Die MHC-Klasse-I-Allelfrequenz bei Patienten mit einem

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Aus der Medizinischen Klinik 5 für Hämatologie und
Internistische Onkologie
der
Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg
Direktor: Prof. Dr. med. Andreas Mackensen
Die MHC-Klasse-I-Allelfrequenz bei Patienten
mit einem Plattenepithelkarzinom der
Mundhöhle
Inaugural-Dissertation
zur Erlangung der Doktorwürde
der Medizinischen Fakultät
der
Friedrich-Alexander-Universität
Erlangen-Nürnberg
vorgelegt von
Katrin Kunkel
aus
Aschaffenburg
Gedruckt mit Erlaubnis der
Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität
Erlangen-Nürnberg
Dekan:
Prof. Dr. med. J. Schüttler
Referent:
Priv.-Doz. Dr. med. B. Spriewald
Korreferent:
Priv.-Doz. Dr. med. Dr. med. dent. E. Nkenke
Tag der mündlichen Prüfung: 29.06.2011
Inhaltsverzeichnis
1.
Zusammenfassung
Seite 1
1.1
Deutsche Zusammenfassung
Seite 1
1.2
English Summary
Seite 2
Hintergrund und Ziele
Seite 4
2.1
Das Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle
Seite 4
2.2
Das HLA-System
Seite 12
2.3
HLA und Krebs
Seite 15
2.4
Ziele der Arbeit
Seite 18
Material und Methoden
Seite 19
2.
3.
3.1 Patienten und Kontrollkollektiv
Seite 19
3.2 DNA-Isolierung
Seite 19
3.3 Gelelektrophorese
Seite 20
3.4
HLA-Klasse-I-Genotypisierung
Seite 21
3.4.1 Das Prinzip
Seite 21
3.4.2 Geräte und Material
Seite 21
3.4.3 Testdurchführung
Seite 22
3.4.4 Bedienung des LabScan 100 Flow-Analyzers
Seite 23
3.4.5 Probenauswertung am Computer
Seite 24
3.5 Statistik
4.
Ergebnisse und Beobachtungen
4.1 Patientencharakteristika
Seite 25
Seite 26
Seite 26
4.1.1 Alters- und Geschlechtsverteilung der Patienten
Seite 26
4.1.2 Alters- und Geschlechtsverteilung der Kontrollen
Seite 28
4.1.3 Tumorart und Tumorstadium bei Erstdiagnose
Seite 30
4.1.4 Lokalisation des Tumors
Seite 31
4.2 Die HLA-Klasse-I-Genotypisierung
Seite 32
4.2.1 Die HLA-A-Genotypisierung
Seite 32
4.2.2 Die HLA-B-Genotypisierung
Seite 34
5.
Diskussion
Seite 37
6.
Literaturverzeichnis
Seite 42
7.
Abkürzungen
Seite 48
8.
Danksagung
Seite 50
9.
Lebenslauf
Seite 51
1
1. Zusammenfassung
1.1 Deutsche Zusammenfassung
Hintergrund und Ziele: Das Plattenepithelkarzinom gehört mit seinen
Hauptrisikofaktoren Alkohol und Nikotin zu den am häufigsten vorkommenden
Tumoren der Mundhöhle. Da dieser Tumor lange symptomlos bleibt, wird er meist
erst spät entdeckt und hat somit eine relativ schlechte Prognose. Aus diesem
Grund ist es von Bedeutung, die bisherigen Therapiemöglichkeiten durch
zellvermittelte immuntherapeutische Konzepte zu ergänzen und somit hoffentlich
die Prognose der Patienten zu verbessern. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei
auf der Entwicklung von Impfstoffen mit tumorspezifischen Antigenen. Da die
Tumorvakzine im Kontext von einzelnen HLA-Antigenen präsentiert wird, ist die
Kenntnis der HLA-Antigenfrequenzen für die Entwicklung einer solchen Vakzine
von großer Bedeutung. In der vorliegenden Arbeit wurde daher die Allelelfrequenz
der HLA-Klasse-I-Gene HLA-A und -B in einem Kollektiv von Patienten mit
einem oralen Plattenepithelkarzinom untersucht und mit gesunden Kontrollen
verglichen. Insbesondere sollte festgestellt werden, ob Unterschiede bezüglich der
Häufigkeit für das Antigen HLA-A*02 bestehen, da im weiterem Verlauf eine
Impfung mit HLA-A*02 restringiertem Tumorantigen vorgesehen ist. Darüber
hinaus wollten wir untersuchen, ob es Hinweise für eine Assoziation zwischen
bestimmten HLA-Allelen und einem Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle gibt.
Methoden: Zunächst wurden 114 Patienten mit einem Mundhöhlenkarzinom
bezüglich ihres Alters, Geschlechts, der Tumorart, dem Tumorstadium sowie der
Lokalisation des Tumors charakterisiert. Für die 114 Patienten und 200 gesunden
Kontrollen wurde eine Genotypisierung für die HLA-Klasse-I Loci HLA-A und
HLA-B durchgeführt und die Allelfrequenzen beider Gruppen miteinander
verglichen.
Ergebnisse und Beobachtungen: Mit Hinblick auf Alter, Geschlecht, Tumorart
und
Lokalisation
des
Tumors
stimmten
die
Charakteristika
unseres
Patientenkollektivs mit den in der Literatur Beschriebenen überein. HLA-A*02
zeigte sich in der Patientengruppe im Gegensatz zur Kontrollgruppe leicht
unterrepräsentiert, mit einer Odds Ratio (OR) von 0,65 (0,41-1,04; CI 95%). HLAA*23 mit OR=3,8 (1,39-10,43; CI 95%), HLA-A*24 mit OR=1,53 (0,85-2,75; CI
2
95%) und deren serologische Hauptgruppe HLA-A9 mit OR=1,87 (1,09-3,2; CI
95%) traten dagegen in der Patientengruppe vermehrt auf. Als Nebenbefund zeigte
sich, dass HLA-B*07 mit OR=0,61 (0,36-1,04, CI 95%) in der Patientengruppe
etwas seltener vertreten war als bei den Kontrollen.
Praktische Schlussfolgerung: Die Ergebnisse unserer Studie zeigen, dass HLAA*02 und -B*07 bei Patienten mit einem Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle
im Gegensatz zur gesunden Bevölkerung unterrepräsentiert zu sein scheinen.
Somit könnte den beiden HLA-Molekülen die Bedeutung eines protektiven Allels
zukommen. Weiterhin deuten unsere Ergebnisse eine Assoziation des HLA-A*23,
-A*24 und -A9 mit der Erkrankung eines Plattenepithelkarzinoms der Mundhöhle
an. Die Absicherung unserer Befunde im Hinblick auf statistische Signifikanz,
sowie deren Bedeutung für die Entwicklung weiterer Immuntherapien, soll
Gegenstand weiterer Untersuchungen sein.
1.2 English Summary
Background and objectives: The squamous cell carcinoma with its main risk
factors alcohol and nicotine belongs to the most common tumours in the oral
cavity. Due to the fact that the tumour does not show any symptoms for a long
time, the diagnosis is usually made late and therefore it has a relatively poor
prognosis. For this reason it seems important to enhance the existing therapeutic
concepts. One possibility would be to use cell-mediated immunotherapy in order
to increase the outcome for these patients. An important strategy is to develop
vaccines with tumour specific antigens. The tumour vaccine will be presented in
the context of specific HLA antigens. For this reason the knowledge of the
respective HLA allele frequency is important for the development of tumour
vaccines. In the present study we therefore investigated the allele frequency for the
MHC class I genes HLA-A and -B in a cohort of patients suffering from a
squamous cell carcinoma of the oral cavity. The data were compared to a cohort of
healthy controls. We were interested whether differences in the frequency of HLAA*02 could be observed, since a vaccination trial using an HLA-A*02 restricted
vaccine is planned. In addition we analysed whether indications for an association
between certain HLA antigens and the occurrence of a squamous cell carcinoma of
the oral cavity could be observed.
3
Methods: 114 patients with an oral squamous cell carcinoma have been
characterised according to age, gender, and the type, stage and localisation of the
tumour. Genotyping for the HLA class-I loci HLA-A and HLA-B was carried out
for the 114 patients and 200 healthy controls and the allele frequencies in both
groups were compared.
Results and observations: With regard to age, gender, type and localisation of the
tumour the characteristics of our patients matched those described in the literature.
HLA-A*02 was underrepresented within our patients group compared to the
control group, with an Odds Ratio (OR) of 0,65 (0,41-1,04; CI 95%). The
incidence of HLA-A*23 with OR=3,8 (1,39-10,43; CI 95%), HLA-A*24 with
OR=1,53 (0,85-2,75; CI 95%) and their serological broad antigen HLA-A9 with
OR=1,87 (1,09-3,2; CI 95%) was higher within the patient group. An additional
finding showed that the frequency of HLA-B*07 with OR=0,61 (0,36-1,04, CI
95%) was lower within the patient group compared to healthy controls.
Conclusion: The results of our study indicate that HLA-A*02 and -B*07 seem to
be underrepresented among patients with a squamous cell carcinoma of the oral
cavity compared to healthy controls. Therefore these antigens might represent
protective alleles. Moreover, our results suggest an association between the HLAA*23, -A*24, their serological broad antigen HLA-A9 and the occurrence of a
squamous cell carcinoma of the oral cavity. To assure our theses in terms of
statistical significance as well as its importance for the development of further
immune therapies, our assumptions should be used for more intensive researches.
4
2. Hintergrund und Ziele
2.1 Das Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle
Das Plattenepithelkarzinom stellt mit einer Inzidenz von etwa 80% den am
häufigsten vorkommenden malignen Tumor der Mundhöhle dar. An allen
Tumorerkrankungen haben die Karzinome der Mundhöhle einen Anteil von 2 bis 4
%. [12, 16]
Morphologisch äußert sich das Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle zumeist
durch ein Ulkus, das durch eine durch den Tumor hervorgerufene Zerstörung des
Oberflächenepithels entsteht und als das typische und führende Leitsymptom
dieses malignen Tumors gilt. Das Ulkus zeichnet sich oberflächlich durch eine
höckerige Struktur und weißliche Fibrinbeläge aus, bei deren Abtragung es zu
Blutungen aus dem Tumor kommen kann.
Abbildung 1: Plattenepithelkarzinom des Mundbodens [3]
Weiterhin kennzeichnet diese Tumorart ein aufgeworfener Randwall, der häufig
entzündet und geschwollen erscheint. Bei fortgeschrittenem Tumorstadium finden
sich oft Infiltrationen des benachbarten Gewebes sowie Nekrosen. Die
5
Infiltrationen können dabei auch den umliegenden Knochen betreffen und zur
Osteolyse führen. [12, 14, 16]
Im Hinblick auf das Tumorwachstum lässt sich beim Plattenepithelkarzinom der
Mundhöhle das exophytische vom endophytischen Wachstum unterscheiden. Bei
ersterem wächst der Tumor eher über das Niveau der Schleimhaut hinaus. Das
endophytische Wachstum zeichnet sich dagegen durch eine kraterförmig in die
Tiefe gerichtete Tumormasse aus. [14, 16]
Abbildung 2: exophytisches Wachstum [14]
Abbildung 3: endophytisches Wachstum [14]
6
Das Plattenepithelkarzinom kann in nahezu allen Bereichen der Mundhöhle
auftreten. Zu seinen Hauptlokalisationen zählen das hintere Drittel der Zunge
sowie der laterale Zungenrand, der Alveolarfortsatz, der Mundboden, die
Unterlippe, die Wange und der Gaumen. [12]
Zu
den
bedeutendsten
Risikofaktoren
für
die
Entstehung
eines
Plattenepithelkarzinoms der Mundhöhle zählen der erhöhte Alkohol- und
Nikotinkonsum, wobei meist der Konsum beider Noxen für die Tumorpatienten
typisch ist. Außerdem wird in einigen Studien beschrieben, dass eine Infektion mit
dem humanen Papillomavirus das Risiko, an einem Plattenepithelkarzinom zu
erkranken, erhöhen kann. [25, 45] Daneben können auch eine schlechte
Mundhygiene sowie chronische Reizungen, die zum Beispiel durch überstehende
Kronen- oder Füllungsränder hervorgerufen werden, für die Tumorentstehung mit
verantwortlich sein. Bei einem Zusammenwirken mehrerer der genannten
Faktoren kann das Risiko für die Entstehung eines Plattenepithelkarzinoms um ein
Vielfaches erhöht werden. [16, 43, 6, 23, 36, 34]
Aufgrund ihres eher langsamen Wachstums bleiben Mundhöhlenkarzinome meist
lange symptomlos und werden erst bei auftretenden Tumorbeschwerden von den
Patienten wahrgenommen. Nur in sehr seltenen Fällen werden im Rahmen einer
allgemeinen Untersuchung Tumoranzeichen vom Arzt entdeckt und näher
untersucht. Hierbei sollte auch der oralen Leukoplakie, die als Vorstufe eines
malignen Tumors der Mundhöhle gelten kann, besondere Beachtung geschenkt
werden. Unter einer Leukoplakie versteht man weißliche, nicht abwischbare
Veränderungen der Mundschleimhaut, die bei längerem Bestehen durch eine
Biopsie genauer untersucht werden sollten, um eine maligne Entartung
ausschließen zu können. [16, 27, 46, 4]
7
Abbildung 4: homogene Leukoplakie [12]
Zu
der
speziellen
Symptomatik
der
Mundhöhlenkarzinome
zählen
Einschränkungen der Mundöffnung oder Zungenbeweglichkeit sowie Ulzerationen
und Nekrosen, die mit Blutungen oder Entzündungszeichen einhergehen können.
Des Weiteren kann es zu Zahnlockerungen aufgrund einer Osteolyse oder zu
Zahnverschiebungen und Änderung des Prothesensitzes kommen, welche durch
Knochenauftreibungen verursacht werden können. Auch Weichteilschwellungen,
Schluckstörungen oder erschwertes Sprechen und Atmen zählen zu den speziellen
Tumorsymptomen. [16, 14]
Die Metastasierung der Mundhöhlenkarzinome erfolgt meist lymphogen und
betrifft in der Regel die drainierenden Halslymphknoten, wobei sowohl ipsilaterale
als auch kontralaterale Metastasen beobachtet werden. Sind bereits Metastasen
vorhanden, erscheinen die betroffenen Lymphknoten geschwollen und können
getastet werden. Bei der Entstehung von Fernmetastasen können sich je nach deren
Lokalisation spezielle klinische Folgen zeigen. [16, 14]
Besteht der Verdacht auf ein Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle, sollte nach
einer Basisdiagnostik, welche eine ausführliche Anamnese und klinische
Untersuchung beinhaltet, unterstützt durch entsprechende bildgebende Verfahren,
zur Diagnosesicherung eine Biopsie durchgeführt werden. Ein länger als drei
Wochen bestehendes Ulkus sowie eine nicht abheilende Extraktionswunde gelten
hierbei als besonders tumorverdächtig und bedürfen einer definitiven Abklärung.
8
Wird die Verdachtsdiagnose bestätigt, erfolgt anschließend das Staging des
Plattenepithelkarzinoms der Mundhöhle, um den Tumor in Bezug auf seine
Ausdehnung und dem Vorhandensein von Lymphknoten- bzw. Fernmetastasen zu
beschreiben. Diese Klassifizierung der Union Contre le Cancer (UICC) ist als
TNM-System bekannt und umfasst folgende Kriterien:
T
Lokale Tumorausdehnung
Tis
Carcinoma in situ
T0
Kein Primärtumor vorhanden
T1
Tumorgröße bis maximal 2 cm
T2
Tumorgröße zwischen 2,1 und 4 cm
T3
Tumorgröße größer als 4 cm
T4
Tumor infiltriert unabhängig von seiner Größe Nachbarstrukturen
Tx
Primärtumor nicht bestimmbar
N
Regionale Metastasierung in Lymphknoten
N0
Keine regionalen Lymphknotenmetastasen nachweisbar
N1
Ein solitärer, ipsilateraler Lymphknoten kleiner als 3 cm
N2
Drei Subtypen:
N2a Lymphknotenmanifestation ipsilateral solitär zwischen 3 und 6 cm
N2b Lymphknotenmanifestation ipsilateral multipel, keine Lymphknoten
größer als 6 cm
N2c Bilaterale oder kontralaterale Lymphknotenmanifestation, kein
Lymphknoten größer als 6 cm
N3
Lymphknotenmetastase größer als 6 cm unabhängig von der
Seitenlokalisation
Nx
Regionale Lymphknoten nicht beurteilbar
M
Vorliegen von Fernmetastasen
M0
Keine Fernmetastase
M1
Fernmetastase vorhanden
Mx
Vorhandensein bzw. Fehlen von Fernmetastasen kann nicht beurteilt
werden
9
C
Diagnostischer Sicherheitsfaktor
C1
Diagnostisches Standardverfahren (einschließlich konventioneller
Röntgenaufnahmen)
C2
Spezielle diagnostische Maßnahmen (CT, MRT, Biopsie)
C3
Chirurgische Exploration
C4
Untersuchungsbefund beim definitiven Eingriff (einschließlich
kompletter Aufarbeitung des Resektionspräparates)
C5
Autopsie
Tabelle 1: TNM-Klassifikation beim Plattenepithelkarzinom [12, 39]
Das Staging ist ausschlaggebend für Therapie und Prognose. Der Certainty-Index
(diagnostischer Sicherheitsfaktor) wurde zur Angabe der Genauigkeit der
Diagnostik eingeführt. [16, 39]
Die TNM-Klassifikation kann durch pathologische Befunde ergänzt werden. Diese
Klassifikation mit der Tumorformel pTNM stützt sich auf die Beurteilung der
Tumorausdehnung
und
dem
Vorhandensein
von
Lymphknoten-
und
Fernmetastasen nach histopathologischer Aufarbeitung und erhöht somit die
Sicherheit der Diagnose. [16]
Nach den Vorgaben der UICC lassen sich nach der TNM-Klassifikation die
Karzinome der Lippen und der Mundhöhle außerdem in fünf verschiedene Stadien
einteilen:
Stadium 0
Tis
N0
M0
Stadium I
T1
N0
M0
Stadium II
T2
N0
M0
Stadium III
T1, T2
N1
M0
T3
N0, N1
M0
T1, T2, T3
N2
M0
T4a
N0, N1, N2
M0
Stadium IVA
10
Stadium IVB
Stadium IVC
jedes T
N3
M0
T4b
Jedes N
M0
jedes T
jedes N
M1
Tabelle 2: UICC-Klassifikation [49]
Um die Klassifikation eines Plattenepithelkarzinoms zu vervollständigen, bedarf
es vor der Therapie auch einer histopathologischen Differenzierung des Tumors,
dem so genannten Grading. Dieses wird mit dem G-System beschrieben, welches
sich wie folgt darstellt:
G1 Gut differenzierter Tumor
G2 Mäßig differenzierter Tumor
G3 Schlecht differenzierter Tumor
G4 Undifferenzierter / entdifferenzierter / anaplastischer Tumor
Tabelle 3: Grading beim Plattenepithelkarzinom [13]
Bei der Therapie der Mundhöhlenkarzinome kann man zunächst zwischen einem
kurativen und einem palliativen Therapieansatz unterscheiden. Das Ziel der
kurativen Therapie ist die Heilung der Tumorkrankheit und somit die Genesung
des Patienten. Hierzu muss der Tumor durch Ausräumung und Zerstörung aller
Tumorzellen
vollständig
entfernt
werden.
Gleichzeitig
sollte
durch
Wiederherstellung von Form und Funktion anatomischer Strukturen die
Lebensqualität des Patienten bewahrt werden. [14]
Ist die Tumorheilung durch Entfernung aller Tumorzellen von Anfang an nicht
mehr möglich, sollte die Schmerzlinderung, die körperliche Kräftigung sowie die
psychologische Betreuung des Patienten im Zentrum der Behandlung stehen. Man
spricht in diesem Fall von einer palliativen Therapie. [14]
Grundsätzlich ist die kurative Therapie der Wahl bei einem Plattenepithelkarzinom
der Mundhöhle eine radikale Operation mit anschließender Rekonstruktion.
Kurativ operabel sind in der Regel die Stadien I-III (T1-T3). Der Tumor wird
hierbei zumeist zusammen mit den angrenzenden Lymphknoten entfernt. Die
11
Entfernung der Lymphknoten bezeichnet man als neck dissection. Bei der neck
dissection unterscheidet man zwischen einer radikalen und einer konservativen
Form. Während bei der radikalen Lymphknotenentfernung der musculus
sternocleidomastoideus, die vena jugularis und der nervus accessorius mit entfernt
werden, versucht man diese anatomischen Strukturen bei der konservativen Form
primär zu erhalten. Bei inoperablen fortgeschrittenen Tumoren erfolgt zur
Verbesserung der Prognose eine Bestrahlung des Tumorgebietes eventuell in
weiterer Kombination mit einer Chemotherapie. Beides kann sowohl prä- als auch
postoperativ erfolgen und mindert zusätzlich die Wahrscheinlichkeit des
Auftretens von Lokalrezidiven. [12]
Die Prognose von Plattenepithelkarzinomen ist zum einen abhängig von
tumorassoziierten Faktoren, zu denen die Größe des Tumors, die Infiltrationstiefe
und
der
Lymphknotenstatus
Überlebenswahrscheinlichkeit
gehören.
des
Patienten
Zum
aber
anderen
auch
wird
durch
die
nicht
tumorassoziierte Faktoren wie Mangelernährung oder zusätzliche Erkrankungen
bestimmt, die den Allgemeinzustand des Patienten negativ beeinflussen können.
Abgesehen von diesen prognostisch relevanten Faktoren bestimmt vor allem die
Operabilität des Tumors das Patientenschicksal. So zeigt sich bei operablen
Tumoren eine 5-Jahres-Überlebenswahrscheinlichkeit von 40 bis 60 % während
sie bei nicht operablen nur 10 bis 15 % beträgt. [12, 33]
Zusammenfassend
lässt
sich
sagen,
dass
die
Prognose
bei
einem
Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle im Wesentlichen von der Größe abhängt,
die der Tumor bei der Primärdiagnose aufweist. Aus diesem Grund kommt der
Früherkennung eine sehr große Bedeutung zu. Je früher das Karzinom erkannt
wird, desto besser ist die Lebenserwartung für den Patienten. Nicht abheilende
Ulzerationen oder Extraktionswunden, unbegründete Zahnlockerungen, sowie
Schleimhautveränderungen sind daher besonders zu beachten und histologisch
abzuklären. [1, 40, 12]
Trotz verfeinerter Therapiekonzepte hat das Plattenepithelkarzinom weiterhin eine
schlechte Prognose. Die geringe Überlebensrate resultiert aus häufig auftretenden
lokoregionalen Rezidiven oder daraus resultierenden Fernmetastasen, für deren
Erkennen sensitive und spezifische Marker fehlen. Das Auftreten von Rezidiven
erklärt sich aus dem Zurückbleiben von versteckten residualen malignen Zellen in
Randbereichen des Tumors. Das Entstehen von Fernmetastasen dagegen kommt
12
dadurch zustande, dass sich Zellen aus dem Tumorverband lösen und sich
anschließend über das Blut und die Lymphe verteilen. Man spricht hierbei von der
minimalen Resterkrankung (MRD = minimal residual disease). Meistens befinden
sich die Tumorzellen hierbei in der Ruhephase des Zellzyklus (G0-Phase), was die
eingeschränkte Wirkung systemischer Chemotherapien gegen diese Zellen erklärt.
[18, 31, 32, 47, 11]
Aus diesem Grund ist es notwendig, eine Ergänzung bisher bekannter
Therapiekonzepte des Plattenepithelkarzioms der Mundhöhle durch Antikörperund Immuntherapien anzustreben. Deswegen wurde an der Zahn-, Mund- und
Kieferklinik der Universität Erlangen die spontane T-Zell-Reaktivität gegen
Cancer/Testis-Antigene (CTA) beim Platteneptithelkarziom der Mundhöhle in
einer ebenso benannten Studie untersucht. Ziel der Studie war es, eine spontane
antigenspezifische
CD8+-T-Zell-Antwort
gegen
CTA,
die
vom
Plattenepithelkarziom exprimiert werden können, nachzuweisen. Die Antigene
werden hierbei von HLA-Klasse-I-Molekülen den T-Zellen präsentiert.
2.2 Das HLA-System
Der Haupthistokompatibilitätskomplex (engl.: major histocompatibility complex,
MHC)
wurde
erstmals
in
Transplantationsexperimente
den
wusste
50er
man,
Jahren
dass
entdeckt.
Durch
frühere
Gewebetransplantate
vom
empfangenden Organismus als immunologisch fremd erkannt und zerstört werden
können. Die Ursache hierfür ist eine immunologische Reaktion gegen die
unterschiedlichen Transplantationsantigene, in denen sich Spender und Empfänger
unterscheiden.
Diese
Antigene
bezeichnet
man
als
Haupthistokompatibilitätsantigene. Sie sind innerhalb des MHC kodiert und
spielen eine wichtige Rolle bei der immunologischen Unterscheidung von Selbst
und Nicht-Selbst für den Organismus. [48]
Die Antigene des menschlichen MHC werden als HLA (Humanes LeukozytenAntigen) bezeichnet, da diese Antigene erstmals auf den weißen Blutkörperchen
verschiedener Individuen entdeckt wurden. Die physiologische Rolle der HLA ist
ihre Funktion als antigenpräsentierende Moleküle, ohne die eine spezifische
Immunantwort gegen Infektionserreger nicht möglich wäre. Darüber hinaus
können sie bei der Zell-, Gewebs- oder Organtransplantation zwischen nicht-HLA-
13
identischen Individuen eine Abstoßungsreaktion hervorrufen. Dies erklärt die
klinische Relevanz des HLA-Systems, da das Transplantatüberleben davon
abhängt, wie gut Spender und Empfänger in Bezug auf ihre HLA-Moleküle
zusammenpassen. Des Weiteren gibt es mehrere Krankheiten, die eine Assoziation
mit bestimmten HLA-Molekülen aufzeigen, wodurch Rückschlüsse auf das
Krankheitsrisiko gezogen werden können. [48, 19]
Die Gene des HLA-Komplexes sind auf dem kurzen Arm des menschlichen
Chromosoms 6 lokalisiert. Dieser Genabschnitt weist einen außerordentlichen
Polymorphismus auf. Alle Gene des menschlichen MHC-Komplexes werden
gleichberechtigt vom väterlichen oder mütterlichen Chromosom, also kodominant,
exprimiert. Die allelische Variabilität ist so groß, dass die Wahrscheinlichkeit,
dass zwei nicht verwandte Individuen einen identischen Satz von MHC-Produkten
aufweisen, sehr gering ist. [38, 24, 41, 48]
Aufgrund von Struktur- und Funktionsunterschieden lassen sich die auf dem MHC
kodierten HLA-Antigene in zwei Klassen einteilen: HLA-Klasse-I und HLAKlasse-II.
Bei
den
HLA-Klasse-I-Molekülen
kann
man
drei
verschiedene
Typen
unterscheiden: HLA-A, -B und -C. Sie bestehen aus einer schweren polymorphen
α-Kette und einer nicht-polymorphen leichten Kette, dem β2-Mikroglobulin. Die
α-Kette, die im Gegensatz zur β-Untereinheit in der Zellmembran verankert ist,
besteht aus drei extrazellulären Domänen (α1, α2, α3). Die α1- und α2-Domäne
bilden die Peptidbindungsfurche, die an den Enden geschlossen ist. So können im
Komplex mit HLA-I Peptide mit einer Länge von 8-10 Aminosäuren präsentiert
werden. Die Domäne α3 ist eine Immunglobulindomäne und besitzt eine
Bindungsstelle für CD8. [38, 48, 19]
Die HLA-Klasse-II-Moleküle hingegen heißen HLA-DR, HLA-DP und HLA-DQ.
Sie bestehen aus einer membranverankerten α- und β-Kette, die miteinander
assoziiert sind. Beide Ketten besitzen zwei extrazelluläre Domänen (α1, α2 und
β1, β2). Die α1- und β1-Domäne bilden zusammen die Peptidbindungsfurche, die
an den Enden offen ist. Dies gewährleistet, dass längere Peptide von 12–25
Aminosäuren gebunden werden können. Auf der β2-Domäne findet sich die
Bindungsstelle für CD4. [38, 48]
14
Abbildung 5: Aufbau der HLA-Klasse-I- und -II-Komplexe [48]
HLA-Klasse-I- und -II-Moleküle besitzen zum einen eine ausgeprägte Homologie
ihrer DNA- und Proteinsequenzen, zum anderen findet sich eine allelische
Variabilität
innerhalb
der
hypervariablen
Regionen,
welche
die
Proteinbindungsfurche oder die Bindungsstelle für den T-Zell-Rezeptor bilden. So
wird gewährleistet, dass sämtliche zu präsentierende Proteinfragmente trotz
struktureller Unterschiede effektiv an die Antigenbindungsstelle der HLAMoleküle binden können und damit sichergestellt, dass die HLA-Moleküle in ihrer
Funktion der antigenabhängigen T-Lymphozytenaktivierung wirksam sein können.
[48]
Die
Funktion
der
HLA-Moleküle
besteht
in
der
Präsentation
von
Proteinfragmenten verschiedener Antigene, welche die Reifung und Funktion der
T-Lymphozyten steuert. Die T-Lymphozyten erkennen die Antigene mittels des TZell-Rezeptors nur dann, wenn diese als Proteinfragmente an HLA-Moleküle
gebunden sind. Diese Erkennung der Antigene wird durch den ternären Komplex
vermittelt, der aus HLA-Molekül, prozessiertem und an das eigene (Selbst-) HLAMolekül gebundenem Antigen und T-Zell-Rezeptor besteht. Somit können die TLymphozyten nicht nur das Antigen erkennen, sondern auch zwischen Selbst- und
Nicht-Selbst-HLA-Molekülen
differenzieren.
Die
von
HLA-Klasse-II
präsentierten Antigene werden von CD4+-T-Helferzellen erkannt, während CD8+-
15
zytotoxische T-Lymphozyten Antigene nur erkennen, wenn diese von HLAKlasse-I-Molekülen präsentiert werden. Die meisten von HLA-I-Molekülen
präsentierten Peptide kommen aus der Prozessierung von Proteinen, die sich
intrazellulär meistens im Zytoplasma, aber auch im Zellkern befinden. Klasse-IIMoleküle exponieren dagegen durch Degradation im Phagolysosom entstandene
Peptide. [48]
Die unterschiedliche Funktion der HLA-Klassen kommt auch durch eine ebenso
differenzierte Genexpression zum Ausdruck. HLA-Klasse-I-Moleküle sind auf
nahezu allen kernhaltigen Zellen exprimiert, mit Ausnahme von neuronalen Zellen
im Gehirn, Trophoblastenzellen der Plazenta und den Spermien. Die Expression
von HLA-Klasse-II-Molekülen ist meist auf Zelltypen beschränkt, die als
antigenpräsentierende Zellen an der spezifischen Immunantwort beteiligt sind.
Hierzu gehören zum einen B-Lymphozyten und aktivierte T-Lymphozyten, zum
anderen Zellen des mononukleären phagozytischen Systems, dendritische Zellen,
Langerhanszellen der Haut, Mikroglia u.a. . [48]
2.3 HLA und Krebs
Wie auch in unserer Studie, stellt man sich in Wissenschaft und Forschung immer
wieder die Frage, ob es einen Zusammenhang zwischen bestimmten HLAMolekülen und Krebserkrankungen gibt. Hierzu vergleicht man an Krebs
erkrankte Patienten mit gesunden Kontrollen im Hinblick auf das Auftreten von
HLA-Spezifitäten. Ist im Vergleich der beiden Gruppen das Auftreten eines
bestimmten HLA-Moleküls erhöht bzw. erniedrigt, liegt eine positive bzw.
negative Assoziation vor. Dieser Vergleich erlaubt dann eine Risikoeinschätzung.
Aufgrund der zentralen Bedeutung der HLA-Antigene für die spezifische
Immunantwort haben mehrere Studien untersucht, ob eine Assoziation von HLAAntigenen mit malignen Erkrankungen besteht. Insbesondere für Malignome, bei
deren Entstehung eine infektiöse Genese gezeigt oder vermutet wurde, konnte
gezeigt werden, dass bestimmte HLA-Antigene mit der Erkrankung assoziiert
sind.
Wu et al. untersuchten, ob bestimmte HLA-Klasse-II-Antigene mit einem erhöhten
oder erniedrigten Risiko für die Entstehung von Gebärmutterhalskrebs durch eine
Infektion mit dem humanen Papillomavirus (HPV) in Verbindung gebracht
16
werden
können.
Um
dies
zu
prüfen,
wurde
bei
133
Frauen
mit
Gebärmutterhalskrebs sowie bei einer Kontrollgruppe von 98 Gesunden eine
HLA-Typisierung durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Frequenz für
HLA-DPB1*1301 bei den Patientinnen mit Gebärmutterhalskrebs deutlich höher
war als in der Kontrollgruppe, wodurch dieses Allel mit einem erhöhten Risiko für
die Entstehung dieser Art von Krebs bei chinesischen Frauen in Verbindung
gebracht werden kann. Die Haplotypen HLA-DPB1*150101-DQB1*0602 und
DRB1*070101-DQB1*0201 dagegen kamen bei der Kontrollgruppe häufiger vor
und sprechen somit für ein verringertes Risiko. Es konnte durch diese Studie
gezeigt werden, dass bestimmte HLA-Klasse-II-Allele und Haplotypen die
Immunantwort auf bestimmte HPV-kodierte Epitope und somit das Risiko von
Gebärmutterhalskrebs bei chinesischen Frauen beeinflussen können. [50]
Eine bakterielle Infektion mit Helicobacter pylori ist eine der häufigsten bekannten
Infektionen, die in Zusammenhang mit einem erhöhten Risiko für die Entstehung
von
Magenkrebs
stehen.
Ob
ebenfalls
ein
Zusammenhang
mit
dem
Polymorphismus der HLA-Antigene besteht wurde in einer Studie in Linqu
County in China untersucht. Hierzu wurden 52 Patienten mit Magenkrebs und eine
Kontrollgruppe mit 139 gesunden Personen bezüglich ihrer HLA-Klasse-I- und II-Antigene typisiert. Es zeigte sich vor allem bei den HLA-Allelen CW*03 und
DRB1*01
eine
sehr
unterschiedliche
Verteilung
zwischen
den
Magenkrebspatienten und der Kontrollgruppe. Beide Allele waren ausschließlich
bei den Patienten mit Magenkrebs vorhanden, wobei die Manifestation hier bei
den Krebspatienten mit Helicobacter pylori stärker war als bei jenen ohne.
Zusammenfassend zeigte die Studie, dass das Tragen der beiden HLA-Allele
CW*03 und DRB1*01 mit einem erhöhten Magenkrebsrisiko einhergeht und dies
vor allem bei Patienten, bei denen Helicobacter pylori nachgewiesen werden
konnte. [22]
El-Chennawi et al. beschäftigten sich mit der Assoziation zwischen den HLAKlasse-II-Antigenen
DRB1
und
DQB1
und
der
Entstehung
von
Leberzellkarzinomen (HCC) bei Ägyptern. Neben Umwelt-, Ernährungs- und
Lifestyle-Einflüssen,
gehören
vor
allem
HBV-
und
HCV-Infektionen,
Leberzirrhose, das männliche Geschlecht sowie hohes Alter zu den wichtigsten
Risikofaktoren bei der Entstehung von Leberzellkarzinomen. Ob die HLA- KlasseII-Antigene DRB1 und DQB1 ebenfalls als Risikofaktoren
bei der HCC-
17
Entwicklung anzusehen sind, untersuchte man wie folgt: Bei 50 Patienten mit
HCC zwischen 40 und 64 Jahren und 50 gesunden Kontrollpersonen wurde eine
HLA-Klasse-II-Typisierung durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten ein erhöhtes
Auftreten
von
DRB1*04
und
DQB1*02
bei
Patienten
mit
einem
Leberzellkarzinom sowie ein erhöhtes Auftreten von DQB1*06 bei der
Kontrollgruppe. Somit ergibt sich, dass die Allele DRB1*04 und DQB1*02
Risikofaktoren für die Entstehung von Leberzellkarzinomen darstellen, während
DQB1*06 zu den schützenden Allelen gehört. [8]
Aber auch für Malignome, die nicht im Verdacht stehen einen infektiösen
Auslöser zu haben, sind solche Assoziationen gezeigt worden.
In einer Studie zur genetischen Prädisposition von Brustkrebs am General Hospital
von Massachusetts gingen Subhra et al. davon aus, dass das Immunsystem eine
schützende Rolle bei der Tumorentstehung spielen könnte und untersuchten, ob es
einen Zusammenhang zwischen dem Vorhandensein bestimmter schützender
Allele der HLA-Klasse-II-Gene und der Entstehung von Brustkrebs gibt. Hierzu
wurden 176 Frauen unter 40 Jahren, die sich in einem frühen Stadium von
Brustkrebs befanden, im Hinblick auf die HLA-Klasse-II-Antigene DPB1, DQB1,
DRB1 und DRB3 typisiert. Die Kontrollgruppe umfasste 215 gesunde Kaukasier.
Das Ergebnis ergab, dass sowohl HLA-DQB 03032 als auch HLA-DRB1*11
wesentlich häufiger bei der Kontrollgruppe gefunden wurde als bei den
Brustkrebspatienten. Diese deutliche Überrepräsentation konnte zeigen, dass
diesen beiden Allelen wohl eine protektive Rolle bei der Entstehung von
Brustkrebs zugesprochen werden kann. [44]
Eine mögliche Erklärung für diese Assoziationen könnte die unterschiedliche
Effektivität der jeweiligen HLA-Antigene sein, das entsprechende Tumorantigen
zu präsentieren und so eine Immunantwort gegen den Tumor zu induzieren.
Weiterhin ist die Kenntnis der MHC-Genfrequenzen für geplante Immuntherapien
gegen Krebs von Bedeutung (Vakzine).
In der bereits erwähnten Studie der Zahn-, Mund- und Kieferklinik (ZMK) der
Universität Erlangen hat man zur Steigerung der Überlebensrate beim
Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle zellvermittelte Immuntherapien erforscht.
Hierbei
wurde untersucht, ob Cancer/Testis-Antigene (CTA), die vom
Plattenepithelkarzinom exprimiert werden, CD8+-T-Zellreaktionen auslösen
können.
18
Ausgangspunkt hierbei waren bereits vorhandene Studien der dermatologischen
Klinik in Bezug auf das maligne Melanom. Hier ist es bereits gelungen eine
Tumorvakzination, das heißt eine Induktion und Vermehrung tumorspezifischer TZellen, durchzuführen. Durch Zellexperimente hat man herausgefunden, dass
dendritische Zellen, in die ein bestimmtes tumorassoziiertes Antigen eingebracht
wurde, als möglicher Impfstoff gegen den Tumor eingesetzt werden können. [37]
Als Grundstein zukünftiger Vakzinationstherapien beim Plattenepithelkarzinom
der Mundhöhle untersuchte man in der ZMK Erlangen nun spontane zellulärzytotoxische
Immunantworten
speziell
gegen
CTA,
sowie
deren
Expressionshäufigkeit in Primärtumoren bei Patienten mit unterschiedlichem
HLA-Hintergrund. Hierbei wurden zunächst nur HLA-A*02 positive Patienten
untersucht, da dieses Allel in der kaukasischen Bevölkerung Europas mit ca. 50%
am häufigsten vorkommt und bereits zahlreiche HLA-A*02 restringierte Epitope
in der Literatur beschrieben sind.
Bei der HLA-Typisierung zeigte sich nun, dass bei den Patienten mit einem
Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle das HLA-A*02-Molekül im Gegensatz zur
Bevölkerung ohne Plattenepithelkarzinom deutlich unterrepräsentiert war, was uns
zu unserer Studie veranlasste.
2.4 Ziele der Arbeit
Wir untersuchten in der vorliegenden Arbeit ein Kollektiv von 114 Patienten mit
einem Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle hinsichtlich der Genfrequenzen der
HLA-Klasse-I-Gene HLA-A und -B. Die Allelfrequenzen der Patienten verglichen
wir mit einem Kontrollkollektiv von 200 gesunden Thrombozytenspendern.
Zum einen wollten wir herausfinden, ob Unterschiede bezüglich der Häufigkeit
des Antigens HLA-A*02 bestehen, da eine Impfung mit Tumorantigenen bei
HLA-A*02 positiven Patienten in weiterem Verlauf vorgesehen ist.
Zum anderen wollten wir untersuchen, ob es möglicherweise eine Assoziation
zwischen den HLA-Allelen und einem Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle gibt
und den Allelen somit die Rolle eines protektiven oder eines SuszeptibilitätsFaktors zugesprochen werden kann.
19
3. Material und Methoden
3.1 Patienten und Kontrollkollektiv
In unserer Studie wurde bei 114 Patienten mit einem Plattenepithelkarzinom der
Mundhöhle eine HLA-Typisierung in Bezug auf die HLA-Klasse-I-Gene HLA-A
und HLA-B durchgeführt. Die Lokalisation der Plattenepithelkarzinome variierte
typischerweise zwischen Zunge, Mundboden, Alveolarkamm, Wange, Gaumen
und Speicheldrüsen, war aber ausschließlich auf die Mundhöhle beschränkt. Die
Informationen zum Alter der Patienten, der Tumorart, dem Tumorstadium bei
Erstdiagnose und der Lokalisation des Tumors wurden aus den Patientenakten im
Archiv der Zahn-, Mund- und Kieferklinik der Universität Erlangen entnommen.
Die Blutentnahme für die Typisierung erfolgte im Rahmen der von der
Ethikkommission genehmigten Studie der ZMK Erlangen nach Aufklärung und
schriftlichem Einverständnis.
Die
Kontrollgruppe
bestand
aus
200
gesunden
kaukasischen
Thrombozytenspendern, bei denen ebenfalls eine HLA-Typisierung durchgeführt
wurde. Anschließend wurden die Ergebnisse mit denen der Patientengruppe
verglichen.
3.2 DNA- Isolierung
Aus dem peripheren Blut der Patienten- und Kontrollgruppe wurde die DNA
mittels affinitätschromatographischer Isolierung mit dem Extraktionskit der Firma
Quiagen extrahiert.
Hierbei wurden 20 µl Quiagen-Protease mit 200 µl Blutprobe und 200 µl Puffer
AL in ein 1,5 ml Eppendorfröhrchen pipettiert, 15 sek vermischt und dann für
zehn Minuten bei 56° C inkubiert. Nach kurzem Abzentrifugieren wurden
anschließend 200 µl 96%-Ethanol hinzugegeben, 15 sek vermischt und
abzentrifugiert. Die Lösung wurde nun in ein 2 ml Säulchen mit Sammelröhrchen
(spin column) pipettiert und bei 8000 U/min eine Minute lang zentrifugiert.
Hierbei wurde die DNA an die Säulchenmembran gebunden. Das Säulchen wurde
im Folgenden in ein neues 2 ml Sammelröhrchen umgesetzt, 500 µl Puffer AW 1
zugegeben und bei 8000 U/min für eine Minute zentrifugiert. Dieser Vorgang
20
wurde im Anschluss allerdings unter Zugabe von 500 µl Puffer AW 2 und bei
15000 U/min für drei Minuten wiederholt. Die Säulchen wurden nun in ein 1,5 ml
Eppendorfröhrchen umgesetzt, 200 µl Puffer AE hinzupipettiert und bei
Raumtemperatur eine Minute lang inkubiert. Nach nochmaligem Zentrifugieren
bei 8000 U/min für eine Minute war der Vorgang abgeschlossen. Das gewonnene
Lysat war die DNA.
Die Ausbeute bei dieser DNA-Extraktionsmethode ist sehr variabel, wodurch man
keine pauschalen Angaben über die gewonnene DNA-Menge treffen kann. Aus
diesem Grund wurden die Reinheit und Konzentration der DNA-Proben im
Weiteren spektralphotometrisch überprüft. Hierfür wurde angenommen, dass eine
optische Dichte (OD) von 1 bei einer Wellenlänge von 258 nm einer DNAKonzentration von 50µg DNA/ml entspricht. Wird die gewünschte Reinheit und
Konzentration der DNA, die für die Analyse erforderlich ist, nicht erreicht, ist eine
erneute Isolation aus der Rückstellprobe oder die Anforderung von neuem
Material erforderlich.
3.3 Gelelektrophorese
Die Agarosegelelektrophorese ist ein klassischer Weg zur Trennung von DNAFragmenten nach deren Größe.
Die jeweiligen Genabschnitte der zu typisierenden MHC und Zytokinen wurden
zunächst mittels Polymerasekettenreaktion (PCR) amplifiziert. Um diese
beurteilen zu können, wurden sie auf ein horizontales 2 % Agarose Gel
aufgetragen und elektrophoretisch (230 mV; 130 mA) für 40 Minuten aufgetrennt.
Anschließend wurde das Gel mit Ethidium-Bromid gefärbt und unter UV-Licht
visuell ausgewertet. Die Auswertung erfolgte hierbei durch Beurteilung der
Anwesenheit der Kontrollbanden bzw. der spezifischen Banden. Um ein PCRProdukt als spezifisch zu werten, muss es im Vergleich zu dem mitgeführten
Längenstandard auf der zu erwartenden Höhe laufen. Die positiven Banden
wurden in die Interpretationstabelle unter Berücksichtigung der Übereinstimmung
des angegebenen Molekulargewichtes übertragen, wodurch die einzelnen Allele
abgelesen und somit nachgewiesen werden konnten.
21
3.4 HLA-Klasse-I-Genotypisierung
Die Typisierung der HLA-Klasse-I-Antigene wurde auf „Low-resolutionAuflösung“ mit Hilfe von Durchfluss-zytometrischer Technik durchgeführt
(LABType, Luminex).
3.4.1 Das Prinzip
LABType verwendet die Luminex-Technologie für die reverse SSO DNATypisierungsmethode. Zunächst erfolgt die Amplifizierung der Ziel-DNA unter
Verwendung eines gruppenspezifischen Primers. Das biotinylierte PCR-Produkt
kann mit R-Phycoerithrin-konjugiertem (PE) Streptavidin (SAPE) nachgewiesen
werden. Es folgt die Denaturierung des PCR-Produktes, welches anschließend an
komplementären,
sequenzspezifischen
Oligonukleotid-Sonden,
die
mit
floureszenzkodierten Mikrosphären (Beads) konjugiert sind, rehybridisiert werden
kann. Der LabScan 100 Flow-Analyser identifiziert die Fluroeszenzintensität von
PE auf jedem einzelnen Bead. Die HLA-Typisierung erfolgt durch den Vergleich
von Reaktionsmustern mit Mustern, die mit veröffentlichten HLA-Gensequenzen
assoziiert werden. Wie viele Beads verwendet werden ist abhängig von dem
untersuchenden Genort und dessen polymorpher Struktur. Um Hintergrundsignale
auszuschließen und mögliche Abweichungen bei der Probenmenge und
Reaktionseffizienz zu berücksichtigen, umfasst jede Bead-Mischung eine Negativund eine Positivkontrollsonde. Die Auswertung ist computerunterstützt und HLAAllel- und Lot-spezifisch.
3.4.2 Geräte und Material
Folgende Geräte und Materialien wurden verwendet:
•
LABType SSO DNA Typisierungssystem für HLA-Klasse-I-Allele (A, B,
Cw) der Firma BMT
•
LabScan 100 Flow-Analyzer
•
SAPE Stammlösung
•
Taq-Polymerase
•
PCR Maschine und Reaktionsröhrchen
22
•
Gelelektrophorese und Geldokumentationssystem
•
Whirlmixer
•
Platten-Zentrifuge
•
Uniplatte, 96 Well, 250 µl Mikroplatte
•
Tray-Versiegelung
•
Eppendorfreaktionsröhrchen 1,5 ml
•
Eppendorf Multipipette und Pipetten verschiedener Volumina
3.4.3 Testdurchführung
Der Test wurde nach chargenspezifischer Arbeitsanleitung durchgeführt.
PCR
Als Ausgangsmaterial dienten 20 ng/µl DNA (Ratio: 1,65–1,8). Für eine DNAProbe wurden 4 µl Primer, 13,8 µl D-Mix und 0,2 µl Taq-Polymerase vermischt
und als Mastermix vorgelegt. 18 µl des Mastermixes wurden mit 2 µl DNA in
PCR-Tubes pipettiert und folgendermaßen amplifiziert:
96° C 3 Minuten
5 Zyklen: [96° C - 20 sek/ 60° C - 20 sek/ 72° C - 20 sek]
30 Zyklen: [96° C - 10 sek/ 60° C - 15 sek/ 72° C - 20 sek]
72° C-10 min
4° C unendlich
Im Anschluss wurde das Vorhandensein des PCR-Produktes mit Hilfe einer
Gelelektrophorese bestätigt.
Denaturierung/ Neutralisation
Zur Denaturierung wurden 5 µl der amplifizierten DNA auf eine 96-well-Platte
übertragen. Nach der Zugabe von 2,5 µl Denaturierungspuffer pro well wurde die
Platte versiegelt, gevortext und für zehn Minuten bei Raumtemperatur inkubiert.
Anschließend wurden 5 µl Neutralisationspuffer pro well hinzugegeben,
versiegelt, gevortext und die Platte im Anschluss auf Eis gestellt.
23
Hybridisierung
Die benötigte Beadmischung wurde als Mastermix pro Genort vorpipettiert. Pro
vorbehandeltem PCR-Produkt sind 34 µl Hybridisierungspuffer und 4 µl BeadMischung erforderlich. Nach der Zugabe der Beadmischung wurde das PCR Rack
mit einem Deckel oder einer Folie verschlossen, auf dem Vortexer gut vermischt
und anschließend für 15 Minuten bei 60° C in der PCR Maschine hybridisiert.
Nach der Hybridisierung wurden pro well 100 µl Waschpuffer zugegeben, mit
Folie abgedeckt, gevortext und 5 Minuten bei 900-1000 g zentrifugiert. Dieser
Waschvorgang wurde anschließend noch zweimal wiederholt.
Färbung
Pro DNA-Ansatz wurden 50 µl einer 1x SAPE-Lösung (0,5 µl SAPE plus 49,5 µl
SAPE-Puffer) hinzugegeben, verschlossen, gevortext und für weitere 5 Minuten
bei 60° C in der PCR-Maschine inkubiert. Anschließend wurden pro well 100 µl
Waschpuffer zugegeben, das Ganze wiederum verschlossen, gevortext und 5
Minuten bei 900-1000g zentrifugiert. Für die Messung wurden nun 70 µl
Waschpuffer eingefüllt, vorsichtig gemischt und das Reaktionsvolumen in eine
spezielle Messplatte (ELISA-Spitzboden) überführt. Bis zur Messung wurde die
Platte im Kühlschrank bei 4° C aufbewahrt. Vor der endgültigen Messung wurde
die Platte nochmals vorsichtig gemischt.
3.4.4 Bedienung des LabScan 100 Flow-Analyzers
Nach dem Anschalten der Puffer-Reservoir-Pumpe, des LabScan 100 und des
Lasers wurde das Programm Luminex 100 IS geöffnet. Nach einem 30 minütigen
Warm- up begann man mit „Prime“, wenn das Gerät auf Stand-by stand. Es folgte
dreimal der „Alkohol-Flush“. Die Luftblasen wurden aus dem System entfernt.
Anschließend wurde durch „Wash“ und „Eject“ das Ethanol im Reservoir des
Plattentisches gegen Sheath-Fluid ausgetauscht und weitere drei Waschvorgänge
durchgeführt.
Das Gerät war nun bereit für die Testung.
24
Nach der Eingabe der Proben und der vollständigen Auftragsverteilung in der
Multibatch Maske konnten die Messungen beginnen. Für die ersten Schritte wurde
„Single-step“ angewählt, um das optimale Arbeiten des Gerätes zu garantieren und
den Auftrag gegebenenfalls sofort stoppen zu können. Mit „Resume“ wurde der
Messvorgang jeweils fortgesetzt. Folgten die Messungen ohne Probleme konnte
der „Single-step“ herausgenommen werden.
Am Ende der Messung wurde das gesamte System über „Wash“ zweimal mit
Sheath-Fluid gespült. Im Anschluss wurde über „Santizise“ und „Eject“ das
Reservoir geleert und mit 3 % Hypochlorid befüllt.
Anschließend wurde das Gerät mittels der Programme „Soak“ und „Wash“
gereinigt.
3.4.5 Probenauswertung am Computer
Nach dem Aufrufen des Programms „HLA-Tools“ mussten die Roh-Daten zum
Analysieren
aus
dem
Flow-Analyzer
über
„Tools-Explorer“
in
das
Auswertungsprogramm geladen und mit dem entsprechenden „Template“ und der
zugehörigen Lot-Nummer und der aktuellsten Revision des Tests überarbeitet
werden.
Zur Auswertung wurden zunächst das kitinterne Negativkontroll-Bead (Bead
Nr.35) und gegebenenfalls Positivkontroll-Beads (Klasse-I-Bead 13 und 32,
Klasse-II-Bead 34) auf ihre Richtigkeit überprüft. Die Reaktionsstärke der
Positivkontrolle sollte hierbei über 1000 FI (= Fluoreszens Intesity) liegen.
Das Negativkontroll-Bead musste unter dem definierten Cutoff liegen.
Hatten die Kontrollen nicht korrekt reagiert, durfte keine Auswertung stattfinden.
Der Test musste in diesem Fall wiederholt werden.
Wenn die Kontrollen im Referenzbereich lagen, wurden die einzelnen Patienten
analysiert. Mit der Funktion „Matched“ konnte man nachvollziehen, welches Bead
für welches vorgeschlagene Allel reagiert hatte.
Die Reaktionsstärke jedes einzelnen Beads konnte über die Funktion „BeadAnalysis“ abgefragt werden.
Über die Funktion „Type/Subtype“ wurde das endgültige Typisierungsergebnis
angezeigt.
25
3.5 Statistik
In unserer Arbeit wurden die statistischen Berechnungen mit der Software SPSS
Version 11,0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) durchgeführt. Der Vergleich der
Genfrequenzen zwischen der Patientengruppe und dem Kontrollkollektiv erfolgte
mit einem nach Yates korrigierten Chi-Quadrat Test. Ein nicht korrigierter p-Wert
von pu< 0,05 wurde als signifikant gewertet. Die p-Werte wurden anschließend mit
der Bonferroni Methode durch Multiplikation dieser mit der Anzahl der
beobachteten Allele korrigiert (pk). Die Berechnung der Odds Ratio (OR) erfolgte
mit einem Konfidenzintervall (CI) von 95%.
26
4.
Ergebnisse und Beobachtungen
4.1 Patientencharakteristika
4.1.1 Alters- und Geschlechtsverteilung der Patienten
Für unsere Studie wurden 114 Patienten mit einem Karzinom der Mundhöhle
untersucht.
90
Anzahl der Patienten
80
70
60
50
82
40
30
20
32
10
0
Frauen
Männer
Abbildung 6: Geschlechtsverteilung der Tumorpatienten mit N = 114
Unter den Tumorpatienten befanden sich 32 Frauen (28,1 %) und 82 Männer (71,9
%).
Dies entspricht einem Verhältnis männlich zu weiblich von 2,6:1.
27
45
Anzahl der Patienten
40
39
35
36
30
25
20
19
15
13
10
5
0
4
3
30-39
40-49
50-59
60-69
70-79
80-89
Alter der Patienten
Abbildung 7: Altersverteilung der Patienten mit N = 114
Der Median des Alters der Patienten lag bei 58 Jahren, wobei der jüngste Patient
bei Erstdiagnose 33 und der Älteste 89 Jahre alt war.
In der Altersgruppe zwischen 30 und 39 Jahren gab es drei Patienten (2,6 %), in
der Gruppe zwischen 40 und 49 Jahren 19 Patienten (16,7 %), in der Gruppe
zwischen 50 und 59 Jahren 39 Patienten (34,2 %), in der Gruppe zwischen 60 und
69 Jahren 36 Patienten (31,6 %), in der Gruppe zwischen 70 und 79 Jahren 13
Patienten (11,4 %) und in der Gruppe zwischen 80 und 89 Jahren 4 Patienten (3,5
%)
Somit fiel bei knapp zwei Dritteln (65,8 %) der Patienten die Erstdiagnose in die 5.
und 6. Lebensdekade.
28
4.1.2 Alters- und Geschlechtsverteilung der Kontrollen
Die Kontrollgruppe unserer Studie umfasste 200 Thrombozytenspender.
140
Anzahl der Kontrollen
120
100
80
117
60
83
40
20
0
Frauen
Männer
Abbildung 8: Geschlechtsverteilung der Kontrollgruppe mit N = 200
Unter den 200 Kontrollen waren 83 Frauen (41,5 %) und 117 Männer
(58,5 %)
Dies entspricht einem Verhältnis männlich zu weiblich von 1,4:1.
29
A nzahl der K ontrollen
140
126
120
100
80
60
49
40
22
20
2
1
50-59
60-69
0
20-29
30-39
40-49
Alter der Kontrollen
Abbildung 9: Altersverteilung der Kontrollgruppe mit N = 200
Der Median des Alters der Kontrollgruppe lag bei 29 Jahren, wobei der Jüngste 20
und der Älteste 62 Jahre alt war.
In der Altersgruppe zwischen 20 und 29 Jahren gab es 49 Personen (24,5 %), in
der Gruppe zwischen 30 und 39 Jahren 126 Personen (63 %), in der Gruppe
zwischen 40 und 49 Jahren 22 Personen (11 %), in der Gruppe zwischen 50 und 59
Jahren 2 Personen (1 %) und in der Gruppe zwischen 60 und 69 Jahren 1 Person
(0,5 %).
Somit war der Großteil der Personen der Kontrollgruppe (63 %) zwischen 30 und
39 Jahre alt.
30
4.1.3 Tumorart und Tumorstadium bei Erstdiagnose
Bei 111 der Tumorpatienten (ca. 97,3 %) war ein Plattenepithelkarzinom
diagnostiziert worden. Jeweils ein Patient litt unter einem adenoidzystischen
Karzinom (ca. 0,9 %), einem Ackermann-Tumor (ca. 0,9 %) und einem
mikrozystischen Adnex-Karzinom (ca. 0,9 %).
45
39
Anzahl der Patienten
40
33
35
30
22
25
20
12
15
10
5
4
1
2
1
UICC
IVB
UICC
IVC
nicht
bekannt
0
UICC 0 UICC I UICC II UICC
III
UICC
IVA
UICC- Stadium
Abbildung 10: Einteilung der Patienten anhand der UICC-Stadien
Anhand der vorliegenden TNM-Klassifikation bei Erstdiagnose ließen sich 4
Patienten dem UICC-Stadium 0 (ca. 3,5 %) zuordnen, 33 dem Stadium I (ca. 28,9
%), 22 dem Stadium II (ca. 19,3 %), 12 dem Stadium III (ca. 10,5 %), 39 dem
Stadium IV A (ca. 34,2 %), ein Patient dem Stadium IV B (ca. 0,9 %) und zwei
dem Stadium IV C (ca. 1,8 %). Bei einem Patienten konnte zu dem UICCStadium keine Angaben gemacht werden (ca. 0,9 %).
Bei der Einteilung nach dem Differenzierungsgrad des Tumors (Grading) konnten
19 Patienten dem Grad G1 (ca. 16,7 %), 50 Patienten dem Grad G2 (ca. 43,9 %)
und 16 Patienten dem Grad G3 (ca. 14 %) zugeteilt werden. Bei 25 der
Tumorpatienten wurde zu dem Differenzierungsgrad keine Angabe gemacht (ca.
31
21,9 %). Bei weiteren vier Patienten zeigte der Tumor bei Erstdiagnose ein nicht
invasives Wachstum (ca. 3,5 %).
4.1.4 Lokalisation des Tumors
andere
9
2
Oberlippe
2
Anzahl der Patienten
submandibulärer Bereich
Unterlippe
3
Wange
3
Alveolarkamm
13
Mundboden + Zunge
10
Zungengrund
8
Zungenrand
21
Mundboden
43
0
10
20
30
40
50
Lokalisation
Abbildung 11: Lokalisation des Tumors der Patienten
Bei 43 der untersuchten Patienten (ca. 37,7 %) und somit am häufigsten war das
Plattenepithelkarzinom am Mundboden lokalisiert. Bei 29 Patienten befand sich
der Tumor im Bereich der Zunge, wobei man zwischen Zungenrand (21 Patienten:
ca. 18,4 %) und Zungengrund bzw. -körper (8 Patienten: ca. 7 %) unterscheiden
konnte.
Sowohl der Mundboden als auch die Zunge waren bei 10 Patienten
infiltriert (ca. 8,8 %). Des Weiteren fand sich das Karzinom bei 13 Patienten am
32
Alveolarkamm des Ober- bzw. Unterkiefers (ca. 11,4 %). Weitere Lokalisationen
waren bei jeweils 3 Patienten (ca. 2,6 %) die Wange und die Unterlippe, bei
jeweils 2 Patienten (ca. 1,75 %) die Oberlippe und der submandibuläre Bereich
und bei jeweils einem Patienten (ca. 0,9 %) der harte Gaumen, die Tonsillenloge,
der Oropharynx, das Vestibulum, der Unterkieferast, der Gaumenbogen, der sulcus
glossoalveolaris, der Nasopharynx und der arcus palatoglossus und velum
palatinum.
4.2 Die HLA-Klasse-I-Genotypisierung
4.2.1 Die HLA-A-Genotypisierung
In der folgenden Tabelle sind die Genfrequenzen für die HLA-A-Gene der
Patienten- und Kontrollgruppe gegenübergestellt. Für HLA-A*02 zeigte sich mit
einer Odds Ratio (OR) von 0,65 (0,41–1,04; CI 95 %) ein vermindertes Auftreten
bei den Patienten im Vergleich zur Kontrollgruppe.
Für HLA-A*23 mit einer Odds Ratio von 3,8 (1,39–10,43; CI 95 %), HLA-A*24
mit einer Odds Ratio von 1,53 (0,85–2,75; CI 95 %) und deren serologischer
Hauptgruppe HLA-A9 mit einer Odds Ratio von 1,87 (1,09–3,2; CI 95 %) zeigte
sich dagegen ein vermehrter Nachweis der Allele bei der Patientengruppe.
Patienten
Kontrollen
OR (95 % CI)
N = 114
N = 200
n (%)
n (%)
A*01
34 (30)
46 (23)
A*02 α
45 (40)
100 (50)
A*03
31 (27)
59 (30)
A*11
7 (6,1)
21 (11)
A*23 β
12 (11)
6 (3)
3,8 (1,39–10,43)
A*24 γ
25 (22)
31 (16)
1,53 (0,85–2,75)
A9 δ
34 (30)
37 (19)
1,87 (1,09–3,2)
HLA-A
0,65 (0,41–1,04)
33
Serologische Hauptgruppe von A*23 und A*24
A*25
10 (8,8)
10 (5)
A*26
9 (7,9)
15 (7,5)
A*34
0 (0)
0 (0)
A*66
1 (0,9)
1 (0,5)
A10
19 (17)
26 (13)
A*29
7 (6,1)
7 (3,5)
A*30
7 (6,1)
8 (4)
A*31
9 (7,9)
11 (5,5)
A*32
10 (8,8)
13 (6,5)
A*33
0 (0)
2 (1)
A*74
0 (0)
0 (0)
A19
33 (29)
40 (20)
A*36
0 (0)
0 (0)
A*43
0 (0)
0 (0)
A*68
7 (6,1)
2 (1)
A*69
0 (0)
1 (0,5)
A28
7 (6,1)
14 (7)
A*80
0 (0)
0 (0)
α: pu = 0,093; pk = n.s.; OR 0,65; 95 % CI 0,41–1,04
β: pu = 0,012; pk = n.s.; OR 3,8; 95 % CI 1,39–10,43
γ: pu = 0,201; pk = n.s.; OR 1,53; 95 % CI 0,85–2,75
δ: pu = 0,03; pk = n.s.; OR 1,87; 95 % CI 1,09–3,2
Tabelle 4: Allelfrequenzen von HLA-A der Patienten mit einem Karzinom der
Mundhöhle und der gesunden Kontrollgruppe
34
4.2.2 Die HLA-B-Genotypisierung
Die
Genfrequenzen
der
HLA-B-Gene
wurden
ebenfalls
zwischen
der
Patientengruppe und dem Kontrollkollektiv verglichen und sind in folgender
Tabelle beschrieben. Lediglich bei dem Allel HLA-B*07 mit einer Odds Ratio von
0,61 (0,36–1,04, CI 95 %) zeigte sich ein vermindertes Auftreten des Allels bei der
Patientengruppe im Vergleich zu den Kontrollen.
Patienten
Kontrollen
N = 114
N = 200
n (%)
n (%)
B*07 ε
26 (23)
65 (33)
B*08
20 (18)
32 (16)
B*13
14 (12)
18 (9)
B*18
11 (9,6)
19 (9,5)
B*27
11 (9,6)
14 (7)
B*35
19 (17)
30 (15)
B*37
4 (3,5)
4 (2)
B*38
5 (4,4)
11 (5,5)
B*39
6 (5,3)
7 (3,5)
B16
10 (8,8)
18 (9)
B*40
12 (10,5)
29 (15)
B*41
5 (4,4)
2 (1)
B*42
/
/
B*44
31 (27)
44 (22)
B*45
3 (2,6)
1 (0,5)
B12
34 (30)
45 (23)
B*46
/
/
OR (95 % CI)
HLA-B
0,61(0,36–1,04)
35
B*47
1 (0,9)
2 (1)
B*48
/
/
B*49
5 (4,4)
8 (4,0)
B*50
2 (1,8)
3 (1,5)
B21
6 (5,3)
11 (5,5)
B5
10 (8,8)
23 (11,5)
B*53
/
2 (1)
B*54
/
/
B*55
3 (2,6)
5 (2,5)
B*56
1 (0,9)
2 (1)
B22
3 (2,6)
8 (4)
B*57
8 (7)
12 (6)
B*58
/
2 (1)
B17
8 (7)
14 (7)
B*59
/
/
B*60
/
24 (12)
B*61
/
5 (2,5)
B15
18 (16)
38 (19)
B*64
/
1 (0,5)
B*65
/
/
B14
8 (7)
7 (3,5)
B*67
/
/
B*71
/
/
B*72
/
/
B70
/
/
B*73
/
/
B*78
/
/
B*81
/
/
36
B*82
/
/
ε: pu = 0,091; pk = n.s.; OR 0,61; 95 % CI 0,36–1,04
Tabelle 5: Allelfrequenzen von HLA-B der Patienten mit einem Karzinom der
Mundhöhle und der gesunden Kontrollgruppe
37
5. Diskussion
In unserer Studie wurde bei 114 Patienten mit einem Plattenepithelkarzinom der
Mundhöhle eine HLA-Klasse-I-Typisierung durchgeführt. Die Ergebnisse wurden
mit den Genfrequenzen einer Kontrollgruppe verglichen, die 200 gesunde
Thrombozytenspender umfasste.
Der Anteil der Männer zeigte sich mit 71,9 % in der Gruppe der Patienten im
Vergleich zu 58,9 % der Kontrollgruppe deutlich erhöht. Der hohe Männeranteil
ist charakteristisch für das Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle, welches bei
Männern bis zu dreimal häufiger auftritt als beim weiblichen Geschlecht. [12, 2,
35] Ein Grund hierfür kann mit den Hauptrisikofaktoren Alkohol und Nikotin in
Verbindung gebracht werden. So wurde in einer Studie über die Unterschiede
zwischen männlichen und weiblichen Patienten mit einem Plattenepithelkarzinom
der Mundhöhle ermittelt, dass die Rate der Patienten ohne Risikofaktoren bei den
Frauen deutlich höher ausfiel. Bei den Männern waren es nur wenige, die weder
Alkohol noch Nikotin konsumierten. [21]
Die Erstdiagnose fiel bei über zwei Dritteln unserer Patienten in die 5. oder 6.
Lebensdekade. Das mediane Erkrankungsalter lag bei 58 Jahren, was den Werten
aus der Literatur entspricht. [12] Das mediane Alter der Kontrollgruppe, die sich
überwiegend aus Blutspendern zusammensetzte, lag erwartungsgemäß niedriger.
Der Median betrug hier 29 Jahre.
In der Literatur wird das Plattenepithelkarzinom als der am häufigsten
vorkommende Tumor der Mundhöhle beschrieben. Auch in unserer Studie wurde
bei 97,3 % der Patienten der Mundhöhlentumor als Plattenepithelkarzinom
diagnostiziert. Das Stadium des Tumors bei Erstdiagnose wurde in unserer Studie
anhand der UICC-Kriterien eingeteilt. Hierbei zeigte sich der größte Gipfel im
UICC-Stadium IVA mit 34,2 % der Patienten. Das ist am ehesten darauf
zurückzuführen, dass die Früherkennung des Mundhöhlenkarzinoms weiterhin ein
Problem darstellt. Gerade in den Anfangsstadien zeigt das Plattenepithelkarzinom
der Mundhöhle häufig keine malignitätsverdächtigen Symptome, weshalb es meist
erst spät entdeckt wird. [26] Somit sollte im Hinblick auf diese Problematik der
speziellen Schulung von Medizin- und Zahnmedizinstudenten sowie der
Sensibilisierung bereits approbierter Ärzte und Zahnärzte besondere Bedeutung
beigemessen werden. [5]
38
Die Hauptlokalisation des Tumors unserer Patienten war mit 37,7 % der
Mundboden. Auch die restlichen Lokalisationen wie Zunge, Alveolarkamm,
Wange, Ober- und Unterlippe sowie der submandibuläre Bereich sind typisch für
diese Tumorart. [12, 16]
Da insbesondere bei fortgeschrittenen Tumorstadien die Prognose noch
unbefriedigend ist, erforscht man derzeit in zahlreichen Ansätzen die Nutzung des
Immunsystems zur Krebstherapie. Hierbei versucht man eine Bekämpfung
bösartiger Tumorzellen durch die Immunzellen im Körper zu induzieren. Ein viel
versprechender Ansatz für die Immuntherapie, der auch an der Zahn-, Mund- und
Kieferklinik Erlangen untersucht wird, ist die Verwendung von Antigenen als
Impfstoff, die möglichst nur vom Tumor, nicht aber von den übrigen Körperzellen
gebildet werden. Hierbei werden die Tumorantigene in isolierte unreife
dendritische Zellen des Patienten injiziert. Nach der Impfung des Patienten mit den
beladenen Zellen, präsentieren diese das Tumorantigen über den MHC-Komplex
an ihrer Oberfläche, wodurch eine zytotoxische T-Zell-Reaktion ausgelöst werden
soll. [37]
Neben dem malignen Melanom wurden bereits für das Pankreas- sowie das
Prostatakarzinom Tumorantigene identifiziert, die von HLA-A*02 präsentiert
werden und eine zytotoxische T-Zell-Antwort auslösen können. [20, 17]
Erstmals beim malignen Melanom wurden Tumorantigene isoliert, die als MAGEAntigene beschrieben sind. Sie gehören zur Gruppe der Cancer/Testis-Antigene
und werden mit Ausnahme der männlichen Keimdrüsen ausschließlich von
malignen Zellen gebildet. Sie sind somit für Immuntherapien bestens geeignet und
können sowohl von HLA-Klasse-I als auch von HLA-Klasse-II-Molekülen
präsentiert werden. Eine Schädigung der Gonaden bei der Bekämpfung des
Tumors ist nicht anzunehmen, da HLA-Moleküle in den männlichen Keimdrüsen
nicht
gebildet
werden.
Diese
Antigene
werden
ebenfalls
vom
Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle exprimiert. [29, 30,10]
Somit hat man, wie bereits beschrieben, in Anlehnung an bereits vorliegende
Forschungsergebnisse, in einer Studie der Zahn-, Mund- und Kieferklinik der
Universität
Erlangen
zur
Steigerung
der
Überlebensrate
beim
Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle Grundlagen für eine Vakzinationstherapie
erarbeitet. Bei diesen ersten Untersuchungen schien sich eine Unterrepräsentation
des HLA-A*02-Antigens bei den Patienten mit einem Plattenepithelkarzinom der
39
Mundhöhle im Vergleich zur bekannten Genfrequenz in der gesunden
Bevölkerung abzuzeichnen. Diese Annahme wurde in unserer Studie bestätigt, bei
der das Auftreten von HLA-A*02 in der Patientengruppe mit 39,5 % im Gegensatz
zur Kontrollgruppe mit 50 % vermindert auftrat, auch wenn der Befund aufgrund
der Gruppengröße keine statistische Signifikanz erreichte. Das Ergebnis kann
darauf hinweisen, dass Personen, die HLA-A*02 positiv sind, ein geringeres
Risiko haben, an einem Mundhöhlenkarzinom zu erkranken. Das HLA-A*02
könnte folglich als protektives Allel im Hinblick auf diese Art von Krebs
angesehen werden. Die Assoziation zwischen HLA-A*02 und malignen
Erkrankungen
war
bereits
Gegenstand
zahlreicher
Studien.
So
zeigten
beispielsweise Niens et al. in ihrer Studie von 2007, dass HLA-A*02-positive
Personen ein statistisch signifikant geringeres Risiko für die Erkrankung an einem
EBV assoziierten Hodgkin- Lymphom haben. Noch näher an unserem
Studiengegenstand forschten Hosono et al.. Diese zeigten 2010 einen inversen
Zusammenhang zwischen HLA-A*02 und der Entstehung eines zervikalen
Plattenepithelkarzinoms bei japanischen Frauen. Beide obige Studien stützen
somit die These, dass HLA-A*02 als protektives Allel angesehen werden kann,
möglicherweise durch die günstigere Präsentation potentieller Tumorantigene und
eine somit bessere immunologischen Kontrolle. [15, 28]
Ein gänzlich anderes Bild zeigte sich bei dem Allel HLA-A9 in Bezug auf die
Protektivität. Mit 29,8 % in der Patientengruppe im Vergleich zu 18,5 % im
Kontrollkollektiv trat dieses Allel bei den Patienten häufiger auf und kann als
Suszeptibilitätsfaktor angesehen werden. Hiernach haben HLA-A9-positive
Individuen
eine
höhere
Mundhöhlenkarzinoms.
Empfindlichkeit
Auch
in
für
anderen
die
Studien
Entstehung
wurde
bereits
eines
ein
Zusammenhang von HLA-A9 und bestimmten Krankheiten beschrieben. So
zeigten Stein et al. in ihrer Studie eine positive Assoziation von HLA-A9 und der
aggressiven
Form
der
Parodontitis
und
somit
dessen
Rolle
als
Suszeptibilitätsfaktor. Dardari et al. ermittelten dagegen in ihrer Studie über den
Zusammenhang
zwischen
HLA
und
Nasopharyngealkarzinomen
bei
marokkanischen Patienten ein gegenteiliges Ergebnis. Hier war HLA-A9 mit
einem verminderten Risiko für die Entstehung eines Nasopharyngealkarzinoms
assoziiert. Somit zeigt sich ein uneinheitliches Bild von HLA-A9 in Bezug auf
dessen Protektivität bzw. Suszeptibilität bei verschiedenen Krankheiten. In diesem
40
Zusammenhang stellt sich nun die Frage, inwieweit HLA-A9 krankheitsspezifisch
entweder als protektiver Faktor oder als Suszeptibilitätsfaktor angesehen werden
kann. Neben ethnischen Besonderheiten spielen auch kulturelle Faktoren wie die
Exposition gegenüber Risikofaktoren wie Nikotin und Alkohol eine Rolle. Um
diese Frage abschließend klären zu können, bedarf es weiterer Untersuchungen. [7,
42]
Ebenso wie die serologische Hauptgruppe HLA-A9 zeigten sich in unserer Studie
die beiden hierzu gehörenden Allele HLA-A*23 und –A*24 im Patientenkollektiv
überrepräsentiert. HLA-A*23 trat in der Gruppe der Patienten mit einem
Plattenepithelkarzinom deutlich häufiger auf als in der Kontrollgruppe, wodurch
ein Zusammenhang dieses Allels mit einem höheren Erkrankungsrisiko
beschrieben werden kann. Auch in einer Studie von Yilmaz et al. wurde HLAA*23 bereits als Suszeptibilitätsfaktor charakterisiert und mit einem erhöhten
Risiko für die Entstehung eines Nierenzellkarzinoms assoziiert. Des Weiteren
hatte auch HLA-A*24 in unserem Patientenkollektiv einen höheren Anteil als bei
den Kontrollen. Eine signifikant höhere Frequenz von HLA-A*24 bei japanischen
Frauen mit einem oralen Karzinom beschrieben bereits Eura et al. in ihrer Studie
von 1999 und somit dessen Einfluss auf die Entwicklung dieser Krebsart.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass beide Allele mit einem erhöhten
Risiko für die Entwicklung eines Plattenepithelkarzinoms der Mundhöhle
assoziiert zu sein scheinen. [9, 51]
Als Nebenbefund zeigte sich in unserer Studie für HLA-B*07 ein leicht
vermindertes Auftreten in der Gruppe der Patienten im Vergleich zu den gesunden
Kontrollen. Ob dem Allel allerdings eine protektive Rolle zugesprochen werden
kann, ist aus unseren Ergebnissen nicht ersichtlich und könnte ebenfalls
Gegenstand weiterer Untersuchungen sein.
Zusammenfassend deuten die Daten unserer Studie darauf hin, dass eine
Assoziation zwischen bestimmten HLA-Antigenen und der Entstehung eines
Plattenepithelkarzinoms der Mundhöhle besteht. Hierbei scheint es, dass die
jeweiligen Antigene entweder protektive Funktionen für HLA-A*02 oder
suszeptibilitätsfördernde Funktionen für HLA-A*23 besitzen. Auch wenn unsere
Ergebnisse nicht das Signifikanzniveau erreicht haben, deuten sie zusammen mit
bereits publizierten Daten einen Zusammenhang zwischen bestimmten HLAAntigenen und dem Risiko für Krebsentstehung an. Neben der Bedeutung der
41
HLA-Antigene als zentrale Immunregulationsmoleküle stärken die Ergebnisse im
Hinblick auf HLA-A*02 die weitere Entwicklung spezifischer Immuntherapien.
42
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7. Abkürzungen
HLA
Humanes Leukozyten Antigen
MHC
Major Histocompatibility Complex
OR
Odds Ratio
CI
Konfidenzintervall
UICC
Union Contre le Cancer
TNM
T (Tumor) N (Nodes) M (Metastasen)
MRD
Minimal Residual Disease
CTA
Cancer/Testis Antigene
HPV
Humanes Papilloma Virus
HCC
Hepato-Cellular Carcinoma
HBV
Hepatitis-B Virus
HCV
Hepatitis-C Virus
ZMK
Zahn-, Mund- und Kieferklinik
DNA
Desoxiribo-Nucleid-Acid
OD
Optische Dichte
PCR
Polymerase Chain Reaction
EBV
Epstein-Barr-Virus
CD4
Cluster of Differentiation 4
CD8
Cluster of Differentiation 8
%
Prozent
ml
Milliliter
µl
Mikroliter
sek
Sekunde
U/min
Umdrehungen pro Minute
49
ºC
Grad Celcius
nm
Nanometer
µg
Mikrogramm
mV
Millivolt
mA
Milliampere
UV
Ultraviolett
PE
Phycoerithrin
g
Gramm
FI
Fluoreszens Itensity
Pu
unkorrigierter p-Wert
Pk
korrigierter p-Wert
Nr
Nummer
50
8. Danksagung
Mein besonderer Dank gilt meinem Doktorvater PD Dr. med. Bernd Spriewald
und Herrn Professor Dr. med. Andreas Mackensen, Leiter der Medizinischen
Klinik 5 für Hämatologie und Internistische Onkologie, für die freundliche
Überlassung des Themas, die fachliche Unterstützung und die Betreuung der
Dissertation.
Ich danke Herrn Prof. Dr. med. Dr. med. dent. Emeka Nkenke für die freundliche
Übernahme des Korreferats und Frau Dr. rer. nat. Jutta Ries für ihre Unterstützung
bei der Probenakquirierung.
Des Weiteren danke ich den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des HLA-Labors
Erlangen, ganz besonders Frau Birgit Lauer, für die technische Unterstützung und
die Hilfestellungen bei den Laborarbeiten.
Meinem besten Freund Andreas Bleistein danke ich für seine Hilfe beim
statistischen Teil der Dissertation.
Zum Schluss möchte ich noch meinem Freund Steffen Adis, meiner Freundin Sina
Brand und meiner Familie für deren Hilfe und moralische Unterstützung danken.
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