Union internationale contre le cancer Urokinase-Typ Plasminogen Aktivator vascular endothelial growth factor 5-Jahres-Überlebensrate 10-Jahres-Überlebensrate 90 Danksagung Herrn Prof. Dr. med. A. Hartmann, dem Direktor des Pathologischen Instituts der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, danke ich für die Möglichkeit zur Promotion an seinem Institut und für seine umfangreiche Unterstützung. Ein ganz besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. med. P. A. Fasching für die engagierte und intensive Betreuung. Seine menschliche und fachliche Kompetenz sowie sein unermüdliches Engagement trugen wesentlich zur Fertigstellung dieser Arbeit bei. Ich danke auch Dr. med. D. Wachter für seine Hilfe bei der Ausarbeitung des Themas, für sein Entgegenkommen und stets freundliche Unterstützung. Dem immunhistologischen Labor, insbesondere Rudolf Jung, danke ich für die Hilfe bei den immunhistochemischen Färbungen und dem angenehmen Arbeitsklima. Ganz herzlich bedanke ich mich auch bei meinem Freund Markus Schmidt für seine technische Unterstützung bei der Fertigstellung dieser Arbeit und seinen liebevollen Beistand. Zuletzt gilt ein ganz besonderes Dankeschön meinen Eltern für ihre außerordentlich tatkräftige Unterstützung, ohne die weder mein Studium noch diese Doktorarbeit möglich gewesen wären. Vielen Dank! 91 Lebenslauf Persönliche Daten Name Vorname Geburtsdatum Geburtsort Staatsangehörigkeit Familienstand Eltern Geschwister Pimenta Daniela Andrea 17.09.1984 Nürnberg deutsch und portugiesisch ledig José de Macedo Pimenta Maria de Belém de Lemos Pimenta Dipl. Ing. (FH) Ricardo Rafael Pimenta Schulbildung 1990-1994 1994-2003 2003 Grundschule Nürnberg Labenwolf-Gymnasium Nürnberg Abitur Akademische Ausbildung 2004-2011 Studium der Humanmedizin an der FriedrichAlexander-Universität Erlangen-Nürnberg 09/2006 Erster Abschnitt der Ärztlichen Prüfung 2009-2010 Praktisches Jahr an der Universitätsklinik Erlangen, Martha-Maria-Lehrkrankenhaus Nürnberg und Regionalspital Emmental-Langnau/Schweiz 05/2011 Zweiter Abschnitt der Ärztlichen Prüfung Berufstätigkeit seit 08/2011 Assistenzärztin im RNZ Nürnberg 92