Neue Entwicklungen in der Pathogenese, Diagno
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Uwe Reinhold Simone Seiter Knut Rass Jšrg Reichrath Wolfgang Tilgen Jeder Baustein der komplexen Struktur der Haut und Hautadnexen kann Ausgangspunkt eines malignen Tumors sein. Die Haut ist damit Ursprungsorgan einer FŸlle histogenetisch unterschiedlicher Tumoren. Die hŠufigsten Tumoren sind die aus Keratinozyten entstehenden epidermalen Tumoren, die PrŠkanzerosen (Abb. 1), die Basaliome (Abb. 2) und Plattenepithelkarzinome (Abb. 3) und die von Melanozyten ausgehenden Melanome (Abb. 4). Seltener sind die mesenchymalen Tumoren (Sarkome) und die aus dem hautassoziierten Immunsystem entstehenden malignen Lymphome, insbesondere die kutanen T-Zell-Lymphome der Haut (Abb. 5, 6). Die Inzidenz der epithelialen Tumoren und Melanome nimmt weltweit bei der wei§en Bevšlkerung zu und Ÿbertrifft vor allem im jungen Erwachsenenalter diejenige aller anderen Neoplasien1), 2). Im folgenden Beitrag werden neue Diagnoseverfahren und experimentelle Therapiekonzepte vorgestellt, die vor allem der Entwicklung neuer Technologien zu verdanken sind. Neue Entwicklungen in der Pathogenese, Diagnostik und Therapie maligner Tumoren der Haut: Immunologie und Molekulargenetik In den USA werden jŠhrlich ca. 900.000 - 1,2 Millionen neu auftretende Hautkarzinome und 34.000 neue Melanome erfasst. Diese Zahlen werden in der australischen Bevšlkerung noch weit Ÿbertroffen. In Deutschland liegt die Inzidenz epithelialer Tumoren bei 100 Erkrankten/100.000 Einwohnern, die der Melanome bei 10-15 Erkrankten/100.000 Einwohnern. FŸr diese Entwicklung sind genetische und Umweltfaktoren in gleicher Weise von Bedeutung. Eine genetische Disposition zur Tumorentstehung haben hellhŠutige Menschen mit einer hohen Lichtempfindlichkeit. Immunsupprimierte Patienten, besonders nach Organtransplantationen, haben ein erhšhtes Risiko Hauttumoren zu entwickeln. Der grš§te Umweltfaktor ist eine exzessive Sonnenexposition Ð die Photokarzinogenese3). Der prŠklinischen Forschung ist es in den letzten Jahren gelungen, die molekulare Basis der Tumorprogression und des Metastasierungsverhaltens von Neoplasien der Haut weiter aufzuklŠren. Zahlreiche Faktoren, die die Biologie dieser Tumoren beeinflussen, wurden entdeckt, insbesondere Tumor-Suppressorgene wie p53, Onkogene, der HLA-PhŠnotyp der Patienten, Progressionsassoziierte OberflŠchenantigene der Tumorzelle, interzellulŠre AdhŠsionsmolekŸle und die Bedeutung der Tumor-Neoangiogenese fŸr das Tumorwachstum (Tabelle 1). Aufgrund unseres zunehmenden Wissens Ÿber die biologischen Grundlagen der Induktion einer Immunantwort des Kšrpers gegen einen Tumor hat sich neben den klassischen SŠulen der Tumortherapie Ð der Operation, der StrahAbb. 3: Exophytisch wachsendes Plattenepithelkarzinom in aktinisch geschŠdigter Gesichtshaut mit aktinischer Elastose und PrŠkanzerosen (mittlere Spalte unten) Abb. 4: Lentigo maligna Melanom (rechts unten) 16 UniversitŠt des Saarlandes ÔTumormarkerÕ des malignen Melanoms ¥ Differenzierungs-Marker z. B. Antigen-PhŠnotyp ¥ Proliferations-Marker z.B. Ki 67, Zell- und ZellmatrixAdhŠsionsmolekŸle ¥ Progressions-Marker HistokompatibilitŠts-Antigene (z. B. HLA-DR), CD44, MIA, Fas-ligand) ¥ Metastasierungs-Marker z. B. CD44, 5-S-CD, ICAM 1, Tyrosinase mRNA, MAGE 3 mRNA, Serum S-100-Protein ¥ Diagnostische Marker z. B. S-100-Protein, HMB-45, 5-S-CD, Serum S-100 ¥ Genetische Marker z. B. ÔMelanoma susceptibility geneÕ, Onkogene z. B. N-ras, c-myc ¥ Prognose-Marker Tumorsuppressorgene z.B. p53, nm23, HMW-MAA ¥ Therapie-Marker Melanoma-Antigen-Gene (MAGE), Serum S-100 Tab. 1: ÒTumormarkerÓ des malignen Melanoms Tab. 2: Therapieoptionen beim metastasierten Melanom Therapiemšglickeiten des malignen Melanoms - palliative Therapie Operative Therapie Operation Kryotherapie Laser-/photodynamische Therapie (PDT) Strahlentherapie ionisierende Strahlung Bestrahlung und Hyperthermie Stereotaktische Konvergenzbestrahlung Chemotherapie Monochemotherapie Polychemotheapie Kombinierte Zytostatika-Tamoxifentherapie isolierte ExtremitŠtenperfusion regionale Infusion/Perfusion Immuntherapie Interferone (IFNα) Interleukin-2 (IL-2) Lymphokin-aktivierte Killerzellen (LAK) Tumor-infiltrierende Lymphozyten (TIL) monoklonale Antikšrper (mAK) regionale Infusion/Perfusion Tumor-/Antigen-Vakzine Gentherapie Chemoimmuntherapie Kombinierte Zytostatika-Zytokintherapie isolierte ExtremitŠtenperfusion magazin forschung 1/1998 len- und der Chemotherapie Ð eine vierte etabliert: die Immuntherapie4). Die Spannweite der uns zur VerfŸgung stehenden Therapieoptionen belegt einerseits die eindrucksvolle Entwicklung in der Pharmakotherapie, zeigt andererseits, dass es ãdie TherapieÒ bei Patienten mit metastasierten Hauttumoren noch nicht gibt (Tabelle 2). Bei weiter steigenden Inzidenzzahlen von Hauttumoren mŸssen neue Wege in der Diagnostik und Therapie gefunden werden. Forschungsschwerpunkte der UniversitŠts-Hautklinik Homburg beinhalten daher Fragen der Tumorentwicklung, Mšglichkeiten der FrŸhdiagnostik und neuer TherapieansŠtze. Aspekte der Karzinogenese und Metastasierung Schutzmechanismen vor UVStrahlung Der natŸrliche Lichtschutz der Haut setzt sich zusammen aus einer UV-Strahlen-induzierten Hyperkeratose, Verbreiterung der Epidermis Ð der sogenannten Lichtschwiele - und einer Vermehrung von Melanin. ErgŠnzend wirken hauteigene DNS-Reparaturmechanismen5). In Zellen mit UV-induzierten DNS-SchŠden wird an bestimmten Punkten des Zellzyklus entschieden, ob der DNS-Schaden reparabel ist oder ob die Zelle apoptotischen ãSelbstmordÒ begeht. Viele der an diesem Entscheidungsprozess beteiligten Gene wurden inzwischen als Tumorsuppressorgene identifiziert. Eine Fehlfunktion bedingt offenbar, dass die DNS-SchŠdigung nicht zur Apoptose fŸhrt, sondern die Zelle maligne entarten kann. Eines der am meisten untersuchten Tumorsuppressorgene kodiert das p53 Protein6). Dieses Gen ist in 60-75 % der aktinischen Keratosen, ca. 50% der Basaliome und in mehr als 90% der kutanen Plattenepithelkarzinome mutiert7). Zwei entscheidende DNS-Reparaturmechanismen sind: Die Exzisionsreparatur: Der geschŠdigte DNS-Abschnitt wird durch einen ãdark-repairÒ-Mechanismen selektiv entfernt und durch passende Nukleotide ersetzt. Die DNSFunktion ist wiederhergestellt. Das klassische Krankheitsbild, das durch einen genetisch bedingten Schaden in diesem Reparatursystem bedingt wird, ist das Xeroderma pigmentosum, welches mit einer erhšhten Tumorentwicklung assoziiert ist8),9). Bei der Postreplikationsreparatur wird die DNS-SchŠdigung ignoriert, die fehlende genetische Information durch andere Mechanismen kompensiert, und erst zu einem spŠteren Zeitpunkt durch Reparatursynthese eingefŸgt. Dieser Mechanismus ist jedoch mit einer erhšhten Fehlerrate behaftet, so dass durch die Reparatur unter UmstŠnden mehr Abb.6: PrimŠr kutanes Non-Hodgkin T-Zell- Lymphom vom Typ Mycosis fungoides im Plaquestadium Abb.6: PrimŠr kutanes Non-Hodgkin T-Zell- Lymphom vom Typ Mycosis fungoides im Tumorstadium Mutationen entstehen kšnnen als durch den primŠren UV-Schaden5). Erst kŸrzlich konnten in malignen Hauttumoren MikrosatelliteninstabilitŠten als Folge von Replikationsfehlern nachgewiesen werden10). Dem genetischen Mechanismus der MikrosatelliteninstabilitŠt (als Folge von LŠngenŠnderungen Ÿber das Genom verteilter repetitiver Sequenzen) wird eine gro§e Bedeutung fŸr die Entstehung von Karzinomen zugeschrieben. So weisen Patienten mit vererbbarem nicht-polypšsem Kolonkarzinom 17 (HNPCC) in fast jedem Karzinom eine erhšhte Mutationsrate in Mikrosatellitensequenzen auf. Es konnte gezeigt werden, dass die Veranlagung zur HNPCC-Entstehung durch eine fehlerhafte ãMismatch-ReparaturÒ und Mutationen in einem der wichtigsten DNS-ãMismatch-ReparaturÒ-Enzyme (hMSH-2, humanes MutS Homolog-2) bedingt ist. Die Sequenzanalyse des DNS-ãMismatch-ReparaturÒ-Enzyms hMSH-2 in 34 nicht verwandten HNPCC-Patienten ergab ein heterogenes Spektrum von Mutationen11). Wir konnten mit immunhistochemischen Methoden eine vermehrte Expression von hMSH-2 in PrŠkanzerosen (aktinischen Keratosen), semi-malignen (Basaliomen; Abb. 7) und malignen (Plattenepithelkarzinomen, malignen Melanomen, Metastasen des malignen Melanoms) Hauttumoren nachweisen. Unsere Untersuchungen beschŠftigten sich gleichzeitig mit dem Nachweis des Tumorsuppressorproteins p53. Es zeigte sich, dass in malignen Hauttumoren ein deutlicher Zusammenhang zwischen der Expression von hMSH-2 und p53 besteht. Durch Bestrahlungsexperimente konnten wir in vitro die funktionelle Bedeutung von hMSH-2 fŸr die Beseitigung UV-B-induzierter DNS-SchŠdigungen in humanen Keratinozytenzellinien zeigen12),13). Die Funktion von hMSH-2 in der Pathogenese maligner Hauttumoren wird von uns derzeit genauer untersucht. Insbesondere wird analysiert, ob UV-induzierte Hauttumoren Mutationen im DNS-Reparaturenzym hMSH-2 aufweisen. KŸrzlich wurde gezeigt, dass unter der chemotherapeutischen Behandlung von Tumor- Abb. 7: Immunhistochemische Darstellung der Expression des DNS-Reparaturenzyms hMSH-2 in einem nodulŠren Basaliom. Vermehrte Expression im Tumor verglichen mit der angrenzenden Epidermis. Abb. 8: CD44 Splei§varianten - graphische Darstellung der Standardform und der varianten Exons 18 patienten eine Selektion von Tumorzellen mit stark ausgeprŠgten DNS-Reparaturmechanismen stattfindet. Diese Selektion von Tumorzellen mit ausgeprŠgten DNS-Reparaturmechanismen wird als ein wesentlicher MechaProf. Dr. Wolfgang TILGEN, geb. 1944 in Kšln. 1964-1969 Studium der Medizin an den UniversitŠten Kšln, Bonn, Erlangen, Wien und Heidelberg. 1971 Approbation als Arzt und Promotion zum Dr. med. an der UniversitŠt Heidelberg. 1971-1972 DFG-Forschungsstelle am Institut fŸr Ultrastrukturforschung der Haut an der UniversitŠts-Hautklinik Heidelberg. 1972-1975 Facharztausbildung und wissenschaftliche TŠtigkeit an der UniversitŠtsHautklinik Heidelberg. 1976 Anerkennung als Facharzt fŸr Dermatologie, Venerologie und Ernennung zum Oberarzt. 1989 Habilitation an der UniversitŠts-Hautklinik Heidelberg. 1990 Ernennung zum stŠndigen Stellvertreter des Klinikdirektors. 1994 Ernennung zum au§erplanmŠ§igen Professor. 1996 Annahme des Rufes auf den Lehrstuhl fŸr Dermatologie an der UniversitŠt des Saarlandes. Seit 1978 wissenschaftliche TŠtigkeit auf den Gebieten Dermatologische Onkologie (in Kooperation mit dem Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg ) und Andrologie (in Kooperation mit der Frauenklinik und Klinik fŸr Psychosomatische Medizin der UniversitŠt Heidelberg), Aufbau und Leitung eines onkologischen Labors und einer Stationseinheit fŸr HIV-Kranke. Seit 1979 eigene drittmittelgefšrderte Forschungsprojekte der DFG (Sonderforschungsbereich 136 - Krebsforschung), des BMFT, des Ministeriums fŸr Wissenschaft und Kunst Baden-WŸrttemberg, des Tumorzentrums Heidelberg-Mannheim und des DLR ProjekttrŠger Forschung im Dienste der Gesundheit zu Fragestellungen der Biologie von Hauttumoren und Etablierung neuer diagnostischer und therapeutischer Verfahren in der Dermato-Onkologie. Sprecher und Koordinator des Gro§projektes ãMalignes MelanomÒ. Leitung von und Teilnahme an nationalen und internationalen multizentrischen Therapiestudien. 1993 Moncorps Preis der Vereinigung fŸr operative und onkologische Dermatologie. Weitere Projekte zum Thema psychische Verarbeitung von FertilitŠtsstšrungen und unerfŸlltem Kinderwunsch bei MŠnnern. Mitgliedschaften in nationalen und internationalen Fachgesellschaften, u.a. wissenschaftlicher Beirat fŸr Dermato-Onkologie der Zeitschrift ãOnkologie. International Journal for Cancer Research and TreatmentÒ. Beratendes Mitglied des Krebsinformationsdienstes (KID) des Deutschen Krebsforschungszentrums Heidelberg. GrŸndungsmitglied der ãAkademie fŸr Umweltmedizin e.V.Ò Heidelberg. Vorstandsmitglied der Arbeitsgemeinschaft Dermatologische PrŠvention (ADP) und Arbeitsgemeinschaft Dermatologische Onkologie (ADO) der Deutschen Dermatologischen Gesellschaft. UniversitŠt des Saarlandes nismus bei der Entwicklung einer Resistenz gegen die Wirksamkeit von Chemotherapeutika angesehen14). Eine weitere Fragestellung in unserem Forschungsprojekt ist daher, welchen Stellenwert das DNS-Reparatursystem in der Pathogenese der Zytostatikaresistenzentwicklung hat. Ziel unserer Untersuchungen ist es, die Expression des DNS-Reparaturenzyms hMSH-2 in Tumorzellen von Patienten zu vergleichen, die auf Chemotherapie ansprechen oder nicht. CD44 - Ein SchlŸssel zur Metastasierung? Das AdhŠsionsmolekŸl CD44, welches 1985 erstmals als Leukozytenhoming Rezeptor beschrieben wurde, umfa§t eine Familie von Glykoproteinen, die sich durch ihre Glykosylierung und Proteinstruktur von einander unterscheiden. Die 10 bisher beschriebenen unterschiedlichen zusŠtzlichen Genabschnitte (varianten Exons) v1- v10 entstehen durch alternatives Splei§ing der prae-mRNS in die Standardform CD44s zwischen den Exons v5 und v6 (Abb. 8). Obwohl verschiedenste Kombinationen varianter Exons beschrieben wurden, treten bestimmte Kombinationen hŠufiger auf hoch differenzierten Geweben auf, so zum Beispiel die epitheliale Form, die die varianten Exons v8-v10 enthŠlt oder die die v3-v10 umfassende Keratinozytenform15). An diesem MolekŸl besteht ein besonderes Interesse, da im Rattenmodell gezeigt werden konnte, dass die Transfektion einer bisher nicht metastasierenden Tumorzelllinie mit CD44v4-v7 cDNA dieser Tumorzelllinie die FŠhigkeit zur Metastasierung verleiht16), und diese Metastasierung durch die Injektion eines gegen diese Splei§variante gerichteten Antikšrpers inhibiert werden kann17). Expression von Splei§varianten auf Tumoren der Haut und Schleimhaut: Aufgrund dieses Befundes begannen wir unsere Untersuchungen zum physiologischen Expressionsmuster dieser varianten Exons auf menschlichen Geweben. Unser besonderes Interesse galt der Frage, in wieweit auch beim Menschen bestimmte CD44 Splei§varianten auf epithelialen Tumoren der Haut- und Schleimhaut sowie malignen Melanomen exprimiert werden und gegebenenfalls als diagnostisches Merkmal oder als Zielstruktur fŸr eine Therapie dienen kšnnten. Entgegen der Beobachtungen im Rattenmodell konnten wir beim Menschen eine ubiqitŠre Expression von CD44 Splei§varianten in sŠmtlichen Schichten der Haut sowie der Hautanhangsgebilde nachweisen18). Unsere Untersuchungen an primŠren Melanomen, Melanommetastasen und NŠvuszellnŠvi ergaben, dass bei diesen Tumoren mit zunehmenden morphologischstrukturellen VerŠnderungen und einsetzender Metastasierung eine reduzierte Expres- magazin forschung 1/1998 Abb. 9: Die Tyrosinase als SchlŸsselenzym der Melaninsynthese Abb. 10: Titrationsreihe zum Nachweis einer einzelnen Melanomzelle in 1ml Blut mittels reverser Transkription - Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) sion varianter Exons und zwar vornehmlich der Exons v8-v10 besteht. Andererseits war speziell das Exon v10 bei Melanomen mit einer grš§eren Tumordicke sowie Hautmetastasen des malignen Melanoms deutlich Ÿberexprimert19). Weitere Untersuchungen an primŠren Plattenepithelkarzinomen sowie Metastasen zeigten ebenfalls eine Reduktion der Expression der Splei§varianten insbesondere der varianten Exons v7, v7-v8 und v1020). Da auch bei hŠmatopoetischen Erkrankungen bei einer Manifeststion an der Haut die Expression von Exon v10 beobachtet wird, werteten wir diesen Befund als Hinweis auf eine funktionelle Bedeutung dieses varianten Exons fŸr das Homing von Zellen, zum Beispiel Lymphozyten, in die Haut. Au§er der †berexpression der Splei§variante CD44v10 ergab sich kein Hinweis auf eine positive Korrelation zwischen der Expression von CD44 und dem MalignitŠtsgrad bzw. der Prognose von Tumoren der Haut- und Schleimhaut, wie dies fŸr Kolon- und Mamma-Karzinome berichtetet wird. Unsere Untersuchungen deuten auf eine funktionelle Bedeutung des Bausteinchens CD44 Splei§varianten fŸr den Metastasierungsproze§ maligner Tumore und fŸr die Aktivierung von Lymphozyten hin22). Wertigkeit von Tumormarkern beim malignen Melanom Tumormarker sind im Blutkreislauf oder in anderen KšrperflŸssigkeiten befindliche MakromolekŸle, deren Nachweis oder KonzentrationsŠnderung zur Entstehung oder Fort- 19 schreiten eines malignen Tumors korreliert. Es handelt sich zumeist um tumorassoziierte Proteine mit antigenen Eigenschaften. Diese Substanzen werden zum Teil auch physiologischerweise von normalen Zellen gebildet. Idealerweise wŸrde das MarkermolekŸl nur von Zellen einer TumorentitŠt exprimiert (mšglichst geringe Rate falsch positiver Testergebnisse=SpezifitŠt) und das Ansteigen Ÿber den Normbereich hinaus das Auftreten oder die Progression eines Tumors anzeigen. Der Nachweis bzw. die KonzentrationsŠnderung des Tumormarkers sollte bereits in frŸhen Stadien einer malignen Erkrankung oder einer Tumorprogression gelingen (mšglichst geringe Rate falsch negativer Testergebnisse=SensitivitŠt). Eine Korrelation zwischen Markerkonzentration und Tumorstadium bzw. VerŠnderung der Tumormasse wŸrde eine Kontrolle des Krankheitsverlaufs und ein Therapiemonitoring erlauben. Beim malignen Melanom werden seit vielen Jahren gro§e Anstrengungen unternommen, einen mšglichst ãidealenÒ Tumormarker zu finden (Tabelle 1). Dies schien mit der Identifizierung des Tyrosinase-Gens gelungen, welches fŸr ein Enzym kodiert, das nur in Melanozyten, Melanomzellen und anderen neuroektodermalen Zellen vorkommt und ein SchlŸsselenzym der Melaninsynthese darstellt (Abb. 9). †ber den hierdurch mšglichen Nachweis von Tyrosinase mRNS mittels der reversen Transkription-Polymerase Kettenreaktion (RT-PCR) konnten zirkulierende Melanomzellen im Blut von Melanompatienten mit einer hohen SensitivitŠt von einer einzelnen Melanomzelle in 1 ml Blut (Abb. 10) aufgespŸrt werden23)-27). WŠhrend die SpezifitŠt und die SensitivitŠt des Verfahrens unzweifelhaft ist, bleibt aufgrund der publizierten Daten die klinische Anwendung im Sinne eines FrŸherkennungssystems bzw. Therapiemonitorings fraglich. Einen neuen serologischen Tumormarker fŸr das maligne Melanom stellt mšglicherweise das aus den a- und §-Untereinheiten zusammengesetzte saure Ca-bindende S-100 Protein dar28). Es wird unter physiologischen Bedingungen in verschiedenen humanen Geweben nachgewiesen (Herz- und Skelettmuskulatur, Nieren, Neuroglia und Melanozyten). Eine vermehrte Expression der §-Untereinheit wurde in Assoziation zur malignen Transformation und dem invasivem Wachstum von Zellen gesehen. Die Bestimmung erfolgte zunŠchst mittels eines immunoradiometrischen Assays (IRMA). Ein weiterentwickeltes lumineszenzimmunometrisches Verfahren (LIA), das eine hšhere SensitivitŠt erreicht, wurde in unserer Klinik etabliert. Untersuchungen beim Melanom im Stadium der Fernmetastasierung zeigen eine SensitivitŠt von Ÿber 90%, im Stadium der regionŠren Metastasierung von Ÿber 50%29). Inwieweit dieser Marker sich zur Kontrolle des 20 Abb. 11: Kšrpereigene immunologische Tumorabwehrmechanismen Krankheitsverlaufes und zum Therapiemonitoring eignet wird derzeit untersucht. Der neueste HoffnungstrŠger in der Reihe potentieller Tumormarker fŸr das Melanom ist ein kŸrzlich beschriebenes 11 kD gro§es Protein, MIA (ÒMelanoma-Inhibitory-ActivityÒ), welches von Melanomzellen exprimiert und sezerniert wird. Seine physiologische Funktion ist unbekannt; es finden sich Hinweise, dass MIA die Metastasierungspotenz des malignen Melanoms - u.a. durch Inhibition der Zell-Matrix-Bindungen an Laminin und Fibronektin - deutlich erhšht. MIA wird mittels ELISA bestimmt und quantifiziert. Erste Ergebnisse zeigen eine SensitivitŠt von 100 % beim metastasierten Melanom und eine SpezifitŠt von 95%. Weiterhin wird Ÿber eine enge Korrelation des MIA-Serumwertes zu Abb. 12: Zerstšrung von Melanozyten innerhalb eines Pigmentmales (Halo-NŠvus) mit anschlie§ender Regression UniversitŠt des Saarlandes Dr. Simone SEITER, geboren am 22.12.1966 in Offenburg. Nach der schulischen Ausbildung in Baden-Baden von 1986-1993 Studium der Humanmedizin an den UniversitŠten Freiburg, Heidelberg und MŸnchen. €iP an der UniversitŠts-Hautklinik Heidelberg von Januar 1994 bis Juni 1995. 1996 TŠtigkeit als wissenschaftliche Assistentin an der UniversitŠtsHautklinik Heidelberg. 1996 Promotion an der Ruprecht-Karls-UniversitŠt Heidelberg mit dem Titel CD44 Splei§varianten - Ein SchlŸssel zur Metastasierung (summa cum laude). Im selben Jahr Verleihung des Doktoranden-Fšrderpreises der Deutschen Gesellschaft fŸr HŠmatologie und Onkologie. 1997 Verleihung des Dr. Feldbausch Preises der UniversitŠt Heidelberg. Seit Oktober 1996 TŠtigkeit an der UniversitŠts-Hautklinik Homburg/Saar. 1997 Verleihung eines Fellowships der Fondation RenŽ Touraine pour la recherche en Dermatologie, Paris im Rahmen eines Kooperationsprojekts mit Prof. S. Ferrone, Valhalla Medical Center, New York zur Etablierung neuer Testverfahren zur Analyse der Immunantwort von Patienten mit malignem Melanom nach Applikation experimenteller TherapieansŠtze z.B. antiidiotypischer Antikšrper im onkologischen Labor der UniversitŠts-Hautklinik Homburg. Arbeitsschwerpunkte: ZellulŠre Immunologie des malignen Melanoms, Untersuchungen zur funktionellen Relevanz von CD44 Splei§varianten bei Tumoren, Autoimmunerkrankungen der Haut. Remission bzw. Progress des Tumorleidens unter Therapie berichtet (30). Die Wertigkeit der o.g. Tumormarker fŸr eine FrŸherkennung der Tumorprogression und fŸr die Beurteilung der EffektivitŠt einer Therapie wird zur Zeit in einer multizentrischen Studie unter FederfŸhrung der UniversitŠtsHautklinik Homburg evaluiert. logischerweise alle Abwehmechanismen gegen atypische und fremde Zellen (Abb. 11). Er verfŸgt einerseits Ÿber eine natŸrliche ImmunitŠt gegenŸber Tumorzellen, die sich in einer Aktivierung von Makrophagen, Lymphozyten und natŸrlichen Killerzellen zeigt. Andererseits kann eine Tumorzelle aufgrund ihrer sturkturellen VerŠnderungen als fremd erkannt werden und eine adaptive Immunantwort hervorrufen. Verschiedene Beobachtungen machen den besonderen Einflu§ des Immunsystems auf den Verlauf des malignen Melanoms wahrscheinlich: 1) Nachweis von zytotoxischen Autoantikšrpern gegen normale Melanozyten und Melanomzellen (Abb. 12) 2) Infiltration von potentiell zytotoxischen Effektorzellen (T-Zellen, NK-Zellen, Makrophagen) in und um PrimŠrtumore und Metastasen (Abb. 13) Abb. 13: Infiltration von zytotoxischen Effektorzellen in einem Melanom der Haut (HEFŠrbung) von Melanompatienten in fortgeschrittenen Krankheitsstadien ist aufgrund der relativen Strahlen- und Chemotherapieresistenz der Tumorzellen weiterhin infaust. Den steigenden Erkrankungs- und Sterbezahlen stehen nur begrenzte Behandlungsmšglichkeiten gegenŸber. Die Suche nach neuen Therapiekonzepten ist durch die klinische Situation der Tumorpatienten dringend geboten31, 32). Neue Therapieansatzmšglichkeiten ergeben sich auf der Basis zellulŠr-immunologischer ZusammenhŠnge. Der Kšrper besitzt physio- 3) hŠufig auftretende Spontanremission von Anteilen des PrimŠrtumors (Abb. 14) 4) Entstehung von Metastasen erst Jahre bis Jahrzehnte nach der Exzision des PrimŠrtumors. Aus tumorinfiltrierenden Lymphozyten von PrimŠrmelanomen und Metastasen konnten T-Zellen mit spezifischer ZytotoxizitŠt gegen autologe Tumorzellen isoliert und charakterisiert werden33). In den letzten Jahren wurden mit Hilfe monoklonaler Antikšrper zahlreiche melanomassoziierte Antigene auf der ZelloberflŠche von Melanomzellen identifiziert und charakterisiert. Ein Teil dieser Tumorantigene kann potentiell von CD8+ HLA- Abb. 14: Superfiziell spreitendes Melanom mit ausgedehnter Spontanregression Forschungsprojekte Ÿber neue TherapieansŠtze beim malignen Melanom Zytokine in der Therapie des metastasierten Melanoms Das maligne Melanom ist aufgrund der ausgeprŠgten Metastasierungstendenz der bšsartigste Tumor des Hautorgans. In den westlichen Industrienationen ist die Inzidenzund MortalitŠtsrate dieser Tumorerkrankung innerhalb der letzten Jahrzehnte drastisch angestiegen. Nach gegenwŠrtigen Berechnungen wird im Jahre 2000 jede 90. Person der wei§en Bevšlkerung im Laufe des Lebens ein Melanom entwickeln. Die Prognose magazin forschung 1/1998 21 Priv.-Doz. Dr. Uwe REINHOLD, geboren 1960 in Wuppertal, 1979 dort Abitur. 1980 bis 1986 Studium der Humanmedizin an der UniversitŠt Antwerpen/Belgien und Bonn. 1986 Approbation als Arzt und Promotion zum Dr. med. in Bonn. Anschlie§end Stipendiat der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Immunoloigschen Labor der Medizinischen Klinik (SFB 120 LeukŠmieforschung und Immungenetik) an der UniversitŠt TŸbingen bis 1988. 1988 Ð 1992 Assistenzarzt der UniversitŠts-Hautklinik Bonn. 1991 Professor Hans Storck Wissenschaftspreis der European Society for Allergy and Clinical Immunology in ZŸrich. 1994 Habilitation an der Medizinischen FakultŠt der UniversitŠt Bonn fŸr Dermatologie und Venerologie mit dem Thema ãZellulŠre und molekulare Immunpathologie kutaner T-Zell-LymphomeÒ. 1994 Ernenung zum Oberarzt der UniversitŠtsHautklinik Bonn. Seit 1997 leitender Oberarzt der UniversitŠts-Hautklinik Homburg/Saar. Arbeitsschwerpunkt: ZellulŠre und molekulare Immunologie maligner Tumoren der Haut, Entwicklung immunologischer und gentherapeutischer Behandlungsverfahren beim malignen Melanom. Nach einer Periode der Favorisierung einer Zytostatikatherapie, d. h. der Versuch direkt auf die Tumorzelle einzuwirken, gewinnt in den letzten Jahren das alte Therapiekonzept der Induzierung kšrpereigener Abwehrmechanismen fŸr die Entwicklung neuer TherapieansŠtze wieder an Bedeutung35). Unterschiedliche Konzepte zur Behandlung des metastasierten Melanoms verfolgen in gleicher Weise das Ziel, autologe tumorspezifische Lysemechanismen zu induzieren bzw. zu aktivieren. Hierzu werden hochaktive kšrpereigene Proteine, die Zytokine wie Interferone (IFN) und Interleukine (IL), eingesetzt (Tabelle 3a). In zahlreichen klinischen Therapieprotokollen wurden mit Interferon und Interleukin-2 Ansprechraten von Ÿber 20% erzielt36). Adoptive Immuntherapien kombinieren Zytokine mit autologen lymphatischen Effektorzellen wie Lymphokin-aktivierte Killer (LAK)-Zellen oder tumorinfiltrierende Lymphozyten (TIL). Im Gegensatz zu Antikšrpern erreichen lymphatische Effektorzellen aufgrund ihrer spezifischen Rezirkulation im Organismus nahezu jede Gewebestruktur einschlie§lich der lymphatischen Metastasierungswege. Zahlreiche Studienprotokolle ei- ner Kombinationstherapie von IFNa und IL-2 fŸhrten zu extrem unterschiedlichen Ansprechraten von 0 Ð 56 % (Tabelle 3b). Aufgrund der unzureichenden SpezifitŠt der Effektorzellen sowie der ToxizitŠt der Therapiema§nahmen gilt die EffektivitŠt dieser Verfahren jedoch als unzureichend, so dass diese Behandlungskonzepte nicht als Standardtherapien Ÿbernommen werden konnten. Basierend auf in vitro Daten, die einen synergistischen oder additiven Effekt von Zytokinen in Kombination mit Zytostatika nachwiesen, wurden zahlreiche neue Therapieschemata initiiert. Das Spektrum dieses multimodalen Therapieansatzes reicht von der Kombination zweier Medikamente mit Ansprechraten von 6 Ð Ÿber 50% bis zu Kombinationen mehrerer Zytokine und Zytostatika mit Ansprechraten von 20 Ð Ÿber 70% (Tabellen 3b, 3c). Der in vivo Wirkmechanismus einer solchen Biomodulation ist derzeit noch hypothetisch (Tabelle 4). Kein anderes Therapiekonzept spiegelt die untschiedlichen ãPhilosophienÒ, die den einzelnen Therapiestratgien zugrunde liegen so deutlich wieder, wie die Chemoimmuntherapie. Die stŠndige Weiterentwicklung von einer Zyto- Klasse I restringierten zytotoxischen T-Zellen bzw. CD4+ HLA-Klasse II restringierten TZellen spezifisch erkannt und hierdurch eine Tumorzellyse induziert werden34). Tabelle 3 a-c: Zytokine in der Therapie des metastasierten Melanoms (a: links unten, b: rechts und c: rechts unten) 22 UniversitŠt des Saarlandes gene (z.B. MAGE-1, MAGE-3) durch zytotoxische T-Zellen an die Expression spezifischer HLA-Klasse I Allele gebunden (z.B. HLA-A1, HLA-A2). Es wird vermutet, dass durch eine Reduktion bzw. Verlust der Expression dieser Determinanten Melanomzellen der HLA-restringierten, spezifischen Immunabwehr entkommen. Targeting von Melanom-spezifischen zytotoxischen T-Zellen mittels bispezifischer Antikšrper Tabelle 4: Hypothesen zur Biomodulation von Zytostatika durch Zytokine kinmonotherapie zu Mehrfachkombinationen zwischen Zytokinen und Zytostatika hat zwei Aspekte fŸr den Patienten: hohe Ansprechraten von Ÿber 50% gehen im Vergleich zu einer Polychemotherapie auch mit einer VerlŠngerung der †berlebenszeit einher. Allerdings wird dieser Vorteil mit einer deutlich erhšhten ToxizitŠt unter EinschrŠnkung der LebensqualitŠt erzielt. Es bleibt abzuwarten, ob die Relation von Wirkung zu Nebenwirkung gewahrt ist. Tumorescape-Mechanismen: Die beschrŠnkten Erfolge der bisher durchgefŸhrten Immuntherapieverfahren beim malignen Melanom sind aller Wahrscheinlichkeit nach auf eine unzureichende Aktivierung tumorspezifischer Effektorzellen zurŸckzufŸhren. Als Hauptursache fŸr die schwache bzw. fehlende Aktivierung der autologen zytotoxischen TZellen werden spezifische VerŠnderungen der Melanomzellen verantwortlich gemacht, die einen partiellen bzw. kompletten Verlust von HLA-Klasse I Genprodukten verursachen 37). Ein gro§er Anteil metastasierter Melanomzellen weist qualitative VerŠnderungen oder differentielle Unterschiede in der Expression einzelner HLA-Klasse I Subgruppen auf. Insbesondere lŠ§t sich hŠufig ein spezifischer Verlust der HLA-B-Alloantigenexpression nachweisen. DarŸber hinaus ist die Erkennung bestimmter melanomassoziierter Anti- Abb. 15: Elektronenmikroskopische Darstellung der Bindung eines melanomspezifischen monoklonalen Antikšrpers (HD-MEL3) an die ZelloberflŠche einer Melanomzelle Ein anderer Weg der Immuntherapie nutzt die spezifische Bindung von monoklonalen Antikšrpern an melanomaassoziierte OberflŠchenantigen (Abb. 15). Verschiedene AntiMelanom-Antikšrper bewirken nach Bindung an die Tumorzelle eine Komplementaktivierung sowie antikšrpervermittelte zellulŠre ZytotoxizitŠt (ADCC). Melanom-assoziierte Antigene werden von mehr als 90% aller Tumorzellen exprimiert. Seit der Etablierung der Techniken zur Herstellung monoklonaler Antikšrper vor mehr als 20 Jahren werden diese Melanom-spezifischen mAk sowohl fŸr diagnostische als auch therapeutische Zwecke eingesetzt. Erfolge konnten hauptsŠchlich im Rahmen von immunszintigraphischen Untersuchungen beobachtet werden. In EinzelfŠllen konnten Tumorremissionen bei Patienten erzielt werden31), 38)-40). Autologe zytotoxische T Zellen (CTL) - in vitro expandiert und in Patienten zurŸck Ÿbertragen - sind in der Lage, Tumorzellen selektiv zu zerstšren. Die Effizienz in vitro aktivierter T-Zellen hŠngt wesentlich davon ab, ob diese Zellen Ÿber die entsprechenden Homing-Eigenschaften verfŸgen, die es ihnen erlauben, prŠferentiell in Tumor- und Metastasengewebe einzudringen. Im Rahmen eines weiteren Forschungsprojekts evaluieren wir in Zusammenarbeit mit der Abteilung fŸr Tumorprogression und Immunabwehr am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg (Leitung: Frau Prof. Dr. M. Zšller) einen neuen Therapieansatz: den simultanen Transfer von CTL und bispezifischen Antikšrpern (Abb. 16) zur Behandlung des malignen Melanoms. Zur in vitro Aktivierung und Expansion spezifischer CTL wird ein Protokoll verwendet, bei dem unter Zugabe von Zytokinen periphere Blutmonozyten in vitro zu dendritischen Zellen heranreifen. Diese werden mit einem immunogenen Nonapeptid aus gp100 beladen und dienen als Antigen-prŠsentierende Zellen fŸr eine aus dem peripheren Blut angereicherte T-Zellpopulation. Durch Wechsel zwischen Perioden der Aktivierung und der Expansion dieser T-Zellen kšnnen hochpotente gp100-spezifische zytotoxische TZellen in hoher Zahl erzeugt werden. magazin forschung 1/1998 23 Dr. Jšrg REICHRATH, geboren 1962 in SaarbrŸcken, studierte von 1982-1988 Humanmedizin an der UniversitŠt des Saarlandes und promovierte 1991 am Institut fŸr Humangenetik (Direktor:Prof. Dr. K.D. Zang) mit einer Arbeit Ÿber die in vitro Kultivierung humaner Keratinozyten und die Charakterisierung von Kernproteinen psoriatischer Keratinozyten. Von 1988-90 klinische Ausbildung, von 199091 Stipendiat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (Forschungsprojekt ãFunktion der Vitamin D Rezeptoren bei PsoriasisÒ) bei Prof. E.W. Rauterberg an der Abteilung fŸr Laboratoriums- und Transfusionsmedizin der Deutschen Klinik fŸr Diagnostik in Wiesbaden. Abb. 16: Targeting von Melanomzellen mit bispezifischen monoklonalen Antikšrpern FŸr die Konstruktion der bispezifischen Antikšrperfragmente wurde ein CD3-spezifischer Antikšrper (OKT3, American Type Culture Collection) und ein in unserem Labor hergestellter gegen das p97 OberflŠchenantigen gerichteter, monoklonaler Antikšrper (HDMel 3) ausgewŠhlt. Die bispezifischen Antikšrper wurden Ÿber Papainverdau und chemische Kopplung hergestellt. In einem ersten Schritt haben wir mit Untersuchungen zur therapeutischen Effizienz von gp100-spezifischen CTL und anti-Melanom/ anti-CD3 bispezifischen Antikšrpern in der SCID Maus begonnen41). Zur DurchfŸhrung der Experimente verwendeten wir zunŠchst die in der Literatur bekannte humane Tumorzellinie BLM und aus dem Blut von freiwilligen Probanden gewonnene CTLs. Nach Injektion von Tumorzellen, CTL und bispezifischen Antikšrpern wurde die Verteilung und Persistenz der injizierten CTL und des bispezifischen Antikšrpers analysiert. Wir konnten zeigen, dass durch die Injektion der Abb. 17: Inhibition des Melanomwachstums in SCID-MŠusen durch bispezifische monoklonale Antikšrper Seit 1991 klinische und wissenschaftliche TŠtigkeit an der UniversitŠts-Hautklinik Homburg/Saar, von 1993 bis 1994 Stipendiat der Deutschen Forschungsgemeinschaft bei Dr. M.F. Holick am Boston University Medical Center, wo er sich mit der Charakterisierung der biologischen Effekte verschiedener Vitamin D Analoga in der psoriatischen Haut beschŠftigte. 1996 Facharzt fŸr Hautkrankheiten, Zusatzbezeichnungen Allergologie und Umweltmedizin. Arbeitsschwerpunkte: Charakterisierung der physiologischen, pathophysiologischen und therapeutischen Wirkung von Vitamin D Analoga in der humanen Haut. Untersuchungen Ÿber Expression und Funktion von RetinsŠurerezeptoren in der humanen Haut. Untersuchungen Ÿber die Funktion des Methyl-gesteuerten DNS-ãMismatchÒ-Reparatursystems bei der Entstehung maligner Hauttumoren. bispezifischen Antikšrper die Metastasierung des Tumors inhibiert wird (Abb. 17). Aufgrund dieser Ergebnisse gehen wir davon aus, dass bei der Injektion von patienteneigenen Tumorzellen und CTLs ein noch deutlicherer Therapieerfolg erreicht werden kann. Wir haben mit der AnzŸchtung von Melanomzelllinien aus operativ entferntem Tumormaterial begonnen. Die tumorlytische Wirksamkeit autologer CTL gegen etablierte Tumorzelllinien wird in einem zweiten Schritt im SCID Mausmodell ŸberprŸft. Ziel dieses Forschungsprojekts ist die Etablierung eines immuntherapeutischen Protokolls fŸr Patienten mit malignem Melanom. Die Behandlung wŸrde mit gp100-spezifischen CTLs und bispezifischen Antikšrpern mit SpezifitŠt fŸr das Melanomantigen p97 und dem T-Zell-Rezeptorkomplex (TCR/CD3) erfolgen. Tumortargeting mit chimŠren Rezeptoren - Gentherapie der Zukunft ? Im Rahmen laufender Projekte wird derzeit ein neuartiges Therapiekonzept entwickelt, um die durch HLA-Restriktion bedingte Re- 24 UniversitŠt des Saarlandes kutanen Lymphomen Tumorzellen aus der TZellreihe mit HautaffinitŠt45). Aufgrund der klinischen und prognostischen Besonderheiten werden Lymphome der Haut von NonHodgkin-Lymphomen anderer Organsysteme hinsichtlich ihrer Diagnostik und Therapie abgegrenzt und histopathologisch gesondert klassifiziert46). Abb. 18: Targeting von Melanomzellen mit chimŠren T-Zellen fraktivitŠt zytotoxischer T-Zellen bei Patienten mit einem malignen Melanom zu durchbrechen42). Ziel der Forschungsarbeiten ist die Herstellung gentechnisch verŠnderter, HLA-unabhŠngiger, tumorspezifischer T-Zellen. Unter Verwendung eines von anderen Wissenschaftlern erfolgreich beschriebenen Verfahrens wurde die selektive SpezifitŠt von monoklonalen Antikšrpern gegen melanomassoziierte OberflŠchenantigene mit dem lytischen Potential autologer T-Lymphozyten kombiniert. Hierzu wurden rekombinante Proteine, bestehend aus antigenbindenden DomŠnen monoklonaler Antikšrper und signalŸbertragenden Rezeptoruntereinheiten lymphatischer Zellen, hergestellt und anschlie§end in T-Zellen zur Expression gebracht. Als signalŸbertragende Rezeptoruntereinheit wurde die z-Kette des T-Zell-Rezeptor (TCR)/CD3-Komplexes verwendet. Als antigenbindende DomŠne wurden monoklonalen Antikšrper verwendet, die gegen verschiedene Epitope des Òhigh molecular weigth-melanoma associated antigenÓ HMWMAA MolekŸls gerichtet sind. Die auf diese Weise hergestellten chimŠren T-Zellen (ÒTbodiesÓ) sind aufgrund ihrer antikšrperŠhnlichen SpezifitŠt in der Lage, Melanomzellen HLA-unabhŠngig zu erkennen, via signalŸbertragende Rezeptoruntereinheiten zu aktivieren und spezifisch Melanomzellen zu lysieren (Abb. 18). lation von Lymphozyten in bestimmte lymphatische Gewebe mit Hilfe von ÒhomingÓRezeptoren genutzt werden. Nach Erreichen ihres Wirkortes kšnnten die transduzierten tumorzellspezifischen Lymphozyten durch ihre zytotoxische AktivitŠt und durch eine lokal ausgelšste antitumorale Immunreaktion Tumorzellen eliminieren. Auf diese Weise kšnnen potentiell alle malignen Zellen, auch disseminierte Tumorzellen in fortgeschrittenen Krankheitsstadien, erreicht werden. Dieses immuntherapeutische Konzept antigen-spezifischer T-Zellen mit chimŠren Rezeptoren bietet folgende Vorteile: Maligne Lymphome des Hautorgans werden etwa genauso hŠufig beobachtet wie der Morbus Hodgkin der Lymphknoten43). Im Gegensatz zu anderen Lymphomlokalisationen treten in der Haut besonders hŠufig Non-Hodgkin-Lymphome (NHL) vom T-Zell-Typ auf44). Neuere Untersuchungen haben ergeben, dass T-Zell-Lympome der Haut eine maligne Transformation des hautassoziierten Immunsystems darstellen (SALT-Lymphome: skin-associated lymphoid tissue). Da bereits unter physiologischen Bedingungen T-Zellen eine besondere AffinitŠt zum Hautorgan aufweisen Ÿberwiegen in Analogie hierzu bei 1) Die fŸr den Gentransfer verwendeten Zielzellen sind autologe periphere Lymphozyten von Tumorpatienten. Diese lassen sich in genŸgender Anzahl isolieren und in vitro mit den rekombinanten Genen transformieren, um ihnen TumorspezifitŠt zu verleihen. Ein in vivo Gentransfer in Tumorzellen zur Modulation des Immunsystems entfŠllt. 2) In dem vorgeschlagenen gentherapeutischen Konzept soll die spezifische Rezirku- magazin forschung 1/1998 3) FŸr einen therapeutischen Einsatz dieser modifizierten autologen Lymphozyten bei Tumorpatienten erwarten wir keine oder nur geringe Immunreaktionen des EmpfŠngers. Insbesondere Nebenreaktionen, die beim Einsatz von immunmodulierenden monoklonalen Antikšrpern der Maus therapielimitierend sein kšnnen, werden nicht erwartet. 4) Bei der Verwendung retroviraler Vektoren fŸr den Gentransfer in T-Lymphozyten wird eine genomische Integration der transduzierenden Gene erzielt, um eine stabile Expression und damit eine effektive, langanhaltende antitumorale Reaktion zu unterhalten. Maligne Lymphome der Haut Die Mycosis fungoides reprŠsentiert die hŠufigste Form kutaner T-Zell-Lymphome. Die Krankheitserscheinungen bleiben in den Ÿberwiegenden FŠllen lange Zeit auf die Haut beschrŠnkt. Das meist uncharakteristische Anfangsstadium der Erkrankung bietet den klinischen Aspekt einer ekzematšsen oder psoriasiformen Dermatose. Im fortgeschrittenen Plaquestadium findet man scharf begrenzte, rštliche oder brŠunlich-rote Infiltrate, die bevorzugt im Gesicht, an den seitlichen Rumpfpartien sowie den rumpfnahen ExtremitŠten lokalisiert sind (Abb. 5). Im weiteren Verlauf geht die Erkrankung in ein Tumorstadium Ÿber, welches durch das Auftreten blŠulich-roter Knoten mit Neigung zur Ulzeration gekennzeichnet ist (Abb. 6). Das SŽzary-Syndrom stellt eine Sonderform kutaner T-Zell-Lymphome dar und ist klinisch durch die Trias T-Zell-LeukŠmie, generalisierter Hautbefall (Erythrodermie, Alopezie, Palmoplantarkeratosen) und Lymphknotenschwellung gekennzeichnet. Typisch fŸr diese Erkrankung ist der Nachweis von SŽzary-Zellen in der Haut und im Blut. Dieser Zelltyp ist morphologisch durch einen stark konvolutierten, zerebriformen Zellkern und eine erhšhte Kern-Zytoplasmarelation definiert. SŽzary-Zellen sind aber auch bei anderen Formen kutaner T-Zell-Lymphome nachweisbar. FrŸher wurde angenommen, dass die zerebriforme Kernstruktur von Sezary-Zellen ein Charakteristikum dieser Tumorzellen darstellt. Die eigenen Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass diese Kernmorphologie einen besonderen Aktivierungszustand von T-Zellen darstellt und auch in physiologischen T-Zellen induzierbar ist47). ImmunphŠnotypische Untersuchungen bestŠtigen, dass kutane T-Zell-Lymphome durch eine Expansion von CD4+ T-Zellen verursacht werden. Im Gegensatz zu normalen CD4+ T-Zellen exprimieren CD4+ Tumorzellen in einem hohen Prozentsatz kein CD7 Antigen auf der ZelloberflŠche. Unsere Forschungsarbeiten haben ergeben, dass CD7negative T-Zellen auch im gesunden Organismus vorhanden sind und mšglicherweise eine selektiv differenzierte T-Zellsubpopulation mit HautaffinitŠt reprŠsentiert48), 49). Daher mŸssen CD4+CD7- T-Zellen als potentielle physiologische VorlŠuferzellpopulation maligner Lymphozyten kutaner T-ZellLymphome angesehen werden. Zu den Eigenschaften von CD4+CD7- T-Zellsubpopulation zŠhlen neben der AffinitŠt zum Haut- 25 organ besondere funktionelle Attribute wie die prŠferentielle Synthese spezifischer Zytokine (z.B. Interleukin-4, Interleukin-5). Diese Beobachtung erklŠrt verschiedene krankheitsassoziierte ImmunphŠnomene bei Patienten mit kutanen Lymphomen (z.B. Erhšhung der Serum-IgE-Konzentration durch Interleukin-4, Eosinophilie durch Interleukin550), 51). Die Diagnostik der Lymphome der Haut beinhaltet besondere Schwierigkeiten und erfordert spezielle Erfahrungen und Methoden. Generell werden die Tumorzellen von Lymphomen als klonale Proliferation von Zellen einer definierten Differenzierungsstufe verstanden. †ber den Nachweis spezifischer zytoplasmatischer und membranstŠndiger Antigene mittels monoklonaler Antikšrper kšnnen distinkte Zellpopulationen des lymphatischen Systems definiert und zugeordnet werden. Immunhistologische Techniken mit monoklonalen Antikšrpern gehšren daher heute zu den etablierten Verfahren in der Diagnostik kutaner Lymphome und ermšglichen in ErgŠnzung zur klinischen und histologischen Einordnung des vorliegenden Kranheitsbildes eine genaue immunologische Klassifizierung der Tumorzellen. In Vor- und FrŸhstadien von kutanen Lymphomen ergeben sich oft erhebliche Probleme in der Abgrenzung zu gutartigen entzŸndlichen Hauterkrankungen, da die initialen VerŠnderungen oft noch nicht das spŠtere klinische und histologische Vollbild aufweisen. In bestimmten FŠllen war bisher die Abgrenzung von gutartigen zu bšsartigen VerŠnderungen nahezu unmšglich. Seit einiger Zeit stehen neue molekularbiologische Verfahren zur VerfŸgung, deren Einsatz eine deutliche Zunahme der diagnostischen VerlŠsslichkeit erlaubt. Die Methodik basiert auf dem Nachweis einer klonalen Expansion entarteter Lymphozyten im Hautorgan. Als technisches Nachweisverfahren wird die Methodik der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) eingesetzt. Mit Hilfe dieses Verfahrens kšnnen klonale Lymphozytenpopulationen Ÿber die Erkennung geringster Mengen DNS aus klinischen Probenmaterial analysiert werden. Der MonoklonalitŠtsnachweis erfolgt Ÿber die Vermehrung (Amplifikation) distinkter Genabschnitte (Òrearrangiertes Immunglobulin- bzw. T-Zell-Rezeptor-GenÓ) aus isolierter DNS und anschlie§ender Darstellung der monoklonalen Banden mittels hochsensitiver Gelelektrophoresetechniken (Abb. 19). Man muss heute davon ausgehen, dass sehr viele frŸher als sogenannte ÒPseudolymphomeÓ bezeichneten Hauttumore tatsŠchlich als niedrigmaligne Lymphome mit einer sehr guten Prognose eingestuft werden mŸssen. Die Erfahrung mit diesen neuen Techniken hat aber auch gezeigt, dass der Nachweis eines monoklonalen Wachstums nur als Hinweis auf einen malignen Proze§ verstanden werden kann, jedoch darf MonoklonalitŠt nicht mit MalignitŠt gleichgesetzt werden. Es gibt monoklonale oder oligoklonale Proliferationen lymphatischer Zellen, die nach heutigem Wissensstand als benigne angesehen werden. Fazit Neue Technologien haben der Entwicklung von neuen Diagnoseverfahren und experimentellen Therapiekonzepten in der Dermato-Onkologie den Weg gebahnt. So ist es gelungen, mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion geringste Mengen genetischer Information nachzuweisen und darzustellen. Die Hybridomtechnologie erlaubt die Herstellung monoklonaler Antikšrper, neue Fusionstechniken die Entwicklung bispezifischer Antikšrper. †ber die Herstellung von single-chain Antikšrpern mittels der Phage-display-Methodik, Klonierung in spezifische Vektoren und Transfektion in Zielzellen ergeben sich neue Mšglichkeiten der Gentherapie mit z.B. chimŠren T-Zellen. Weitere TherapieansŠtze sind aktive spezifische Immuntherapien mit unterschiedlichen VakzineprŠparationen z.B. aus nativen oder modifizierten Tumorzellen, aufgereinigten Proteinen oder synthetisierten Abb. 19: Nachweis monoklonaler T-Zellen in der Haut von Patienten mit primŠr kutanen T-Zell-Lymphomen Knuth RASS, geb. 1968 auf Norderney; Studium der Humanmedizin von 1989 bis 1995 in WŸrzburg; Promotionsarbeit zu phylogenetischen Beziehungen von Dermatophyten an der Univ.-Hautklinik WŸrzburg; AiP an den Univ.-Hautkliniken Heidelberg und Homburg/ Saar Anfang 1996 bis Mitte 1997. Seit Juli 1997 wissenschaftlicher Assistent an der Univ.-Hautklinik Homburg/Saar. Forschungsgebiete: Dermatologische Onkologie mit den Schwerpunkten DNS-Reparaturmechanismen in humaner Haut und kutanen Neoplasien, Pathogenese des malignen Melanoms (Tumorsuppressor-Gen-Analysen), Tumormarker des malignen Melanoms. Peptiden. Trotz der breiten Palette von Therapieoptionen konnten wir bisher nur einen kleinen Teil unseres stetig wachsenden Wissens um die Biologie von Hauttumoren wie Teile eines Puzzles in langfristige Therapieerfolge Ð und dies nur bei wenigen Patienten umsetzen. Es gilt die Balance zu finden (oder die Kluft zu ŸberbrŸcken) zwischen geweckter Erwartung und dem tatsŠchlich Erreichbaren und Erreichten. HoffnungstrŠger in der experimentellen Therapie haben verstŠndlicherweise die hšchste PublizitŠt und Compliance. Da der Wirkmechanismus experimenteller BehandlungsansŠtze nur unzureichend geklŠrt ist, geht die Suche nach dem optimalen Therapieverfahren und der Patientengruppe, die eine bessere †berlebenschance durch eine bestimmte Therapie hat, weiter. Eine AnnŠherung an diese Idealvorstellung soll durch nationale und internationale Therapiestudien der EORTC, ECOG und ADO erreicht werden. Therapieergebnisse der letzten Jahre haben gezeigt, dass trotz aller RŸckschlŠge in der klinischen Anwendung, die Entwicklung neuer Technologien neue Ansatzpunkte fŸr die Behandlung insbesondere des Melanoms bietet, so dass kritischer Optimismus gerechtfertigt ist. Literatur 1) Marks R. und Kopf A.W.: Cancer of the skin in the next century. Int. J. Dermatol. 1995; 34: 445447. 2) Tilgen W.: FrŸherkennung maligner Tumoren der Haut. Onkologie 1995; 18: 64-71. 3) Setlow R.B., Grist E., Thompson K. und Woodhead A.D.: Wavelength effective in the induction of malignant melanoma. Proc. Natl. Acad. Sci. 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