CASA
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Aus der Frauenklinik, Sana-Klinikum Remscheid GmbH Cancer associated serum antigen (CASA) im Serum und im Peritonealsekret bei Ovarialkarzinom Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Medizin in der Medizinischen Hochschule Hannover vorgelegt von Lúcia Lima Brendel aus Itabuna, Brasilien Remscheid/Hannover, Februar 2008 Angenommen vom Senat der Medizinischen Hochschule Hannover am 17.08.2009 Gedruckt mit Genehmigung der Medizinischen Hochschule Hannover Präsident: Prof. Dr. med. Dieter Bitter-Suermann Betreuer: Prof. Dr. med. Helmut Kaulhausen Referent: Prof. Dr. med. Hans Heinrich Günter Korreferent: PD Dr. med. Rainer Lück Tag der mündlichen Prüfung: 17.08.2009 Promotionsausschussmitglieder: Prof. Dr. Peter Hillemanns Frau Prof.’in Dr. Anke Lesinski-Schiedat Prof. Dr. Robert Sümpelmann I Inhaltsverzeichnis ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS ......................................................................................... III 1 EINLEITUNG.................................................................................................................... 1 2 DAS OVARIALKARZINOM........................................................................................... 2 2.1 KLASSIFIZIERUNG DER MALIGNEN OVARIALTUMOREN .................................................. 2 2.2 DIAGNOSTIK: MÖGLICHKEITEN UND PROBLEMATIK ...................................................... 4 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.3 Ultrasonographie und Dopplersonographie .......................................................... 4 Tumormarker.......................................................................................................... 7 Experimentelle Ansätze ........................................................................................ 14 Second-look-Operation ........................................................................................ 19 TUMORMARKER CASA................................................................................................ 20 2.3.1 2.3.2 2.3.3 Biochemische Grundlagen der Muzine ................................................................ 20 CASA bei Gesunden und bei Patienten mit benignen Erkrankungen................... 23 CASA bei Ovarialkarzinom .................................................................................. 25 3 FRAGESTELLUNG........................................................................................................ 30 4 PATIENTINNEN UND METHODIK ........................................................................... 31 4.1 PATIENTINNEN ............................................................................................................. 31 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.2 BEHANDLUNG DER PROBEN UND TUMORMARKERBESTIMMUNG .................................. 36 4.2.1 4.2.2 4.3 5 Gesunde ................................................................................................................ 31 Patientinnen mit benignen Erkrankungen............................................................ 32 Patientinnen mit einer malignen Erkrankung ...................................................... 33 Bestimmung von CA 12-5 ..................................................................................... 37 Bestimmung von CASA ......................................................................................... 38 DATENERFASSUNG UND STATISTIK .............................................................................. 39 ERGEBNISSE.................................................................................................................. 41 5.1 CASA UND CA 12-5 IM SERUM UND IN DER PERITONEALFLÜSSIGKEIT VON GESUNDEN FRAUEN ................................................................................................................ 41 5.2 CASA UND CA 12-5 IM SERUM UND IN DER PERITONEALFLÜSSIGKEIT VON FRAUEN MIT EINER GUTARTIGEN OVARIALERKRANKUNG .................................................................... 43 5.3 CASA UND CA 12-5 IM SERUM UND IN DER PERITONEALFLÜSSIGKEIT VON FRAUEN MIT EINEM OVARIALKARZINOM 5.4 ............................................................................................. 45 STATISTISCHE ANALYSE ZWISCHEN DEN GRUPPEN ...................................................... 50 II 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.5 Gruppe Gesunde versus Gruppe Ovarialkarzinom .............................................. 51 Gruppe Benigne versus Gruppe Ovarialkarzinom............................................... 53 Gruppe Gesunde versus Gruppe Benigne ............................................................ 54 KORRELATION DER TUMORMARKERKONZENTRATION IM SERUM UND IN DER PERITONEALFLÜSSIGKEIT ....................................................................................................... 55 5.6 SENSITIVITÄT UND SPEZIFITÄT..................................................................................... 57 5.6.1 5.6.2 6 Sensitivität und Spezifität im Serum ..................................................................... 57 Sensitivität und Spezifität in der Peritonealflüssigkeit......................................... 58 DISKUSSION................................................................................................................... 62 6.1 CASA UND CA 12-5 IN DER PERITONEALFLÜSSIGKEIT ................................................ 62 6.2 CASA UND CA 12-5 PRÄ-OPERATIV IM SERUM ........................................................... 65 6.3 KORRELATION ZWISCHEN DEN TUMORMARKERWERTEN IM SERUM UND IN DER PERITONEALFLÜSSIGKEIT ....................................................................................................... 66 6.4 7 AUSBLICK .................................................................................................................... 67 ZUSAMMENFASSUNG ................................................................................................. 68 ANHANG ................................................................................................................................ 70 8 AI GESAMTE ERGEBNISSE ............................................................................................. 70 A II STATISTISCHE FORMELN ........................................................................................... 72 A III FORMULAR FÜR DIE DATENERFASSUNG .................................................................... 73 LITERATURVERZEICHNIS........................................................................................ 75 III Abkürzungsverzeichnis ABTS 2,2-Azinobis-(3-Ethylbenzothiazolin-6-schweflige Säure) ADA Adenosine deaminase AFP Alpha-Fetoprotein AGP Alpha-1 acidglycoprotein BGP I Biliary glycoprotein I ß-hCG ß-human chorionic gonadotropine B²M Beta²-Microglobulin CA 12-5 Cancer antigen 12-5 CA 15-3 Cancer antigen 15-3 CA 19-9 Cancer antigen 19-9 CA 72-4 Cancer antigen 72-4 CASA Cancer associated serum antigen CEA Carcinoembryonale antigen CI Confidence interval CR Complete remission FIGO Fédération Internationale de Gynécologie et d’Obstétrique HMFG Human milk fat globule protein LDH Laktatdehydrogenase LMP-Tumor Low-malignant-potential-Tumor mAK monoklonaler Antikörper MCA Mucin-like carcinoma-associated antigen MSA Mammary serum antigen N Anzahl Patientinnen NED No evidence of disease NK-Zellen Natural killer-Zellen NPV Negativ Prädiktiver Wert [%] OC 12-5 Ovarian Carcinoma 12-5 OD Optical density OSA Ovarian serum antigen PAP Peroxidase-antiperoxidase PEM Polymorphic epithelial mucins PHI Phosphohexose isomerase PLAP Placental alkaline phosphatase PLF Peritoneallavageflüssigkeit IV PPV Positiv Prädiktiver Wert (Value) [%] PSA Prostate-specific antigen ROC Receiver Operating Characteristics RR Relative Risiko SGA Sebaceous gland antigen SLO Second-look-Operation SSW Schwangerschaftswoche TAG 72 Tumor associated glycoprotein 72 TPA Tissue polypeptide antigen TPS Tissue polypeptide-specific antigen UICC Unio internationalis contra cancrum VNTR Variable number of tandem repeats 1 1 Einleitung Das Ovarialkarzinom ist die sechsthäufigste maligne Erkrankung der Frau [8]. Die Inzidenz in Westeuropa, Skandinavien und in den USA liegt bei 12 bis 17 Neuerkrankungen pro 100.000 Frauen und Jahr [3]. Nach Zusammenstellung von verschiedenen Quellen kommt das Tumorzentrum München auf eine rohe Inzidenz von schätzungsweise 19,5 Neuerkrankungen pro 100.000 Frauen für das Jahr 1997 in Deutschland [67]. Obwohl nicht so häufig vorkommend wie das Mamma-, Colon- oder Rektumkarzinom, verursacht das Ovarialkarzinom im Gegensatz zu diesen große Probleme in der Früherkennung und Diagnosestellung. Zum Zeitpunkt der Diagnose befinden sich 40 bis 50 % der Fälle im FIGO-Stadium III und 15 bis 20 % im FIGO-Stadium IV (Tab. 2.1) [109, 110]. Bei der Operation haben 60% der Karzinome bereits einen Durchmesser von 10 cm oder mehr [110]. Das Erkrankungsrisiko steigt mit zunehmendem Alter. Das mittlere Erkrankungsalter bei Diagnosestellung beträgt 58 Jahre, 90% aller Erkrankungen werden nach dem 40. Lebensjahr diagnostiziert [3]. Während der Einsatz von Tumormarkern als Screeninguntersuchung keine Vorteile bietet, spielen Tumormarker bei Verdacht auf eine maligne Ovarialerkrankung und in der Nachsorge eine sehr wichtige Rolle. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Tumormarker CASA. Dieser Tumormarker wird im Aszites oder in der Peritonealspülflüssigkeit von gesunden Frauen und von Patientinnen mit benignen und malignen Ovarialerkrankungen untersucht. Die Aussagefähigkeit seiner Bestimmung im Serum, hinsichtlich der Unterscheidung zwischen malignen und benignen Ovarialerkrankungen, wird im Vergleich zu dem seit Jahren etablierten, aber wenig spezifischen CA 12-5 überprüft. 2 2 Das Ovarialkarzinom 2.1 Klassifizierung der malignen Ovarialtumoren Das histologische Bild der bösartigen Erkrankungen der Ovarien variiert von „Lowmalignant-potential“-Tumoren (LMP-Tumoren) bis zu eindeutig malignen Tumoren mit einer Vielfalt an histologischen Subtypen. Zu den häufigsten zählen die serösen, muzinösen und endometrioiden Tumoren, die allesamt epithelialen Typs sind. Von anderen Zellen stammen die Keimstrang- bzw. Keimdrüsentumoren und die Keimzelltumoren ab [110]. Bei den LMP- oder Borderline-Tumoren weisen die Zellen alle Malignitätskriterien auf, es fehlt jedoch das invasive Wachstum [110]. Es handelt sich dabei um eine eigenständige Erkrankung und nicht um ein Vorstadium des Ovarialkarzinoms. Am häufigsten treten die serösen und muzinösen histologischen Typen auf. Bei den muzinösen Borderline-Tumoren wird zwischen einen Müller- oder endocervicalen Typ und einem intestinalen Typ unterschieden. Die LMP- oder Borderline-Tumoren treten häufiger bei jungen Frauen zwischen 20 und 40 Jahren auf und werden in 80 bis 90% der Fälle im FIGO-Stadium I diagnostiziert [3]. Die serösen Adenokarzinome machen mit 50% den größten Anteil aller Ovarialkarzinome aus, gefolgt von muzinösen und endometrioiden Adenokarzinomen, jeweils mit einer Inzidenz von 10 bis 15%. Die hellzelligen Adenokarzinome sind selten (etwa 2% aller Ovarialkarzinome) und prognostisch besonders ungünstig [3]. Zu den Keimstrang- bzw. Keimdrüsen-Stromatumoren zählen die östrogenbildenden Granulosazell- und Granulosa-Thekazell-Tumoren, die teils androgenbildenden Androblastome (Sertoli-Leydig-Zelltumoren) und eine Mischform dieser drei Zelllinien, die Gynandroblastome. Die häufigsten dieser Typen sind die Granulosazell- und GranulosaThekazell-Tumoren mit 3 bis 4% Inzidenz [110]. Die häufigsten Keimzelltumoren sind die Dysgerminome mit 5% Inzidenz. Andere Typen sind die endodermalen Sinustumoren, embryonalen Karzinome, Teratome und Chorionkarzinome [110]. Insgesamt selten, aber in zunehmender Häufigkeit kommen multifokale extraovarielle Ovarialkarzinome vor. Es handelt sich um eine multifokale peritoneale Ausbreitung eines serös-papillären Adenokarzinoms, ohne Nachweis eines intra- oder extraperitonealen Primärtumors. Die Ovarien sind makroskopisch meistens unauffällig, allenfalls oberflächig mit- 3 beteiligt. Mikroskopisch können im Kapselepithel des Ovars identische maligne Transformationen zu den Veränderungen im Peritoneum nachgewiesen werden [3]. TNM-Stadien FIGO-Stadien Tx Primärtumor nicht beurteilbar T0 Kein Anhalt für Primärtumor T1 I Begrenzt auf Ovarien T1a Ia Auf ein Ovar begrenzt, Kapsel intakt, kein Tumor auf der Ovaroberfläche T1b Ib Beide Ovarien befallen, Kapsel intakt, kein Tumor auf der Ovaroberfläche T1c Ic Wie Ia oder Ib zusätzlich: Kapseldurchbruch oder maligne Zellen in Aszites/Peritonealspülung (Zytologie) T2 II Befall eines oder beider Ovarien, Tumorausbreitung im Becken T2a IIa Ausbreitung auf Uterus und/oder Tube(n) T2b IIb Ausbreitung auf andere Beckengewebe T2c IIc Wie IIa oder IIb und malignen Zellen im Aszites oder in der Peritonealspülung T3 III Befall eines oder beider Ovarien, Peritonealmetastasen außerhalb des Beckens und/oder Metastasen an der Leberkapsel T3a IIIa Mikroskopische Peritonealmetastasen außerhalb des Beckens T3b IIIb Makroskopische Peritonealmetastasen < 2 cm außerhalb des Beckens T3c/(N1) IIIc Peritonealmetastasen außerhalb des Beckens > 2 cm und/oder befallene retroperitoneale oder inguinale Lymphknoten (oder beides) M1 IV Fernmetastasen: z.B. Leberparenchymmetastasen, (zytologisch nachgewiesen) Tab. 2.1 Stadieneinteilung der malignen Ovarialtumoren nach der UICC-(TNM-)/FIGO-Nomenklatur Pleura 4 2.2 Diagnostik: Möglichkeiten und Problematik Die benignen und malignen Ovarialtumoren können häufig im Bauchraum ungehindert wachsen und sind deshalb teilweise bis zu einer sehr fortgeschrittenen Größe symptomlos bzw. symptomarm. Ein allgemeines Screening zur Früherkennung des Ovarialkarzinoms ist bis heute nicht etabliert. Goff et al. [48] befragten 1725 Frauen retrospektiv nach Symptomen vor der Diagnose eines Ovarialkarzinoms. Bei 71% dieser Patientinnen wurde ein Ovarialkarzinom FIGO-Stadium III oder IV festgestellt. Nur 5% aller befragten Patientinnen gaben an, keine Beschwerden gehabt zu haben. Im FIGO-Stadium I/II waren es 11%, im FIGO-Stadium III/IV 3%. Die angegebenen Beschwerden waren von eher unspezifischer Natur: Zunahme des abdominalen Umfanges (61%), geblähtes Abdomen (57%), Müdigkeit (47%), Bauchschmerzen (36%), Verdauungsstörung (31%), Harndrang (27%), Unterbauchschmerzen (26%), Obstipation (25%), Harninkontinenz (24%), Rückenschmerzen (23%), Dyspareunie (17%), Appetitlosigkeit (16%), palpabler Tumor (14%), vaginale Blutung (13%), Gewichtsverlust (11%), Nausea (9%), Blutung beim Geschlechtsverkehr (3%), tiefe Venenthrombose (1%) und Diarrhoe (1%). Für die Zeit zwischen dem Auftreten der Beschwerden und der Diagnosenstellung wurden von 30% der Patientinnen bis zwei Monate, von 35% drei bis sechs Monate, von 20% sieben bis zwölf Monate und von 15% länger als zwölf Monate angegeben. Die bimanuelle und die rectovaginale Palpation sind wichtige Untersuchungen für die Diagnose von Ovarialerkrankungen. Die Früherkennung ist jedoch erschwert bei Adipositas. Zusätzlich sind Tumoren häufig erst ab eine Größe von 3-4 cm gut palpabel. In dieser Größenordnung können maligne Prozesse bereits eine erhebliche Ausbreitung erreichen. 2.2.1 Ultrasonographie und Dopplersonographie Die transvaginale und abdominale Ultrasonographie werden nicht systematisch eingesetzt. Vielmehr werden sie zur Hilfe gezogen bei auffälligem bzw. unklarem Tastbefund sowie bei einer familiären bzw. einer eigenen Risikosituation. Vor allem durch die transvaginale Sonographie kann eine Erhöhung der Sensitivität, jedoch nicht der Spezifität, erreicht werden. Zu den sonographischen Kriterien zur Beurteilung der Ovarien zählen die Größe des Ovars, die prämenopausal nicht 18 ml und postmenopausal nicht 8 ml überschreiten soll, die Struktur des Ovars mit Veränderungen der Echogenität, zystische Formationen, solide Anteile und/oder eine unscharfe Begrenzung der Kontur und eine deutliche Größendifferenz der Ovarien, vor allem in der Postmenopause [117]. 5 Um eine Verbesserung der Treffsicherheit zu erreichen, haben verschiedene Arbeitsgruppen Scores zur Beurteilung eines Ovarialbefundes entworfen, z.B. den Tumorscore nach Schillinger (Tab. 2.2) [107]. Die Einstufung in Scores hat in verschiedenen Studien mit symptomatischen Patientinnen gezeigt, dass die Sensitivität auf 80 bis 100% erhöht und die Spezifität auf 69 bis 93% verbessert werden kann [117]. Eine Übertragung dieser Ergebnisse auf ein Kollektiv von symptomlosen Patientinnen kann nur bedingt erfolgen. I Gut begrenzt, solitäre Zysten II Andere gut begrenzte homogene Tumoren III Gering inhomogene Tumoren (mit kleinen Anteilen andersartiger Konsistenz) IV Inhomogene, zystisch-solide oder solid-zystische Tumoren V Völlig inhomogene Tumoren mit bizarren Formationen Tab. 2.2 Einstufung von sonographisch unverdächtigen, wenig verdächtigen bis hoch verdächtigen Befunden nach [107] Campbell et al. [16, 17] haben die Wertigkeit der abdominalen Sonographie in der Erkennung von Ovarialtumoren bei asymptomatischen Frauen untersucht. 5497 Patientinnen bekamen jährlich lediglich eine Sonographie. Bei 336 Frauen, 5,9% der Patientinnen, wurde ein pathologischer Befund erhoben. Bei der nachfolgenden operativen Exploration fanden sich nur fünf Frauen mit einem Ovarialkarzinom. Dies ergibt eine positive Vorhersagewahrscheinlichkeit von lediglich 1:26, mit Hilfe der abdominalen Ultraschalluntersuchung einen malignen Ovarialtumor zu finden. Menon et al. [86] untersuchten 741 postmenopausale Frauen mit einer Serumkonzentration von CA 12-5 über 30 U/ml (Normalbereich: < 35 U/ml) jährlich sonographisch zur Beurteilung der Ovarien. Diese Frauen wurden aus einem Gesamtkollektiv von 22000 gesunden Frauen selektiert. Bei der jährlichen Sonographie wurde das Volumen der Ovarien ermittelt. Außerdem wurde dessen Morphologie in Bezug auf Berandung und homogene oder inhomogene Echogenität beurteilt. Insgesamt hatten 662 Frauen einen unauffälligen Ultraschallbefund; eine davon entwickelte nach 2,3 Jahren Beobachtung ein Ovarialkarzinom. Von den 79 Patientinnen mit einem auffälligen Ultraschallbefund entwickelten 19 Frauen ein Ovarialkarzinom in einem Beobachtungszeitraum von 6,8 Jahren. Sieben Patientinnen befanden sich im FIGO-Stadium I, eine im Stadium II, neun im Stadium III und zwei im Stadium IV. Das relative Risiko (RR) in der Beobachtungszeit an einem Ovarialkarzinom zu erkranken, lag 6 bei Patientinnen mit erhöhtem CA 12-5, aber morphologisch normalen Ovarien genauso hoch, wie das RR im gesamten Kollektiv der 22000 Frauen (kumulatives Risiko jeweils 0,15% und 0,22%, 95% CI jeweils 0,02-1,12 und 0,18-0,30). Waren die Ovarien nach den sonographischen Kriterien als anormal eingestuft worden, belief sich das kumulative Risiko ein Ovarialkarzinom zu bekommen auf 24% (95% CI 15-38). Die Risikoerhöhung wurde noch deutlicher bei gemessenen Ovarvolumina über 20 bzw. über 100 ml (jeweils kumulatives Risiko von 37% und 59% mit je 95% CI 22-61 und 95% CI 32-100). Das Risiko, in dem darauf folgenden Jahr an einem Ovarialkarzinom zu erkranken, war bei Patientinnen mit erhöhtem CA 12-5 und auffälligen Ovarien im Ultraschall 300mal höher als in der gesamten Population. Dieses Risiko war signifikant höher als das allein mit erhöhtem CA 12-5 assoziierte Risiko. War das Ovarvolumen größer als 100 ml, lag das Risiko 800mal höher. Die Autoren weisen allerdings in ihrer Studie auch auf die hohe Rate falsch-positiver Ergebnisse hin. Die Belastung dieser Patientinnen bis zur Operation und diagnostischen Klärung ist erwartungsgemäß hoch. Die Auswirkung einer Früherkennung auf die Mortalität durch das Ovarialkarzinom wurde von Jacobs et al. [59] im Rahmen einer Studie zur Untersuchung der Screeningstrategie mit CA 12-5 und Ultraschall überprüft. Eine randomisierte Gruppe von Frauen (n = 10958) bekam jährlich eine Bestimmung von CA 12-5 im Serum sowie bei Erhöhung zusätzlich eine Sonographie der Ovarien. Bei der ersten Screeninguntersuchung wurde eine abdominale Sonographie durchgeführt. Mit der Einführung der vaginalen Sonographie wurde diese ab dem zweiten Screening eingesetzt. Als Kontrollgruppe wurden 10977 Frauen berücksichtigt. In der Screeninggruppe entwickelten 16 Frauen ein Ovarialkarzinom, in der Kontrollgruppe waren es 20. Die mediane Überlebenszeit der erkrankten Frauen lag in der Screeninggruppe bei 73 Monaten versus 42 Monaten in der Kontrollgruppe. Die Mortalität war zwischen beiden Gruppen jedoch nicht signifikant unterschiedlich. In der Screeninggruppe kamen proportional mehr Erkrankungen im FIGO-Stadium I und II vor; dieser Unterschied war aber statistisch nicht signifikant. Der histologische Typ war in beiden Gruppen ähnlich, in der Screeninggruppe lagen jedoch mehr Tumoren mit niedrigerem Grading vor. Die farbcodierte und gepulste Dopplersonographie kann zur besseren Tumorbeurteilung im Rahmen der Transvaginalsonographie eingesetzt werden. In Kenntnis der malignen Neoangiogenese werden bei der Untersuchung von soliden Anteilen eines malignen Tumors erweiterte Gefäße mit erhöhter Blutflussgeschwindigkeit und eine irreguläre Gefäßanordnung erwartet [67]. Eine praxisbezogene Unterscheidung zwischen dem noch normalen und dem krankhaft veränderten Blutflussmuster ist erschwert, da Normalwerte noch nicht durch ausreichende Studien etabliert wurden. Insgesamt leistet die Dopplersonographie eine wertvolle 7 Hilfe bei der Erkennung von Fettgewebe und Blutkoageln mit wenigen oder keinen Blutgefäßen [67]. Die Identifizierung von prä-kanzerösen Läsionen der Ovarien im Ultraschall wurde durch Hartge et al. [50] untersucht. Sie verglichen anamnestische Risikofaktoren für das Auftreten eines Ovarialkarzinoms mit Auffälligkeiten im Ultraschall. Obwohl komplexe Cysten seltener bei Multiparität vorkamen, ähnelte keine Auffälligkeit oder Gruppe von Auffälligkeiten dem epidemiologischen Profil des Ovarialkarzinoms. Wahrscheinlich sind prä-kanzeröse Läsionen selten und verbergen sich unter zahlreichen harmlosen Veränderungen der Ovarien. 2.2.2 Tumormarker 2.2.2.1 Grundlagen Tumormarker können vom Tumor produzierte Moleküle („tumor derived products“) oder begleitende Faktoren des malignen Geschehens („tumor associated products“) sein. Zu den ersten zählen onkofetale Syntheseprodukte, Enzyme, Metabolite oder Hormone. Zu den zweiten zählen tumorspezifische Antikörper, Serumproteine oder Enzyme und Isoenzyme aus noch gesunden Geweben, die durch die Tumor- und/oder Metastaseninfiltration in die Zirkulation gelangen [10, 133]. Meistens sind die Tumormarker onkofetale Proteine, die im Fetalstadium physiologischerweise zeitweise in hoher Konzentration exprimiert werden. Der differenzierte Organismus synthetisiert diese Makromoleküle nur in sehr beschränktem Umfang. Die Tumorzellen können solche onkofetale Produkte, wahrscheinlich aufgrund des Verlustes von regulierenden genetischen Mechanismen, bilden [10, 64, 92]. Sie gelangen als Folge einer Sekretion, eines Verlustes von Tumorsubstanz oder auch einfach einer Gewebezerstörung infolge unkontrollierten Wachstums in das Blut. Akute Anstiege von Tumormarkern unter einer Chemotherapie können Ausdruck eines „Tumorlysesyndroms“ sein und sind passager [64]. Die Bedeutung und die klinische Einsetzbarkeit eines Tumormarkers werden anhand seiner Sensitivität, Spezifität und seines prädiktiven Wertes ermittelt (Anhang A II). Die Sensitivität, insbesondere in Frühstadien, und die Spezifität der meisten Tumormarker sind in der Regel gering [10, 36, 64, 90, 92]. Das ß-hCG ist eines der wenigen als Tumormarker eingesetzten Zellprodukte mit nahezu 100 %iger Sensitivität und Spezifität. Es wird in der Diagnostik der Trophoblasttumoren eingesetzt [10, 26, 36, 64]. 8 Die Bestimmung von Tumormarkern wird fast ausschließlich mit Hilfe von monoklonalen Antikörpern durchgeführt. Erst wurden Antigene im Tumorextrakt mit polyvalenten Antisera kollektiv nachgewiesen [26, 91]. Heute stehen radio-, enzym- und fluoreszenzimmunologische Bestimmungsmethoden zur Verfügung. Der Vergleich einzelner Werte aus verschiedenen Laboratorien ist problematisch. Dabei ist auf eine mögliche Abweichung der Ergebnisse je nach Hersteller des Testkits (verschiedene Avidität und Affinität der Antikörper) zu achten. Eine andere mögliche Fehlerquelle, die ebenfalls berücksichtigt werden muss, ist der sog. „high dose hook effect“. Bei einem extrem hohen Tumormarkerspiegel kann der Antigenüberschuss eines unverdünnten Serums die Agglutination mit den Untersuchungsantikörpern verhindern; durch einen Verdünnungssatz wird dieser Fehler umgangen [64]. 2.2.2.2 Tumormarker bei Ovarialerkrankungen Heute stehen zahlreiche Tumormarker zur Verfügung. AFP, ß-hCG, LDH und Inhibin finden ihren Einsatz in der Diagnose und Verlaufskontrolle von Keimzell- und Keimstrangstromatumoren. Das CEA eignet sich am ehesten für muzinöse und endometrioide Karzinome [3]. Bei muzinösen Karzinomen sind das CA 19-9 und das Zytokeratin 20 in den Verlaufskontrollen nach der Erkrankung relativ zuverlässig [110]. Auch das CA 72-4 zeigt sich hierfür geeignet [40]. Bei serösem Ovarialkarzinom wird CA 12-5 eingesetzt [110]. CA 12-5 ist ein wenig charakterisiertes, hochmolekulares Glycoprotein der Zelloberfläche mit überwiegend N-gegliederter Glycosylation [67, 125, 127]. Das Antigen erhaltende Protein wird während der Embryonalentwicklung im Zölomepithel exprimiert und kann in den aus dem Müllerschen Gang hervorgehenden Geweben und in den Mesothelzellen des Peritoneums, des Perikards und der Pleura nachgewiesen werden [60]. Der murine monoklonale IgG-Antikörper OC 125 wurde durch modifizierte Zellhybridisierungstechnik auf der Grundlage von Maus-B-Zellen und der epithelialen, serösen Kystadenokarzinom-Zelllinie OVCA 433 durch Bast et al. Anfang der 80er Jahre isoliert [5, 10, 87, 120]. Das anschließend entwickelte Untersuchungsverfahren konnte mit einem Grenzwert von 35 U/ml 83 von 101 Fällen (82%) eines Ovarialkarzinoms korrekt diagnostizieren. Bei gesunden Probanden (888 Personen) war CA 12-5 mit diesem Grenzwert bei 1% der Fälle positiv. Bei 143 Fällen einer benignen Erkrankung war CA 12-5 bei 6% der Patienten positiv [4]. Das durch diesen Antikörper definierte Antigen CA 12-5 kommt bei mehr als 80% der nicht-muzinösen Ovarialkarzinome vor [5]. 9 CA 12-5 reagiert jedoch nur bei ca. 50% der Frühfälle und hat zudem einen hohen Anteil an unspezifischen Reaktionen. Es kann bei Endometriose, entzündlichen Erkrankungen des inneren Genitales, Pankreatitis, Peritonitis, Leberzirrhose, Nierenversagen, Uterus myomatosus und in der Schwangerschaft erhöht sein. Des Weiteren kann das CA 12-5 auch bei anderen malignen Erkrankungen, wie z.B. Mamma-, Lungen- und Magenkarzinomen, erhöht sein [77]. Bei einem fortgeschrittenen Ovarialkarzinom haben ca. 80% der Patientinnen eine CA 12-5-Serumkonzentration über 35 U/ml [3, 67, 110]. CA 12-5 als Screeninguntersuchung Der prädiktive Wert und die Spezifität des Tumormarkers CA 12-5 sind im Rahmen von Screeninguntersuchungen sehr gering [14, 64, 67, 109]. Bessere Ergebnisse können mit der Kombination mit anderen Untersuchungen wie die Palpation und die Ultrasonographie erzielt werden [14, 64]. Für die Entwicklung von aussagefähigen Screeningstrategien wären ausführliche Kenntnisse über die verschiedenen Schritte der Tumorgenese des Ovarialkarzinoms erforderlich. Diese liegen aber zu dem heutigen Zeitpunkt nicht in notwendigen Umfang vor [50]. Zurawski et al. [136] untersuchten retrospektiv das Serum von 105 Patientinnen mit einem Ovarialkarzinom und 323 gesunden Frauen. Die Sera stammten aus der JANUS-Serumbank in Norwegen. Zwischen der Blutentnahme und der Diagnose eines Ovarialkarzinoms lagen durchschnittlich 72 Monate (1-143 Monate). Die Kontrollgruppe bestand aus Frauen mit vergleichbaren Merkmalen hinsichtlich Alter, Wohnort, Zeitpunkt der Blutentnahme und Lagerungsbedingungen der Proben. Bei diesen Frauen wurde bis zum Zeitpunkt der Studie keine Neoplasie festgestellt. Durchschnittlich lag das CA 12-5 in der Ovarialkarzinomgruppe bei 18,5 U/ml und in der Kontrollgruppe bei 10,9 U/ml. Es lagen 12 Sera von Frauen vor, die 18 Monate später an einem Ovarialkarzinom erkrankten. Bei vier dieser Proben war die CA 12-5-Konzentration höher als 35 U/ml. Es lagen außerdem 34 Sera von Frauen vor, die 18 bis 60 Monate später an einem Ovarialkarzinom erkrankten. Bei fünf dieser Patientinnen war die CA 12-5-Konzentration zum Zeitpunkt der Blutentnahme höher als 35 U/ml. Bei einer Blutentnahme länger als 60 Monate vor dem Erkranken an einem Ovarialkarzinom war die CA 12-5-Konzentration in 9 von 59 Proben höher als 35 U/ml. Für Bast et al. [5] sind die für eine Eignung als Screeningmethode vorauszusetzende ausreichende Sensitivität und Spezifität durch eine Kombination von verschiedenen Tumormarkern erreichbar. 10 CA 12-5 in der Primärdiagnose Da Tumorantigene nur ab einer gewissen Größe des malignen Tumors in ausreichender Menge produziert werden, um im Serum nachweisbar zu sein, ist die Früherkennung eines Tumors mit Hilfe von Tumormarkern eingeschränkt. Ausnahmen sind z.B. Kalzitonin und ß-hCG, die sich im Serum schon bei geringer Tumormasse nachweisen lassen [25, 64]. Problematisch ist darüber hinaus die geringe Spezifität der meisten beim Ovarialkarzinom untersuchten Tumormarker, mit Erhöhung sogar bei vielen gutartigen Erkrankungen (Tab. 2.3) [10, 61, 64, 127]. Insgesamt können die Spezifität und Sensitivität durch den gemeinsamen Einsatz von Tumormarkern, Ultrasonographie einschließlich Doppler und klinischer Untersuchung am ehesten maximiert werden [67, 127]. Die Arbeit von Jacobs et al. [58] zeigt die beste Diskrimination zwischen maligner und benigner Erkrankung mit der Kombination von CA 12-5 und transvaginaler Ultrasonographie bei postmenopausalen Frauen (Spezifität 97%, Sensitivität 85%). Autor Jahr N Niloff et al. [95] 1984 25 - 0/25 Ricolleau et al. [102] 1984 10 0/10 0/10 Heinonen et al. [51] 1985 10 1/10 1/10 Sevelda et al. [113] 1985 32 6/32 4/32 Malkasian et al. [75] 1986 64 16/64 - Einhorn et al. [37] 1986 41 2/41 0/41 Pansini et al. [97] 1986 50 10/50 - Fioretti et al. [40] 1986 95 - 15/95 Negishi et al. [94] 1987 42 10/42 - Geyer et al. [46] 1987 27 9/27 - Sevelda et al. [114] 1987 36 - 5/36 Summe Tab. 2.3 432 > 35 U/ml 54/276 (20%) >65 U/ml 25/249 (10%) CA 12-5-Konzentration im Serum bei benignen Neoplasien der Ovarien, [61] Mogensen et al. [90] fanden eine Sensitivität von 86%, eine Spezifität von 78%, einen PPV von 82% und einen NPV von 83% für CA 12-5 in der Identifikation von malignen und borderline Ovarialtumoren bei 184 Patientinnen mit einem pelvinen Tumor. Ein Ovarialtumor wurde bei 151 Patientinnen festgestellt (91 Karzinome, acht borderline und 52 benigne Ovarialtumoren). Bei 33 Patientinnen wurde ein nicht-ovarieller Tumor diagnostiziert (19 maligne und 14 benigne Tumoren). Falsch-negative Ergebnisse waren mit 13% in den 11 FIGO-Stadien I und II höher als in den Stadien III/IV und häufiger bei muzinösen, klarzelligen und endometrioiden Tumoren. CA 12-5-Werte über 35 U/ml wurden in 63 % der Fälle eines nicht ovariellen Karzinoms verifiziert. Nach der Zusammenfassung der Literatur kommen Kenemans et al. [61] zu ähnlichen Ergebnissen (Tab. 2.4 und Tab. 2.5). FIGO-Stadium Autor Jahr N I II III IV Bast et al. [4] 1983 22 1/1 2/2 15/16 3/3 Heinonen et al. [51] 1985 12 0/3 2/2 4/4 3/3 Crombach et al. [24] 1985 40 3/5 5/6 13/19 10/10 Zanaboni et al. [132] 1987 57 8/15 3/4 29/34 3/4 Vergote et al. [120] 1987 37 1/1 0/0 24/27 9/9 Brioschi et al. [11] 1987 69 4/13 3/3 29/30 22/23 Schilthuis et al. [108] 1987 46 6/8 5/5 20/20 13/13 Cruickshank et al. [25] 1987 41 3/12 2/3 15/16 10/10 Zurawski et al. [135] 1988 36 12/24 10/12 38/82 32/37 149/166 73/75 46% 86% 90% 97% - - Alle Patientinnen: 284/352 (81%) Tab. 2.4 Fälle mit prä-therapeutisch erhöhtem CA 12-5 im Serum in Abhängigkeit vom FIGO-Stadium (Grenzwert 35 U/ml), [61] Organ Tab. 2.5 > 35 U/ml Tube 13/15 87% Pancreas 17/29 59% Leber 12/21 57% Cervix 42/130 32% Lunge 37/114 32% Endometrium 66/245 27% Vulva 2/8 25% Mamma 25/181 14% Colon/Rektum 37/332 11% Magen 7/87 8% CA 12-5 im Serum bei non-ovariellen malignen Erkrankungen, [61] 12 Mit einem höheren Grenzwert vom CA 12-5 im Serum kann die Spezifität in der Primärdiagnose verbessert werden [6, 26]. Bei Werten > 65 U/ml können noch 88% der Patientinnen mit einem gynäkologischen Malignom identifiziert werden [6]. Im Rahmen der Verlaufskontrolle nach der Primärbehandlung ist der niedrigere Normwert (35 U/ml) zuverlässiger [41]. Einige Arbeiten stellen die Hypothese auf, dass das CA 12-5 vielmehr ein Marker für Aszites und peritoneale Beteiligung ist als ein Marker für das eigentliche Ovarialkarzinom [9, 21, 100]. Argumente, die dafür sprechen, sind: Eine CA 12-5-Erhöhung im Serum korreliert gut mit dem Vorhandensein vom Aszites bei gutartigen Lebererkrankungen und bei verschiedenen anderen gutartigen und bösartigen Erkrankungen [9, 21, 77]. CA 12-5 kommt im Allgemeinen im Aszites in wesentlich höherer Konzentration als im Serum vor. Darüber hinaus ist CA 12-5 bei Frühfällen eines Ovarialkarzinoms, die häufig noch keinen Aszites aufweisen, nicht zuverlässig [21]. In dem von Bergmann et al. [9] untersuchten Patientinnenkollektiv zeigten 89% der Patientinnen mit Ovarialkarzinom ein erhöhtes CA 12-5 im Serum falls gleichzeitig Aszites vorlag und nur 21% der Fälle ohne Aszites zeigten eine CA 12-5Erhöhung im Serum, unabhängig vom Tumorstadium. CA 12-5 in der Nachsorge Nach einer chirurgischen und/oder chemotherapeutischen Behandlung haben die Tumormarker bei Patientinnen mit einer prä-therapeutischen Erhöhung einen hohen diagnostischen Wert. Der Konzentrationsverlauf ist besonders wichtig [10, 64, 127]. „Lead time“ ist das klinisch asymptomatische zeitliche Intervall, in dem der Anstieg des Tumormarkers bereits auf das Rezidiv der Erkrankung hinweist, dieses aber durch andere diagnostische Verfahren noch nicht erfasst werden kann. Bei CA 12-5 liegt diese Zeit durchschnittlich bei 3 Monaten. Rezidiv-Tumoren bis zu einer Größe von 20 mm verursachen in der Regel noch keine Erhöhung vom CA 12-5 [6, 120]. Nach der Angabe von Jacobs und Bast [57], erreicht ein zum Zeitpunkt der Second-look-Operation (SLO) über 35 U/ml erhöhtes CA 12-5 ein PPV von 96% für die Vorhersage einer Persistenz der Erkrankung. Allerdings wird auch bei 60% der Patientinnen mit einer zum Zeitpunkt der SLO unter 35 U/ml liegenden Konzentration von CA 12-5 eine Residualerkrankung festgestellt. Negative Tumormarkerwerte schließen ein Rezidiv oder ein Fortbestehen der Erkrankung nicht aus (Tab. 2.6) [6, 61, 99, 120, 127]. Deutliche Erhöhungen innerhalb des Normalbereiches können auf ein Rezidiv hinweisen. Ein Abfall des Tumormarkers nach der Therapie ohne Erreichen des Normalwertes kann durch ein persistierendes Tumorwachstum verursacht sein [127]. 13 Ohne Tumor Mit Tumor < 35 U/ml 108 (52%) 99 (48%) 207 (100%) > 35 U/ml 3 (5%) 62 (95%) 65 (100%) Total 111 161 272 Tab. 2.6 CA 12-5 zum Zeitpunkt der Second-look-Operation (SLO), [61] Neben anderen Kriterien wie Stadium, Residualerkrankung, Grading, Alter und Art der durchgeführten Chemotherapie können Tumormarker zur Prognoseeinschätzung beitragen [6, 64, 99, 120, 127]. Ward [125] berichtet über eine sehr genaue Schätzung des 2-JahresÜberlebens mittels einer einzigen CA 12-5-Bestimmung vor dem zweiten Chemotherapiezyklus. Lavin et al. [71] fanden ebenfalls eine Korrelation zwischen dem Verlauf der Erkrankung und der Höhe von CA 12-5 im Serum nach Abschluss der Therapie. Redman et al. [99] fanden heraus, dass Patientinnen mit einer Residualerkrankung (37 Patientinnen im FIGOStadium III und 10 im Stadium IV), die ein CA 12-5 über 35 U/ml nach zwei Zyklen einer platinhaltigen Chemotherapie aufwiesen, eine Mortalitätsrate von 85% nach 12 Monaten hatten. Kombination von Tumormarkern Eine Kombination von Tumormarkern im Rahmen der Tumornachsorge zur besseren Erkennung von Rezidiven und zur prognostischen Einschätzung wird von einigen Autoren befürwortet [41, 70]. Bast et al. [6] untersuchten das Vorkommen von CA 15-3, TAG 72, PLAP, HMFG 1, HMFG 2 und NB/70K im Serum von Patientinnen mit Ovarialkarzinom und mit gutartigen gastrointestinalen Erkrankungen, die vor oder nach einer Laparotomie ein hohes CA 12-5 hatten. Die beste Kombination lag bei einer Erhöhung von CA 12-5 (> 35 U/ml) und entweder TAG 72 (>10 U/ml) oder CA 15-3 (>30 U/ml) vor. Mit dieser Tumormarkerkonstellation konnten in der Gruppe der für CA 12-5 richtig-positiven Patientinnen (Patientinnen mit einem Ovarialkarzinom) 77% der Fälle diagnostiziert werden. In der Gruppe der für CA 12-5 falsch-positiven Patientinnen (Patientinnen mit einer gutartigen gastrointestinalen Erkrankung) hatten nur 5% der Patientinnen eine solche Tumormarkerkonstellation, was die Spezifität auf 94% erhöhte. Schlussfolgernd betonen die Autoren, dass die für eine Kombinationsuntersuchung ausgewählten Tumormarker verschiedene biomolekuläre Herkünfte haben sollten. Als Auswahlkriterium sollte die Möglichkeit eines voneinander unabhängigen Anstiegs gelten. 14 2.2.3 Experimentelle Ansätze 2.2.3.1 Tumormarkeruntersuchung im Cysteninhalt Die Suche nach weiteren diagnostischen Möglichkeiten prä- bzw. intra-operativ führte zu der Vorstellung, dass die Untersuchung des Cysten- bzw.- Tumorinhaltes mehr Informationen über Genese und Dignität von Ovarialtumoren bringen könnte. Die prä- bzw. intraoperative Dignitätseinschätzung bei Adnexprozessen ist heute noch relativ problematisch. Die Rate an operierten funktionellen Veränderungen ist relativ hoch [65]. Der flüssige Inhalt von Adnextumoren wurde von verschiedenen Autoren [19, 43, 68, 85, 101] auf die Farbe, das zytologische Bild und den Steroidhormon- sowie den Tumormarkergehalt untersucht. Die Ergebnisse sind sehr ähnlich. Die makroskopische Beurteilung und die zytologische Untersuchung des Cysteninhaltes sind nicht zuverlässig für die Erkennung von Malignität. Mit der Hilfe von Steroidhormonen und Tumormarkern, vor allem CA 12-5, ist eine Unterscheidung zwischen funktionellen und neoplastischen Läsionen weitgehend möglich. Darüber hinaus ist aber eine genaue Erkennung von malignen und benignen Läsionen nicht möglich. In der Arbeit von Christensen et al. [19] war die Erkennung von funktionellen Cysten durch die Bestimmung von Östradiol, Progesteron und CA 12-5 im Cysteninhalt mit einer Sensitivität von 86% und Spezifität von 100% möglich. Erhöhte Werte von TAG 72-4 (>20 U/ml) und CASA (>10 U/ml) im Cysteninhalt waren besonders aussagefähig im Hinblick auf einen Malignomnachweis. Allerdings wurden mit diesen beiden Tumormarkern auch Endometriome erfasst. Waren TAG 72-4, CASA und AFP normal, konnten Malignome und Endometriome ausgeschlossen werden. Menczer et al. [85] postulierten darüber hinaus die Existenz einer gewissen Barrierefunktion bei benignen Läsionen zwischen dem Tumorinhalt und dem Blutkreislauf. In dieser Arbeit war die CA 12-5-Konzentration im Inhalt von gutartigen Cysten in der Regel höher als im Serum. Ungeklärt bleibt die Frage, ob und unter welchen Bedingungen die Punktion eines malignen Prozesses die Prognose der Patientin verschlechtert oder nicht. Für Christensen et al. [19] kommt die Punktion von cystischen Ovarialtumoren nur für junge Frauen mit Verdacht auf funktionelle Veränderung und Beschwerden, im Rahmen der In-vitro-Fertilisation sowie bei Patientinnen mit extrem hohem operativen Risiko und bekanntem Verwachsungsbauch in Frage. Gaetje et al. [43] sehen die vaginosonographisch gesteuerte Cystenpunktion jedoch als eine sichere Methode an. 15 2.2.3.2 Tumormarkeruntersuchung in der Peritonealflüssigkeit Aufgrund der klinischen Relevanz wurde die Unterscheidung zwischen malignem und benignem Erguss mit diversen Parametern vielfach erforscht. Trotz ihrer hohen Spezifität sind zytologische Untersuchungen aufgrund ihrer hohen Rate an falsch-negativen Ergebnissen problematisch. Die Sensitivität der zytologischen Untersuchung für die Diagnose eines malignen Ergusses wird zwischen 30 und 87% angegeben [18, 23, 42, 45, 63, 69, 87, 89, 106, 111, 112]. Allerdings weist Runyon [104] darauf hin, dass diese Problematik differenziert analysiert werden muss. Zwei Formen eines malignen Aszites müssen berücksichtigt werden: Bei einem durch eine Peritonealkarzinose verursachten Aszites liegt nach seiner Angabe die Sensitivität deutlich höher (über 90 %) als bei einem indirekt verursachten Aszites wie z.B. bei Lebermetastasen. Benigne Begleiterkrankungen oder eine Aszitesbildung durch den Befall des Lymphabflussgebietes werden von Mezger et al. [87] ebenfalls als mögliche Erklärung für die niedrige Trefferquote der zytologischen Untersuchung erwähnt. Die zytologische Untersuchung ist eine subjektive Untersuchung. Erschwert ist die Erkennung von malignen Zellen bei hochdifferenzierten Karzinomen [115]. Auch die Unterscheidung zwischen reaktiven mesothelialen und malignen Zellen gestaltet sich schwierig, besonders bei pulmonalem Infarkt, inflammatorischen Erkrankungen, Adhäsionen und Leberzirrhose [63, 69, 87, 112, 115, 121]. Die Differentialdiagnose zwischen Mesotheliomen und Karzinomen ist ebenfalls ein Problemfall in der zytologischen Diagnostik [63]. Als Ergänzung der zytologischen Untersuchung wurden bereits zahlreiche Parameter überprüft. Der Gehalt an Proteinen (Albumin) [45, 106] oder das Vorkommen einzelner Proteine wie z.B. „alpha-1 acidglycoprotein“ (AGP) oder „beta²-microglobulin“ (B²M) [78, 119], der Gehalt an Enzymen, wie das „phosphohexose isomerase“ (PHI) [78] oder das „adenosine deaminase“ (ADA) [119], der Ferritingehalt [119], der LDH-Quotient [45, 106] sowie der Fibronectin- und Cholesteringehalt [45, 106] wurden in der Suche nach einem sensitiven Parameter für die Unterscheidung zwischen malignem und benignem Erguss untersucht. Die Ergebnisse sind meistens enttäuschend. Halperin et al. [49] fanden erhöhte Konzentrationen von Gonadotropinen und Steroidhormonen in der Peritonealflüssigkeit von Patientinnen mit einem Ovarialkarzinom. Zelloberflächenantigene wurden ebenfalls in Betracht gezogen. Einerseits wurde versucht, im Rahmen der zytologischen Untersuchung die malignen Zellen durch die Färbung dieser Antigene als solche zuverlässiger zu erkennen, andererseits wurde die laborchemische Bestimmung des Antigengehaltes im Erguss als zusätzlicher Parameter untersucht. 16 Für den ersten o.g. Ansatz führten die Untersucher eine Reaktion von Zellen aus Ergusspunktaten mit monoklonalen Antikörpern durch, um bekannte Antigene wie CEA, TPA und CA 12-5 nachweisen zu können. Zur Darstellung der Antigen-Antikörper-Reaktion wurde meistens die Methode der Peroxidase-Antiperoxidase (PAP) benutzt. In der Untersuchung von Kyrkou et al. [69] wurden 83 % (19 von 23 Fällen) der malignen Erkrankungen korrekt diagnostiziert, wenn CEA in dieser Form im Erguss oder als Messwert im Serum nachweisbar war. Allein mit der zytologischen Untersuchung wurden 70 % (16 von 23 Fällen) der malignen Erkrankungen korrekt diagnostiziert. Bei benignen Erkrankungen war CEA im Erguss und im Serum bei 80 % (15 von 19) der Fälle negativ. Für Mezger et al. [87] sollten nur Antigene untersucht werden, die bei benignen Erkrankungen nicht auf der Zelloberfläche vorkommen. In ihrer Studie wurden CA 12-5, CEA und TPA untersucht. Mit der Kombination von CEA und Zytologie konnte die Sensitivität von 41 % auf 62 % bei gleich bleibender Spezifität von 100 % erhöht werden. Problematisch sehen die Autoren das physiologische Vorkommen von CA 12-5 und TPA im Mesothel. Somit wären diese beiden Antigene für diesen Untersuchungsansatz ungeeignet. CEA ist besonders für die Erkennung von Karzinomen des gastrointestinalen Traktes und von nicht-kleinzelligen Bronchialkarzinomen geeignet. In einer anderen Untersuchung [89] kamen Mezger et al. zu ähnlichen Ergebnissen. Zellen, die die Antigene CEA, CA 19-9 oder „biliary glycoprotein I“ (BGP I) aufwiesen, stammten in 26% der Fälle aus Zytologien, die als negativ oder nur als suspekt eingestuft worden waren. Skov et al. [115] konnten die Bindung des monoklonalen Antikörpers (mAK) OC 12-5 an Mesothelzellen in ihrer Arbeit nicht bestätigen. Allerdings halten sie den Nachweis von CA 12-5 auf der Zelloberfläche zur Diagnose eines malignen Ergusses für ungeeignet, da in ihrem Kollektiv auch die schlecht differenzierten Karzinomzellen keine Reaktion mit dem mAK OC 12-5 zeigten. Die ersten Autoren, die sich mit der laborchemischen Bestimmung von Tumormarkern in der Ergussflüssigkeit befassten, begannen mit der Überprüfung der Wertigkeit von CEA, allein oder in Kombination mit anderen Antigenen bzw. anderen Untersuchungsmethoden. Ziel war die Diagnosestellung, Verlaufskontrolle und Prognoseschätzung von Tumoren. Dieser Tumormarker hat sich in vielen Arbeiten als spezifisch für Malignität erwiesen, insbesondere bei Tumoren des gastrointestinalen Traktes sowie bei Lungen- und Mamma-Karzinomen [2, 7, 35, 73, 74, 96, 103, 119, 122, 123]. Martinez-Vea et al. [78] erreichten in ihrer Arbeit eine sichere Differenzierung von malignitätsbedingten Ergüssen erst ab einem Grenzwert des CEA von 30 ng/ml; dies ging jedoch mit einem Verlust an Sensitivität einher. Zu ähnlichen Ergebnissen kommen auch Faravelli et al. [38] sowie Mezger et al. [87]. Coenen et al. [20] erreichten mit der CEA-Bestimmung im Aszites eine bessere Differenzierung zwischen malignem und durch Leberzirrhose verursachtem Aszites als mit der Bestimmung im Serum. 17 In ihrer Studie erarbeiteten Gerbes et al. [45] in zwei Schritten ein Modell zur Aszitesdiagnostik. Zunächst suchten sie bei 48 Patienten mit Aszites nach einem Parameter mit dem höchsten Grad an Sensitivität. In dieser ersten Phase überprüften sie Zytologie, Gesamteiweiß, Cholesterin, LDH, Albumingradient, Fibronectin und CEA. Die höchste Sensitivität zeigten Cholesterin, Fibronectin und Gesamteiweiß, gefolgt von Albumingradient und LDH. In der zweiten Phase, mit dem gleichen Patientenkollektiv, suchten die Autoren nach dem Parameter mit der höchsten Spezifität. Die zytologische Untersuchung und die CEABestimmung im Aszites wiesen ein PPV von 100% auf. Zur Validierung wurden diese Patienten und weitere 71 Patienten mit Aszites nach diesem Modell untersucht. Bei 63 Patienten, die einen Cholesterin-negativen Aszites aufwiesen, konnte nur in einem Fall eine Peritonealkarzinose festgestellt werden. 58 Patienten hatten eine gutartige Erkrankung einschließlich Leberzirrhose und vier Patienten entweder Lebermetastasen oder ein hepatozelluläres Karzinom. Von 56 Patienten, die einen Cholesterin-positiven Aszites aufwiesen, hatten 49 eine Peritonealkarzinose. Sieben Patienten hatten eine gutartige Erkrankung einschließlich Leberzirrhose. Der Aszites dieser 56 Patienten wurde zytologisch und auf CEA mit einem Grenzwert von 2,5 ng/ml untersucht. Bei allen 46 Patienten mit entweder positiver Zytologie oder erhöhtem CEA konnte eine Peritonealkarzinose diagnostiziert werden. Von den zehn Patienten mit niedrigem CEA und negativer Zytologie hatten sieben eine gutartige Erkrankung einschließlich Leberzirrhose; drei Patienten wiesen eine Peritonealkarzinose auf. Mit der Entdeckung von weiteren Zellantigenen wurde auch deren Vorkommen in malignen und benignen Ergüssen untersucht, häufig vergleichend mit CEA. In der Gynäkologie war die Überprüfung der Wertigkeit der Messung von CA 12-5 im Erguss besonders wichtig. Es stellte sich heraus, dass die Konzentration von CA 12-5 sowohl bei malignen als auch bei benignen Erkrankungen in der Peritonealflüssigkeit im Mittel höher ist als im Serum [42, 56, 88, 106, 121]. Das physiologische Vorkommen dieses Antigens an der Oberfläche von Mesothelzellen könnte diesen Befund erklären. Einige Autoren fanden eine Korrelation zwischen den Konzentrationen von CA 12-5 im Serum und im Pleuraerguss oder Aszites. Sie werteten dies als Hinweis dafür, dass das CA 12-5 im Serum aus dem intrakavitären CA 12-5 stammt [12, 88, 100, 121]. Andere Autoren konnten diese Korrelation jedoch nicht bestätigen [54, 56]. Pinto et al. [98] untersuchten CEA und CA 12-5 im Pleuraerguss und im Aszites von Patientinnen mit benignen und malignen Erkrankungen. Ein Grenzwert von 1000 U/ml wurde für CA 12-5 im Erguss gewählt. Ein höherer Wert lag bei 15% der Patientinnen mit einer benignen Erkrankung vor. Patientinnen mit einem serös-papillären Ovarialkarzinom hatten eine durchschnittliche Konzentration von CA 12-5 von 23 008 U/ml im Erguss. Bei endometrioiden Karzinomen lag der Durchschnittswert bei 6684,6 U/ml, bei Karzinosarkomen 18 mit endometrioider Komponente bei 307,5 U/ml, beim Endometriumkarzinom bei 47 529 U/ml, beim muzinösen Cystadenokarzinom des Ovars bei 1983,5 U/ml. Der Durchschnittswert beim Mammakarzinom war 1630 U/ml, beim Lungenkarzinom (mit Ausnahme der Adenokarzinome) 788 U/ml, beim Karzinom des gastrointestinalen Traktes 1047 U/ml, beim Mesotheliom unter 20 U/ml, bei Lymphom 594 U/ml, bei malignem Melanom 808 U/ml. Die errechnete Sensitivität von CA 12-5 im Erguss für die Erkennung von malignen Erkrankungen des Ovars, der Tuben und des Uterus lag bei 85%, die Spezifität bei 96%. Die Autoren schlagen vor, ein hohes CA 12-5 und ein niedriges CEA im Erguss als Indikator für eine maligne Erkrankung der Tuben, des Endometriums oder des Ovars, mit Ausnahme des muzinösen Karzinoms, zu werten. Wiederum wäre die Kombination von hohem CEA und niedrigem CA 12-5 ein Indikator für einen malignen Tumor der Mamma, der Lunge, des gastrointestinalen Traktes oder für ein muzinöses Karzinom des Ovars. In der Arbeit von Hunter et al. [54] erreichte ein erhöhtes CA 12-5 im Aszites eine Sensitivität von 96% und Spezifität von 99% für die Unterscheidung zwischen benigner und maligner gynäkologischer Erkrankung; der gewählte Grenzwert lag bei 200 U/ml. Allerdings wiesen Patientinnen mit einer benignen Erkrankung ohnehin eine sehr geringe Menge von Aszites auf. Die Autoren halten eine weitere Untersuchung von Patientinnen mit Ovarialkarzinom im Frühstadium und ebenfalls geringer Aszitesmenge für erforderlich. In dieser Arbeit lag bei 69 Patientinnen mit einer Endometriose der Medianwert für CA 12-5 in der Peritonealflüssigkeit bei 80 U/ml (Minimum 11 U/ml, Maximum 186 U/ml). Bei 34 Patientinnen mit Adhäsionen lag der Medianwert bei 108 U/ml (Minimum 59 U/ml, Maximum 146 U/ml). Schwartz et al. [112] fanden einen schlechteren Zusammenhang zwischen CA 12-5 in der Peritonealflüssigkeit bzw. im Aszites und der Anwesenheit einer intraabdominalen Ausbreitung eines Ovarialkarzinoms als zwischen letzterer und der Zytologie. Allerdings waren das CA 12-5 (Grenzwert 260 U/ml) und die zytologische Untersuchung häufiger positiv wenn Aszites vorhanden war. Für die Zytologie war dieser Zusammenhang statistisch signifikant. Buller et al. [12] führten Entlastungspunktionen bei Patientinnen mit Aszites durch, die kurz danach eine Second-look-Operation (SLO) bekamen. Sie konnten keinen Unterschied der CA 12-5-Konzentration im Aszites der Patientinnen mit später positiver oder negativer SLO nachweisen. Redman et al. [100] untersuchten die Peritoneallavageflüssigkeit (PLF) von gesunden Frauen und von Patientinnen nach primärer Operation eines Ovarialkarzinoms vor Beginn und nach Abschluss der Chemotherapie und anschließend alle 3 bis 6 Monate auf CA 12-5. Die Flüssigkeit wurde mit einer Kanüle in den Bauchraum injiziert. Wenn Aszites vorhanden war, 19 wurde dieser zuvor aspiriert. Parallel dazu wurde CA 12-5 auch im Serum untersucht. Das CA 12-5 in der PLF war signifikant höher in der Gruppe der Frauen mit Residualerkrankung. Ein Drittel der Patientinnen mit bekannter Residualerkrankung hatte jedoch ein normales CA 12-5 in der PLF. Es konnte nur eine schwache Assoziation zwischen dem Volumen der Residualerkrankung und der CA 12-5-Konzentration nachgewiesen werden. Die Autoren fanden keinen Zusammenhang mit dem Alter, dem histologischen Typ und dem Grading. CA 12-5 war höher in der PLF, wenn Aszites vorher vorhanden war. Aber das CA 12-5 im Aszites korrelierte ebenfalls nicht mit der Größe des Residualtumors. CA 12-5 war signifikant höher in der PLF, wenn die Probe maligne Zellen enthielt, unabhängig vom Vorhandensein von Aszites. In dieser Arbeit war CA 12-5 im Serum sensitiver für die Vorhersage von Residualerkrankungen als CA 12-5 in der PLF. Für die Autoren bleibt der Eindruck, dass das CA 12-5 in der PLF einen anderen Faktor reflektiert als die Residualerkrankung oder die Präsenz von Aszites. Andere Autoren verglichen das Vorkommen von verschiedenen Tumormarkern im Aszites sowie im Pleura- und Perikarderguss untereinander [1, 18]. Cascinu et al. [18] untersuchten CEA, CA 19-9, MCA, CA 15-3, AFP, PSA und CA 12-5 in malignen Ergüssen von Patienten mit einem colorektalen, Magen-, Mamma-, Prostata- und hepatozellulären Karzinom. Als Vergleich wurden die Ergüsse von Patienten mit einem Lungen- oder Nierenkarzinom, die keinen spezifischen Tumormarker aufweisen, untersucht. Die zytologische Untersuchung war in 35 von 89 Proben positiv (40%). CEA war vor allem bei colorektalen und Magenkarzinomen positiv (jeweils 11 von 11 bzw. 26 von 30 Fällen). Ähnlich verhielt sich das CA 19-9. Das CA 15-3 und das MCA waren nur bei Mammakarzinomen positiv (jeweils 20 von 22 bzw. 16 von 22 Fällen). AFP und PSA waren spezifisch für Leber- und ProstataKarzinome. CA 12-5 war im Erguss von allen untersuchten Tumorarten erhöht. Die Autoren schlagen vor, nur die für die Erkrankung spezifischen Tumormarker im Erguss zu untersuchen. 2.2.4 Second-look-Operation Die bis vor kurzem nach Beendigung der Chemotherapie durchgeführte Zweit-Laparotomie zur Abklärung einer klinisch, laborchemisch und apparativ vermuteten Komplettremission wird nicht mehr empfohlen. Die Nachsorge nach einem Ovarialkarzinom beinhaltet die klinische Untersuchung, die Tumormarkerbestimmung und bei Bedarf die bildgebende Diagnostik. Allerdings sind normale Tumormarkerwerte nicht beweisend für eine Tumorfreiheit. Daten der Literatur zeigen, dass 30 bis 70% der Patientinnen mit klinischer Remission 20 eine persistierende Erkrankung zum Zeitpunkt der Second-look-Operation (SLO) aufweisen [91]. Trotzdem haben folgende Erkenntnisse zum Verlassen der SLO geführt [67]: (1) Bis zu 50% der bei der SLO mikroskopisch tumorfreien Patientinnen entwickeln in den folgenden zwei Jahren trotzdem ein Rezidiv. (2) Bei Nachweis eines trotz Chemotherapie persistierenden Tumors haben erneute operative tumorreduktive Bemühungen bisher keine Verlängerung der Überlebenszeit erbracht. (3) Es ist fraglich, ob eine Verlängerung der primären Chemotherapie bei positivem Befund einen günstigen Effekt hat. (4) Eine nachfolgende (sekundäre) Chemotherapie ist kurze Zeit (1/2 bis 1 Jahr Intervall) nach Ende der platin-/paclitaxelhaltigen Chemotherapie mit den heute zugelassenen und erprobten Zytostatika nur relativ selten effektiv (etwa 20% Remissionen). 2.3 Tumormarker CASA 2.3.1 Biochemische Grundlagen der Muzine Muzine sind eine heterogene Gruppe von Glycoproteinen mit einem hohen Molekulargewicht. Das Milch- oder Brustdrüsenmuzin, auch MUC 1 genannt, ist das erste geklonte Muzin. Die Synthese von MUC 1 kann Genen des Chromosoms 7 zugeschrieben werden [116]. Es wiegt zwischen 125 000 und 225 000 Dalton und besitzt ein PolymorphismusMolekül (sog. „tandem repeat“ oder VNTR) mit 800 bis 1700 Aminosäuren, die sich wie folgt unterteilen: 25% Prolin, 20% Alanin, 15% Threonin, 10% Serin und 10% Glycin. Zu der Proteinstruktur gehören ebenso ein N-Terminus mit einem mutmaßlichen Signalpeptid und degenerierten „tandem repeats“ (VNTR), eine Region mit degenerierten „repeats“ und einer einmaligen Sequenz, eine Transmembranregion sowie das zytoplasmatische Endstück [44, 52]. Muzine werden vom Endothel der post-kapillären Venolen in Lymphknoten, von Zellen, die Körperhöhlen bekleiden, wie z.B. dem Mesothel, und auf der apicalen Oberfläche von hoch polarisierten, sekretorischen epithelialen Zellen präsentiert [52]. Tumorzellen weisen eine vermehrte Expression der Muzine an der Zelloberfläche auf [29]. Die Interaktion mit dem Aktin des Zellskeletts ermöglicht die Expression an der Zelloberfläche. Die mAK BC2 und BC3 erkennen das Epitop APDTRP, das sich in den „tandem repeat“Molekülen des MUC 1-Muzin befindet [29] und definieren somit das sog. „cancer associated serum antigen“ (CASA). Beide Antikörper wurden durch die Immunisierung von Mäusen mit 21 dem HMFGM („human milk fat globule membrane“-Protein) isoliert [30]. Im gesunden Gewebe wird diese Aminosäuresequenz (APDTRP) durch die seitliche Ausdehnung der Kohlenhydratketten des glycosilierten Threonin und Serin überdeckt. Im Karzinomgewebe sind die Aminosäuren unzureichend glycosiliert. Die seitliche Ausdehnung der Kohlenhydratketten ist kürzer, und es kommt somit zu einer Antigenpräsentation (Abb. 2.1) [29, 44, 52, 61, 82]. Abb. 2.1: Diagramm des durch den mAK SM-3 erkannten Epitopes im VNTR. Links wird das Epitop durch die seitliche Ausdehnung der Kohlenhydrate maskiert, entsprechend dem normalen Zustand. Rechts wird das Epitop durch eine veränderte Glycosilation exponiert [44]. Diese Form der Antigenpräsentation wird bei vielen Muzinen festgestellt. Durch fehlende Glycosilation können z.B. das durch den mAK 3E1.2 definierte MSA („mammary serum antigen“) und das durch den mAK OM-1 definierte SGA („sebaceous gland antigen“) bestimmt werden. Eine Ausnahme bildet das durch den mAK CC5 definierte Anti-HMFGM (anti-„human milk fat globule membrane“), dessen Reaktivität durch die Deglycosilation verloren geht. Qualitative und quantitative Unterschiede der Glycosilation wirken entscheidend darauf, welcher mAK, protein-spezifisch oder kohlenhydrat-spezifisch, sich anbinden wird [27, 28]. Die mAK gegen Muzine sind meistens IgG-Antikörper [134]. 22 Devine et al. [31] fanden im Serum von gesunden Schwangeren einen erhöhten CASA-Wert und gleichzeitig einen geringen Nachweis der Kohlenhydratketten mittels Lecitin. Zu der Gruppe der „polymorphic epithelial mucins“ (PEM) gehören auch andere Antigene wie CA 15-3, TAG 72 und „ovarian serum antigen“ (OSA) [127]. Diese werden durch mittlerweile entwickelte Antikörper erkannt (Tab. 2.7). mAK HMFG1 Gesunde % Benigne Krank(N) heiten % (N) 6 (150) NU Ovarialkarzinom % (N) [Stadium] 56 (85) [kA] Andere Tumoren Brust DF3 7 (59) NU 47 (45) [III-IV] Brust DF3/115D8 2 (275) NU 47 (58) [kA] Brust BC2/BC3 2 (3477) 0 (48) 58 (87) [I-IV] Cervix 13 (15) [I]; 0 (2) [II] Brust 65 (54) [III]; 81 (16) [IV] 3E1.2 2 (3477) 10 (48) 46 (87) [I-IV] Uterus 27 (15) [I]; 0 (2) [II] 65 (54) [III]; 47 (16) [IV] MA54/MA61 kA (270) 5 (38) 60 (40) [I-IV] Endometrium 22 (9) [I]; 50 (4) [II] Cervix 77 (13) [III]; 63 (8) [IV] B72.3/CC49 6 (66) 8 (12) 66 (44) [I-IV]; 67 (15) [I-II] Cervix 65 (17) [III]; 66 (12) [IV] Tab. 2.7 Beispiele von Untersuchungen zur Detektion von Muzinen, die mit dem Ovarialkarzinom assoziiert sind. Erhöhung bei Gesunden, benignen Erkrankungen und Ovarialkarzinom, aus [30]. (NU: Nicht untersucht, kA: Keine Angabe) Das CA 12-5 befindet sich in einem Glycoprotein, das nur dieses Antigen präsentiert. Weil CASA und CA 12-5 zu biochemisch verschiedenen Proteingruppen gehören und deren Expression voneinander unabhängig abläuft, ist auch die Erhöhung beider Tumormarker beim Ovarialkarzinom voneinander unabhängig [30, 80, 128]. Die muzinen Glycoproteine der Zellmembranen unterscheiden sich von dem MucoproteinMuzin. Das letztgenannte wird von dafür spezialisierten Zellen produziert, z.B. im gastrointestinalen, respiratorischen und genitalen Trakt [52]. Muzine der Zellmembranen kommen in der Muttermilch sowie im Gewebe von zahlreichen Organen wie Mamma, Ovar, Pankreas, 23 Speicheldrüse, Lunge, Niere, Harnblase, Darm und Uterus vor [27, 28, 44, 134]. Das Vorkommen im gesunden Ovar begrenzt sich in schwacher Form auf das Oberflächenepithel. Beim Ovarialkarzinom ist die Muzinexpression fast immer positiv [134]. MUC 1 wird von Zelllinien dieses Karzinoms in signifikanten Mengen produziert sowie auch beim Magenund Mammakarzinom. Bei Zelllinien eines Colonkarzinoms wurde eine vermehrte Expression von MUC 2 nachgewiesen [29]. Muzine haben eine protektive Funktion und tragen zur Stabilisierung der Zellmorphologie bei. Des Weiteren wirken sie wahrscheinlich als Supressoren des Zellwachstums und sind für eine Verminderung der Adhäsionsfähigkeit der Zellen verantwortlich, hauptsächlich bei malignen Zellen ohne alleinige Präsentation an der apicalen Oberfläche. Wichtig für die Pathophysiologie der malignen Erkrankungen scheint ihre Rolle bei der Resistenz der Tumorzellen gegen „natural killer“-Zellen (NK-Zellen) und beim Schutz der malignen Zellen vor der humoralen Antwort des Immunsystems zu sein [44, 52, 127]. Während seiner Synthese bekommt das ursprünglich nur N-gegliederte-Kohlenhydrate enthaltende MUC 1-Protein mehrere O-gegliederte-Kohlenhydrate. Diese enthalten bis zum Erreichen der Zellmembrane nur teilweise Sialinsäure. Im Golgi-Apparat kommt es zur einen vollständigen Reifung des MUC 1 durch die weitere Addition von Sialinsäure. Mit einer Halbwertzeit von 24 Stunden wird MUC 1 aus der Zelle freigelassen und kann dann im Medium von kultivierten Zellen nachgewiesen werden [52]. MUC 1 wird im Serum von Patienten mit Adenokarzinomen nachgewiesen [81]. Über seinen Stoffwechsel und seine Ausscheidung ist wenig bekannt. Tierexperimente suggerieren eine schnelle hepatische Clearance [30, 82]. Die Halbwertzeit von einigen Tagen im Blut ähnelt der des CA 12-5, ebenfalls ein Glycoprotein mit hohem Molekulargewicht. Der Eintritt in den Blutkreislauf geschieht wahrscheinlich über den Peritonealraum und/oder das Lymphsystem [82, 129]. 2.3.2 CASA bei Gesunden und bei Patienten mit benignen Erkrankungen Eine Erhöhung des Tumormarkers CASA im Serum bei benignen Erkrankungen oder in physiologischen Situationen kommt seltener vor als eine Erhöhung des CA 12-5 [127]. CASA kann in der Postmenopause, bei Raucherinnen, ab dem zweiten Schwangerschaftsdrittel und bei Erkrankungen der Atemwege, insbesondere bei chronischen infektiösen Erkrankungen erhöht sein [55, 83, 117, 127]. Layton et al. [72] fanden allerdings keine Unterschiede der CASA-Konzentration im Serum von Raucherinnen und Nichtraucherinnen und 24 auch nicht bezüglich des Alters. McGuckin und Devine [82] erwähnen darüber hinaus eine mögliche Erhöhung bei benignen gastrointestinalen Erkrankungen. Seltener kommt eine Erhöhung bei benignen Erkrankungen der Ovarien, der Brust und der Prostata vor. In einer anderen Arbeit [32] fanden diese Autoren in 465 Serumproben der Mayo Clinic („NCI Diagnostic Serum Bank“) zwar eine Erhöhung von CASA bei malignen Tumoren der Brust, des Ovars, der Lunge, der Prostata und der Harnblase; bei gutartigen Erkrankungen dieser Organe und bei Pankreas- und Colon-Karzinomen war CASA jedoch nicht erhöht. McGuckin et al. [83] erarbeiteten in einer Studie mit 5000 gesunden Frauen einen Grenzwert für CASA (Tab. 2.8). In der Untersuchung von Layton et al. [72] hatten lediglich 2% der gesunden Frauen einen CASA-Wert über 4 U/ml im Serum. Außerdem beschreiben die Autoren das Fehlen des sog. „high dose hook effect“ bei CASA. Die sequentielle Anwendung von zwei mAK bei der CASA-Bestimmung vermeidet die Entstehung dieses Problems. Dagegen weisen McGuckin und Devine [82] auf eine mögliche Maskierung des CASA während der Untersuchung durch patienteneigene humane Antikörper hin. Diese binden sich an das Antigen, so dass der Untersuchungsantikörper sich nicht mehr binden kann. Alter Nikotinabusus (Jahre) < 60 >60 Tab. 2.8 CASA (U/ml) CASA (U/ml) in der 95. Perzentilen in der 99. Perzentilen Nie oder nicht mehr 3,7 6,1 Ja 5,5 8,1 Nie oder nicht mehr 4,8 7,5 Ja 7,4 8,6 Obere Perzentile des Normalbereichs von CASA im Serum von gesunden Frauen nach [83] Malm et al. [76] untersuchten CASA und CA 12-5 im Serum von 231 Patienten mit verschiedenen malignen und benignen Erkrankungen. Die oberen Grenzwerte für CASA und CA 12-5 waren 4 U/ml bzw. 35 U/ml. 41 Patientinnen hatten eine Endometriose. Nur bei 5% dieser Patientinnen war CASA erhöht, CA 12-5 jedoch bei 29%. 24 Patientinnen hatten einen gutartigen Ovarialtumor. Hier waren CASA und CA 12-5 bei 8 bzw. 46% der Patientinnen erhöht. Allerdings waren 15 Fälle durch Endometriose bedingt. Bei Ward et al. [124] waren CASA und OSA bei einer leichten bzw. mäßigen Endometriose nicht erhöht, während 17% dieser Patientinnen eine Erhöhung von CA 12-5 aufwiesen. 25 2.3.3 CASA bei Ovarialkarzinom CASA wurde bereits mit anderen Muzinen und mit CA 12-5 im Serum von Patientinnen mit einem Ovarialkarzinom verglichen. Diese Studien haben gezeigt, dass im Vergleich zueinander CA 12-5 eine bessere Sensitivität und CASA eine bessere Spezifität aufweist [13, 15, 33, 34, 47, 80, 105, 130]. Darüber hinaus konnte die biochemisch zu erwartende unabhängige Produktion von CASA und CA 12-5 auch in der Praxis verifiziert werden [80]. Somit erscheint die kombinierte Bestimmung der beiden Tumormarker in der Diagnostik und bei Verlaufskontrolle des Ovarialkarzinoms sinnvoll. Einige Autoren zeigen dadurch eine Verbesserung der Sensitivität und insbesondere der Spezifität auf [13, 15, 47, 76, 105, 118]. Eine Verbesserung der Spezifität kann auch durch eine Erhöhung der Grenzwerte der Tumormarker erreicht werden. Der Anteil der Patientinnen mit gutartigen Erkrankungen nimmt mit steigenden CASA- bzw. CA 12-5-Werten ab [15, 80, 82, 118, 127]. Für die Diagnose des Ovarialkarzinoms im Frühstadium eignen sich auch die Muzine nur eingeschränkt (Tab. 2.9) [30, 79, 82]. McGuckin et al. [80] haben die Kombination der beiden Tumormarker mit Grenzwerten untersucht, die alle Patientinnen mit einer gutartigen Erkrankung ausschlossen. Diese Grenzwerte waren für CASA 6 U/ml und für CA 12-5 350 U/ml. CASA und/oder CA 12-5 waren erhöht in 69% der Fälle eines Ovarialkarzinoms. Mit diesen Grenzwerten wurden jedoch nur 20% der Frühstadien und keine LMP-Erkrankung identifiziert. Stadium N CASA CASA CA 12-5 CA 12-5 CA 12-5 CASA >6 oder >4 >6 > 35 > 130 > 350 CA 12-5 >350 Nges. N (%) N (%) N (%) N (%) N (%) N (%) I 27 7 (26) 5 (19) 13 (48) 4 (15) 3 (11) 6 (2) II 7 1 (14) 1 (14) 3 2 (29) 2 (29) 2 (29) III 87 58 (67) 51 (59) 81 (93) 70 (80) 47 (54) 65 (75) IV 23 19 (83) 18 (78) 23 (100) 16 (70) 13 (57) 21 (91) I – IV 144 85 (59) 75 (52) 120 (83) 65 (45) 94 (65) Tab. 2.9 (43) 92 (64) Prä-operative Serumkonzentration (U/ml) von CASA und CA 12-5 bei 14 Patientinnen mit einem Ovarialkarzinom, [82]. Malm et al. [76] fanden mit der gleichzeitigen Bestimmung von CASA und CA 12-5 für die Diagnose eines Ovarialkarzinoms eine Spezifität von 96% (CASA und CA 12-5 erhöht) und 26 eine Sensitivität von 88% (CASA oder CA 12-5 erhöht) heraus. CASA war bei 26 von 42 Patientinnen mit einem Ovarialkarzinom erhöht, CA 12-5 war bei 34 Patientinnen oberhalb des Normwertes. Devine et al. [34] untersuchten CASA, TPS und CA 12-5 bei 200 gesunden Frauen, bei 39 Patientinnen mit einem benignen Ovarialtumor oder uterinen Tumor und bei 54 Patientinnen mit einer malignen Ovarialerkrankung. CASA und TPS zeigten bei einem cut-off von 4 U/ml und 80 U/ml eine geringere Sensitivität (jeweils 56 % und 57 %) als CA 12-5 mit einem cutoff von 35 U/ml (85 %). Bei einem Grenzwert, der ein PPV von 100% ergab, lag die Sensitivität bei einer Erhöhung von CA 12-5 oder CASA bei 65 %, von CA 12-5 oder TPS bei 61 %, von CASA oder TPS bei 56 % und von CA 12-5 oder CASA oder TPS bei 69%. Die cut-off-Werte lagen in diesem Fall für CA 12-5 bei 345 U/ml, für CASA bei 6 U/ml und für TPS bei 359 U/ml. Außerdem wurden in der Konstellation CASA/CA 12-5 die meisten Frühfälle entdeckt (vier von 14 Fälle); die Sensitivität war jedoch für einen Einsatz als Screeninguntersuchung zu niedrig (29%). In derselben Arbeit wurde der post-operative Einsatz dieser Tumormarker untersucht. CA 12-5 allein diagnostizierte sieben von 11 Rezidiven mit einer „lead time“ von 4,6 Monaten. Auch CASA entdeckte sieben von 11 Rezidiven. Hier lag die „lead time“ bei 3,1 Monaten. Mit TPS wurden vier von 11 Rezidiven mit einer „lead time“ von 2,4 Monaten erkannt. Bei einer Erhöhung von CA 12-5 oder CASA wurden acht von 11 Rezidiven mit einer „lead time“ von 5,3 Monaten erkannt. Neben dem Stadium und der Residualerkrankung scheinen der prä-operative Wert von TPS und der post-operative Wert von CASA mit der Prognose assoziiert zu sein. Nach drei Jahren lebten 74% der Patientinnen, die post-operativ eine CASA-Konzentration unter 4 U/ml hatten und nur 31% der Frauen, die ein post-operatives CASA über 4 U/ml hatten. Eine Bestimmung von CA 12-5 innerhalb von zwei Wochen nach der operativen Behandlung des Ovarialkarzinoms erlaubt keine Einschätzung über den verbliebenen Residualtumor oder die Prognose, da es allein aufgrund der peritonealen Läsion erhöht sein kann [131]. Sliutz et al. [116] untersuchten ebenfalls die Fähigkeit der Tumormarker CA 12-5, CASA und TPS, ein auftretendes Rezidiv vorherzusagen. In dieser Studie zeigte sich, dass TPS besser als CASA in der Erkennung von Rezidiven geeignet ist, vor allem wenn der präoperative TPS-Wert erhöht ist. Von 30 Patientinnen mit einem Ovarialkarzinom entwickelten 12 ein Rezidiv. Bei vier dieser Frauen war CA 12-5 ein bis 24 Monate vor Feststellung des Rezidivs erhöht (durchschnittlich 3,5 Monate). CASA war nur bei zwei Frauen ein bis sechs Monate vorher erhöht (durchschnittlich 1,7 Monate). TPS war in sechs Fällen zwei bis 18 Monate vorher erhöht (durchschnittlich 4,6 Monate). 27 McGuckin et al. [82] machten die Beobachtung, dass Patientinnen, die prä-operativ CA 12-5 positiv und CASA negativ sind, zum Zeitpunkt des Auftretens des Rezidivs häufig ein negatives CA 12-5 und ein positives CASA aufweisen. Die Sensitivität von CASA in der Diagnostik von Rezidiven lässt sich mit der von CA 12-5 vergleichen (Tab. 2.10). Diese Beobachtung kann durch die biochemischen Grundlagen [52] erklärt werden und deckt sich mit dem Befund von anderen Autoren [93]. Eine Erhöhung der Muzinproduktion im Tumor und/oder ein Verlust der Glycosilierung bei Tumorprogress könnten den Gewinn an Sensitivität von CASA erklären. Tumormarker > 2 Monate vor < 2 Monate vor Nach Rezidiv- Keine Rezidivdiagnose Rezidivdiagnose diagnose Erhöhung N % N % N % N % CASA 14 44 6 19 3 9 9 28 CA 12-5 14 44 9 28 3 9 6 19 Beide 19 59 8 25 4 13 1 3 Tab. 2.10 Anzahl und prozentualer Anteil der Patientinnen mit erhöhter CASA- und/oder CA 12-5-Konzentration in Abhängigkeit vom Erfassungszeitpunkt relativ zum Zeitpunkt der Rezidivdiagnose, Nges. = 32 Patientinnen, [128] In vielen Arbeiten wurde bei Patientinnen mit einem Ovarialkarzinom die CASAKonzentration vergleichend zu CA 12-5 im Verlauf der Erkrankung untersucht [34, 55, 62, 66, 79, 84, 116, 126]. Ziel dieser Studien war es, nicht nur die Fähigkeit zur Rezidivfrüherkennung zu untersuchen, sondern auch die Möglichkeit des Einsatzes dieser Tumormarker als Prognosefaktor für den Verlauf der Erkrankung zu überprüfen. Ind et al. [55] untersuchten CA 12-5, „placental alkaline phosphatase“ (PlAP), CASA und freies ß-hCG zur Prognosebestimmung bei Patientinnen mit Ovarialkarzinom. Die Berücksichtigung der prä-operativen Werte von PlAP und CA 12-5 neben dem Erkrankungsstadium lieferte eine bessere Aussage bezüglich der Überlebenschance als das Erkrankungsstadium allein. Die prä-operativen CASA- und ß-hCG-Werte, das Alter, die Tumordifferenzierung und die Berücksichtigung des Nikotinabusus brachten keine Vorteile in der Prognoseschätzung. In der Arbeit von Ward et al. [126] war das Alter der Patientin das einzige statistisch signifikante Prognosekriterium. Allerdings hatten Patientinnen mit Residualerkrankung und unmittelbar post-operativ erhöhtem CASA oder CA 12-5 eine schlechtere Prognose. Das 28 mediane Überleben mit Residualerkrankung lag bei einem CASA unter 4 U/ml bei 66 Monaten, bei CASA über 4 U/ml bei 18 Monaten. Mit einem CA 12-5 unter 35 U/ml lag das mediane Überleben auch bei 66 Monaten, über 35 U/ml ebenfalls bei 18 Monaten. Patientinnen mit minimaler Residualerkrankung und hohem CASA hatten eine Überlebenskurve ähnlich wie die Frauen mit ausgeprägter Residualerkrankung. Von 23 Patientinnen mit einer negativen SLO hatten alle ein niedriges CA 12-5 und drei ein erhöhtes CASA. 18 Patientinnen hatten eine positive SLO, davon hatten sechs ein hohes CA 12-5 und 10 ein hohes CASA. Sechs Patientinnen hatten nur noch eine mikroskopische Erkrankung, drei davon hatten ein hohes CASA, keine ein hohes CA 12-5. Mit der kombinierten Erhöhung von CASA oder CA 12-5 wurde die Sensitivität für die Rezidiverkennung von 33 auf 62% erhöht. Eine prognostische Bedeutung für CASA und CA 12-5 fanden auch Kristen et al. [66] in einer Studie mit 42 Fällen eines fortgeschrittenen Ovarialkarzinoms heraus. Bei Patientinnen mit einer prä-operativ niedrigen Konzentration von CA 12-5 und CASA war eine komplette operative Sanierung häufiger möglich. CASA zeigte außerdem eine starke Korrelation mit der Radikalität der Operation und mit dem klinischen Verlauf der Erkrankung, war jedoch weniger sensitiv als CA 12-5 (Tab. 2.11). Klin. Situation N (=100%) CASA + CA 12-5 + CASA + CASA - CASA - CA 12-5 - CA 12-5 + CA 12-5 - Prä-operativ 42 62 % 2% 26% 10% Post-operativ (total) 39 51% 3% 13% 33% Ohne Tu-Rest / <2 cm 16 13% - 13% 74% Tu-Rest > 2 cm 23 79% 4% 13% 4% CR / NED 20 6% 6% - 88% 3 Mon. post-operativ 37 41% 8% 8% 43% Progression 35 66% 7% 19% 17% Tab. 2.11 CASA versus CA 12-5 beim Ovarialkarzinom: Prozentualer Anteil der Patientinnen mit erhöhten Serumwerten in unterschiedlichen klinischen Situationen (obere Grenzwerte: CASA = 4 U/ml, CA 12-5 = 65 U/ml), [66] Eine Studie [129] beschäftigt sich mit dem Vorkommen von CA 12-5 und CASA sowohl im Blut einer peripheren Vene, in der V. ovarica und in einer Omentalvene als auch in der Peritonealflüssigkeit von Patientinnen mit einer relevanten Tumormenge am Ovar. Die Konzentration beider Tumormarker lag in allen Fällen in der Peritonealflüssigkeit höher als im Blut einer peripheren Vene. Der Gradient zwischen V. ovarica und Peripherie war hinge- 29 gen gering. Vermutlich ist die Sekretion in den Peritonealraum größer als in das vaskuläre System. Von dort aus findet der größte Teil der Moleküle Zugang in den Blutkreislauf. 30 3 Fragestellung Untersuchungen in der Vergangenheit haben gezeigt, dass CA 12-5 aufgrund seiner geringen Spezifität für die Bestimmung aus der Peritonealflüssigkeit ungeeignet ist. Diese Arbeit untersucht das Vorkommen von CASA in der Peritonealflüssigkeit (Aszites oder Peritonealspülung) von Patientinnen mit Ovarialkarzinom, benignen Ovarialerkrankungen sowie von gesunden Frauen. CA 12-5 wird im Vergleich untersucht. Die Bestimmung von CASA als Tumormarker mit der größeren Spezifität könnte als Diagnoseparameter für Patientinnen mit Aszites unklarer Genese hilfreich sein. Die im klinischen Alltag relevante Frage, ob die Tumormarkerbestimmung in der Peritonealflüssigkeit von Frauen mit Unterbauchschmerzen ohne pathologisches Korrelat im Rahmen der diagnostischen Laparoskopie eine zusätzliche Sicherheit für den Ausschluss einer malignen Erkrankung bietet, soll ebenfalls beantwortet werden. Des Weiteren wird CASA im Serum hinsichtlich seiner Sensitivität und Spezifität in der Diagnose des Ovarialkarzinoms untersucht. Erhofft wird eine Verbesserung der präoperativen Diagnostik durch den komplementären Einsatz eines Tumormarkers mit höherer Spezifität neben CA 12-5. Die bisherigen Daten aus der Literatur zeigen eine höhere Spezifität und eine geringere Sensitivität für CASA im Vergleich zu dem bereits etablierten CA 12-5. Es soll überprüft werden, ob die Berücksichtigung von beiden Tumormarkern in der prä-operativen Diagnostik nützlicher ist, als die alleinige Bestimmung von CA 12-5. Es wurden prä-operativ Serumproben von Patientinnen mit einem abklärungsbedürftigen Ovarialbefund nach ihrer CASA-Konzentration untersucht. Zum Vergleich wurde CA 12-5 ebenfalls prä-operativ in den Serumproben der gleichen Patientinnen untersucht. 31 4 Patientinnen und Methodik 4.1 Patientinnen Untersucht wurden insgesamt 51 Frauen, die in der Zeit von August 2000 bis Februar 2003 in der Frauenklinik des Sana-Klinikums Remscheid operiert wurden. Zur besseren Vorstellung der Patientinnendaten wurden sie in drei Gruppen eingeteilt: Gesunde, Patientinnen mit benignen Erkrankungen und Patientinnen mit malignen Erkrankungen. 4.1.1 Gesunde Diese Gruppe umfasst 16 Patientinnen, bei denen eine Laparoskopie vorgenommen wurde. Bei acht Frauen wurde zusätzlich eine Tubenkoagulation durchgeführt. Bei sieben Frauen wurde die Laparoskopie aufgrund von Unterbauchschmerzen angeordnet. Fünf dieser sieben Frauen hatten physiologische Veränderungen (Corpus luteum) und eine leichte Adhäsionen im kleinen Becken. Bei einer Patientin mit Zustand nach einem Mammakarzinom wurden die Proben vor bzw. während einer prophylaktischen Adnexektomie sieben Monate nach Erstdiagnose des Mammakarzinoms entnommen. Die Patientin bekam zu diesem Zeitpunkt eine antihormonelle Therapie mit Tamoxifen. Da eine Erkrankungsfreiheit nicht zweifelsfrei nachgewiesen werden konnte und der Einfluss von Tamoxifen auf die Ovarien ungeklärt blieb, wurde die Patientin in der Auswertung nicht berücksichtigt. Allen im Folgenden gemachten Angaben liegen die Daten der verbleibenden 15 Patientinnen zugrunde. Das Durchschnittsalter in dieser Gruppe liegt bei 33,6 Jahren. Die jüngste Frau ist 18, die älteste 47 Jahre alt. Die Parität in dieser Gruppe liegt durchschnittlich bei 2,7 Kindern (0 – 7 Kinder). Eine Patientin leidet unter Asthma bronchiale. Darüber hinaus hat keine der Frauen eine Leber- oder Lungenerkrankung. Eine entzündliche Erkrankung liegt bei keiner der Untersuchten vor. Fünf Frauen sind Raucherinnen mit einem durchschnittlichen Zigarettenkonsum von 15 Zigaretten pro Tag (jeweils 4, 6, 15, 20 und 30 Zigaretten pro Tag). Bei keiner Patientin liegt ein Malignom in der Vorgeschichte vor. Die Blutabnahme aus einer peripheren Vene erfolgte immer unmittelbar vor der Durchführung des operativen Eingriffes. Drei Patientinnen hatten bis ca. 15 ml freie Flüssigkeit im Douglasraum. Die Flüssigkeit wurde zu Beginn des Eingriffes aspiriert und asserviert. Bei den restlichen 12 Frauen ohne freie Flüssigkeit im Douglasraum wurden die Ovarien zu 32 Beginn des Eingriffes mit 10 ml NaCl 0,9% beträufelt und die Flüssigkeit anschließend aus dem Douglasraum aspiriert und asserviert. 4.1.2 Patientinnen mit benignen Erkrankungen Zu dieser Gruppe zählen 16 Patientinnen, die aufgrund einer gutartigen Erkrankung des Ovars operiert wurden. Das Durchschnittsalter liegt bei 50 Jahren. Die jüngste Frau ist 19, die älteste 82 Jahre alt. Die Parität in dieser Gruppe liegt durchschnittlich bei einem Kind (0 bis 4 Kinder). Drei Patientinnen sind Raucherinnen (jeweils 20, 20 und 30 Zigaretten). Eine Patientin leidet unter chronischer Bronchitis. Ansonsten liegen keine weiteren Lungen- und Lebererkrankungen sowie keine entzündlichen Erkrankungen vor. Bei einer Patientin wurde neun Jahre zuvor eine „Neckdissection“ bei einem Tonsillenkarzinom und anschließend eine Cisplatin-Chemotherapie durchgeführt. Eine weitere Patientin wurde zehn Jahre zuvor bei einem Lymphom gastrektomiert. Beide Patientinnen waren zum Zeitpunkt der Untersuchung rezidivfrei. Bei einer Patientin wurde in der 13. SSW im Rahmen der Schwangerschaftsvorsorge ein großer, cystischer, septierter Ovarialtumor links festgestellt. Alle anderen Patientinnen sind nicht schwanger, und in neun Fällen liegen keine Beschwerden vor. Bei diesen asymptomatischen Patientinnen wurden die Ovarialtumoren im Rahmen der gynäkologischen Vorsorge als Zufallsbefund festgestellt. Zwei Patientinnen klagten über eine Zunahme des Leibesumfangs, zwei über Beschwerden beim Wasserlassen und drei über Unterbauchschmerzen. Sonographisch lag bei zwölf Patientinnen eine glatte, ein- oder mehrkammerige Ovarialcyste ohne soliden Binnenechos vor. Bei drei Patientinnen wiesen die cystischen Formationen kleine solide Anteile auf. Bei einer 78-jährigen Patientin war der Sonographiebefund dringend suspekt mit einem inhomogenen, zystisch-soliden Tumor. Eine sonographisch messbare Aszitesmenge konnte nur bei der schwangeren Patientin festgestellt werden. Bei neun Patientinnen wurde eine Laparotomie und bei sieben eine Laparoskopie durchgeführt. Eine Adnexektomie wurde bei 12 Patientinnen durchgeführt, ein organerhaltendes Vorgehen war bei vier Frauen möglich. Die histologische Untersuchung der Präparate ergab in vier Fällen ein seröses Cystadenom, in drei Fällen eine seröse Cyste, in vier Fällen ein muzinöses Cystadenom und in vier Fällen ein seröses Cystadenofibrom. Bei einer Patientin lagen sowohl ein seröses Cystadenom als auch ein seröses Cystadenofibrom vor (Abb. 4.1). 33 Seröse Cyste 18% Seröses Cystadenofibrom 29% Muzinöses Cystadenom 24% Seröses Cystadenom 29% Abb. 4.1: Histologische Subtypen der diagnostizierten benignen Ovarialerkrankungen Die Blutabnahme aus einer peripheren Vene erfolgte immer unmittelbar vor der Durchführung des operativen Eingriffes. Bei fünf Patientinnen lag zum Zeitpunkt der Operation freie Flüssigkeit im Douglasraum vor. Bei den restlichen 11 Patientinnen wurde die Spülflüssigkeit nach Injektion von 10 ml NaCl 0,9% wie oben beschrieben entnommen. 4.1.3 Patientinnen mit einer malignen Erkrankung Diese Gruppe umfasst 20 Patientinnen mit einem epithelialen Ovarialkarzinom. Durchschnittlich sind die Patientinnen dieser Gruppe 66,1 Jahre alt (38 bis 87 Jahre). Die Parität in dieser Gruppe liegt durchschnittlich bei 1,3 Kindern (0 – 4 Kinder). Vier Patientinnen sind Raucherinnen (jeweils 10, 10, 10 und 20 Zigaretten pro Tag). Bis auf eine Patientin mit Asthma bronchiale liegen keine weiteren Lungen- oder Lebererkrankungen in dieser Gruppe vor. Keine der Patientinnen leidet unter einer entzündlichen Erkrankung. Bei einer Patientin wurde ein Jahr zuvor ein Mammakarzinom festgestellt (Stadium pT4b G3). Nach 6 Zyklen einer Chemotherapie mit Epirubicin und Cyclophosphamid erhielt sie eine Hormontherapie mit Tamoxifen 20 mg/d. Zwei Patientinnen hatten vor der Diagnosestellung keinerlei Beschwerden. Bei drei Frauen wurden die Beschwerden nicht dokumentiert. Die zwei häufigsten Beschwerden waren Schmerzen und Zunahme des Leibumfanges (jeweils von sieben und vier Patientinnen ange- 34 geben). Je zwei Patientinnen gaben an, an einer postmenopausalen Blutung, an Gewichtsverlust, an Müdigkeit bzw. Abgeschlagenheit und an Blähungen gelitten zu haben. Je eine Patientin hatte ein Druckgefühl im Unterbauch, Obstipation, ein Völlegefühl und einen übel riechenden Ausfluss bemerkt. Der Ultraschallbefund war bei elf Patientinnen eindeutig suspekt. Bei fünf Patientinnen lagen kleine solide Anteile innerhalb einer Cyste vor. In zwei Fällen wurde nur Aszites festgestellt. Bei einer Patientin bestand der Verdacht auf ein Myom und bei einer Patientin waren mehrere solide Tumoren ohne Verbindung zu den Ovarien im kleinen Becken darstellbar. Die Häufigkeitsverteilung der Tumorstadien in dieser Gruppe wird in Abb. 4.2 dargestellt. Abb. 4.3 zeigt die histologische Klassifizierung der Ovarialkarzinome in dieser Gruppe. 8 Anzahl der Patientinnen 7 6 5 4 3 2 1 0 Stadium I Stadium II Stadium III Abb. 4.2: FIGO-Stadium der Patientinnen mit einem Ovarialkarzinom Stadium IV 35 endometrioides Adenokarzinom 1 muzinöses Cystadenokarzinom 2 undifferenziertes Adenokarzinom 3 papilläres/papillärseröses Adenokarzinom 11 klarzelliges Adenokarzinom 3 Abb. 4.3: Histologische Subtypen der diagnostizierten Ovarialkarzinome und jeweils Anzahl der Fälle Insgesamt elf Karzinome weisen ein Grading 3 und sechs ein Grading 2 auf. Je ein Karzinom weist ein Grading 1 und 3-4 auf. Bei einem Karzinom ist das Grading unbekannt. Die zytologische Untersuchung des Aszites wurde bei 14 von 20 Patientinnen veranlasst. Das Ergebnis ist in 7 Fällen positiv. Eine Abhängigkeit vom Tumorstadium kann nicht festgestellt werden. Zwei Patientinnen im Frühstadium (Stadium I/II) haben eine positive Zytologie und vier eine negative. Drei Patientinnen im fortgeschrittenen Stadium (Stadium III/IV) haben eine negative Zytologie und fünf eine positive. Eine radikale Operation wurde bei 18 Patientinnen durchgeführt. Soweit die Organe noch vorhanden waren, wurde eine Hysterektomie mit Adnexektomie, eine Appendektomie, eine Omentektomie, in vier Fällen eine pelvine Lymphonodektomie und in fünf Fällen eine pelvine und paraaortale Lymphonodektomie durchgeführt. Ein ausgedehntes Tumordebulking wurde immer angestrebt, eine Darmteilresektion wurde bei fünf Patientinnen durchgeführt, eine Cholecystektomie bei 2, eine Teilresektion der Harnblase bei einer und eine Milzexstirpation ebenfalls bei einer Patientin. Der belassene Tumorrest war in neun Fällen kleiner als 0,5 cm. In einem Fall war er zwischen 0,5 und 1 cm, in sieben Fällen zwischen 1 und 5 cm und in zwei Fällen größer als 5 cm. In einem Fall wurde der verbliebene Tumorrest nicht angegeben. 36 Eine 38-jährige Patientin im Stadium Ia wurde fertilitätserhaltend operiert. Es wurde eine Längslaparotomie mit Adnexektomie rechts, Appendektomie und Entfernung von zwei palpablen paraaortalen Lymphknoten durchgeführt. Eine 87-jährige Patientin in reduziertem Allgemeinzustand bekam eine Laparotomie mit beidseitiger Adnexektomie. Als Nachbehandlung erhielten elf Frauen sechs Zyklen einer Carboplatin-TaxolChemotherapie. Eine adjuvante Chemotherapie wurde bei zwei Patientinnen aufgrund des günstigen Tumorbefundes und bei einer Patientin aufgrund des reduzierten Allgemeinzustandes nicht durchgeführt. Zwei Frauen erhielten sechs Zyklen einer CarboplatinEndoxan-Chemotherapie. Bei einer Patientin wurde die Chemotherapie mit CarboplatinEndoxan aufgrund der sehr schlechten Verträglichkeit nach einem Zyklus abgebrochen. Bei einer weiteren Patientin wurde die Gabe von Endoxan als Monotherapie nach zwei Zyklen ebenfalls aufgrund der sehr schlechten Verträglichkeit abgebrochen. Eine Patientin erhielt eine palliative Therapie mit Treosulfan und eine weitere mit Medroxyprogesteron. Die Blutabnahme aus einer peripheren Vene erfolgte auch in dieser Gruppe unmittelbar vor der Durchführung des operativen Eingriffes. Bei 18 Patientinnen lag zum Zeitpunkt der Operation freie Flüssigkeit im Bauchraum vor. Bei den restlichen zwei Patientinnen wurde die Spülflüssigkeit nach Gabe von 10 ml NaCl 0,9% wie oben beschrieben entnommen. 4.2 Behandlung der Proben und Tumormarkerbestimmung Die Proben wurden unmittelbar nach der Abnahme zentrifugiert und bei –20°C bis zur Messung gelagert. Die Serum- und Peritonealflüssigkeitsproben wurden in der Gemeinschaftspraxis für Laboratoriumsmedizin Dr. Stein und Partner in Mönchengladbach untersucht. Die Tumormarkerbestimmung erfolgte mit kommerziellen Kits. CA 12-5 wurde mit den Elecsys® Systemen1010/2010/Modular Analytics E170 der Firma Roche Diagnostics GmbH und CASA mit dem CASA-ELISA medac der Firma Medac, Gesellschaft für klinische Spezialpräparate mbH untersucht. Alle Proben wurden gleichzeitig untersucht, um eine Interassayvarianz zu verhindern. Die Hersteller der Kits weisen darauf hin, dass diese für die Untersuchung von Serumproben entwickelt wurden. Das Blutserum besteht überwiegend aus Wasser, es entsteht nach der Gerinnung von Fibrin mit den Blutzellen. In dieser nun ungerinnbaren Flüssigkeit verbleiben 7% Proteine und eine geringere Menge Elektrolyte und Nährstoffe. Die freie Flüssigkeit im 37 Bauchraum aus nicht entzündlicher Genese ist in der Regel ein Transsudat. Sie ist von seröser Qualität und zeichnet sich durch Zellarmut und geringen Eiweißgehalt (unter 3%) aus. Bis auf den Proteingehalt sind Serum und Transsudat als Flüssigkeit miteinander vergleichbar. Eine Tumormarkerbestimmung in der Peritonealflüssigkeit kann daher als unproblematisch angesehen werden. 4.2.1 Bestimmung von CA 12-5 Als Fänger-Antikörper dient M 11 (Festphase-Antikörper). OC 12-5 dient als DetektorAntikörper. In der folgenden Aufstellung sind die Reagenzien beschrieben. M: Streptavidin beschichtete Mikropartikel, 0,72 mg/ml; Bindekapazität: 470 ng Biotin/mg Mikropartikel R1: Anti-CA 12-5 II-AK~Biotin; Biotinylierter, monoklonaler Anti-CA 12-5 Antikörper (M11; Maus) 1 mg/l, Phosphatpuffer 100 mmol/l, pH 7,4 R2: Anti-CA 12-5-AK~Ru(bpy)2/3+; Monoklonaler Anti-CA 12-5 Antikörper (OC 12-5; Maus) markiert mit Ruthenium-Komplex 1 mg/l; Phosphatpuffer 100 mmol/l, pH 7,4 Die Messung erfolgt vollautomatisch über ein Elektrochemilumineszenz-Verfahren. Dieses Verfahren kombiniert die konventionelle Antigen-Antikörper-Reaktion immunologischer Tests mit einer elektrochemischen Nachweisreaktion. Dabei wird Licht erzeugt und quantitativ gemessen. In einer ersten Inkubation bilden 20 μl Probe einen Sandwich-Komplex mit dem biotinylierten monoklonalen Antikörper M11 und mit dem mit Ruthenium-Komplex markierten monoklonalen Antikörper OC 12-5. Nach Zugabe von Streptavidin beschichteten Mikropartikeln wird der Komplex über eine Wechselwirkung zwischen Biotin-Streptavidin an die Festphase gebunden. Das Reaktionsgemisch wird in die Messzelle überführt, wo die Mikropartikel durch magnetische Wirkung auf der Oberfläche der Elektrode fixiert werden. Der Ruthenium-Komplex durchläuft eine Reduktions-Oxydations-Reaktion. Durch Anlegen einer positiven elektrischen Spannung wird der Ruthenium-Komplex an der Oberfläche der Elektrode von Ru 2+ zu Ru 3+ oxydiert. Gleichzeitig wird auch Tripropylamin (TPA), das in der umgebenden Flüssigkeit (Procell) enthalten ist, durch die positive Spannung zu einem freien Radikal oxydiert. Das TPA-Radikal ist instabil und hat die Eigenschaft im oxydierten Zustand als starkes Reduktionsmittel zu wirken, so dass es ein zweites Elektron (und ein Proton) abgibt, das chemisch auf Ruthenium übertragen wird und dieses von Ru 3+ auf Ru 2+ reduziert. Bei der Reduktion wird Licht abgegeben, das von einem Fotomultiplier gemes- 38 sen wird. Die Ergebnisse werden anhand einer Kalibrationskurve ermittelt. Diese wird durch eine 2-Punkt-Kalibration und eine über den Reagenzbarcode mitgelieferte Masterkurve Geräte spezifisch generiert. Der Messbereich liegt zwischen 0,6 und 5000 U/ml. Werte unterhalb der Nachweisgrenze werden als < 0,6 U/ml angegeben. Werte oberhalb des Messbereichs werden verdünnt, der Messbereich ist damit bis 25.000 U/ml erweitert. Die von der Firma Roche Diagnostics GmbH dokumentierte Intraassayvarianz liegt für Humanserum zwischen 0,7 und 3,3%. 4.2.2 Bestimmung von CASA Es werden zwei monoklonale Antikörper eingesetzt. Der murine IgG-Antikörper BC2 dient als Fänger-Antikörper. Der murine IgM-Antikörper BC3 dient als Detektor-Antikörper. Folgende Reagenzien werden verwendet: Mikrotiterplatte: Beschichtet mit Anti-CASA-Antikörper BC2 Standards: 6 Röhrchen à 200 μl mit 2, 4, 8, 16, 32 und 64 U/ml CASA, Natriumazid (0,1%) und Thimerosal (0,02%) enthaltend Positive Kontrolle: 1 Röhrchen à 200 μl, humanes Serum (Konzentrationsangabe chargenabhängig auf dem Etikett vermerkt), Natriumazid (0,1%) und Thimerosal (0,02%) enthaltend Negative Kontrolle: 1 Röhrchen à 2 ml, humanes Serum (Konzentration < 2 U/ml), Natriumazid (0,1%) und Thimerosal (0,02%) enthaltend mAK BC3: 1 Röhrchen à 100 μl Konjugat: 1 Röhrchen à 50 μl, HRP-konjugiertes Anti-Maus-IgM (Fc), Thimerosal (0,02%) enthaltend ABTS-Substrat Verdünnungspuffer: pH 7,5 Waschpuffer: PBS, pH 7,2 Stopplösung: 2,5% Natriumfluorid (NaF) Das Kit CASA-ELISA der Firma Medac GmbH arbeitet nach einem Sandwich-Verfahren. Die einzelnen Verfahrensschritte werden weitgehend manuell durchgeführt. Der Antikörper BC2 ist auf der Mikrotiterplatte fixiert und bindet nach Hinzufügen von 25 μl der Probe und 39 von 75 µl Verdünnungspuffer pro Vertiefung das vorliegende CASA. Nach diesem ersten Schritt werden die Proben 60 Minuten bei Raumtemperatur in einer feuchten Kammer inkubiert. Im zweiten Reaktionsschritt wird der Antikörper BC3 (100 µl pro Vertiefung) an das auf der Platte fixierte CASA angelagert. Hiernach erfolgen eine Waschung der Proben und eine erneute Inkubation über 30 Minuten. Der Nachweis des gebundenen CASAKomplexes erfolgt über die Zugabe eines Peroxidase-markierten Konjugats (Anti-Maus-IgMPOD-Konjugat, 100 µl pro Vertiefung). Die Proben müssen erneut gewaschen und inkubiert werden. Im nächsten Schritt erhalten die Proben 100 µl ABTS-Substrat und werden 20 bis 30 Minuten bei Raumtemperatur außerhalb der Feuchtkammer inkubiert. Die Peroxidase modifiziert das ABTS-Substrat. Ein Farbkomplex entsteht, die OD des Reaktionsproduktes korreliert mit der CASA-Konzentration der Probe. Die photometrische Auswertung erfolgt bei 405 nm Wellenlänge. Die Nachweisgrenze entspricht mit 2 U/ml der Konzentration des niedrigsten Standards. Die von der Firma Medac durch interne Kontrollen ermittelte Intraassayvarianz liegt bei 5 bis 10%. 4.3 Datenerfassung und Statistik Die klinischen Daten wurden anhand eines hierfür angefertigten Formulars erhoben (Anhang III). Erfasst wurden persönliche und allgemeine anamnestische Daten der Patientinnen, insbesondere die Beschwerden, die eingenommenen Medikamente, der Alkohol- und Nikotinabusus, das Vorhandensein von Leber- und Lungenerkrankungen sowie von Malignomen in der Vorgeschichte. Ebenfalls wurden die prä-operativen allgemeinen laborchemischen Werte erhoben, um eine entzündliche Erkrankung auszuschließen. Daten zum Tumorstadium und das Ergebnis der zytologischen Untersuchung wurden ebenfalls erfasst. Alle erhobenen Werte für CASA und CA 12-5 prä-operativ im Serum und in der Peritonealflüssigkeit sind im Anhang II dargestellt. In Kapitel 5 werden die Werte für CA 12-5 und CASA prä-operativ im Serum und in der Peritonealflüssigkeit zunächst für die einzelnen Gruppen deskriptiv dargestellt. Die fünf statistischen Parameter (Mittelwert, Standardabweichung, Median, Minimum und Maximum) und die Spannweite werden für jede Gruppe genannt. Für die statistische Auswertung wurden alle CASA-Werte unterhalb der Nachweisgrenze von 2 U/ml sowohl im Serum als auch in der Peritonealflüssigkeit zu 1 U/ml definiert. 40 Die drei Gruppen werden hinsichtlich ihrer Ergebnisse miteinander verglichen. Für die Feststellung einer statistischen Signifikanz zwischen den Ergebnissen wird ein nichtparametrischer Test für zwei unabhängige Stichproben angewendet (Mann-Whitney-Test, SPSS Statistics Version 17.0). Die Ergebnisse werden als statistisch signifikant bezeichnet, wenn die mit diesem Test errechneten p-Werte (probability-Werte) ≤ 0,05 liegen. Bei Werten ≤ 0,003 werden die Ergebnisse als hoch signifikant bezeichnet. Es werden Punktediagramme angefertigt, um einen vermuteten Zusammenhang zwischen den Tumormarkerwerten in der Peritonealflüssigkeit und im Serum zu überprüfen. Darüber hinaus wird jeweils der Korrelationskoeffizient nach Kendall-Tau berechnet. Abschließend werden die Sensitivität und die Spezifität für beide Tumormarker im Serum und in der Peritonealflüssigkeit berechnet. Zur Ermittlung günstiger Grenzwerte für CA 12-5 und CASA in der Peritonealflüssigkeit wird eine ROC-Analyse durchgeführt. 41 5 Ergebnisse 5.1 CASA und CA 12-5 im Serum und in der Peritonealflüssigkeit von gesunden Frauen Der CASA-Wert lag im Serum mit 23,8 U/ml nur bei einer Patientin oberhalb des Grenzwertes von 4 U/ml. Diese Patientin gehört zu den vier Raucherinnen in dieser Gruppe (15 Zigaretten/Tag). Bei allen anderen Patientinnen lag CASA unter der Nachweisgrenze von 2 U/ml. CA 12-5 lag mit 35,6 U/ml ebenfalls nur bei einer Patientin oberhalb des Grenzwertes von 35 U/ml. Für diese Patientin liegen keine Faktoren vor, die bekanntlich ein falsch-positives Ergebnis verursachen können. Anders als im Serum sind für die Bestimmung in der Peritonealflüssigkeit keine Normwerte der beiden Tumormarker bekannt. Bei allen 15 gesunden Patientinnen war CA 12-5 in der Peritonealflüssigkeit nachweisbar. Abb. 5.1 zeigt die Einzelwerte. CASA war in keinem Fall nachweisbar. 2.500 2.000 1.500 1.000 500 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Abb. 5.1: CA 12-5 in U/ml in der Peritonealflüssigkeit von gesunden Frauen 13 14 15 42 In der Gruppe der Gesunden hatten drei Patientinnen eine geringe Aszitesmenge, bei den 12 anderen Patientinnen wurde Peritonealspülflüssigkeit wie unter 4.1. beschrieben, entnommen. Für CA 12-5 liegt kein signifikanter Unterschied zwischen den Werten, die im Aszites und in der Peritonealspülung erhoben wurden, vor (p=1,0). Tab. 5.1 zeigt die Maßzahlen für CA 12-5 in den zwei Probenarten. CA 12-5 im Aszi- CA 12-5 in tes (U/ml) Spülflüssigkeit (n=3) (U/ml) (n=12) Mittelwert 1048 1056 Standardabw. 990 669 Median 495 1004 Minimum 457 156 Maximum 2191 2136 Spannweite 1734 1980 der Tab. 5.1: CA 12-5 im Aszites und in der Spülflüssigkeit (n=15) Die statistischen Parameter für CA 12-5 und CASA im Serum und in der Peritonealflüssigkeit in dieser Gruppe werden in Tab. 5.2 dargestellt. Werte bei CA 12-5 im CASA im CA 12-5 in der CASA in der gesunden Serum (U/ml) Serum (U/ml) Peritonealflüs- Peritonealflüs- sigkeit (U/ml) sigkeit (U/ml) Frauen Mittelwert 16,3 2,5 1054 1 Standardabw. 10,1 5,9 701 0 Median 12,7 1 982 1 Minimum 5,2 1 156 1 Maximum 35,6 23,8 2191 1 Spannweite 30,4 22,8 2035 0 Tab. 5.2: Statistische Parameter für CA 12-5 und CASA im Serum und in der Peritonealflüssigkeit (Aszites und Spülflüssigkeit) bei gesunden Frauen (n=15) 43 5.2 CASA und CA 12-5 im Serum und in der Peritonealflüssigkeit von Frauen mit einer gutartigen Ovarialerkrankung Keine der Patientinnen mit einer gutartigen Ovarialerkrankung wies einen erhöhten CASASpiegel im Serum auf. Bei zwei Patientinnen wurde ein erhöhtes CA 12-5 im Serum festgestellt. Die Werte lagen bei 81,3 U/ml und 41,4 U/ml. Beide Patientinnen waren keine Raucherinnen, eine litt unter einer chronischen Bronchitis, die andere hatte einen kleinen Endometrioseherd im Perimetrium. Die diagnostizierte Ovarialerkrankung war bei diesen Frauen eine seröse Ovarialcyste bzw. ein seröses Kystom. In der Peritonealflüssigkeit war CASA nur bei Patientin Nr. 3 mit 4 U/ml, bei Patientin Nr. 13 mit 6,6 U/ml und bei Patientin Nr. 16 mit 2,2 U/ml nachweisbar. Bei den Patientinnen Nr. 3 und 13 wurde jeweils eine seröse Ovarialcyste diagnostiziert. Bei der Patientin Nr. 16 wurde ein seröses Cystadenofibrom festgestellt. Patientinnen Nr. 3 und Nr. 16 rauchten 30 und 20 Zigaretten am Tag. Patientin Nr. 13 wies keine der Faktoren auf, die bekanntlich für ein falsch-positives Ergebnis im Serum verantwortlich sein können. CA 12-5 war bei allen 16 Patientinnen in der Peritonealflüssigkeit nachweisbar. Die Werte sind in Abb. 5.2 dargestellt. Der niedrigste Wert wurde bei einer 70-jährigen Patientin mit einem muzinösen Kystadenom gemessen. Der höchste Wert wurde bei einer 30-jährigen Patientin mit einem serösen Cystadenofibrom erfasst. Sie war weder Raucherin noch litt sie unter einer pulmonalen, hepatischen oder entzündlichen Erkrankung. Auch eine Endometriose lag nicht vor. Bei der einzigen schwangeren Patientin in dieser Gruppe (Patientin Nr. 11) wurde ein muzinöses Kystadenom festgestellt. In der Peritonealflüssigkeit dieser Patientin lag CA 12-5 mit 365 U/ml relativ niedrig. CASA lag bei dieser Patientin unterhalb der Nachweisgrenze. 44 3.000 2.800 2.600 2.400 2.200 2.000 1.800 1.600 1.400 1.200 1.000 800 600 400 200 0 24.042 U/ml, gekappt bei 3000 U/ml 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Abb. 5.2: CA 12-5 in U/ml in der Peritonealflüssigkeit von Frauen mit einer gutartigen Ovarialerkrankung Unter den benignen Fällen wiesen fünf Patientinnen Aszites auf. Bei elf Patientinnen wurde eine Peritonealspülung durchgeführt. In den drei Fällen eines nachweisbaren CASA kam dies einmal in der Peritonealspülflüssigkeit und zwei Mal im Aszites vor. Für CA 12-5 kann kein signifikanter Unterschied (p=0,336) zwischen den Werten im Aszites und in der Peritonealspülung nachgewiesen werden. Tab. 5.3 zeigt die statistischen Parameter für beide Probenarten. CA 12-5 im CA 12-5 in Aszites (U/ml) Spülflüssigkeit (n=5) (U/ml) (n=11) Mittelwert 973 2797 Standardabw. 559 7076 Median 948 584 Minimum 365 28,2 Maximum 1872 24.042 Spannweite 1507 24.013,8 der Tab. 5.3: CA 12-5 im Aszites und in der Spülflüssigkeit (n=16) 45 Die statistischen Parameter für CA 12-5 und CASA im Serum und in der Peritonealflüssigkeit in dieser Gruppe werden in Tab. 5.4 dargestellt. Werte bei einer CA 12-5 im CASA im CA 12-5 in der CASA in der gutartigen Ovarial- Serum (U/ml) Serum (U/ml) Peritonealflüs- Peritonealflüs- sigkeit (U/ml) sigkeit (U/ml) erkrankung Mittelwert 19,7 1,4 2227 1,6 Standardabw. 19,3 0,85 5850 1,5 Median 13 1 689 1 Minimum 5,9 1 28,2 1 Maximum 81,3 3,7 24.042 6,6 Spannweite 75,4 2,7 24.013,8 5,6 Tab. 5.4: Statistische Parameter für CA 12-5 und CASA im Serum und in der Peritonealflüssigkeit (Aszites und Spülflüssigkeit) bei Frauen mit einer gutartigen Ovarialerkrankung (n=16) 5.3 CASA und CA 12-5 im Serum und in der Peritonealflüssigkeit von Frauen mit einem Ovarialkarzinom Bei acht von 20 Patientinnen lag CASA im Serum über dem Grenzwert von 4 U/ml. Die Einzelwerte sind in Abb. 5.3 dargestellt. Bei 17 Patientinnen lag das CA 12-5 im Serum über dem Grenzwert von 35 U/ml. Die gemessenen Werte sind in Abb. 5.4 dargestellt. 46 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 * - Werte liegen unter der Nachweisgrenze 185 U/ml, gekappt bei 30 U/ml 512 U/ml, gekappt bei 30 U/ml Grenzwert * 1 2 3 * 4 5 6 7 * * * 8 9 10 * 11 12 13 14 15 16 * * * 17 18 19 20 Abb. 5.3: CASA in U/ml im Serum bei Frauen mit einem Ovarialkarzinom 1.400 1.300 11.672 U/ml, gekappt bei 1.400 U/ml 1.200 1.100 1.000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 Grenzwert 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Abb. 5.4: CA 12-5 in U/ml im Serum von Patientinnen mit einem Ovarialkarzinom In 14 Fällen war CASA in der Peritonealflüssigkeit der Patientin nachweisbar. Die Einzelwerte sind in Abb. 5.5 dargestellt. CA 12-5 in der Peritonealflüssigkeit konnte bei allen Patientinnen mit Ovarialkarzinom nachgewiesen werden. Die Einzelwerte sind in Abb. 5.6 dargestellt. 47 50 * - Werte liegen unter der Nachweisgrenze 355 U/ml, gekappt bei 50 U/ml 45 40 35 30 25 20 15 10 5 * * * * 8 9 * * 17 18 0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 19 20 Abb. 5.5: CASA in U/ml in der Peritonealflüssigkeit von Frauen mit einem Ovarialkarzinom 5000 11549 U/ml, gekappt bei 5000 U/ml 4500 4000 33851 U/ml, gekappt bei 5000 U/ml 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Abb. 5.6: CA 12-5 in U/ml in der Peritonealflüssigkeit von Frauen mit einem Ovarialkarzinom 48 In dieser Gruppe hatten 18 Patientinnen Aszites. Eine Peritonealspülung war nur in zwei Fällen notwendig. Es besteht kein signifikanter Unterschied zwischen den im Aszites und in der Peritonealspülung erhobenen Werten (CASA p=0,798, CA 12-5 p=0,705). Das Vorkommen beider Tumormarker in den zwei Probenarten wird anhand der statistischen Parameter in Tab. 5.5 dargestellt. CA 12-5 im CA 12-5 in der CASA im Aszi- CASA in der Aszites (U/ml) Spülflüssigkeit tes (U/ml) Spülflüssigkeit (n=18) (U/ml) (n=2) (n=18) (U/ml) (n=2) Mittelwert 4312 2195 32,8 18,6 Standardabw. 7778 2599 81,8 20,2 Median 2046 2195 9,9 18,6 Minimum 725 357 1 4,3 Maximum 33.851 4033 355 32,9 Spannweite 33.126 3676 354 28,6 Tab. 5.5: CA 12-5 und CASA im Aszites und in der Peritonealspülung (n=20) Die statistischen Parameter für CASA und CA 12-5 im Serum und in der Peritonealflüssigkeit werden in Tab. 5.6 zusammengefasst. Werte bei einer CA 12-5 im CASA im CA 12-5 in der CASA in der malignen Ovarial- Serum Serum Peritonealflüs- Peritonealflüs- erkrankung (U/ml) (U/ml) sigkeit (U/ml) sigkeit (U/ml) Mittelwert 905 38,8 4101 31,4 Standardabw. 2555 119 7410 77,7 Median 261 2,4 2046 9,9 Minimum 14,6 1 357 1 Maximum 11.672 512 33.851 355 Spannweite 11.657,4 511 33.494 354 Tab. 5.6: Statistische Parameter für CA 12-5 und CASA im Serum und in der Peritonealflüssigkeit (Aszites und Peritonealspülung) bei Frauen mit einer malignen Ovarialerkrankung (n=20) Ein Vergleich der Tumormarkerwerte der Ovarialkarzinome in den Anfangsstadien (I und II, 7 Fälle) mit denen in fortgeschrittenen Stadien (III und IV, 13 Fälle) deutet darauf hin, dass 49 der Tumormarkerwert mit fortschreitender Tumorgröße ansteigt. Dies gilt für CA 12-5 und für CASA sowohl für die Werte im Serum als auch in der Peritonealflüssigkeit. In Tab. 5.7 sind die statistischen Parameter für CASA und CA 12-5 im Serum dargestellt. Sowohl für CA 12-5 als auch für CASA ist der Unterschied in den zwei Stadiumgruppen statistisch signifikant (p = 0,008 für CA 12-5 und p = 0,011 für CASA). CA 12-5 im Serum (U/ml) CASA im Serum (U/ml) FIGO-Stadium FIGO-Stadium FIGO-Stadium FIGO-Stadium I/II (n=7) III/IV (n=13) I/II (n=7) III/IV (n=13) Mittelwert 115 1330 1,6 58,8 Standardabw. 144 3125 1,7 145 Median 79,8 512 1 7 Minimum 14,6 21 1 1 Maximum 427 11.672 5,4 512 Spannweite 412,4 11.651 4,4 511 Tab. 5.7: CA 12-5 und CASA im Serum unterteilt nach Tumorstadium (n=20) Tab. 5.8 gibt die Parameter für die Werte in der Peritonealflüssigkeit an. Für CA 12-5 ist der Unterschied der Werte in den zwei Gruppen (Stadium I/II und Stadium III/IV) statistisch nicht signifikant (p = 0,322). Für CASA hingegen zeigt sich Signifikanz (p = 0,006). CA 12-5 in der Peritonealflüs- CASA in der Peritonealflüssigsigkeit (U/ml) keit (U/ml) FIGO-Stadium FIGO-Stadium FIGO-Stadium FIGO-Stadium I/II (n=7) III/IV (n=13) I/II (n=7) III/IV (n=13) Mittelwert 1781 5350 5,8 45,1 Standardabweichung 1185 9023 12 94,3 Median 1396 2420 1 15,4 Minimum 843 357 1 1 Maximum 4033 33.851 32,9 355 Spannweite 3190 33.494 31,9 354 Tab. 5.8: CA 12-5 und CASA in der Peritonealflüssigkeit unterteilt nach Tumorstadium (n=20) 50 5.4 Statistische Analyse zwischen den Gruppen In den Abbildungen Abb. 5.7 und Abb. 5.8 sind Kastengrafiken (Box-Whisker-Plots) der beiden Tumormarker im Serum und in der Peritonealflüssigkeit jeweils für alle Gruppen dargestellt. Die Mediane sind als Striche innerhalb des Kastens abgebildet, welcher 50% aller Werte beinhaltet (Interquartilsabstand). Die Linien oberhalb und unterhalb der Kästen erstrecken sich jeweils bis zum Maximal- bzw. Minimalwert. Auf eine gesonderte Darstellung von Ausreißern wurde verzichtet. In den Gruppen Gesunde und Benigne ist der Interquartilsabstand bei CASA im Serum wie in der Peritonealflüssigkeit jeweils Null. Die Ursache hierfür ist, dass über 75% aller CASAWerte in diesen Gruppen unter der Nachweisgrenze liegen und mit 1 U/ml bewertet wurden. CASA im Serum CA 12-5 im Serum 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 600 550 11.672 U/ml, gekappt bei 600 U/ml 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Gesunde Benigne Ovarialk. 512 U/ml, gekappt bei 25 U/ml Gesunde Benigne Ovarialk. Abb. 5.7: Kastengrafiken (Box-Whisker-Plots) aller Gruppen für CA 12-5 und CASA im Serum; Tumormarkerkonzentrationen in U/ml 51 CASA in der Peritonealfl. CA 12-5 in der Peritonealfl. 25000 24000 23000 22000 21000 20000 19000 18000 17000 16000 15000 14000 13000 12000 11000 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 50 33.851 U/ml, gekappt bei 25.000 45 355 U/ml, gekappt bei 50 U/ml 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Gesunde Benigne Ovarialk. Gesunde Benigne Ovarialk. Abb. 5.8: Kastengrafiken (Box-Whisker-Plots) aller Gruppen für CA 12-5 und CASA in der Peritonealflüssigkeit; Tumormarkerkonzentrationen in U/ml 5.4.1 Gruppe Gesunde versus Gruppe Ovarialkarzinom In Tab. 5.9 sind die statistischen Parameter für CA 12-5 und CASA im Serum zusammengefasst. Tab. 5.10 zeigt die statistischen Parameter der beiden Tumormarker in der Peritonealflüssigkeit. Die erhöhten Tumormarkerwerte bei der Gruppe mit Ovarialkarzinom sind in allen Vergleichen signifikant. Im Serum ergibt sich p < 0,001 für CA 12-5 und p=0,006 für CASA. In der Peritonealflüssigkeit liegen die Signifikanzniveaus bei p = 0,006 für CA 12-5 und p < 0,001 für CASA. 52 CA 12-5 im Serum (U/ml) CASA im Serum (U/ml) Gesunde Gesunde Ovarialkarzinom Ovarialkarzinom Mittelwert 16,3 905 2,5 38,8 Standardabweichung 10,1 2555 5,9 119 Median 12,7 261 1 2,4 Minimum 5,2 14,6 1 1 Maximum 35,6 11.672 23,8 512 Spannweite 30,4 11.657,4 22,8 511 Tab. 5.9: CA 12-5 und CASA im Serum bei gesunden Frauen und bei Frauen mit einem Ovarialkarzinom CA 12-5 in der Peritonealflüs- CASA in der Peritonealflüssigsigkeit (U/ml) Gesunde keit (U/ml) Ovarialkarzi- Gesunde nom Ovarialkarzinom Mittelwert 1054 4101 1 31,4 Standardabweichung 701 7410 0 77,7 Median 982 2046 1 9,9 Minimum 156 357 1 1 Maximum 2191 33.851 1 355 Spannweite 2035 33.494 0 354 Tab. 5.10: CA 12-5 und CASA in der Peritonealflüssigkeit bei gesunden Frauen und bei Frauen mit einem Ovarialkarzinom 53 5.4.2 Gruppe Benigne versus Gruppe Ovarialkarzinom In Tab. 5.11 sind die statistischen Parameter für CA 12-5 und CASA im Serum dargestellt. Tab. 5.12 zeigt die Daten für den Tumormarkergehalt in der Peritonealflüssigkeit. CA 12-5 im Serum (U/ml) CASA im Serum (U/ml) Benigne Benigne Ovarialkarzinom Ovarialkarzinom Mittelwert 19,7 905 1,4 38,8 Standardabweichung 19,3 2555 0,85 119 Median 13 261 1 2,4 Minimum 5,9 14,6 1 1 Maximum 81,3 11.672 3,7 512 Spannweite 75,4 11.657,4 2,7 511 Tab. 5.11: CA 12-5 und CASA im Serum bei Frauen mit einer benignen Ovarialerkrankung und bei Frauen mit einem Ovarialkarzinom CA 12-5 in der Peritonealflüssig- CASA in der Peritonealflüssigkeit (U/ml) Benigne keit (U/ml) Ovarialkarzinom Benigne Ovarialkarzinom Mittelwert 2227 4101 1,6 31,4 Median 5850 7410 1,5 77,7 Standardabweichung 689 2046 1 9,9 Minimum 28,2 357 1 1 Maximum 24.042 33.851 6,6 355 Spannweite 24.013,8 33.494 5,6 354 Tab. 5.12: CA 12-5 und CASA in der Peritonealflüssigkeit bei Frauen mit einer benignen Ovarialerkrankung und bei Frauen mit einem Ovarialkarzinom Auch gegenüber der Gruppe Benigne sind die Tumormarkerwerte bei der Gruppe mit Ovarialkarzinom in den vier betrachteten Vergleichen signifikant erhöht. Im Serum liegen die Signifikanzniveaus bei p < 0,001 für CA 12-5 und p = 0,013 für CASA. In der Peritonealflüssigkeit liegt der Wert sowohl für CA 12-5 als auch für CASA bei p = 0,001. 54 5.4.3 Gruppe Gesunde versus Gruppe Benigne In Tab. 5.13 und Tab. 5.14 werden die statistischen Parameter für CA 12-5 und CASA im Serum und in der Peritonealflüssigkeit dieser beiden Gruppen dargestellt. Zwischen den Werten von gesunden Frauen und von Frauen mit einer gutartigen Ovarialerkrankung besteht kein statistisch signifikanter Unterschied. Ein Vergleich der Mittelwerte und der Mediane zeigt bereits, dass bei der Gruppe Benigne kein stringenter Anstieg der Tumormarker zu verzeichnen ist. Die Signifikanzniveaus liegen im Serum für CASA bei p=0,378 und für CA 12-5 bei p=0,843. In der Peritonealflüssigkeit ist für CASA p=0,083 und für CA 12-5 p=0,502. CA 12-5 im Serum (U/ml) CASA im Serum (U/ml) Gesunde Benigne Gesunde Benigne Mittelwert 16,3 19,7 2,5 1,4 Standardabweichung 10,1 19,3 5,9 0,85 Median 12,7 13 1 1 Minimum 5,2 5,9 1 1 Maximum 35,6 81,3 23,8 3,7 Spannweite 30,4 75,4 22,8 2,7 Tab. 5.13: CA 12-5 und CASA im Serum bei gesunden Frauen und bei Frauen mit einer benignen Ovarialerkrankung CA 12-5 in der Peritonealflüs- CASA in der Peritonealflüssigkeit sigkeit (U/ml) (U/ml) Gesunde Benigne Gesunde Benigne Mittelwert 1054 2227 1 1,6 Standardabweichung 701 5850 0 1,5 Median 982 689 1 1 Minimum 156 28,2 1 1 Maximum 2191 24.042 1 6,6 Spannweite 2035 24.013,8 0 5,6 Tab. 5.14: CA 12-5 und CASA in der Peritonealflüssigkeit bei gesunden Frauen und bei Frauen mit einer benignen Ovarialerkrankung 55 5.5 Korrelation der Tumormarkerkonzentration im Serum und in der Peritonealflüssigkeit Die CA 12-5-Werte im Serum in Abhängigkeit von den Werten in der Peritonealflüssigkeit werden in Abb. 5.9 gezeigt. Es ist grundsätzlich festzustellen, dass der Punktschwarm in der Gruppe der Malignen gegenüber den Gesunden und Benignen bei höheren Peritonealflüssigkeits- und Serumwerten liegt. Der Korrelationskoeffizient nach Kendall-Tau liegt unter Berücksichtigung aller Gruppen bei 0,369 (p=0,01). Bei alleiniger Betrachtung der Gruppe der Malignen ergibt sich ein Korrelationskoeffizient von 0,105 (p=0,516). In der Gruppe der Gesunden liegt der Korrelationskoeffizient bei 0,390 (p=0,042) und in der Gruppe der Benignen bei 0,117 (p=0,528). 100.000 Gesunde und Benigne Maligne Lineare Regression aller Werte CA 12-5 im Serum 10.000 1.000 100 10 1 10 100 1.000 10.000 CA 12-5 in der Peritonealflüssigkeit 100.000 Abb. 5.9: Doppelt logarithmische Darstellung der CA 12-5-Werte im Serum in Abhängigkeit von den Werten in der Peritonealflüssigkeit in U/ml; Lineare Regression nach der Methode der kleinsten Quadrate mit vorgegebenem Nullpunktdurchgang Abb. 5.10 zeigt die CASA-Werte im Serum in Abhängigkeit von den Werten in der Peritonealflüssigkeit. Bei den Gesunden und Benignen liegt der überwiegende Teil der Werte unter der Nachweisgrenze. Diese Werte sind in Abb. 5.10 nicht einzeln identifizierbar, da sie sich im Achsenschnittpunkt überlagern. Die übrigen Werte liegen entweder im Serum oder in der Peritonealflüssigkeit jedoch nicht gemeinsam oberhalb der Nachweisgrenze. Eine Korrelation ist demnach nicht vorhanden. In der Gruppe der Malignen existieren einige Fälle bei denen die Werte in der Peritonealflüssigkeit nachweisbar, die zugehörigen Werte im Serum jedoch nicht nachweisbar sind. Der 56 umgekehrte Fall, dass ein Wert im Serum nachweisbar und in der Peritonealflüssigkeit nicht nachweisbar ist, existiert nicht. Der Korrelationskoeffizient nach Kendall-Tau liegt in der Gruppe der Malignen bei 0,682. Die Korrelation ist auf dem Niveau von p<0,001 signifikant. 1.000 CASA im Serum Gesunde und Benigne Maligne Lineare Regression Maligne 100 10 1 1 10 100 CASA in der Peritonealflüssigkeit 1.000 Abb. 5.10: Doppelt logarithmische Darstellung der CASA-Werte im Serum in Abhängigkeit von den Werten in der Peritonealflüssigkeit in U/ml; Lineare Regression der Wertepaare der Malignen nach der Methode der kleinsten Quadrate mit vorgegebenem Nullpunktdurchgang Die nach der Methode der kleinsten Quadrate berechneten linearen Regressionen in Abb. 5.9 und Abb. 5.10 werden in dieser Arbeit nicht weiter verarbeitet. Sie sollen lediglich der besseren Visualisierung der Lage der Wertepaare dienen. Ihr Verlauf wird einerseits durch den vorgegebenen Nullpunktdurchgang, andererseits in hohem Maß durch die größten Einzelwerte bestimmt. In Abb. 5.9 sind dies vor allem die Wertepaare 24.042 U/ml zu 12,7 U/ml (Gruppe Gesunde und Benigne) und 33.851 U/ml zu 11.672 U/ml (Gruppe Maligne). In Abb. 5.10 ist dies das Wertepaar 355 U/ml zu 512 U/ml (Gruppe Maligne). Die statistischen Parameter unter Berücksichtigung aller Gruppen werden in Tab. 5.15 aufgeführt. CA 12-5 ist in der Peritonealflüssigkeit in deutlich höheren Konzentrationen als im Serum nachweisbar (p<0,001). Für CASA sind Mittel- und Medianwert im Serum und in der Peritonealflüssigkeit ähnlich (p=0,482). Bei Malignität (Tab. 5.6) zeichnet sich hingegen ein Unterschied im Medianwert ab (p=0,113). 57 Alle Fälle CA 12-5 im CA 12-5 in der CASA im Se- CASA Serum (U/ml) Peritonealflüs- (n=51) sigkeit rum (U/ml) (U/ml) (n=51) (n=51) in der Peritonealflüssig-keit (U/ml) (n=51) Mittelwert 366 2617 16,4 13,1 Standardabw. 1635 5739 75,4 50 Median 23 1014 1 1 Minimum 5,2 28,2 1 1 Maximum 11.672 33.851 512 355 Spannweite 11.666,8 33.822,8 511 354 Tab. 5.15: CA 12-5 und CASA im Serum und in der Peritonealflüssigkeit unter Einbeziehung aller Fälle (n=51) 5.6 Sensitivität und Spezifität Die Sensitivität ist im speziellen Anwendungsfall dieser Arbeit folgendermaßen definiert: Sensitivität = Anzahl maligner Fälle mit erhöhtem Tumormarker ⋅ 100% Anzahl maligner Fälle 5.6.1 Sensitivität und Spezifität im Serum Die Berechnung der Sensitivität und Spezifität erfolgt unter Zugrundelegung der bekannten Grenzwerte von 35 U/ml für CA 12-5 und 4 U/ml für CASA. Für CA 12-5 liegt damit die Sensitivität bei 85% (95% CI 69-100) und für CASA bei nur 40% (95% CI 19-62). Berücksichtigt man für die Berechnung der Sensitivität alle Fälle in denen entweder CA 12-5 oder CASA erhöht ist, so verbessert dies die Sensitivität nicht. Der Grund liegt darin, dass in den drei Fällen mit falsch-negativem CA 12-5 auch CASA falsch-negativ ist. Bei einer alleinigen Betrachtung der Fälle in den FIGO-Tumorstadien I und II liegen die Sensitivität von CA 12-5 bei 71% (95% CI 37-100) sowie die von CASA bei nur noch 14% (95% CI 0-40). Für die Tumorstadien III und IV liegt die Sensitivität bei 86% (95% CI 67100) für CA 12-5 und 50% (95% CI 23-77) für CASA. 58 Zur Ermittlung der Spezifität werden nur Patientinnen mit einer benignen Ovarialerkrankung berücksichtigt, da im klinischen Alltag eine Tumormarkerbestimmung prä-operativ im Serum in der Regel nur dann sinnvoll ist, wenn ein Ovarialtumor klinisch-sonographisch vorliegt. Die Spezifität ist somit in dieser Arbeit für die Tumormarker im Serum folgendermaßen definiert: Spezifität = Anzahl benigner Fälle mit negativem Tumormarker ⋅ 100% Anzahl benigner Fälle Für CA 12-5 im Serum liegt die Spezifität bei 87,5% (95% CI 71-100) und für CASA bei 100% bei einem Grenzwert von jeweils 35 U/ml und 4 U/ml. In Tab. 5.16 und Tab. 5.17 ist die Aufteilung der einzelnen Gruppen in positive und negative Fälle dargestellt. CA 12-5 im Serum Benigne Ovarial- Maligne Ovarial- erkrankung erkrankung Fälle (%) (n=16) Fälle (%) (n=20) < 35 U/ml 14 (87,5) 3 (15) ≥ 35 U/ml 2 (12,5) 17 (85) Tab. 5.16: Aufteilung der Gruppen in positive und negative Ergebnisse von CA 12-5 im Serum CASA im Serum Benigne Ovarial- Maligne Ovarial- erkrankung erkrankung Fälle (%) (n=16) Fälle (%) (n=20) < 4 U/ml 16 (100) 12 (60) ≥ 4 U/ml 0 8 (40) Tab. 5.17: Aufteilung der Gruppen in positive und negative Ergebnisse von CASA im Serum 5.6.2 Sensitivität und Spezifität in der Peritonealflüssigkeit Die Tumormarkerbestimmung in der Peritonealflüssigkeit ist sowohl bei Vorliegen eines klinisch-sonographischen Ovarialbefundes als auch bei scheinbar gesunden Frauen mit Beschwerden zum sicheren Ausschluss einer unentdeckten malignen Erkrankung denkbar. 59 Daher werden für die Berechnung der Spezifität in der Peritonealflüssigkeit sowohl die gesunden Frauen als auch die Patientinnen mit einer benignen Ovarialerkrankung berücksichtigt: Spezifität = Anzahl gesunder und benigner Fälle mit negativem Tumormarker ⋅ 100% Anzahl gesunder und benigner Fälle Die für die Berechnung der Sensitivität und Spezifität erforderlichen Grenzwerte liegen für CA 12-5 und CASA in der Peritonealflüssigkeit nicht vor. Daher werden Sensitivität und Spezifität in Abhängigkeit vom Grenzwert mittels ROC-Kurven dargestellt. Abb. 5.11 zeigt die ROC-Kurve für CA 12-5. In einem weiten Bereich der angenommenen Grenzwerte zwischen 720 und 2400 U/ml (Spezifität zwischen 97% und 53%) erreicht die Summe aus Spezifität und Sensitivität relativ hohe Werte. Ihr Maximum wird bei einem angenommenen Grenzwert von 720 U/ml mit einer Sensitivität von 95% (95% CI 86-100) und einer Spezifität von 53% (95% CI 35-71) erreicht. Bei einem angenommenen Grenzwert von 2400 U/ml ergeben sich eine Sensitivität von 45% (95% CI 23-67) und eine Spezifität von 97% (95% CI 91-100). Ungefähr ausgeglichene Werte von Sensitivität und Spezifität ergeben sich bei einem angenommenen Grenzwert von 1200 U/ml mit 70% (95% CI 50-90) und 75% (95% CI 100 5000 90 4500 80 4000 Sensitivität [%] 70 3500 Sensitivität über 1-Spezifität 60 Vergleichstangente 3000 50 CA 12-5 - Grenzwert 2500 40 2000 30 1500 20 1000 10 500 0 CA 12-5 - Grenzwert [U/ml] 60-90). Die Fläche unter der ROC-Kurve beträgt 0,794. 0 0 10 20 30 40 50 60 1 - Spezifität [%] 70 80 90 100 Abb. 5.11: ROC-Kurve für CA 12-5 in der Peritonealflüssigkeit; Aufzeichnung der Wertepaare Sensitivität und 1 – Spezifität in Abhängigkeit vom angenommenen Grenzwert (cut off) 60 Abb. 5.12 zeigt die ROC-Kurve für CASA. Die höchsten Werte für die Sensitivität und die Spezifität werden bei einem angenommenen Grenzwert von 2,5 U/ml mit 70% (95% CI 5090) und 94% (95% CI 86-100) erreicht. Bei einem Grenzwert von 7 U/ml werden eine Sensitivität von 60% (95% CI 39-82) und eine Spezifität von 100% erreicht. Die Fläche unter der 100 10 90 9 80 8 Sensitivität [%] 70 7 Sensitivität über 1-Spezifität Vergleichstangente CASA - Grenzwert 60 50 6 5 40 4 30 3 Nachweisgrenze 20 10 CASA - Grenzwert [U/ml] ROC-Kurve beträgt 0,831. 2 1 0 0 0 10 20 30 40 50 60 1 - Spezifität [%] 70 80 90 100 Abb. 5.12: ROC-Kurve für CASA in der Peritonealflüssigkeit; Aufzeichnung der Wertepaare Sensitivität und 1 – Spezifität in Abhängigkeit vom angenommenen Grenzwert (cut off) Bei einer alleinigen Betrachtung der Fälle mit den FIGO-Tumorstadien I und II liegt die Sensitivität von CA 12-5 für den Grenzwert von 720 U/ml bei 100%. Die Sensitivität von CASA liegt für den Grenzwert von 2,5 U/ml bei 29% (95% CI 0-63). Für die Tumorstadien III und IV liegt die Sensitivität sowohl für CA 12-5 als auch für CASA bei 92% (95% CI 77100). Eine zytologische Untersuchung aus der Peritonealflüssigkeit wurde in 14 Fällen eines Ovarialkarzinoms veranlasst. In 50% der Fälle wurden Tumorzellen nachgewiesen. Tab. 5.18 zeigt die Zytologieergebnisse unterteilt nach zugehörigen CASA-Werten über und unter 7 U/ml. Bei negativer Zytologie liegt CASA in vier Fällen über 7 U/ml. Wenn ein CASA-Wert über 7 U/ml oder eine positive Zytologie als richtig positiv angesehen wird, erreicht die Sensitivität einen Wert von 79% (95% CI 58-100). Die Spezifität von CASA 61 liegt bei einem Grenzwert von 7 U/ml bei 100%. Unter der Annahme, dass die Zytologie generell eine Spezifität von 100% aufweist, wird auch die Spezifität der oben genannten kombinatorischen Betrachtung von CASA und Zytologie bei 100% liegen. Untersuchung aus der Peri- Negative Zytologie Positive Zytologie tonealflüssigkeit bei einer Fälle (%) (n=7) Fälle (%) (n=7) malignen Ovarialerkrankung CASA < 7 U/ml 3 (43) 3 (43) CASA ≥ 7 U/ml 4 (57) 4 (57) Tab. 5.18: Zytologieergebnis unterteilt nach CASA-Gehalt in der Peritonealflüssigkeit 62 6 Diskussion 6.1 CASA und CA 12-5 in der Peritonealflüssigkeit Eine häufige klinische Situation in der Gynäkologie ist die Behandlung von Patientinnen mit freier Flüssigkeit im Bauchraum. Bei akuten Beschwerden, die auf ein entzündliches Geschehen oder auf eine innere Blutung hindeuten, ist die Diagnose relativ einfach. Andererseits kann der Aszites der alleinige Grund der Vorstellung der Patientin sein oder als Nebenbefund bei unspezifischen Beschwerden festgestellt werden. Für den behandelnden Arzt oder die behandelnde Ärztin geht es hier letztendlich um die Frage der Dignität. Hat die Patientin mit Aszites mit oder ohne Ultraschallbefund der Ovarien eine maligne Erkrankung? Handelt es sich um eine maligne Ovarialerkrankung? Oder handelt es sich nur um eine benigne Ovarialerkrankung, oder gar um eine physiologische Situation wie bei der Ruptur einer Follikelzyste? Die benignen oder physiologischen Befunde kommen viel häufiger vor als eine maligne Ovarialerkrankung. Trotzdem sind diese Patientinnen beunruhigt, haben Schmerzen und werden aufgrund der bis dahin nicht eindeutigen Diagnose häufig operiert. Für die Abklärung wird die subjektive Betrachtung und Beurteilung des Bauchraumes durch den Operateur zu Hilfe genommen. Zusätzlich oder alternativ werden vielfach unspezifische Biopsien aus scheinbar auffälligen Geweben bzw. Organen entnommen. Vielfach wurde bereits nach einem zuverlässigen Diagnoseparameter zur Bestimmung in der Peritonealflüssigkeit gesucht. Wie eingangs dieser Arbeit dargestellt, ist die zytologische Untersuchung trotz ihrer hohen Spezifität problematisch aufgrund ihrer hohen Rate an falschnegativen Ergebnissen. Die Zytologie ist eine subjektive Untersuchung und insbesondere bei hochdifferenzierten Karzinomen erschwert. In manchen Arbeiten wird die Sensitivität mit lediglich 30-40% angegeben [18, 89]. Als Ergänzung der zytologischen Untersuchung wurden der Protein- (Albumin, AGP, B²M) [78, 119] und Enzym-Gehalt (PHI, ADA) [78, 119], der Ferritingehalt [119], der LDH-Quotient [45, 106] sowie der Fibronectin- und Cholesteringehalt [45, 106] untersucht. Die Ergebnisse waren meistens enttäuschend. Auch Tumormarker wurden laborchemisch in Ergüssen untersucht. CEA wurde mit relativ guten Ergebnissen für die Differenzierung von malignitätsbedingten Ergüssen eingesetzt, insbesondere bei Tumoren des gastro-intestinalen Traktes sowie bei Lungen- und MammaKarzinomen [2, 7, 20, 22, 35, 38, 45, 73, 74, 78, 87, 96, 103, 119, 122, 123]. Später wurde auch CA 12-5, allein oder in Kombination, für die Ergussdiagnostik überprüft. Bis auf einige 63 relativ gute Ergebnisse [54, 106, 121] haben die meisten Arbeiten gezeigt, dass CA 12-5 nicht gut geeignet ist, maligne von benignen Ergüssen zu unterscheiden. Bei vielen Arbeiten war CA 12-5 in der Peritonealflüssigkeit bei benignen Erkrankungen erhöht [1, 18, 42, 56, 89, 100, 112]. Die wahrscheinlichste Erklärung hierfür ist die physiologische Expression dieses Antigens auch durch normale Mesothelialzellen [60]. CA 12-5 zeigt in vielen Untersuchungen im Serum eine gute Sensitivität in der Diagnostik des Ovarialkarzinoms. Es reagiert jedoch vielfach unspezifisch. Die bisherigen Literaturdaten zeigen eine höhere Spezifität von CASA im Serum im Vergleich zum CA 12-5. Des Weiteren wird das muzine Glycoprotein CASA nicht von Mesothelialzellen produziert [134]. Sein Vorkommen in der Peritonealflüssigkeit wird nicht in physiologischen Situationen oder bei benignen Befunden erwartet. Daher scheint der Tumormarker CASA geeignet als Parameter für die Diagnostik in der Peritonealflüssigkeit. In dieser Arbeit wurde das Vorkommen von CASA in der Peritonealflüssigkeit von gesunden Frauen und von Frauen mit einem benignen oder malignen Ovarialtumor untersucht. Ziel war es, das Verhalten dieses Tumormarkers in diesen drei klinischen Situationen zu ermitteln. Die Bestimmung von CASA in der Peritonealspülung oder im Aszites könnte ein wichtiges Kriterium für den Ausschluss von Malignität bei Patientinnen mit rezidivierenden Unterbauchbeschwerden und/oder Aszites ohne pathologisches Korrelat werden. Als Vergleich wurde CA 12-5 untersucht. Die Ergebnisauswertung hat gezeigt, dass sowohl die CA 12-5- als auch die CASA-Werte in der Peritonealflüssigkeit bei Vorliegen einer malignen Erkrankung signifikant höher sind als bei Patientinnen mit einer benignen Erkrankung oder bei gesunden Frauen. Zwischen Patientinnen mit einer benignen Erkrankung und gesunden Frauen liegt kein statistisch signifikanter Unterschied der Ergebnisse vor. CA 12-5 ist in den drei Gruppen in allen Fällen in der Peritonealflüssigkeit vorhanden und der alleinige Nachweis des Tumormarkers ist kein Indikator für das Vorliegen einer malignen Erkrankung. Die durchgeführte ROC-Analyse ergab in diesem Kollektiv die besseren Werte für Spezifität und Sensitivität bei einem cut-off zwischen 720 und 2400 U/ml. Bei 720 U/ml erreicht die Summe aus Sensitivität und Spezifität mit 95% (95% CI 86-100) und 53% (95% CI 35-71) ihr Maximum. Die Annahme dieses Grenzwertes würde bei nahezu jeder zweiten gesunden Frau bzw. Patientin mit benigner Erkrankung zu einem Verdacht auf Malignität führen. Bei 2400 U/ml liegen Sensitivität und Spezifität bei 45% (95% CI 23-67) und 97% (95% CI 91-100). Mit diesem höheren Grenzwert wird ein Verlust an Sensitivität in Kauf genommen. Nahezu jeder zweite Fall eines Ovarialkarzinoms bliebe dadurch unentdeckt. 64 CASA in der Peritonealflüssigkeit von gesunden Frauen und Frauen mit einer benignen Erkrankung konnte lediglich in drei von 31 Fällen nachgewiesen werden. Bei einem Grenzwert von 2,5 U/ml ergibt sich eine Sensitivität von 70% (95% CI 50-90) bei einer Spezifität von 94% (95% CI 86-100). Bei einem Grenzwert von 7 U/ml liegt die Sensitivität bei 60% (95% CI 39-82), die Spezifität bei 100%. Die bei entsprechend gewähltem Grenzwert maximal erreichbare Summe aus Sensitivität und Spezifität liegt bei CASA höher als bei CA 12-5. Bei CA 12-5 beläuft sich die maximal erreichbare Summe auf 148% bei o.g. Grenzwert von 720 U/ml. CASA erreicht bei einem Grenzwert von 2,5 U/ml eine Summe von 165%. Für den Ausschluss einer malignen Erkrankung sollte die Zahl der Erkrankungen, die fälschlicherweise nicht diagnostiziert werden, möglichst gering sein. Unter diesem Gesichtspunkt ist CA 12-5 mit seiner bei einem Grenzwert von 720 U/ml gegenüber CASA höheren Sensitivität besser geeignet. Bei CA 12-5 muss aber die niedrige Spezifität in Kauf genommen werden, welche zu einer großen Anzahl von falsch-positiven Ergebnissen mit weiterem Abklärungsbedarf und zu entsprechenden Untersuchungskosten führt. Je nach klinischer Situation könnte bei einem positiven Ergebnis eine zusätzliche Bestimmung von CASA empfehlenswert sein. Bei einem negativen CASA-Ergebnis besteht zur weiteren Abklärung dann noch die Möglichkeit der zytologischen Untersuchung. In dieser Arbeit wird bei einem CASA-Wert über 7 U/ml oder einer positiven Zytologie eine Sensitivität von 79% (95% CI 58-100) bei einer 100%igen Spezifität erreicht. Da es sich um eine Untergruppe mit geringer Patientinnenanzahl handelt (eine zytologische Untersuchung fand nur bei 14 der 20 Patientinnen mit maligner Erkrankung statt), ist der Konfidenzintervall jedoch groß. Eine Überprüfung der Daten anhand einer größeren Stichprobe ist daher empfehlenswert. Für CA 12-5 in der hier behandelten Fragestellung spricht auch dessen hohe Sensitivität bei Frühfällen eines Ovarialkarzinoms. Bei einem Grenzwert von 720 U/ml ist diese sowohl für die Anfangsstadien als auch für die fortgeschrittenen Stadien nahezu gleich hoch (100% und 92%, 95% CI 77-100). Die niedrige Spezifität von CA 12-5 bei diesem Grenzwert deutet darauf hin, dass der Tumormarkergehalt in der Peritonealflüssigkeit nicht allein aus der malignen Tumormasse stammt. Dies bestätigt die Angaben anderer Autoren, die als Einflussfaktoren hierfür eine peritoneale Reizung oder das Vorhandensein von Aszites postulieren [9, 21, 54, 77, 100]. Der Vergleich der CASA-Werte der Tumorstadien I und II mit denen der Tumorstadien III und IV (Abschnitt 5.3) deutet darauf hin, dass die CASA-Konzentration in der Peritonealflüssigkeit mit dem wachsenden Tumor ansteigt. Folgerichtig hat CASA in den Frühstadien bei einem Grenzwert von 2,5 U/ml eine niedrigere Sensitivität (29%, 95% 65 CI 0-63) als in den Spätstadien (92%, 95% CI 77-100). Dies bedeutet, dass gerade die kleinen malignen Befunde durch eine CASA-Bestimmung oft unerkannt bleiben. Da aufgrund der geringen Fallzahl der Konfidenzintervall relativ hoch ist, kann nur durch weitere Arbeiten mit größeren Stichproben geklärt werden, wie stark der Sensitivitätsverlust tatsächlich ist. Das Vorkommen von CA 12-5 bei Endometriose und bei Peritonealadhäsionen wurde bereits untersucht. Die bisherigen Arbeiten zu diesen klinischen Situationen [39, 42, 54, 56] zeigen deutlich geringere CA 12-5-Werte als in dieser Studie bei Patientinnen mit Ovarialkarzinom ermittelt wurden. Die Arbeit mit der größten Patientinnenzahl [54] ergab bei 69 Patientinnen mit einer Endometriose ein Medianwert für CA 12-5 in der Peritonealflüssigkeit von 80 U/ml (Minimum 11 U/ml, Maximum 186 U/ml). In der gleichen Arbeit hatten 34 Patientinnen mit Adhäsionen im Peritonealraum einen Medianwert für CA 12-5 von 108 U/ml (Minimum 59 U/ml, Maximum 146 U/ml). Es kann demnach davon ausgegangen werden, dass Endometriose oder das Vorliegen von Peritonealadhäsionen die oben diskutierten Spezifitätwerte für CA 12-5 in der Peritonealflüssigkeit nicht verschlechtern. Eine Erhöhung von CASA in diesen Situationen ist aufgrund der biologischen Eigenschaften dieses Tumormarkers nicht zu erwarten. Für eine Bestätigung dieser Annahme sind Studien über CASA in der Peritonealflüssigkeit mit einer Gruppe von Patientinnen mit Endometriose und einer Gruppe von Patientinnen mit Peritonealadhäsionen erforderlich. 6.2 CASA und CA 12-5 prä-operativ im Serum Die bildgebende prä-operative Diagnostik ist bei Vorliegen eines Ovarialtumors wie eingangs dargestellt nicht immer zuverlässig in der Unterscheidung zwischen malignen und benignen Tumoren. In dieser Situation ist die Tumormarkerbestimmung im Serum eine erprobte diagnostische Hilfe und CA 12-5 ein etablierter Tumormarker. Die Literaturdaten zeigen für CA 12-5 eine gute Sensitivität bei eher geringer Spezifität mit Anstieg bei zahlreichen benignen Erkrankungen. Die Daten für CASA zeigen eine bessere Spezifität bei geringerer Sensitivität. In dieser Arbeit sind die CASA- und CA 12-5-Werte prä-operativ im Serum bei Vorliegen einer malignen Erkrankung signifikant höher als bei gesunden Frauen und bei Frauen mit einer gutartigen Erkrankung. Die Sensitivität von CA 12-5 ist erwartungsgemäß hoch und liegt bei 85% (95% CI 69-100). Die Spezifität hat im hiesigen Kollektiv mit 87,5% (95% CI 71-100) ebenfalls einen hohen Wert erreicht. Für CASA ist die Spezifität zwar 100%, die Sensitivität liegt allerdings mit 66 40% (95% CI 19-62) sehr niedrig. In den Frühstadien ist die Sensitivität für CASA noch niedriger, sie liegt bei 14% (95% CI 0-29). In diesen Fällen beträgt die Sensitivität für CA 12-5 71% (95% CI 51-91). Die Sensitivität von CASA ist in dieser Arbeit geringer als in den meisten bisher durchgeführten Studien, in denen zwischen 54% und 73% je nach Kollektiv und gewähltem Grenzwert angegeben wird. Nur Burges et al. [13] und Sabzechian et al. [105] ermittelten mit jeweils 38% und 41% vergleichbar niedrige Sensitivitäten. Aufgrund der hohen Spezifität von CASA erscheint dessen Bestimmung in Kombination mit CA 12-5 im Rahmen der prä-operativen Diagnostik bei Verdacht auf Malignität trotzdem sinnvoll. Ein Zugewinn an Sensitivität durch die Bestimmung von CASA konnte in dieser Arbeit jedoch nicht festgestellt werden. In den drei Fällen in denen CA 12-5 falsch-negativ ermittelt wurde, war auch CASA negativ. 6.3 Korrelation zwischen den Tumormarkerwerten im Serum und in der Peritonealflüssigkeit Für CA 12-5 liegt die Tumormarkerkonzentration in der Peritonealflüssigkeit bei allen Gruppen signifikant über der im Serum. Die festgestellte Korrelation zwischen den Werten im Serum und in der Peritoneakflüssigkeit ist jedoch schwach. In der Gruppe der Malignen ist dies besonders der Fall, hier liegt der Korrelationskoeffizient bei 0,105. Diese schwache Korrelation spricht einerseits nicht für den Peritonealraum als Quelle für CA 12-5 im Serum. Andererseits könnten individuelle Unterschiede die schwache Korrelation erklären. Dies können zum Beispiel eine unterschiedlich starke Barrierenfunktion zwischen Peritonealraum und Blutkreislauf oder eine unterschiedlich schnelle Clearance des Eiweißes sein. CASA war im Serum und in der Peritonealflüssigkeit von Gesunden und Patientinnen mit benigner Erkrankung nur in Einzelfällen nachweisbar. Die Werte liegen entweder im Serum oder in der Peritonealflüssigkeit jedoch nicht gemeinsam oberhalb der Nachweisgrenze. Dementsprechend konnte nur eine Korrelation in der Gruppe der Malignen festgestellt werden. Die Korrelation ist hier stärker (Kendall-Tau-Koeffizient 0,682), eine statistische Signifikanz liegt ebenfalls vor. In der Gruppe der Malignen ist der Medianwert der CASA-Konzentration im Serum deutlich niedriger als in der Peritonealflüssigkeit. Eine statistische Signifikanz ist nicht gegeben. Dies schließt aber den Peritonealraum nicht als Entstehungsquelle für CASA im Serum aus. Eine gleichzeitige Sekretion in den Peritonealraum und in die Blutbahn ist jedoch ebenfalls denkbar. 67 6.4 Ausblick Die Tumormarkerbestimmung in der Peritonealflüssigkeit zur Differentialdiagnose bei Verdacht auf Malignität unklarer Genese ist eine weitere Einsatzmöglichkeit für CA 12-5 und CASA. Diese Untersuchung kann zum Besipiel bei inoperablen Patientinnen mit Verdacht auf Ovarialkarzinom oder bei Verdacht auf Rezidiv sinnvoll sein. Hier könnte CASA aufgrund seiner hohen Spezifität in Kombination mit der zytologischen Untersuchung eine wichtige Rolle spielen. Für diesen Anwendungsfall wäre es aber noch wichtig, das Vorkommen von CASA im Aszites verursacht durch verschiedene Malignome zu kennen. 68 7 Zusammenfassung Es wurden CASA- und CA 12-5-Konzentrationen in der Peritonealflüssigkeit (Aszites oder Peritonealspülung) und im Serum von gesunden Frauen und von Frauen mit einer benignen oder malignen Ovarialerkrankung erhoben. Es wurde untersucht, ob die Bestimmung dieser Tumormarker in der Peritonealflüssigkeit den Ausschluss einer malignen Erkrankung ermöglicht. Beide Tumormarker wurden auch im Serum hinsichtlich Sensitivität und Spezifität analysiert. Ein möglicher komplementärer Einsatz von CASA und CA 12-5 in der präoperativen Diagnostik bei Vorliegen eines Ovarialtumors wurde überprüft. Die Ergebnisauswertung hat gezeigt, dass sowohl die CA 12-5- als auch die CASA-Werte in der Peritonealflüssigkeit bei Vorliegen einer malignen Erkrankung signifikant höher sind als bei Patientinnen mit einer benignen Erkrankung oder bei gesunden Frauen. CA 12-5 ist in den drei Gruppen in allen Fällen in der Peritonealflüssigkeit vorhanden und der alleinige Nachweis des Tumormarkers ist kein Indikator für das Vorliegen einer malignen Erkrankung. Die durchgeführte ROC-Analyse ergab in diesem Kollektiv günstige Werte für Spezifität und Sensitivität bei einem cut-off zwischen 720 und 2400 U/ml. Bei 720 U/ml erreicht die Summe aus Sensitivität und Spezifität mit 95% (95% CI 86-100) und 53% (95% CI 35-71) ihr Maximum. CASA in der Peritonealflüssigkeit von gesunden Frauen und Frauen mit einer benignen Erkrankung konnte lediglich in drei von 31 Fällen nachgewiesen werden. Bei einem Grenzwert von 2,5 U/ml erreicht die Summe aus Sensitivität und Spezifität mit 70% (95% CI 5090) und 94% (95% CI 86-100) ihr Maximum und liegt damit etwas über der von CA 12-5. Für den Ausschluss einer malignen Erkrankung sollten die falsch-negativen Ergebnisse möglichst gering sein. Unter diesem Gesichtspunkt ist CA 12-5 mit seiner bei einem Grenzwert von 720 U/ml gegenüber CASA höheren Sensitivität besser geeignet. Besonders in den Frühstadien eines Ovarialkarzinoms zeigt CA 12-5 in der Peritonealflüssigkeit eine wesentlich bessere Sensitivität als CASA. Bei CA 12-5 muss aber die niedrige Spezifität in Kauf genommen werden, welche zu einer großen Anzahl von falsch-positiven Ergebnissen mit weiterem Abklärungsbedarf und zu entsprechenden Untersuchungskosten führt. Je nach klinischer Situation könnte bei einem positiven Ergebnis eine zusätzliche Bestimmung von CASA empfehlenswert sein. Bei einem negativen CASA-Ergebnis besteht zur weiteren Abklärung dann noch die Möglichkeit der zytologischen Untersuchung. 69 Auch bei konkretem Verdacht auf Malignität kann die Bestimmung von CA 12-5 und CASA in der Peritonealflüssigkeit sinnvoll sein. Ein Beispiel für einen solchen Anwendungsfall sind inoperable Patientinnen mit Verdacht auf Ovarialkarzinom oder Verdacht auf Rezidiv. Hier könnte CASA aufgrund seiner hohen Spezifität in Kombination mit der zytologischen Untersuchung eine wichtige Rolle spielen. Auch die CASA- und CA 12-5-Werte prä-operativ im Serum sind bei Vorliegen einer malignen Erkrankung signifikant höher als bei gesunden Frauen und bei Frauen mit einer gutartigen Erkrankung. Bei den etablierten Grenzwerten ist die Sensitivität von CA 12-5 erwartungsgemäß hoch und liegt bei 85% (95% CI 69-100). Die Spezifität hat im hiesigen Kollektiv mit 87,5% (95% CI 71-100) ebenfalls einen hohen Wert erreicht. Für CASA ist die Spezifität zwar 100%, die Sensitivität liegt allerdings mit 40% (95% CI 19-62) sehr niedrig. In den Frühstadien ist sie noch niedriger. Daher stellt die CASA-Bestimmung im Serum bei Vorliegen eines klinisch suspekten Ovarialtumors keine Alternative zur CA 12-5-Bestimmung dar. Eine ergänzende Bestimmung ist aber aufgrund der sehr guten Spezifität empfehlenswert. 70 Anhang AI Gesamte Ergebnisse CA 12-5 in U/ml im Serum und in der Peritonealflüssigkeit (PF) Gesunde Benigne Erkrankung Maligne Erkrankung Serum PF Serum PF Serum PF 12,65 2191 23,53 584,1 720 2420 22,91 2136 81,33 2353 1208 3426 9,6 671,8 13,36 1158 203,7 2856 6,95 495,4 41,42 969,2 129,9 2775 13,97 1827 29,52 28,16 828,5 3925 27,89 456,8 7,31 226,5 559,7 964,8 34,57 1847 7,49 544,9 79,76 4033 10,45 661 8,51 797,6 19,74 1396 11,31 179,8 14,7 710,1 14,58 1014 10,21 1026 8,5 175,6 20,97 4111 5,2 446,9 13,53 365 148,9 1854 5,84 156,2 12,7 24042 411,6 1267 12,45 2182 5,88 1872 600,5 357,3 35,57 1163 27,98 668,2 40,38 1413 13,87 1575 7,97 187,4 90,56 2238 22,97 981,5 11,23 947,5 318 725,4 427,4 994,6 91,33 843 511,5 11549 11672 33851 71 CASA in U/ml im Serum und in der Peritonealflüssigkeit (PF) Gesunde Benigne Erkrankung Maligne Erkrankung Serum PF Serum PF Serum PF <2 <2 3,65 <2 2,52 7,37 <2 <2 <2 <2 2,23 10,32 <2 <2 <2 4 185 40 <2 <2 <2 <2 <2 <2 23,8 <2 <2 <2 7,72 35,8 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 5,39 32,88 <2 <2 2,32 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 11,5 <2 <2 <2 <2 3,39 34,43 <2 <2 <2 <2 7,68 9,54 <2 <2 <2 6,6 7,03 4,3 <2 5,66 <2 <2 <2 2,92 <2 <2 3,09 <2 9,78 15,5 <2 <2 <2 2,18 24,22 46,66 <2 <2 <2 <2 <2 15,41 512 355 72 A II Statistische Formeln Spezifität = richtig negative Fälle ⋅ 100% richtig negative + falsch positive Fälle Sensitivität = richtig positive Fälle ⋅ 100% richtig positive + falsch negative Fälle PPV = richtig positive Fälle ⋅ 100% richtig positive + falsch positive Fälle NPV = richtig negative Fälle ⋅ 100% richtig negative + falsch negative Fälle 73 A III Formular für die Datenerfassung 74 75 8 [1] Literaturverzeichnis Ammon A., Eiffert H., Reil S., Beyer J.H., Droese M., Hiddemann W. 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Thomas Brendel Schulbildung: 1977 - 1981 Grundschule in Salvador und in Caetité, Brasilien 1982 - 1988 Gymnasium in Brumado und in Salvador, Brasilien Erlangung der Allgemeinen Hochschulreife Studium und Weiterbildung 1989 - 1995 Studium der Humanmedizin an der Universität des Landes Bahia Abschluß: Diplom im Juni 1995 2001 Gebietsanerkennung zur Fachärztin für Gynäkologie und Geburtshilfe Berufstätigkeit 1/1996 bis 12/1997 Ärztin-im-Praktikum und Assistenzärztin in der Abteilung Gynäkologie und Geburtshilfe, Knappschaftskrankenhaus, Würselen 2/1998 bis 12/2007 Assistenzärztin in der Frauenklinik, Sana-Klinikum Remscheid, Remscheid seit Januar 2008 Niedergelassene Frauenärztin in Remscheid Mettmann, den 13. Februar 2008 91 Erklärung Ich erkläre, dass ich die der Medizinischen Hochschule Hannover zur Promotion eingereichte Dissertation mit dem Titel Cancer associated serum antigen (CASA) im Serum und im Peritonealsekret bei Ovarialkarzinom im Sana-Klinikum Remscheid GmbH in der Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe unter Betreuung von Prof. Dr. med. H. Kaulhausen mit der Unterstützung durch die Gemeinschaftspraxis für Laboratoriumsmedizin Dr. Stein und Partner in Mönchengladbach ohne sonstige Hilfe durchgeführt und bei der Abfassung der Dissertation keine anderen als die dort aufgeführten Hilfsmittel benutzt habe. Ich habe diese Dissertation bisher an keiner in- oder ausländischen Hochschule zur Promotion eingereicht. Weiterhin versichere ich, dass ich den beantragten Titel bisher noch nicht erworben habe. Remscheid, den 13. Februar 2008
