Das nukleäre, zellproliferationsassoziierte Antigen Ki

Aus der urologischen Klinik
des Marienhospitals Herne
Universitätsklinik der Ruhr-Universität Bochum
Direktor: Prof. Dr. med. Theodor Senge
Das nukleäre, zellproliferationsassoziierte Antigen Ki-67 als
prognostischer Faktor des hormonrefraktären Prostatakarzinoms
Inaugural – Dissertation
zur
Erlangung des Doktorgrades der Medizin
einer
Hohen Medizinischen Fakultät
der Ruhr-Universität Bochum
Vorgelegt von
Jörg Schewe
aus Witten
2002
1
Dekan:
Prof. Dr. med. Gert Muhr
1. Referent : Prof. Dr. med. Theodor Senge
2. Referent : Prof. Dr. med. Statis Phillipou
Tag der mündlichen Prüfung : 14.1.2003
2
Inhaltsverzeichnis
1
Einleitung .............................................................................................5
1.1
Der nukleäre, proliferationsassoziierte Antikörper Ki-67 .......................................7
1.2
Zielsetzung ............................................................................................................8
1.3
Das Prostatakarzinom ...........................................................................................9
1.3.1 Die Epidemiologie des Prostatakarzinoms .......................................................9
1.3.2 Manifestationsformen des Prostatakarzinoms ................................................10
1.3.3 Therapie des Prostatakarzinoms ....................................................................10
1.3.3.1
Therapie des lokal begrenzten Prostatakarzinoms ................................10
1.3.3.2
Die Brachytherapie des lokal begrenzten Prostatakarzinoms ...............11
1.3.3.3
Therapie des organüberschreitenden Prostatakarzinoms ....................11
1.3.3.4
Therapie des metastasierten Prostatakarzinoms...................................12
1.3.3.5
Die Therapie des hormonrefraktäre Prostatakarzinoms ........................18
1.3.4 TNM-Klassifikation des Prostatakarzinoms ....................................................21
1.4
2
Ätiologie und biologische Potenz des Prostatakarzinoms...................................23
Zellkinetik des Prostatakarzinoms ...................................................24
2.1
Entwicklung der Hormonresistenz .......................................................................25
2.1.1 Adaptationstheorie ..........................................................................................25
2.1.2 Klonselektionstheorie ......................................................................................26
2.1.3 Mutationen des Androgenrezeptors ................................................................27
2.2
Mutationen der Keimzellinie ................................................................................28
2.3
DNA-Methylierung ...............................................................................................28
2.4
Tumorsuppressor- und Onkogene ......................................................................29
2.4.1 P53-Tumorsuppressorgen ..............................................................................29
2.5
Wachstumsfaktoren und Epithel-Stroma-Interaktionen.......................................30
2.6
Risikofaktoren des Prostatakarzinoms ................................................................31
2.6.1 Alter .................................................................................................................31
2.6.2 Familiäre Belastung.........................................................................................31
2.6.3 Ethnische Gruppenzugehörigkeit ....................................................................31
2.6.4 Ernährung........................................................................................................32
2.6.5 Hormone..........................................................................................................33
2.6.6 Vasektomie......................................................................................................34
2.6.7 Kadmium .........................................................................................................34
2.6.8 Vitamin A .........................................................................................................34
2.6.9 Vitamin D .........................................................................................................35
2.7
Das Prostataspezifische Antigen (PSA) .............................................................35
2.7.1 Wertigkeit des prostataspezifischen Antigens bei der Verlaufskontrolle des
Prostatakarzinoms...........................................................................................36
2.8
Histopathologische Klassifizierung und Differenzierung .....................................37
2.8.1 Die prostatische intraepitheliale Neoplasie (PIN)............................................38
3
Material und Methoden......................................................................40
3.1
Immunhistochemie...............................................................................................40
3.2
Bestimmung der Proliferationsfraktion.................................................................41
3
3.3 Methodik der immunhistochemischen Bestimmung von proliferierenden
Zellen mit dem Antikörper MIB 1..............................................................................41
3.4
Retrospektive Datenerfassung ............................................................................44
3.4.1 Laborparameter...............................................................................................44
3.4.2 Begleiterkrankungen .......................................................................................44
3.4.3 Risikoeinschätzung .........................................................................................44
3.4.4 Chemotherapie................................................................................................45
3.4.5 Miktionsverhalten ............................................................................................45
3.4.6 Sonstige Urologische Therapie .......................................................................45
3.4.7 Überlebenszeit ................................................................................................45
3.5
4
Statistik ................................................................................................................46
Ergebnisse .........................................................................................47
4.1
Problemstellung ...................................................................................................47
4.2
Analyse der Gesamtgruppe bezüglich der allgemeinen Tumorbiologie..............47
4.2.1 Grading und Überlebenszeit ...........................................................................48
4.2.2 Metastasierung und Überlebenszeit................................................................50
4.2.3 Überlebenszeit und Chemotherapie................................................................50
4.2.4 Proliferationsindex PI (%) und Grading...........................................................51
4.2.5 Proliferationsindex PI (%) und Überlebenszeit nach Erstdiagnose
bei gut- und mittelgradig differenzierten Karzinomen (G1/G2) .......................53
4.2.6 Proliferationsindex PI (%) und Überlebenszeit nach Erstdiagnose bei
schlecht differenzierten Karzinomen (G3).......................................................54
4.2.7 Proliferationsindex und Metastasierung ..........................................................54
4.3
Analyse der Patienten ohne Knochenmetastasen ..............................................55
4.3.1 Überlebenszeit und Proliferationsindex bei Patienten ohne
Knochenmetastasen........................................................................................55
4.3.2.1 Proliferationsindex PI bei gut- und mittelgradig differenzierten
Karzinomen .................................................................................................56
4.3.2.2 Schlecht differenzierte Proben (G3) ............................................................57
4.4
Analyse der Patienten mit Knochenmetastasen..................................................57
4.4.1 Überlebenszeit und Proliferationsindex bei Patienten mit
Knochenmetastasen........................................................................................58
4.4.2 Proliferationsindex bei gut und mittelgradig differenzierten Tumoren.............58
4.4.3 Schlecht differenzierte Proben (G3)................................................................58
4.5
5
Proliferationsindex PI (%) und PSA-Werte ..........................................................58
Diskussion..........................................................................................62
5.1 Beurteilung des klinischen Verlaufs des Prostatakarzinoms anhand
verschiedener Prognosefaktoren .............................................................................62
5.2
Ki-67 als Proliferationsmarker und dessen prognostische Relevanz..................64
5.3
Beurteilung der eigenen Ergebnisse ...................................................................65
5.4
Zusammenfassung ..............................................................................................66
6
Verzeichnis der Abbildungen und Tabellen ....................................67
7
Literaturverzeichnis...........................................................................68
4
1 Einleitung
Jede onkologische Erkrankung ist für den Patienten sowie den behandelnden
Arzt stets mit der Frage verbunden, wie aggressiv das Leiden ist und vor
allem, wie sich die Prognose der Krankheit darstellt. Die Frage nach der
Überlebenszeit gehört zu denen, die am meisten gestellten werden und
gleichzeitig zu den am schwersten zu beantwortenden.
Dabei ist die Kenntnis der Prognose eines Malignoms untrennbar mit der
Entscheidung für eine bestimmte Therapieform verwoben. Dies gilt in
besonderem Masse für das Prostatakarzinom. Der behandelnde Arzt muss
sich zwischen den verschiedenen Therapieoptionen der kurativen Operation,
einer Strahlentherapie, einer primären oder sekundären Hormonablation oder
einer Chemotherapie entscheiden. Zuverlässige Prognosefaktoren stellen
eine wichtige Säule des Entscheidungsprozesses dar, der in einer dem
Patienten und dem Leiden angepassten Therapie mündet. Für den Patienten
hat dies bezüglich seiner zukünftigen Lebensqualität entscheidende
Konsequenzen. Zuverlässige Prognosefaktoren des hormonunabhängig
wachsenden Prostatakarzinoms liegen trotz intensiver Bemühungen zur Zeit
nicht vor. Immer wieder versterben Patienten mit vermeintlich günstigen
Prognoseparametern früh am Prostatakarzinom, während andere mit
sogenannter infauster Prognose mitunter ihre statistische Lebenserwartung
erreichen oder übertreffen. Es bedarf also der Entwicklung weiterer
Indikatoren, die neben einer hohen Zuverlässigkeit auch den Anforderungen
eines Einsatzes in der täglichen Routine gerecht werden.
5
Die hohe Anzahl okkulter Prostatakarzinome alter Männer in Autopsiestudien
unterstreicht die Notwendigkeit, die Karzinome mit hoher Aggressivität von
denjenigen zu unterscheiden, die lebenslang inapperent bleiben werden.
Durch zuverlässige Parameter lässt sich der natürliche Verlauf (natural
history) erfassen. Während die eine Patientengruppe womöglich keine
Behandlung benötigt (Therapie mit verzögerter Dringlichkeit), ist diese bei
einer anderen unverzüglich einzuleiten. Entsprechend wird der
Behandlungsaufwand sich optimal der Prognose des Patienten anpassen
können. Letztlich ist es bei Kenntnis der prognostischen Faktoren möglich,
eine Stratifizierung in verschiedene Risikogruppen vorzunehmen.
Neben verschiedenen Einflussgrössen wie ethnographischen Faktoren,
Ernährung, Genetik, Sexualverhalten, Alter oder beruflicher Exposition
wurden verschiedene Versuche unternommen, weitere Parameter zu finden,
um die Aggressivität des Prostatakarzinoms abzuschätzen (1, 2, 3, 4, 5). Zu
diesen zählen unter anderen das histologische Grading, die Grösse des
Tumors und der Hormonrezeptorstatus. Neben diesen gibt es eine Vielzahl
anderer Untersuchungsmethoden, die auf eine mögliche Voraussage der
Aggressivität des Prostatakarzinoms abzielen (6, 7). Der Nachweis der
Proliferationsfraktion mittels des Antigens Ki-67 zählt zu diesen Methoden.
Sie ist in zahlreichen Untersuchungen angewandt worden. Alle diese Studien
haben sich jedoch mit virginellen, also unbehandelten Prostatakarzinomen
befasst (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15).
6
1.1
Der nukleäre, proliferationsassoziierte Antikörper Ki-67
Die Existenz von nukleären Antigenen, die mit der Zellproliferation im
Rahmen des Zellzyklus assoziiert sind, wurde das erste Mal bei Patienten,
die unter einem Lupus erythematodes litten, postuliert. Im Serum dieser
Patienten wurden entsprechende Autoantikörper gefunden. Ähnliche
Antikörper wurden bei Leukämiepatienten entdeckt. Gerdes beschrieb 1983
erstmals den monoklonalen Mausantikörper Ki-67. Er repräsentiert einen
Antikörper, der mit einem nukleären Protein reagiert, das jedoch
ausschliesslich in proliferierenden Zellen nachweisbar ist und bei ruhenden
Zellen fehlt. Sobald Zellen von der Ruhephase (G0) in proliferierende Zellen
überführt wurden, konnte das durch Ki-67 entdeckte Antigen nachgewiesen
werden. Umgekehrt konnte gezeigt werden, dass das Antigen verschwand,
sobald proliferierende Zellen sich differenzieren und in die Ruhephase
übergehen (148, 149). Der Antikörper reagiert mit einem Protein, dessen
zwei Banden ein Molekulargewicht von 345 und 395 Kd aufweisen (16).
Breite Anwendung fand Ki-67 nachdem Cattoretti die Methode auf paraffinfixierte Schnitte ausweiten konnte (9).
7
1.2
Zielsetzung
Die vorliegende experimentelle Arbeit beschäftigt sich mit der
Proliferationskinetik von Prostatakarzinomen von Patienten, die sich bereits
einer androgenopriven Therapie unterzogen haben und Zeichen eines
klinischen Progresses aufweisen.
Innerhalb dieser hormonrefraktären Prostatakarzinome soll insbesondere der
Zusammenhang zwischen der Proliferationsaktivität der Karzinome im
histologischen Präparat und der Überlebenszeit analysiert werden.
Desweiteren soll geprüft werden, ob eine zusätzliche Aussage hinsichtlich
der Progressionswahrscheinlichkeit des Karzinoms gemacht werden kann.
Messgröße ist dabei die Reaktionsaktivität des Antigens Ki-67 in
histologischen Schnittpräparaten von palliativ transurethral resezierten
Prostatakarzinompatienten.
8
1.3
1.3.1
Das Prostatakarzinom
Die Epidemiologie des Prostatakarzinoms
Das Prostatakarzinom ist der häufigste maligne Tumor des Urogenitaltraktes.
Die Inzidenz ist insbesondere durch verbesserte Screeningverfahren in den
letzten Jahren auf epidemisches Niveau gestiegen. Zwischen 1979 und 1995
erhöhte sich die Zahl der Erkrankten von 64000 auf 244000 in den USA (17).
In Deutschland lässt sich diese Inzidenzsteigerung um den Faktor 4 nicht
beobachten, 1991 erkrankten etwa 16000 und 1995 etwa 20000 Männer (18,
19). Diese Unterschiede erklären sich zum Teil durch eine Unterschiedliche
Aggressivität der Früherkennungsprogramme. Das Prostatakarzinom wurde
in den USA der häufigste maligne Tumor des Mannes, gefolgt von den
Karzinomen der Lunge (96000), des Kolons und Rektums (49000), und der
Harnblase (37000). In Deutschland sterben derzeit jährlich etwa 9000
Männer infolge eines Prostatakarzinoms, damit nahm im Vergleich zum
Jahre 1979 die Mortalität um 16% zu. Die Wahrscheinlichkeit eines Mannes,
an einem Prostatakarzinom zu versterben, liegt bei etwa 3%, die
Wahrscheinlichkeit, an einem Prostatakarzinom zu erkranken bei etwa 10%
(20). Die höchsten Mortalitäts- und Inzidenzraten finden sich in der
schwarzen Bevölkerung der USA, die niedrigsten im asiatischen Raum (21).
Das Prostatakarzinom ist vorwiegend eine Erkrankung des Seniums und des
Präseniums. Eine klinische Manifestation zeigt sich bei Männern über 50
Jahren in 10%, bei über 80-jährigen in 20% der Fälle. Es wird davon
ausgegangen, dass etwa bei 20% aller Männer im 50. und bei 50% aller
Männer im 70. Lebensjahr ein Prostatakarzinom im Falle einer
histologischen Untersuchung nachweisbar wäre (22,23).
9
1.3.2
Manifestationsformen des Prostatakarzinoms
Folgende Varianten des Prostatakarzinoms lassen sich unterscheiden:
•
das klinisch manifeste, histologisch gesicherte Karzinom
•
das inzidentelle Karzinom: ein zufällig diagnostiziertes Karzinom
innerhalb eines Operationspräparates, wobei die Operationen in
Annahme einer benignen Prostatahyperplasie (BPH) durchgeführt wurden
•
das okkulte Karzinom, welches im Rahmen der Suche nach einem
Primärtumor - bei nachgewiesenen Metastasen - entdeckt wird
•
das latente Karzinom, das erst im Rahmen einer Autopsie entdeckt wird.
1.3.3 Therapie des Prostatakarzinoms
1.3.3.1 Therapie des lokal begrenzten Prostatakarzinoms
Die Therapie des lokal begrenzten Prostatakarzinoms für Patienten mit einer
Lebenserwartung von 10 Jahren oder mehr ist die radikale Prostatektomie.
Die Entfernung des tumortragenden Organs stellt bei einem nicht
metastasierten Tumor die beste Chance für eine Heilung dar.
Gegenwärtig liegt die 5-Jahres-Überlebensrate bei 80%, die 10-JahresÜberlebensrate bei 70% und die 15-Jahres-Überlebensrate bei 60% nach
radikaler Prostatektomie (24). Dabei werden die retropubische und die
perineale Prostatektomie unterschieden. Der pelvinen Lymphadenektomie
(Ausräumung der Lymphknoten im Bereich der Fossa obturatoria) folgt bei
Ausschluss einer lymphogenen Metastasierung die Entfernung der Prostata,
der Samenblasen und der zentralen Anteile des Ductus deferens. Dank der
Arbeiten von Walsh und Donker (25), die die für die Erektion
verantwortlichen Nervenbündel identifizieren konnten, können diese bei der
nervenschonenden radikalen Prostatektomie erhalten werden.
Die Schonung zumindest einer Seite der bilateralen Gefässnervenbündel ist
daher anzustreben und meist auch ausreichend. Da gerade die
10
neurovaskulären Bündel Prädilektionsstellen für eine Kapselpenetration
darstellen, sollte nur die tumorkontralaterale Seite erhalten bleiben.
Die perineale Prostatektomie erfordert ein zweizeitiges Vorgehen. Zunächst
werden die obturatorischen Lymphknoten (endoskopisch) entfernt, um dann
in einem zweiten Eingriff die perineale Prostatektomie durchzuführen.
Zu den Komplikationen der Radikaloperation zählt neben der erektilen
Dysfunktion die Harninkontinenz (ca 3%).
Als Verlaufskontrolle dient das prostataspezifische Antigen (PSA), das nach
einem kurativen Eingriff unter die Nachweisgrenze sinken muss. Ein
Wiederanstieg ist als Relaps zu werten.
1.3.3.2 Die Brachytherapie des lokal begrenzten Prostatakarzinoms
Die Brachytherapie des lokal begrenzten Prostatakarzinoms hat in den
letzten Jahren auch in Deutschland mehr Anwendung gefunden. Dabei
kommen verschiedene Strahlenquellen in Frage. Sie unterscheiden sich
aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften. Es werden permanente oder
temporäre Quellen angewendet. Der Erfolg der Brachytherapie ist von der
Patienten- und der Isotopenselektion abhängig. Bei Patienten mit einem
Tumorgrad grösser als T2b und G2, bzw. Gleason-Score >6 muss eine
Dosiseskalation stattfinden (26).
1.3.3.3 Therapie des organüberschreitenden Prostatakarzinoms
Bei Überschreiten der Organgrenzen durch das Karzinom stellen sich zwei
klinische Probleme: zum einen können lokale Komplikationen wie obstruktive
Miktionsbeschwerden, Blutungen oder Stauungsnieren auftreten, zum
anderen kann es zu einer Fernmetastasierung kommen. Die optimale
Therapieform wird gesucht und die Diskussion darüber kontrovers diskutiert.
Die radikale Prostatektomie, eine adjuvante Hormontherapie (s.S.12) oder
eine Strahlentherapie werden angeboten, aber auch mit unterschiedlichen
11
Argumenten gewichtet oder präferiert. Sie können in bestimmten Fällen
gegebenenfalls miteinander kombiniert werden. Die Strahlentherapie kann
extern als Hochvolttherapie oder interstitiell mittels AU198, IR192 oder J132
erfolgen.
1.3.3.4 Therapie des metastasierten Prostatakarzinoms
1.3.3.4.1 Die Hormontherapie des Prostatakarzinoms
Durch die grundlegenden Arbeiten des Nobelpreisträgers Huggins fand die
Hormontherapie Eingang in die Behandlung des Prostatakarzinoms. Diese
Therapie ist nach wie vor aktuell und wirksam. Die Suppression der
Androgene stellt die primäre Behandlungsform im metastasierten
Krankheitsstadium dar. Dennoch steht bis heute der Beweis aus, dass mit
einem primären Hormonentzug das Leben des Prostatakarzinompatienten
verlängert werden kann. Die Kastration als definitive chirurgische
Massnahme oder die chemische Kastration mittels medikamentöser
Intervention führen zu der therapeutisch notwendigen Ausschaltung der
Testosteronsynthese oder der Bioverfügbarkeit von Androgenen.
Testosteron
(nmol / l)
25
Testosteron-Serumspiegel nach subkutaner
Einmalapplikation von Leuprorelinacetat 3Monats-Depot
20
Mediane; n = 10 - 17; Patienten ohne
Antiandrogenvorbehandlung
15
10
5
Meßzeitpunkt
nach Injektion
Kastrationsbereich (≤ 1,73 nmol/l)
0
0
1
2
Tage
3 1
2
3
4
8
11 12 13 14 15 16 17 18
Wochen
Khan, 1998
Abbildung 1: Abnahme des Serumtestosteronspiegels nach Hormonentzug
12
Ein systemischer Testosteronentzug hemmt jedoch zunächst das
Tumorwachstum, da etwa 80% der Tumorzellen primär hormonsensitiv
und nur etwa 20% hormonresistent sind. Ziel der Behandlung ist die
Unterdrückung der androgenen Stimuli. Es werden entweder die Funktionen
des männlichen Hormonhaushaltes auf verschiedenen Niveaus gestört
(extraprostatischer Effekt) oder deren Wirkung an der Prostata blockiert
(intraprostatischer Effekt).
Folgende Möglichkeiten stehen dabei zur Verfügung:
•
Eine bilaterale
Hypothalamus
Orchiektomie, wobei die
peripheren Androgene
LHRH-Agonist
LHRH
innerhalb von 24 Stunden
auf Kastrationsniveau
Feedback
fallen, ohne die
DownRegulation
Nebenwirkungen einer
Hypophyse
LH
FSH
Östrogentherapie zu
zeigen (operative
È Testosteron
Kastration)
•
Testes
Prostata
LuteinisierendesHormon-ReleasingHormon-Agonisten (LH-
Abbildung 2: Regelmechanismus der
Testosteronproduktion
RH-Agonisten) wie
Buserelin-Azetat stehen
als Hauptalternative zur Verfügung. Diese synthetischen Analoghormone
führen in „supraphysiologischer“ Dosierung und kontinuierlicher
Therapieabfolge zu einer Suppression des LH und konsekutiv zu einer
Senkung von Testosteron bis in den Kastrationsbereich (biochemische
Kastration). Vorübergehend und kurzfristig kommt es jedoch zu einer
Erhöhung des peripheren Testosteronspiegels („flare-up“) mit
entsprechender Verschlechterung der Symptomatik, der mit
Antiandrogenen (z.B. Cyproteronacetat) begegnet werden sollte.
13
•
Eine konsequente Therapie mit Östrogenen (z.B. Diethylstilbestrol), bei
welcher, um einer Gynäkomastie vorzubeugen, eine prophylaktische
Mammabestrahlung erfolgen sollte. Östrogene führen zu einer
Suppression der hypophysären LH-Inkretion und lösen damit einen Abfall
der Testosteronsynthese aus, bis hin zu einem Kastrationsniveau.
•
Antiandrogene (Flutamid, Nilutamid, Cyproteronacetat) mit geringen
kardiovaskulären Nebenwirkungen sowie fehlender Prolaktinerhöhung,
aber den
Nachteilen von
Hitzewallungen,
Eine kontinuierliche Applikation von LHRH-Agonisten
führt zur Down-Regulation der LHRH-Rezeptoren
Übelkeit und
Diarrhöen.
Antiandrogene
Natürliches LHRH
LHRHAgonist
Initial:
Stimulation
Gesteigerte Sekretion
von LH und FSH
(Flare-up)
Zellmembran
schalten
den Nebennieren
LHRHAgonist
Später:
Suppression
produzierten
Androgene (5%
der Androgene)
aus. Es werden
Rezeptorverlust
= Down-Regulation
Natürliches LHRH
zusätzlich die von
Initial:
Stimulation
Zellmembran
Später:
Suppression
Erniedrigte Sekretion
von LH und FSH
Abbildung 3: Wirkprinzip der LHRH-AnalogaTherapie
reine Androgene
(nicht-steroidal) wie Flutamid mit konsekutiver LH-Erhöhung von
Antiandrogenen mit gleichzeitiger Gestagenwirkung (steroidal, dass
heisst sie hemmen auch die Gonadotropin-Sekretion) unterschieden. Bei
einer Antiandrogen-Behandlung sinkt daher der Serumtestosteronspiegel
– ausser bei Cyproteronacetat – nicht ab. Deshalb soll die erektile Potenz
erhalten bleiben. Die antiandrogene Wirkung beruht auf einem
kompetetiven Antagonismus der Androgenrezeptoren.
1.3.3.4.2 Die intermittierende Androgendeprivation
Die endokrine Therapie des Prostatakarzinoms ist in den letzten Jahren
einem Wandel unterworfen. Nachdem sie primär für metastasierte Patienten
14
mit relativ kurzer Lebenserwartung reserviert schien, ergeben sich jetzt auch
Indikationen für Patienten mit geringerer Tumorbeladung, die durch den
Einsatz von PSA (s.Kap. 2.7) als „biochemischen Progressionsmarker“
erkannt werden (27, 28, 29). Die Lebenserwartung dieser Patienten ist
ungleich länger und führt bei früherem Einsatz der Therapie zu einer
ebenfalls längeren Behandlungsdauer. Daraus folgt zwangsläufig ein
höheres Nebenwirkungspotential, welches früher bei den relativ kurzen
Therapiezeiten kaum zum Tragen kam. Neben dem unausweichlichen
Libido- und Potenzverlust sind beim chronischen Androgenentzugssyndrom
insbesondere erhöhte Osteoporose-, Anämie- und Muskelatrophieraten zu
nennen (30) . Dies ist einer der Gründe, weshalb in der letzten Zeit weniger
aggressive endokrine Strategien vermehrt Interesse erlangt haben, nachdem
die klinische Forschung sich zuvor mehr als zehn Jahre im wesentlichen auf
die maximale Androgenblockeade (MAB) (s. 1.3.3.4.3) fokussiert hat.
Effekt der intermittierenden Androgenblockade
auf das Shionogi-Karzinom bei männlichen Mäusen
Tumorgewicht
(gramm)
7
CX1
6
CX2
CX3
CX4
CX5
CX = Kastration bei
Tumorgewicht > 3 g
Transplantation auf
eine nicht kastrierte
Maus bei Tumorgewicht ≤ 1 g
5
4
3
2
1
0
20
40
60
80 100 120 140 160 180
Zeit (Tage)
nach Akakura, 1993
Abbildung 4: Das Tiermodell der intermittierenden
Androgenblockade (33)
Zu den weniger aggresiven Strategien ist die intermittierende
Androgenblockade (IAD) zu zählen. Hierbei wechseln sich Phasen der
endokrinen Behandlung mit therapiefreien Intervallen ab. Die Zielvorstellung
der intermittierenden Medikation liegt dabei nicht nur in einer Reduktion des
Nebenwirkungsprofils der Androgen-Entzugstherapie, sondern auch in einer
15
Verzögerung des Zeitintervalls bis zur Entwicklung der nahezu
unausweichlichen Hormonresistenz des Prostatakarzinoms.
Therapiegrundlage
Androgenabhängigkeit manifestiert sich klinisch durch das Einleiten einer
Apoptose, d.h. einer Form des programmierten Zelltodes nach
Androgenentzug. Diese Definition betrifft sowohl normale als auch maligne
Prostatagewebe (31). Die Androgenablation triggert nicht nur die Apoptose,
sondern bewirkt auch eine Hemmung von DNA-Synthese und
Zellproliferation. Diese wünschenswerten Effekte werden allerdings durch die
Tatsache relativiert, dass es unter permanentem Androgenentzug nahezu
immer zu einer Androgenunabhängigkeit der Tumorzellen kommt. Zwei
grundsätzliche Theorien existieren für dieses Phänomen: klonale Selektion
und Adaptation an androgenarmes Milieu (s.2.1).
Bruchovsky und Mitarbeiter fanden, dass vormals androgenabhängige
Tumorzellen nach Adaptation an den androgenfreien Zustand durch
sekundäre Produktion von autokrinen und parakrinen Wachstumsfaktoren
androgenunabhängig proliferieren (32). Die Androgenresistenz wäre damit
eine ruhende Eigenschaft von Prostatatumorzellen, die durch den
Androgenentzug selbst aktiviert wird. Hieraus ergibt sich die Hypothese, dass
Tumorzellen, die den Androgenentzug überlebt haben, durch erneute
Androgenzufuhr wieder in einen normalen Differenzierungsgrad gelenkt
werden – unter Wiedergewinnung des apoptotischen Potentials. Durch
abwechselnde Zyklen von Androgenentzug und –zufuhr soll die Entwicklung
einer Hormonrefraktärität hinausgezögert werden. Diese Hypothese konnte
in tierexperimentellen Untersuchungen bestätigt werden (33). Dabei liess
sich bei intermittierendem im Vergleich zu permanentem Androgenentzug die
Zeit bis zur Androgenunabhängigkeit verdreifachen. Von Bedeutung ist
dabei, dass die Androgenzufuhr erst einsetzt, wenn das Maximum der
kastrationsinduzierten Regression erreicht ist.
16
Zyklus 1
n = 14
200
30
Zyklus 3
n = 13
Zyklus 4
n = 11
20
PSA
25
PSA
(ng/ml)
Zyklus 2
n = 32
Testosteron
20
15
Testosteron
(nmol/l)
15
10
10
5
5
0
0
0
4
8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 Monate
Behandlung
Keine Behandlung
Therapiefreie Zeit im Mittel 45%
nach Goldenberg, 1998
Abbildung 5: intermittierende Androgenblockade, schematisch (34)
1.3.3.4.3 Die maximale Androgenblockade (MAB)
Als maximale Androgenblockade bezeichnet man die Kombination einer
chirurgischen oder medikamentösen Kastration zusammen mit der Gabe
eines Antiandrogens, welches die verbleibenden adrenalen Androgene
blockiert (49). Die Bedeutung des adrenalen Testosterons bzw. adrenaler
Androgenvorstufen für Wachstum und Fortschreiten von Prostatakarzinomen
wird bis heute kontrovers diskutiert. Durch Studien der NCI (National Cancer
Institute) (35) wie auch der EORTC (European Organisation for Research
and Treatment of Cancer) (36) konnten allerdings in letzter Zeit Vorteile einer
Kombinationstherapie hinsichtlich des progressionsfreien Intervalls als auch
hinsichtlich der Überlebenszeit bewiesen werden. Dabei tritt der Unterschied
zwischen einfacher und maximaler Androgenblockade vor allem bei
prognostisch günstigen Patienten, also solchen mit geringer
Tumorausdehnung, gutem Performance Status, Hämoglobin über 11 g/dl und
Knochenmetastasen ausschließlich im Achsenskelett, zu Tage (durch
17
Verlängerung des progressionsfreien Intervalls und Verlängerung der
Überlebenszeit), wohingegen prognostisch ungünstige Patienten von dieser
Kombination nicht zu profitieren scheinen.
1.3.3.5 Die Therapie des hormonrefraktären Prostatakarzinoms
Nach Erreichen der Hormonrefraktärität sind die therapeutischen
Möglichkeiten des Prostatakarzinoms begrenzt. Sekundäre hormonelle
Manipulationen setzen immer ein gewisses Mass an Hormonsensibilität
voraus.
1.3.3.5.1 Änderung der Monotherapie in eine komplette Androgenblockade
Im Falle einer hormonellen Monotherapie – z.B. in Form der Orchiektomie
oder mittels LHRH-Analoga - kann durch zusätzliche Gabe von Androgenen
komplettiert werden, um eine definitive Senkung des Testosteronspiegels
unter das Kastrationsniveau zu erreichen (1.3.3.4.3).
1.3.3.5.2 Absetzen der antiandrogenen Therapie bei Progress unter
maximaler Androgenblockade
Kommt es unter einer maximalen Androgenblockade zu einem
biochemischen Progress (PSA-Anstieg), ist aus therapeutischer Sicht das
Absetzen des Antiandrogens (Flutamid, Bicalutamid, etc.) zu empfehlen.
Durch Auslösung eines sog. Antiandrogenentzugssyndroms kann bei 4070% der Patienten ein PSA-Abfall beobachtet werden (37). Die theoretische
Grundlage stellt nach heutigem Kenntnisstand die Tatsache dar, dass nach
Mutationen des Androgenrezeptors das antiandrogene Medikament durch
seine Bindung am Rezeptor zu einem Wachstumsstimulus führen kann,
welcher dann nach Absetzen der Therapie wegfällt (38).
18
1.3.3.5.3 Sekundäre Hormonmanipulationen
Nach einem klinischen Progress, der o.g. Massnahmen folgt, sind sekundäre
Hormonmanipulationen oder alternativ zytotoxische Therapien in Erwägung
zu ziehen.
Bei Patienten, die sich einer maximalen Androgenblockade mittels Flutamid
unterzogen haben, kann der Wechsel auf Bicalutamid in hoher Dosis (200
mg/d) erfolgversprechend sein .
Eine Kombinationstherapie mit Ketoconazol und Hydrocortison zeigte die
derzeit besten Ansprechraten beim hormonrefraktären Prostatakarzinom.
Ketoconazol supprimiert die Testosteronsynthese der Testes und der
Nebenniere und hat einen zusätzlichen zytotoxischen Effekt auf das
Prostatakarzinom (39).
Eine niedrig dosierte Kortikosteroidtherapie allein kann in ca 20% der
Patienten einen PSA-Abfall sowie eine Besserung der klinischen
Symptomatik in ca. 10% der Patienten mit einem hormonrefraktärem
Prostatakarzinom erbringen.
1.3.3.5.4
Die Chemotherapie des fortgeschrittenen Prostatakarzinoms
Zu Beginn der siebziger Jahre zeichneten sich erste vielversprechende
Chemotherapieerfolge beim Prostatakarzinom ab, die jedoch zu Beginn der
80er Jahre - nach Überprüfung der Ergebnisse - einer grossen Enttäuschung
weichen mussten. Mittlerweile gibt es jedoch unter Einbeziehung der
Faktoren PSA und vor allem der Lebensqualität erneut vielversprechende
Therapiealternativen. Zu den zahlreichen getesteten Substanzen zählen
neben Estramustin vor allem Doxorubicin, Paclitaxel, Docetaxel,
Cyclophosphamid und Ethoposid.
Letztlich ist jedoch die Zytoreduktion durch eine Chemotherapie beim
Prostatakarzinom begrenzt. Auf der Jahrestagung der ASCO (American
Society of Clinical Oncology) 2002 wurde beispielsweise von G. Hudes eine
Phase III-Studie mit Kombinationen von Mikrotubuli-aktiven Substanzen
(Vinblastin + Estramustinphosphat) vorgestellt und mit der Vinblastin19
Monotherapie verglichen. Die mittlere Überlebenszeit – bei zudem geringer
Patientenzahl – konnte in der Kombinationsgruppe mit lediglich 12,5
Monaten (Monotherapie: 9,4 Monate) den natürlichen Verlauf des
Prostatakarzinoms nach erreichen der Hormonrefraktärität nicht verlängern
(40).
1.3.3.5.5 Beeinflussung von Wachstumsfaktoren des Prostatakarzinoms
Das Antiprotozoenmittel Suramin, das ursprünglich zur Behandlung der
Trypanosomiasis entwickelt wurde, hat mittlerweile Eingang in die Therapie
des metastasierten Prostatakarzinoms gefunden. Es hemmt die Bindung von
Wachstumsfaktoren wie TGF-ß an die entsprechenden Rezeptoren. In der
Behandlung des Schmerzes zeigte es eine gute Wirkung in einer
plazebokontrollierten Studie (41).
20
1.3.4
TNM-Klassifikation des Prostatakarzinoms
Gemäss dem New American Joint Committee on Cancer und der UICC wird
das Prostatakarzinom wie folgt klassifiziert (42):
Stadium
Definition
Tx
Primärtumor kann nicht beurteilt werden
T0
Kein Anhalt für Primärtumor
T1
Klinisch nicht fassbarer Tumor, nicht tastbar oder durch
bildgebende Verfahren darstellbar.
T1a: inzidentelles Karzinom, ≤ 5% des histologischen
Resektionspräparates
T1b: inzidentelles Karzinom, ≥5% des histologischen
Resektionspräparates
T1c: Diagnose durch Nadelbiopsie
T2
Tumor auf die Prostata beschränkt
T2a: Tumor befällt nur einen Prostatalappen
T2b: Tumor befällt beide Prostatalappen
T3
Tumor breitet sich über die Prostatakapsel aus
T3a: extrakapsuläre Ausbreitung (ein- oder beidseitig)
T3b: Tumor infiltriert die Samenblasen
T4
Tumor infiltriert Nachbarstrukturen ausser den Samenblasen
21
Lymphknotenstatus
NX
regionäre Lymphknoten können nicht beurteilt werden
N0
kein Anhalt für Lymphknotenmetastasen
N1
regionärer Lymphknotenbefall
Fernmetastasen
MX
Fernmetastasen können nicht beurteilt werden
M0
kein Anhalt für Fernmetastasen
M1
Fernmetastasen
M1a: extraregionärer Lymphknotenbefall
M1b: Knochenmetastasen
M1c: andere Manifestation
22
1.4
Ätiologie und biologische Potenz des Prostatakarzinoms
Mittlerweile sind erhebliche Fortschritte in der Ergründung der molekularen
Schritte, die zur Transformation von einer normalen epithelialen Prostatazelle
zu einer metastasierenden, hormonunabhängig wachsenden Karzinomzelle
führen, gemacht worden. Obwohl z.B. für das kolorektale Karzinom
wesentliche Schritte der Karzinogenese aufgeklärt werden konnten, stellte
sich die Erforschung der Tumorentstehung in der Prostata schwierig dar. Erst
in letzter Zeit wurden einige der beteiligten Onkogene und Suppressorgene
entdeckt (67, 68, 69, 70).
Das Prostatakarzinom ist insofern unter den soliden Tumoren einzigartig,
weil es sich klinisch in zwei völlig verschiedenen Formen präsentiert: zum
einen existiert die latente Form, die bei 30 % aller Männer über 50 und bei 60
– 70% aller Männer über 80 Jahren zu finden ist, und zum anderen die
klinisch manifeste Form, die im Durchschnitt jeden sechsten Mann im Laufe
seines Lebens betrifft (17, 43). Die hohe Mortalität des Prostatakarzinoms
spiegelt seine biologische Potenz wider. Ein Anstieg des
prostataspezifischen Antigens (PSA) nach radikaler Prostatektomie geht der
Manifestation von Metastasen im Median um 8 Jahre voraus (44). Mit dem
Tod am Prostatakarzinom ist je nach Länge des rezidivfreien Intervalls 4-5
Jahre nach dem Auftreten von Metastasen zu rechnen (44).
Bei fortgeschrittenen Prostatakarzinom stellt sich das aggressive
Progressionspotential des Tumors wesentlich deutlicher dar: Trotz der hohen
Ansprechrate von ca. 80% auf den Androgenentzug erleiden etwa 50% der
Patienten mit einem metastasierten Prostatakarzinom innerhalb von 2 Jahren
eine Progression. Die mittlere progressionsfreie Überlebenszeit beträgt bei
diesen Patienten 12-33 Monate, das mittlere Gesamtüberleben 23-37
Monate. Die 5-Jahresüberlebensrate liegt bei Patienten mit einem
Prostatakarzinom und Knochenmetastasen bei 20%. Auch die Maximierung
der Androgensuppressionstherapie durch die zusätzliche Blockade der
adrenalen Androgene verlängert die Zeit bis zur Progression nur um 3-6
Monate (45, 46). Diese Patienten entwickeln ein hormonrefraktäres
23
Prostatakarzinom. Die Überlebenszeit beträgt dann meist weniger als 12
Monate.
2 Zellkinetik des Prostatakarzinoms
Das Wachstum des Prostatakarzinoms basiert auf Nettozellzuwachs, das
heisst auf der Balance zwischen proliferierenden und absterbenden
Epithelzellen. Normale Prostatazellen weisen eine geringe Rate an
proliferierenden Zellen auf, die von einer gleichen Anzahl absterbender
Zellen aufgewogen wird. Diese Situation führt zu einem ausgewogenen
Gleichgewicht: obwohl sekretorische Epithelzellen ständig und kontinuierlich
erneuert werden, resultiert kein Nettowachstum. Die kalkulierte Zeit bis zur
kompletten Erneuerung der Epithelschicht beträgt 500 Tage (47). Eine
Transformation normaler Prostataepithelzellen in präneoplastische,
intraepitheliale Neoplasien (PIN, s. 2.8.1) führt zu einer Nettozunahme
proliferierender und absterbender Zellen, also zu einem erhöhten
Zellumsatz. Die Gefahr, dass sich aus solchen Läsionen ein manifestes
Karzinom entwickelt, ist daher statistisch gesehen erhöht, da weitere
genetische Veränderungen häufiger auftreten können. Im weiteren Verlauf
der Karzinogenese können dann Transformationen auftreten, die zu einer
höheren Proliferationsrate bei gleichzeitig seltener absterbenden Zellen
führen: Es kommt zum Nettowachstum im Karzinom, wobei zum Teil deutlich
verkürzte Tumorverdopplungszeiten von nur 33 bis 126 Tagen resultieren
können (47).
24
2.1
Entwicklung der Hormonresistenz
Für die Entwicklung eines hormonrefraktären Prostatakarzimoms wird eine
Reihe von Ursachen angenommen. Dazu zählen zum einen
„androgenabhängige“ Mechanismen, wie z.B. eine erhöhte Empfindlichkeit
auf extragonadale Androgene, eine gesteigerte Androgensynthese aus
adrenalen Steroiden sowie eine verminderte Androgenrezeptorspezifität als
Folge von Mutationen, zum anderen androgenunabhängige Vorgänge wie
z.B. die Aktivierung von epidermalen, Fibroblasten- oder anderen
Wachstumsfaktoren (s.2.5). Die Mechanismen, die letztlich zu einer
Hormonunabhängigkeit führen, sind nur kursorisch erforscht. Die
zugrundeliegenden Theorien werden im Folgenden besprochen.
2.1.1 Adaptationstheorie
Dieses Konzept geht von homogenen hormonsensiblen Zellklonen im
Prostatakarzinom aus, die sich nach primärer Androgenblockade an ein
androgenarmes Milieu adaptieren. Es kommt dann zu einem Tumorprogress.
Eine erfolgreiche Therapie ist nur durch eine vollständige Androgenblockade
möglich. Deshalb müssten nicht nur die testikulären, sondern auch die
adrenalen Androgene blockiert werden.
Die Adaptationstheorie vernachlässigt die primäre Heterogenität des
Prostatakarzinoms. Ein wichtiger Mechanismus für die Entwicklung einer
Tumorheterogenität im Prostatakarzinom ist die genetische Instabilität
Das Phänomen der genetischen Instabilität tritt während des
Tumorwachstums auf und es resultieren Tumorzellen unterschiedlicher
Phänotypen.
25
Experimentelle Studien und klinische Daten stützen das Konzept der
Entwicklung dieser genetischen Instabilität während des Tumorwachstums
(48, 49, 51).
Klonselektionsmodell
Testosteron Ç
Initialer
Tumor
Positive
Tumorantwort
Testosteron È
Kastration
Testosteron È
Kastration
Testosteron Ç
Adaptationsmodell
Initialer
Tumor
Progress
= androgenunsensible Zelle
Positive
Tumorantwort
Progress
= androgensensible Zelle
Abbildung 6: Entstehung der Hormonresistenz: Adaptations- und
Klonselektionsmodell
2.1.2 Klonselektionstheorie
Das Klonselektionsmodell geht von der Vorstellung aus, dass ein primär
heterogener Tumor entsteht. Neben der Androgenablation zur Behandlung
androgenabhängiger Zellen muss gleichzeitig eine Therapie
androgenunabhängiger oder zumindest nur gering hormonsensibler
Tumorzellen erfolgen (50, 51, 52).
Durch Androgenentzug kommt es zu einer Apoptose der hormonabhängigen
Zellen und damit zu einer Reduktion des Tumorwachstums. Im Tumormodell
(Dunningtumor und LNCaP) konnte gezeigt werden, dass das
Prostatakarzinom auch aus hormonunabhängigen Zellen besteht, die unter
Androgenablation weiterwachsen. Möglicherweise führt so die
Androgenablation zu einem Selektionsvorteil der androgenunabhängigen
Zellen. Des weiteren konnte gezeigt werden, dass eine primäre
Androgenablation zu einer Veränderung der Zusammensetzung der
26
Stammzellen führt. Am Shionogi-Karzinommodell erhöhte sich nach einer
Androgenablation der Anteil androgenunabhängiger Stammzellen um den
Faktor 500 (31). Somit stellt die Hormontherapie selbst einen
Selektionsfaktor zur vermehrten Ausbildung hormonunabhängiger Zellen dar
(53).
2.1.3 Mutationen des Androgenrezeptors
Insbesondere die Rolle des Androgenrezeptors (AR) wurde durch elegante
molekularbiologische Untersuchungen in den letzten Jahren charakterisiert.
Der Androgenrezeptor (AR) gehört zur Familie der im Zellkern lokalisierten
ligandenaktivierten Transkriptionsfaktoren. Eine Bindung von Androgenen
führt zu einer Konformationsänderung und Hyperphosphorylierung des
Androgenrezeptors und ermöglicht dadurch eine Dimerbildung. So bindet der
Androgenrezeptor sog. „androgenresponsive elements“ in der
Promotorregion bestimmter Gene und wirkt als Transkriptionsfaktor.
Bindungsstudien mit verschiedenen synthetischen Androgenen zeigten
keinen einheitlichen Zusammenhang zwischen AR-Konzentration und dem
Erfolg einer antiandrogenen Therapie. Immunhistochemische
Untersuchungen fanden eine AR-Expression bei der Mehrheit der Patienten
mit hormonrefraktärem Prostatakarzinom (54).
Eine computerassistierte Imageanalyse zeigte eine grössere Varianz der
Androgenrezeptor-Färbungsintensität bei Patienten mit schlechtem als bei
solchen mit gutem Ansprechen auf eine endokrine Therapie (55).
Einen Zusammenhang zwischen der Androgenrezeptor-Expression und der
Androgenabhängigkeit liessen In-vitro-Untersuchungen dennoch vermuten:
Während die androgenunabhängigen Prostatakarzinomzellinien PC-3 und
DU-145 wenig bzw. keinen Androgenrezeptor exprimieren, tut dies die
androgensensitive Zellinie LNCaP. Überraschenderweise wird das
Wachstum von LNCaP-Zellen nicht nur durch Androgene, sondern auch
durch Cyproteronacetat, Flutamid und Nilutinamid stimuliert (56).
Sequenzanalysen zeigen eine Mutation in Codon 877 des LNCaP-AR-Gens,
die aufgrund von Transfektionsexperimenten und Bindungsstudien als
Ursache für die Wachstumsstimulation durch die genannten Substanzen
27
angesehen werden muss (57). Lediglich das reine Antiandrogen Casodex hat
eine androgenantagonistische Wirkung auf LNCaP-Zellen. Tatsächlich findet
sich die LNCaP-Codon-877-Mutation bei einer signifikanten Anzahl (bis zu
25%) von Patienten mit hormonrefraktärem Prostatakarzinom.
Neben Punktmutationen (58) wurden auch Amplifikationen des AR-Gens bei
30% unter Androgenentzug rezidivierter Prostatakarzinome als Mechanismus
der Hormonresistenz beschrieben. Offensichtlich handelt es sich bei der ARAmplifikation um einen Anpassungsmechanismus an die niedrige
Konzentration nichttestikulärer Androgene. Theoretisch wäre eine totale
Androgenblockade eine vielversprechende Therapie bei diesen Tumoren.
2.2
Mutationen der Keimzellinie
Nahezu 9% aller Prostatakarzinome und 45% der Prostatatumoren der
Patienten unter 55 Jahren weisen ein Gen auf, das die Anfälligkeit, an einem
Karzinom zu erkranken, erhöht. Es stellt ein autosomal dominantes Allel dar
(59). Es besteht ein umgekehrt proportionales Verhältnis zwischen der
Androgen-Rezeptor-Interaktivität und der rezeptorzugehörigen
Promotorsequenz (60, s. auch 2.1).
2.3
DNA-Methylierung
Die Methylierung der DNA stellt ein frühes Ereignis der Karzinogenese dar.
Eine Hypermethylierung eines Areals im Bereich des Chromosoms p17 führt
möglicherweise zur Inaktivierung eines Tumorsuppressorgens an dieser
Stelle (61). Freie Radikale werden nicht mehr deaktiviert und es kommt zu
irreparablen DNA–Schäden.
28
2.4
Tumorsuppressor- und Onkogene
Verschiedene Mutationen im Rahmen sog. LOH-Studien1 im
Prostatakarzinom wurden nachgewiesen. Es zeigten sich unter anderem
Deletionen im Bereich der Chromosomen 8p, 10q, 13q, 16q, 17q und 18q
(62). Etwa 36% der Patienten mit lokal begrenztem Tumorleiden und etwa
60% der Patienten mit metastasiertem Prostatakarzinom weisen Deletionen
im Bereich des Chromosoms 16q auf. Das für die Zelladhäsion wichtige
Tumorsuppressorgen, das für E-Cadherin codiert, befindet sich auf diesem
Locus (61). E-Cadherin ist ein Zelloberflächenmolekül, das die ZellInteraktionen beeinflusst. Der Verlust des Moleküls geht mit einer
gesteigerten invasiven Potenz der mutierten Karzinomzellen einher (63).
In ca. 25% der Prostatakarzinompatienten Japans fand sich eine Mutation
des ras-Onkogens (64). Weitere Onkogene respektive
Tumorsuppressorgene und deren Beteiligung an der Karzinogenese sind z.B.
das Retinoblastom-Gen, das KAI1-Gen (65, 66, 67, 68, 69, 70) sowie das
p53 (s.2.4.1).
2.4.1
P53-Tumorsuppressorgen
Das p53-Gen kodiert für ein Protein, das den Zellzyklus in der G1-Phase
stoppt, um eine Reparatur schadhafter DNA zu ermöglichen. Entsprechend
geht der Verlust des Gens mit einer erhöhten Rate an Mutationen einher.
Auch der Wandel in Richtung des hormonunabhängigen Zellwachstums im
Prostatakarzinom wird mit p53 assoziiert (71).
Veränderungen des p53-Tumorsuppressorgens wurden in den letzten Jahren
detailliert untersucht. Isaacs et al. (72) beobachtete p53-Mutationen bei 3 von
5 Prostatakarzinomzellinien und konnte zeigen, dass die Reexpression von
Wildtyp p53 zu einem Wachsstumsstop dieser Prostatakarzinomzellen führte.
Effert et al. (73) berichteten als erste über eine p53-Mutation in einem von 2
Foci eines Prostatakarzinoms. Da eine Lymphknotenmetastase dieses
Patienten die p53-Mutation des einen Focus besass, wurde ein kausaler
1
loss of heterozygosity
29
Zusammenhang mit der Tumorprogression vermutet. Mehrere Studien
zeigen übereinstimmend eine signifikante Korrelation zwischen p53Akkumulation und Tumorstadium bzw. Differenzierungsgrad. Navone et al.
(71) fanden eine p53-Akkumulation ausschliesslich bei Proben von Patienten
mit entdifferenzierten, androgenunabhängigen, metastasierten
Adenokarzinomen der Prostata. Visakorpi et al. (74) fanden eine signifikante
Korrelation zwischen p53-Akkumulation und kurzem progressionsfreiem
Intervall und Überleben. Die p53-„positiven“ Tumoren besassen gleichzeitig
weitere Kriterien hohen malignen Potentials (geringe Differenzierung, hohe
Proliferationsrate).
2.5
Wachstumsfaktoren und Epithel-Stroma-Interaktionen
Zusätzlich zu ihrer Fähigkeit, mutierte Androgenrezeptoren zu aktivieren,
sind Wachstumsfaktoren hinsichtlich der Beeinflussung normaler und
maligner Prostatazellen untersucht worden (75, 76, 77). Zu diesen zählen
unter anderen der Transforming growth factor-beta 1 (TGF-ß1), Epidermal
growth factor (EGF) oder basic Fibroblast growth factor (bFGF). Die Wirkung
der Wachstumsfaktoren wird teilweise durch das Zusammenspiel zwischen
Epithel- und Stromazellen, welche sie umgeben, vermittelt. Die Stroma- oder
Mesenchymzellen der Prostata produzieren eine Reihe dieser
Wachstumsfaktoren, die mittels eines parakrinen Mechanismus auf die
Epithelzellen wirken (78). Knochenzellen produzieren ausgewählte
Wachstumsfaktoren, welche die Proliferation von Prostatakarzinomzellen
stimulieren, und Karzinomzellen exprimieren umgekehrt Faktoren, die zur
Stimulation von Osteoblasten führen. Dies ist möglicherweise eine Erklärung
für die häufige ossäre Metastasierung des Prostatakarzinoms.
30
2.6
Risikofaktoren des Prostatakarzinoms
Verschiedene prädisponierende Faktoren werden für die Entstehung des
Prostatakarzinoms verantwortlich gemacht. Umwelt- und genetische
Einflüssen oder endogene Ursachen wurden diskutiert und bezüglich des
Krankheitsverlaufs oder der Erkrankungswahrscheinlichkeit unterschiedlich
gewichtet (79, 80).
2.6.1
Alter
Ein Prostatakarzinom findet sich nur in Ausnahmefällen vor dem 50.
Lebensjahr, aber seine Häufigkeit nimmt mit steigendem Alter kontinuierlich
zu, um in der neunten Lebensdekade ein stabiles Plateau zu erreichen. Dies
gilt für die Mortalität genauso wie für die Inzidenz (81). Die
Wahrscheinlichkeit, an einem Prostatakarzinom zu erkranken beträgt für
Männer unter 39 Jahren 1:10.000, 1: 103 für Männer zwischen 40 und 59
und 1:8 für Männer zwischen 60 und 79 (17).
2.6.2
Familiäre Belastung
In einer Reihe von Untersuchungen wurde eine familiäre Häufung von
Prostatakarzinomen gezeigt (82, 83, 84, 85, 86). Es wurde ein zwei- bis
dreifach erhöhtes Risiko bei Männern beschrieben, deren Väter oder Brüder
an einem Prostatakarzinom erkrankten. Dieses relative Risiko steigt auf das
fünffache an, wenn zwei oder mehr Angehörige ersten Grades erkrankt
waren. Das Risiko, an einem Prostatakarzinom zu erkranken, hängt ab vom
Alter der betroffenen Angehörigen sowie von deren Anzahl (86).
2.6.3
Ethnische Gruppenzugehörigkeit
Es existieren zahlreiche Untersuchungen, die sich mit dem Zusammenhang
zwischen der Häufigkeit des Prostatakarzinoms und der ethnischen
Abstammung der Patienten beschäftigen. Als gesichert gilt, dass die Inzidenz
31
des Prostatakarzinoms bei Orientalen niedrig und bei Skandinaviern höher ist
(87).
Schwarze aller Altersklassen haben in den Vereinigten Staaten ein zwei- bis
dreifach erhöhtes Risiko, an einem Prostatakarzinom zu erkranken als
Weisse Amerikaner in der gleichen geographischen Region, sogar dann,
wenn die Daten bzgl. des sozioökonomischen Status bereinigt sind (88, 89,
90). Darüberhinaus werden bei Schwarzen bei Diagnosestellung
fortgeschrittenere Tumoren und kürzere Überlebenszeiten beobachtet. Die 5Jahresüberlebensrate beträgt für alle Stadien des Prostatakarzinoms für
Schwarze 62% und für Weisse 72%.
2.6.4
Ernährung
Die Hypothese, dass das Risiko, an einem Prostatakarzinom zu erkranken,
mit der Aufnahme fetthaltiger Nahrung steigt, ist Grundlage für zahlreiche
Untersuchungen. Dabei hat sich gezeigt, dass Nahrungsfett als Risikofaktor
zu betrachten ist (91, 92, 93, 94). Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass
durch bestimmte Nahrungsbestandteile die Produktion von
Geschlechtshormonen alteriert werden könnte. Dies gilt nicht nur für die
Aufnahme von Fett, sondern auch für die fettlöslichen Vitamine A, D und E,
sowie Nahrungsbestandteile wie Zink, denen ein protektiver Effekt
zugeschrieben wird.
Japaner ernähren sich beispeilsweise traditionell wesentlich fettarmer als
Amerikaner. Mit der zunehmenden Anpassung an westliche
Essgewohnheiten stieg jedoch die Inzidenz des Prostatakarzinoms in Japan.
Darüberhinaus steigt bei japanischen Männern, die nach Nordamerika
ziehen, das Risiko, an einem Prostatakarzinom zu erkranken, etwa auf das
Niveau amerikanischer Männer an (95).
32
2.6.5
Hormone
Die Prostata ist ein hormonabhängiges Organ. Normale prostatische
Epithelzellen benötigen Testosteron zum Wachstum. Im allgemeinen sind
ebenso unbehandelte Prostatakarzinome hormonabhängig (96). Äussere
Bedingungen wie bestimmte Nahrungszusammensetzungen können den
männlichen Hormonstoffwechsel beeinflussen und dazu führen, dass die
Konzentration an zirkulierendem Testosteron sinkt. Es wurde vermutet, dass
die Veränderung des Hormonstoffwechsels den Progress vom histologisch
nachweisbaren zum klinisch manifesten Karzinom beeinflusst (97). Bei
Karzinompatienten sind erhöhte Testosteronwerte nicht durchgängig
beobachtet worden, sie könnten aber ebenso wie andere Hormone (z.B.
Prolaktin oder Östrogen) eine bisher nicht näher definierte Rolle im
Prostatastoffwechsel spielen. Die These, dass das Prostatakarzinom auf
dem Boden einer hormonellen Mitbeteiligung entsteht, wird durch die
Beobachtung unterstützt, dass zur Entstehung eines Prostatakarzinoms ein
intakter Hormonstoffwechsel vorhanden sein muss. Eunuchen, Kastraten,
Patienten mit adrenogenitalem Syndrom und Pseudhermaphroditen
entwickeln nie ein Prostatakarzinom. Hormonrezeptoren und ihre Rolle bei
der Karzinogenese werden an anderer Stelle besprochen (s.S. 27).
Wachstumsraten des Karzinoms können durch eine Hormontherapie z.B. in
Form einer Androgensuppression beeinflusst werden (98, S. 12). Noble
konnte im Tierversuch mit Nb-Ratten zeigen (99), dass sich durch
Langzeitapplikation von Testosteron und Östrogen die Rate an
Adenokarzinomen in der Prostata steigern liess. Gesichert ist, dass die
Tumorerkrankung auf der funktionellen und der morphologischen
Androgenabhängigkeit der Prostata basiert. Aber nur in 80% ist eine primäre
Hormonabhängigkeit des Tumorwachstums vorhanden und ein Relaps kann
durch weitere hormonelle Massnahmen kaum beeinflusst werden (100,
1.3.3.5). Der Kranke stirbt an einem hormonresistenten Tumor (101, 102).
33
2.6.6
Vasektomie
Die Rolle der Vasektomie wird kontrovers diskutiert und der Einfluss auf die
Entstehung des Prostatakarzinoms bleibt weiter unklar (103, 104). Eine
Studie an 1642 Prostatakarzinompatienten zeigte im Vergleich mit der
Kontrollstudie an 1636 Männern kein erhöhtes Karzinomrisiko (105). Sollte
es durch die Vasektomie tatsächlich einen Einfluss auf die Entstehung eines
Prostatakarzinoms geben, so scheint dieser gering zu sein.
2.6.7
Kadmium
Kadmium ist ein Spurenelement, das z.B. in Zigarettenrauch oder alkalischen
Batterien nachgewiesen werden kann. Einige Veröffentlichungen zeigten
einen schwachen Zusammenhang zwischen Kadmiumexposition und
Prostatatumoren (106).Vermutet wird, dass Kadmium durch eine Interaktion
mit Zink in den Prostatametabolismus eingreift .
2.6.8
Vitamin A
Vitamin A oder Retinol ist ein fettlösliches Vitamin, dass für die
Differenzierung normaler Epithelzellen unabdingbar ist. Ein Vitamin A-Mangel
ist bereits im Rahmen verschiedener Tumormodelle im Hinblick auf eine
Beteiligung an der Karzinogenese untersucht worden. Im Tiermodell konnten
Retinoide die Entstehung von experimentell induzierten Prostatakarzinomen
unterdrücken (107). Die Annahme eines protektiven Effekts von Vitamin A
wird jedoch kontrovers diskutiert. In Japan und anderen Ländern mit
niedrigem Prostatakarzinomrisiko wird Vitamin A hauptsächlich durch
Gemüse zugeführt. In Ländern mit höherem Karzinomrisiko wird dagegen
Vitamin A hauptsächlich mit tierischen Produkten aufgenommen.
Möglicherweise spiegelt der Zusammenhang zwischen Vitamin A und dem
Prostatakarzinom nur die Verbindung des höheren Risikos aufgrund
fettreicher Ernährung wider.
34
2.6.9 Vitamin D
Es konnte gezeigt werden, dass das Prostatakarzinom in den Ländern nahe
des Äquators seltener ist (108). Die Rate an Prostatakarzinomen in den USA
ist umgekehrt proportional zur Höhe der ultravioletten Strahlung, die für die
Vitamin D-Synthese notwendig ist (109, 110, 111). Vitamin D verlangsamt
das Wachstum von Prostatkarzinomzellen, weswegen eine protektive
Wirkung postuliert wird.
Tabelle 1: weitere Risikofaktoren des Prostatakarzinoms (112)
2.7
•
diätetische Faktoren
•
Kaffekonsum
•
Körpergewicht (Index)
•
Sozioökonomischer Status
•
Beschäftigung
•
Sexualität
•
Genetische Faktoren
•
Geschlechtskrankheiten
•
Zigarettenrauchen
•
BPH
•
Alkoholkonsum
Das Prostataspezifische Antigen (PSA)
Das prostata-spezifische Antigen (PSA) ist eine Glykoprotein-Serin-Protease
mit einem Molekulargewicht von 34000, die im Zytoplasma von epithelialen
Zellen der Prostata innerhalb der endoplasmatischen Vesiculae und
Vakuolen nachgewiesen werden kann. Im Prostatagewebe wurde das
prostataspezifische Antigen erstmals durch Wang et al. 1979 (113) isoliert .
Dasselbe Antigen wurde jedoch bereits im Jahre 1973 von Li u. Beling im
Seminalplasma nachgewiesen (114). Sensabaugh und Crim gelang es im
Jahre 1978, das PSA im Seminalplasma zu charakterisieren (115).
Unter den Tumormarkern des Prostatakarzinoms hat das PSA die grösste
klinische Bedeutung. Der Nachweis einer erhöhten PSA-Konzentration ist
jedoch nicht karzinom-, sondern organspezifisch und weist lediglich auf
35
Veränderungen des Prostatagewebes hin, ohne deren Dignität zu
spezifizieren.
PSA wird in den Drüsenzellen der Prostata gebildet; die Konzentration im
Seminalplasma schwankt zwischen 0,3 und 3 mg/ml, ein Wert, der um den
Faktor 1000 höher als im Serum liegt. Die Expression von PSA wird
genetisch gesteuert und dabei von Testosteron/Dihydrotestosteron stimuliert
(116). Der physiologische Effekt des PSA als lysosomales Enzym besteht in
der Verflüssigung des Ejakulats.
Ein Testosteronmangel, z.B. nach Kastration, durch ein LHRH-Analogon
oder ein Antiandrogen, führt zu einem Absinken des PSA. Auch eine
medikamentöse Therapien mit einem 5α-Reduktase-Hemmer (Finasterid 2)
führt zu einem Absinken des PSA-Wertes um bis zu 50% (117).
2.7.1
Wertigkeit des prostataspezifischen Antigens bei der Verlaufskontrolle
des Prostatakarzinoms
PSA-Werte über 0,2 ng/ml nach radikaler Prostatektomie zeigen eine
inkomplette Tumorentfernung mit Persistenz lokaler oder metastatisch
peripherer Prostatakarzinomherde an (118, 119, 120, 121, 122).
Nach Bestrahlung korreliert der PSA-Nadir mit der
Prostatakarzinomrezidivrate (123). Fällt das PSA drei Monate nach dem
Ende der Bestrahlung unter 2 ng/ml, dann erleiden nur 20 % der Patienten
einen PSA-Wiederanstieg und 9% ein Rezidiv, bei einem Nadir zwischen 210 ng/ml sind es bereits 58 % und 49 % bei einem Nadir >10 ng/ml zeigen
100% einen PSA-Anstieg oder ein Rezidiv.
Bei der Androgendeprivation zeigen nahezu alle Patienten innerhalb von
sechs Monaten einen ausgeprägten PSA-Abfall, ein Wiederanstieg wird bei
72% der Patienten eintreten (122). Der PSA-Nadir nach der
Androgendeprivation hat prognostische Bedeutung. Bei fortgeschrittenen
Tumorerkrankungen konnten Hetherington et al. (124) feststellen, dass bei
einer Progression von Skelettmetastasen des Prostatakarzinoms gleichzeitig
ein signifikanter Anstieg des PSA in 76% der Fälle beobachtet wird.
2
zur Behandlung der benignen Prostatahyperplasie
36
Nach Ansicht von Shearer (125) darf bei einem PSA-Wert unter 20 ng/ml
angenommen werden, dass eine Tumorprogression unwahrscheinlich ist.
2.8
Histopathologische Klassifizierung und Differenzierung
Die histomorphologische Klassifizierung des Prostatakarzinoms erfolgt in
Abgleichung mit der Tumorarchitektur. Diese Entscheidung hat sich als
sinnvoll erwiesen, da sich damit die Malignität des Karzinoms abschätzen
lässt. Zytologische Veränderungen, insbesondere der Grad der Kernaplasie,
bleiben hierbei unberücksichtigt. In der Bundesrepublik Deutschland wird
heute die Klassifikation des Prostatakarzinoms entsprechend den Kriterien
von Dhom (126) durchgeführt. Diese Einteilung folgt den Vorschlägen von
Mostofi und Price aus dem Jahre 1973 (127).
In einem Konsensus-Workshop haben die teilnehmenden Pathologen
darüber hinaus folgende histologische Typen unterschieden (128) :
•
Azinäres Adenokarzinom
•
Duktales Adenokarzinom
•
Muzinöses Adenokarzinom
•
Transitionalzellkarzinom
•
Plattenepithelkarzinom
•
Neuroendokriner Tumor
•
Kleinzelliges anaplastisches Karzinom
•
Undifferenziertes Karzinom
Aus der Sicht der Pathologen lassen sich an den durch die Biopsie
erhaltenen Gewebeproben oder an Gewebe nach TURP prognosekorrelierte
Eigenschaften aufzeigen wie Proportion (%) des befallenen Gewebes,
Invasion von Lymph- und Blutgefässen oder perineurale Invasion (129). In
einer vergleichenden Studie an Bioptaten von 352 Patienten prüften
Vesalainen et al. (130, 131) den Wert der Flowzytometrie. Sie fanden im
Gegensatz zu anderen bei 96% der Gewebsproben intratumorale
37
Homogenität der DNS-Indices (S-Phase-Fraktion und DNS-Ploidie), die
prognosekorreliert waren. Allerdings waren Aneuploidie und eine hohe SPhasen-Fraktion signifikant mit einem hohen Gleason Score (8-10) und einer
hohen T-Kategorie korreliert. Bei einem mittleren Gleason Score (5-7) sind
die genannten DNS-Indices unabhängige prognostische Faktoren und
praktisch dann bedeutsam, wenn eine abwartende Therapie in Betracht
gezogen wird. Der Nachweis einer neuroendokrinen Differenzierung hat
prognostische Bedeutung beim fortgeschrittenen Prostatakarzinom, denn sie
kann als Inidiz für Hormonresistenz angesehen werden.
Gleason erarbeitete im Jahre 1966 eine Einteilung des Prostatakarzinoms
anhand des Wachstumsmusters. Dieses System beurteilt ein primäres und
sekundäres Differenzierungsmuster der Drüsen, das in jeweils 5 Grade
unterteilt wird. Die zelluläre Anaplasie bleibt unberücksichtigt, im Gegensatz
zur Gradeinteilung der WHO. Die Grade der beiden Differenzierungsmuster
werden addiert, die resultierende Gleason-Summe reicht von 2-10.
Mellinger et al konnten an einer Gruppe von 270 Patienten mit einer
Prostatakarzinomerkrankung nachweisen, dass dieses System brauchbare
Hinweise für die Prognose der Erkrankung liefert. Die Autoren fanden einen
signifikanten Zusammenhang zwischen dem Tumortyp und der
Überlebenszeit. Diese Ergebnisse wurden wiederholt bestätigt.
2.8.1 Die prostatische intraepitheliale Neoplasie (PIN)
Definition
Unter PIN versteht man dysplastische Veränderungen des sekretorischen
Epithels in vorbestehenden Drüsen und Gangstrukturen der Prostata (133,
132). Ursprünglich wurde der Schweregrad der Dysplasie in drei Grade
angegeben (Grad I, II, III). Dieses Gradingsystem erwies sich als nicht
reproduzierbar, so daß man heute zwischen low grade (Grad I) und high
grade (Grad II und III) PIN unterscheidet (133, 132). Klinisch bedeutend ist
die high grade PIN-Läsion (HGPIN), die eine häufige Assoziation mit dem
Prostatakarzinom (PCA) aufweist. Low grade PIN (LGPIN) kann man in der
Routinediagnostik vernachlässigen. Die Diagnose dieser Läsion ist
38
histologisch nur eingeschränkt reproduzierbar und besitzt nur eine geringe
prädiktive Aussagekraft für das Vorliegen eines PCA (134).
Klinische Bedeutung
Die Diagnose "HGPIN" entzieht sich zur Zeit jeglicher klinischen Diagnostik.
Der rektale Tastbefund und Ultraschallveränderungen sind uncharakteristisch
(133,134). Der PSA-Wert wird durch die PIN-Läsion allein nicht signifikant
erhöht. Die Biopsie bleibt die einzige Methode, diese prämalignen
Prostataveränderungen zu diagnostizieren. Die klinische Relevanz der
HGPIN-Läsionen liegt in ihrer großen Bedeutung als Indikator für das
Vorliegen eines PCA. Die Diagnose "HGPIN" in einer tumorfreien
Stanzbiopsie muß (insbesondere bei Patienten mit einer Lebenserwartung
von mehr als 10 Jahren) weiter bioptisch abgeklärt werden (133, 134). In 35 100% der nachfolgenden Biopsien werden invasive PCA gefunden. Weder
das Alter des Patienten noch der PSA-Wert haben eine derart hohe
prädiktive Aussagekraft für das Vorliegen eines PCA wie die HGPIN-Läsion
(133, 135). Trotz der zentralen Bedeutung von HGPIN für die
Tumorentstehung in der Prostata kann die Diagnose "HGPIN" nach heutigem
Erkenntnisstand keine therapeutischen Konsequenzen nach sich ziehen
(133). Die HGPIN-Läsion hat nur eine diagnostische, aber keine
therapeutische Bedeutung. Die Inzidenz von HGPIN in Stanzbiopsien liegt in
anerkannten Referenzzentren bei etwa 15% . Für Pathologische Institute und
Praxen mit großem urologischem Einsendergut muß dieser Wert als
Standard für die interne Qualitätskontrolle gelten.
39
3 Material und Methoden
Zielsetzung: An Karzinomgeweben von Patienten mit einem
hormonrefraktären Prostatakarzinom soll der Anteil proliferierender Zellen
bestimmt und zu Überlebensdaten in Bezug gebracht werden .
Zur Bestimmung der Proliferationsfraktion wurden Proben von insgesamt 57
Patienten mit lokal fortgeschrittenem und symptomatischem
Prostatakarzinom untersucht, die sich aufgrund der subvesikalen Obstruktion
einer transurethralen Resektion der Prostata unterziehen mussten. Alle
Patienten waren mehr als 6 Wochen androgenopriv vorbehandelt, es
handelte sich ausschliesslich um hormonrefraktäre oder sekundär
hormonunabhängig wachsende Karzinome. Verwendung fanden
histologische Präparate, die in Schnitten von 3-4 µm entparaffiniert und
hinsichtlich ihrer Proliferationskinetik (siehe unten) weiterbehandelt wurden.
Desweiteren wurden laborchemische und klinische Daten des
Krankheitsverlaufs zusammengetragen. Bei 48 Patienten konnte die
Überlebenszeit ermittelt werden. Die gewonnenen Daten wurden mit der
Proliferationsrate der Patienten in Korrelation gesetzt.
3.1
Immunhistochemie
Mit dem monoklonalen Antikörper MIB 1 kann das nukleäre,
zellproliferationsassoziierte Antigen Ki-67 nachgewiesen werden, welches in
allen aktiven Phasen des Zellzyklus vorhanden ist. Die Spezifität von MIB 1
für dieses Antigen konnte durch immunhistochemische sowie biochemische
und molekularbiologische Techniken klar gezeigt werden. Auch der
Nachweis an routinemässig hergestellten Paraffinschnitten ist nach
Entparaffinierung und Inkubation in einem Mikrowellengerät möglich. MIB 1
zeigt in proliferierenden Zellen eine starke Kernfärbung. Die Reaktivität des
Antikörpers bleibt auch nach Dekalzifizierungs- und
Depigmentierungstechniken mit anschliessender Inkubation in der Mikrowelle
voll erhalten.
40
3.2
Bestimmung der Proliferationsfraktion
Nach transurethraler Resektion, der sich alle Patienten aufgrund obstruktiver
Miktiossymptome unterziehen mussten, wurden Gewebeproben aus dem
Karzinom in 3-4 µm Schnitten entparaffiniert und anschliessend auf die Rate
an Ki-67 positive Zellen (MIB-1, dianova, Hamburg) und apoptotischen Zellen
(Boehringer, Mannheim) untersucht. In jedem Präparat wurden bei 400facher
Vergrösserung in zufälligen Bildausschnitten 2000 Karzinomzellen gezählt
und so der proliferative Index ermittelt.
3.3
Methodik der immunhistochemischen Bestimmung von
proliferierenden Zellen mit dem Antikörper MIB 1
1. Paraffinschnitte von formalin-fixiertem Gewebe, 3-4 µm dick.
2. Entparaffinieren in Histoclear/Xylol.
3. Rehydrierung in absteigender Alkoholreihe (99%, 96%, 70%,50%).
4. Waschen in Aqua 2 x 3 Min.
5. Schnitte in eine Plastikküvette überführen und mit 10 mM Zitratpuffer, ph
6,0 auffüllen.
6. Schnitte in der Mikrowelle 5 Min. bei 700 Watt erhitzen.
7. Verdunstete Flüssigkeit mit Aqua auffüllen und nochmals 5 Min.erhitzen.
8. Schnitte 20 Min. in der Küvette abkühlen lassen.
9. Spülen mit PBS 2 x 5 Min.
10. Blockierung der endogenen Peroxidase durch Inkubation der Schnitte mit
0,3% H2O2 in 50% Methanol für 20 Min.
11. Spülen in PBS 3 x 5 Min.
12. Benetzen mit 2% Pferdeserum 20 Min. (100 µl Serum + 4900 µl PBS)
13. Inkubation mit primärem Antikörper MIB 1 (1:40) bzw. PBS für Kontrollen
für 60 Min.
14. Spülen mit PBS 3 x 5 Min.
15. Inkubation mit sekundärem Antikörper (Pferd-anti-Maus,
Endkonzentration 7,5 µg/ml für 30 Min.
41
16. Spülen in PBS 3 x 5 Min.
17. Inkubation mit ABC-Reagens (Avidin-biotinylated-peroxidase-complex) 30
Min.
18. Spülen mit PBS 3 x 5 Min.
19. Inkubation mit Diaminobenzidin (DAB) (0,5 mg/ml PBS) inc. 0,01% H2O2.
5 Min. im Dunkeln
20. Wässern mit Aqua dest 3 Min.
21. Gegenfärbung mit Hämatoxylin. Eintauchen und unter fliessendem
Wasser bläuen.
22. Dehydrierung in aufsteigender Alkoholreihe (50%, 70%, 96%, 99%).
23. Histoclear/Xylol, eindecken.
24. : 1. AK3 1:40 (16 µl AK+624 µl Serum; 32 µl AK+1248 µl; 64 µl+2496 µl)
25. : 2. AK 1:100 (20µl AK+1980 µl Serum)
3
AK = Antikörper
42
Abbildung 7: Ki-67-Färbung im Prostatagewebsschnitt
Abbildung 8: Kontrollfärbung (ohne Antikörper)
43
3.4
Retrospektive Datenerfassung4
3.4.1
Laborparameter
Bei allen Patienten wurden, soweit vorhanden, folgende Laborparameter
erhoben:
-
Hämoglobin vor und nach Orchiektomie (g/dl)
-
Hämoglobin vor und nach TUR 5 (g/dl)
-
Alkalische Phosphatase vor Orchiektomie und TUR
-
PSA6-Werte vor Orchiektomie und TUR
-
Gegebenenfalls Erfassung weiterer Verlaufsparameter, soweit
vorhanden (z.B. PSA)
3.4.2
Begleiterkrankungen
Bei einer Berücksichtigung der Komorbidität beschränkt sich die
Untersuchung auf die Erfassung der wesentlichen Erkrankungen, dabei
wurde besonders auf Störungen des Herz-Kreislauf-Systems sowie des
Respirationstraktes und erhebliche Stoffwechselstörungen (z.B. Diabetes
mellitus) geachtet. Desweiteren wurden dokumentierte Zweittumoren
gesondert miterfasst.
3.4.3
Risikoeinschätzung
Als Globalparameter der Belastungsfähigkeit des Patienten zum Zeitpunkt
der Operation wurde der ASA7-Wert aus dem Anästhesieprotokoll
ausgewertet.
4
die gesammelten Daten wurden nur zum Teil in dieser Untersuchung verarbeitet.
5
TUR: transurethrale Resektion
6
PSA = Prostata-spezifisches Antigen
7
ASA = american society of anasthesiology. Globalparameter zur Erfassung der
Belastbarkeit des Patienten vor Narkosen
44
3.4.4
Chemotherapie
Es wurde vermerkt, ob bei den Patienten eine Chemotherapie durchgeführt
wurde. Darüber hinaus wurde die Art der Therapie erfasst und schliesslich
ein Therapieabbruch bei weiterem Progress unter der Behandlung vermerkt.
3.4.5
Miktionsverhalten
Da sich alle Patienten aufgrund obstruktiver Miktionssymptome zur
stationären Aufnahme vorstellten, wurde das Miktionsflussvolumen pro
Sekunde vor und nach der transurethralen Resektion dokumentiert.
3.4.6 Sonstige Urologische Therapie
Es wurden Dauerableitungen, sei es über einen suprapubischen Fistel-,
einen transurethralen Dauerkatheter oder über eine Nephrostomie registriert.
Auch weitere operative Interventionen wurden miterfasst.
3.4.7
Überlebenszeit
Todeszeitpunkt und –ursache der Patienten wurden bestimmt. Alternativ
wurde die Überlebenszeit bis zum Abschluss der Untersuchung erhoben (=
zensierte Daten).
45
3.5
Statistik
Die gewonnenen Daten wurden mit Hilfe eines Statistikers umfangreich
analysiert.8
•
Überlebensanalyse nach der Methode des Kaplan-Meier-Schätzers
•
Korrelationsanalysen mittels:
o Chi-Quadrat-Test nach Pearson
o Exakter Test nach Fischer
o Nichtparametrische Korrelationsanalysen nach Spearman-Rho
und Kendall-Tau-b
8
Dank Herrn Lorenz vom Institut ISEG , Witten/Ruhr
46
4 Ergebnisse
4.1
Problemstellung
Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, ob die Rate hormonunabhängig
proliferierender Zellen im androgenunabhängigen Prostatakarzinom eine
Korrelation zum Krankheitsverlauf dieser Patienten zeigt. Insbesondere
sollte untersucht werden, ob ein Zusammenhang besteht zwischen dem
Proliferationsindex PI (%) und dem Zellgrading, der Metastasierungstendenz,
dem PSA-Wert vor der Erstdiagnose resp. nach Hormonablation und zur
Überlebensspanne.
4.2
Analyse der Gesamtgruppe bezüglich der allgemeinen
Tumorbiologie
Zunächst soll das Patientenkollektiv hinsichtlich der Tumorbiologie
beschrieben werden. Es handelt sich um ein typisches Kollektiv von
Patienten mit einem fortgeschrittenen und sekundär hormonrefraktär
wachsenden Prostatakarzinom. Zusätzlich erfolgt gesondert die Darstellung
der Untergruppe der chemotherapeutisch behandelten Patienten hinsichtlich
der Paramater, die potentiell die Zellproliferation und den resultierenden
Proliferationsindex beeinflussen.
47
4.2.1
Grading und Überlebenszeit
Es erfolgte eine Auswertung und Beurteilung an insgesamt 235
histologischen Schnittpräparaten von 53 Patienten. Daraus wurde die
Zelldifferenzierung (Grading) bestimmt. In diesen untersuchten Präparaten
liess sich vier mal ein Grading Grad G1, 34 mal ein Grading Grad G2 und 15
mal ein entdifferenziertes Wachstumsmuster G3 nachweisen. Da die Gruppe
der Proben mit sehr gut differenzierten Zellen (G1) sehr klein ist, wurde sie
mit den mittelgradig differenzierten Patientenproben zusammengefasst
(Gruppe G1/G2, n=37). Die Ergebnisse dieser Patienten werden im
folgenden gemeinsam behandelt.
Tabelle 2: Gesamtverteilung Grading
Grading
Häufigkeit
Gültig
Fehlend
Gesamt
G1
G2
G3
Gesamt
System
Prozent
7,0
59,6
26,3
93,0
7,0
100,0
4
34
15
53
4
57
Gültige
Prozente
7,5
64,2
28,3
100,0
Kumulierte
Prozente
7,5
71,7
100,0
Hinsichtlich des Überlebens ergab sich für die gut- bis mittel differenzierten
Zellen (G1/G2) eine durchschnittliche Überlebenszeit von 53 Monaten
(Median 52). Die durchschnittliche Überlebenszeit war in der Gruppe der G3Karzinome mit 93 Monaten länger (Median 42). Die Gesamtüberlebenszeit
seit der Erstdiagnose konnte von 44 der 53 Patienten ermittelt werden und es
ergibt sich untenstehende Kaplan-Meier-Kurve.
48
Der Kurvenverlauf der Überlebenswahrscheinlichkeiten zeigt, dass eine
Relevanz bezüglich des Gesamtüberlebens nicht gegeben ist. Darüberhinaus
ist deutlich absehbar, dass in der Gruppe der G3-Tumoren ein einzelner
Extremwert („Ausreisser“) das Gesamtbild deutlich beeinflusst. (p=0,98).
Überlebensfunktionen
1,2
1,0
,8
,6
Grading
Kum. Überleben
,4
G3
,2
G3-zensiert
0,0
G1/G2
-,2
G1/G2-zensiert
-100
0
100
200
300
Überlebenszeit
Überlebenszeitseit
seitED
Erstdiagnose (Monate)
Abbildung 9: Überlebenswahrscheinlichkeit und Grading
49
4.2.2
Metastasierung und Überlebenszeit
Von 48 Patienten, deren Überlebenszeit ermittelt werden konnte, hatten 14
zum Zeitpunkt der Prostataresektion nachgewiesene Knochenmetastasen.
Die durchschnittliche Überlebenszeit nach der Erstdiagnose des
Prostatakarzinoms betrug für die metastasenfreien Patienten 127 Monate
(Median 56), während diejenigen Patienten, bei denen Metastasen
nachweisbar waren, bereits nach 45 Monaten verstorben waren (Median 38).
Die Kaplan-Meier-Analyse unterstreicht diesen Trend zwar in der
graphischen Darstellung deutlich, aufgrund des kleinen Kollektivs ergibt sich
jedoch keine deutliche Signifikanz (p=0,1338).
Überlebensfunktionen
1,2
1,0
,8
,6
Filiae
Kum. Überleben
,4
ja
,2
ja-zensiert
0,0
nein
-,2
nein-zensiert
-100
0
100
200
300
400
Überlebenszeitseit
seitED
Erstdiagnose (Monate)
Überlebenszeit
Abbildung 10: Überlebenswahrscheinlichkeit und Metastasen
4.2.3
Überlebenszeit und Chemotherapie
Von den 48 Patienten, deren Überlebenszeit ermittelt werden konnte,
erhielten 8 eine Chemotherapie (Estramustinphosphat 3 x 280 mg + Etoposid
2 x 50 mg über 28 Tage). Alle hatten nachgewiesene Metastasen. Die
mittlere Überlebenszeit der chemotherapeutisch behandelten Patienten
50
betrug 56 Monate (Median 51), während die Patienten ohne zytostatische
Behandlung 108 Monate im Durchschnitt überlebten (Median 52). Es ergab
sich auch hier keine statistische Relevanz (p=0,8832).
Überlebensfunktionen
1,2
1,0
,8
Kum. Überleben
,6
Chemotherapie
ja
,4
ja-zensiert
,2
nein
0,0
nein-zensiert
-100
0
100
200
300
400
Überlebenszeitseit
seitED
Erstdiagnose (Monate)
Überlebenszeit
Abbildung 11: Überlebenswahrscheinlichkeit und Chemotherapie
Die Tatsache, dass die Kaplan-Meier-Kurve für beide Gruppen in etwa gleich
verläuft unterstreicht die Tatsache, dass es sich bei dem untersuchten
Patientengut um hormonrefraktäre Karzinome handelt, die durch eine
zytotoxische Therapie kaum zu beeinflussen ist. Dies korreliert mit den
weitreichenden Erfahrungen der Literatur im Zusammenhang der
zytostatischen Therapie des fortgeschrittenen Prostatakarzinoms und legt
wiederum die Vermutung nahe, dass diese Therapie weitgehend ineffektiv
ist.
4.2.4
Proliferationsindex PI (%) und Grading
Von insgesamt 53 der untersuchten 57 Patientenproben konnten im
Rahmen der histopathologischen Analyse ein Grading ermittelt werden (s.o.).
38 Patienten wiesen ein gut- bis mittelgradig differenziertes Karzinom auf
51
(G1/G2), bei 15 von ihnen wurde ein entdifferenziertes Karzinom (G3)
angegeben.
Tabelle 3: Grading und Proliferation
Verarbeitete Fälle
PI (%) * Grading
Fälle
Ausgeschlossen
N
Prozent
4
7,0%
Eingeschlossen
N
Prozent
53
93,0%
Insgesamt
N
Prozent
57
100,0%
Die gut und mittelgradig differenzierten Karzinome wiesen einen mittleren PI
von 7,4% (Median 3,8, Std ±9,1) auf, die entdifferenzierten zeigten
durchschnittlich doppelt so viele proliferierende Zellen.
Der Proliferationsindex konnte mit PI=14,4% (Median 8,5, Std±19,2) ermittelt
werden (p=0,075). Dichotomisiert man die verschiedenen Patienten in zwei
Risikogruppen mit weniger als 3% (Gruppe I) respektive mehr als 3%
(Gruppe II) Proliferationsindex PI (%) (153), so erhält man in Gruppe I
insgesamt 18 Patienten, von denen lediglich zwei entdifferenziert (G3)
wuchsen. Demgegenüber fanden sich in Gruppe II 13 Patienten mit
entdifferenziertem Zellwachstum (G3) und 22 Proben, die gut- bis
mittelgradig differenziert waren (G1/G2).
Es zeigt sich, dass in der Gruppe der Patienten mit G3-Tumoren 83,7 %
einen hohen PI aufweisen (>3%) gegenüber 57,9% in der Gruppe der
G1/G2-Tumoren (p=0,043).
52
Tabelle 4: Grading und Proliferation, dichotomisiert
PI, dichotom * Grading Kreuztabelle
PI, dichotom
<= 3%
Grading
G1/G2
G3
16
2
88,9%
11,1%
42,1%
13,3%
22
13
62,9%
37,1%
57,9%
86,7%
38
15
71,7%
28,3%
100,0%
100,0%
Anzahl
% von PI, dichotom
% von Grading
Anzahl
% von PI, dichotom
% von Grading
Anzahl
% von PI, dichotom
% von Grading
> 3%
Gesamt
Gesamt
18
100,0%
34,0%
35
100,0%
66,0%
53
100,0%
100,0%
4.2.5 Proliferationsindex PI (%) und Überlebenszeit nach Erstdiagnose bei
gut- und mittelgradig differenzierten Karzinomen (G1/G2)
Von 29 der 38 Patienten mit gut und mittelgradig differenzierten Karzinomen
konnte die Überlebenszeit ermittelt werden. Aus dieser Gruppe überlebten
diejenigen Patienten mit niedrig proliferierenden Karzinomen (<3%, Gruppe I,
s.o.) durchschnittlich 67 Monate (Median 82, ±11). Patienten aus der Gruppe
mit einem PI >3% (Gruppe II, s.o.) überlebten demgegenüber nur 44 Monate
im Durchschnitt (Median 38, Std±7).Die Kaplan-Meier Analyse zeigt diesen
Trend deutlich, wenn auch aufgrund zu kleiner Kollektive ein
Signifikanzniveau nicht erreicht wird (p=0,1039)
Überlebensfunktionen
1,2
1,0
,8
Kum. Überleben
,6
PI, dichotom
> 3%
,4
> 3%-zensiert
,2
<= 3%
0,0
<= 3%-zensiert
0
20
40
60
80
100
120
Überlebenszeitseit
seitED
Erstdiagnose (Monate)
Überlebenszeit
Abbildung 12: PI und Überlebenszeit bei G1/G2-Tumoren
53
4.2.6 Proliferationsindex PI (%) und Überlebenszeit nach Erstdiagnose bei
schlecht differenzierten Karzinomen (G3)
In der Gruppe der schlecht differenzierten Karzinome fanden sich insgesamt
15 Ereignisse hinsichtlich der Überlebenszeit. Lediglich zwei dieser Patienten
wiesen einen niedrigen PI (Gruppe I) auf, weswegen hier eine Aussage zur
statistischen Relevanz nicht gemacht werden kann.
4.2.7
Proliferationsindex und Metastasierung
Als ein Kriterium der Tumoraktivität wurde der Nachweis von Metastasen bei
15 der 57 Patienten gewertet. 42 Patienten waren frei von metastatischen
Herden.
Tabelle 5: PI (%) bei filialisierten und metastasenfreien Patienten
Bericht
PI (%)
Filiae
nein
ja
Insgesamt
Mittelwert
6,9214
15,3027
9,1270
N
42
15
57
Standarda
bweichung
12,3973
11,1394
12,5464
Median
3,8750
14,8000
4,6000
Die Patienten mit Knochenmetastasen wiesen insgesamt mit 15,3% eine
signifikant höhere Rate an proliferierenden Zellen auf als jene ohne
Metastasen (6,9%) (p<0,05).
Dichotomisiert man die Gruppe der filialiserten Patienten wiederum in
Gruppe I und II (< bzw. > 3% PI), so erhält man 13 Patienten mit
Knochenfiliae in Gruppe II und 2 in Gruppe I. In der Chi-Quadrat-Analyse ist
dieser Zusammenhang jedoch nur grenzwertig signifikant (p=0,07).
54
4.3
Analyse der Patienten ohne Knochenmetastasen
Im folgenden werden diejenigen Patienten analysiert, die keine
Knochenmetastasen aufwiesen, d.h. lokal fortgeschrittene Tumoren hatten.
Von den ursprünglich untersuchten 57 Patienten wiesen 42 keine
Knochenmetastasen auf. Von diesen Patienten konnte in 34 Fällen die
Überlebenszeit ermittelt werden. Bei zwei dieser 34 Patienten konnte jedoch
kein histopathologisches Grading erhoben werden.
Tabelle 6: verarbeitete Fälle (nicht metastasierte Patienten)
Verarbeitete Fälle
Filiae
nein
Eingeschlossen
N
Prozent
PI (%) * Überlebenszeit,
dichotom
34
81,0%
Fälle
Ausgeschlossen
N
Prozent
8
19,0%
N
Insgesamt
Prozent
42
4.3.1 Überlebenszeit und Proliferationsindex bei Patienten ohne
Knochenmetastasen
Dichotomisiert man die Patienten, die keine Metastasen aufwiesen und deren
Überlebenszeit ermittelt werden konnte (n=34) in zwei Gruppen (<36 Monate
Überlebenszeit und >36 Monate Überlebenszeit), dann zeigt sich folgendes
Bild:
Patienten mit einer Überlebensspanne von weniger als 36 Monaten wiesen
eine Proliferationsrate von durchschnittlich 9,36% auf (StD ± 19,14). Die
Gruppe der Patienten mit einer Überlebenszeit von mehr als 36 Monaten
wiesen eine niedrigere Proliferationsrate von 6,28 % auf (Std ± 5,63). Dieser
Trend erreichte aufgrund der zu niedrigen Fallzahl kein Signifikanzniveau
(p=0,518).
55
100,0%
4.3.1.1 Proliferationsindex PI bei gut- und mittelgradig differenzierten
Karzinomen
20 Patienten, bei denen keine Metastasen nachweisbar waren, zeigten einen
gut- bis mittelgradig differenzierten Tumor (G1/G2). Bei jeweils 10 dieser
Patienten konnte ein Proliferationsindex PI<3% (Gruppe I) bzw. PI> 3%
(Gruppe II) ermittelt werden.
Die durchschnittliche Überlebenszeit in Gruppe I betrug hier 72 Monate
(Median 8, Std±12), dagegen verstarben die Patienten aus der Gruppe II
bereits nach 53 (Median 51, Std± 9) Monaten (p=0,15) .
Dieser Unterschied ist in der LogRank-Analyse ebenfalls nicht signifikant,
obwohl die Kaplan-Meier-Kurve eine deutlich verlängerte
Überlebenswahrscheinlichkeit in Gruppe I aufzeigt.
Überlebensfunktionen
1,2
1,0
,8
Kum. Überleben
,6
PI, dichotom
> 3%
,4
> 3%-zensiert
,2
<= 3%
0,0
<= 3%-zensiert
0
20
40
60
80
100
120
Überlebenszeitseit
seitED
Erstdiagnose (Monate)
Überlebenszeit
Abbildung 13: Überlebenszeit der nicht metastasierten Patienten (G1/G2)
56
4.3.1.2 Schlecht differenzierte Proben (G3)
12 Patienten ohne Knochenmetastasen wiesen ein niedrig differenziertes
Zellwachstum auf (G3). Lediglich 2 dieser Patienten befanden sich dabei in
der Gruppe I mit einem Proliferationsgrad <3%. Aufgrund dieses sehr
schlechten Verteilungsverhältnisses innerhalb der beiden Gruppen erfolgte
hier keine Kaplan-Meier Analyse.
4.4
Analyse der Patienten mit Knochenmetastasen
Von 14 Patienten mit Knochenmetastasen konnte die Überlebenszeit
ermittelt werden. Ein weiterer Patient hatte zwar ebenfalls nachgewiesene
Metastasen, jedoch liess sich die Überlebenszeit nicht ermitteln.
Tabelle 7: verarbeitete Fälle (metastasierte Patienten)
57
Verarbeitete Fälle
Eingeschlossen
N
Prozent
Filiae
ja
PI (%) * Überlebenszeit,
dichotom
14
Fälle
Ausgeschlossen
N
Prozent
93,3%
1
N
6,7%
Insgesamt
Prozent
15
4.4.1 Überlebenszeit und Proliferationsindex bei Patienten mit
Knochenmetastasen
Erneut wurde nach o.g. Schema eine Dichotomisierung vorgenommen. Es
zeigte sich in der Gruppe der Patienten, die bis zu 36 Monate überlebten,
eine durchschnittliche Proliferationsrate von 16,88%. Die Proliferationsrate in
der Gruppe der Patienten die länger als 36 Monate überlebten betrug
durchschnittlich 12,74%. Der deutliche Trend erreicht jedoch kein
Signifikanzniveau (p=0,513).
4.4.2 Proliferationsindex bei gut und mittelgradig differenzierten Tumoren
Es fanden sich 9 Patienten mit gut bis- mittelgradig differenziertem
Wachstumsmuster, wovon 2 einen Proliferationsindex < 3% (Gruppe I)
hatten. Aufgrund der zu kleinen Fallzahl erfolgte auch hier keine statistische
Analyse.
4.4.3 Schlecht differenzierte Proben (G3)
In dieser Untergruppe konnten lediglich 3 Patienten ausgewertet werden. Alle
hatten einen Proliferationsindex über 3% (Gruppe II).
4.5
Proliferationsindex PI (%) und PSA-Werte
58
100,0%
Zum Zeitpunkt der Erstdiagnose, d.h. vor dem Hormonentzug, war ein
durchschnittlicher PSA-Wert aller Patienten von 86 ng/ml (Std±121) zu
verzeichnen. Zum Zeitpunkt der transurethralen Prostataresektion lag dieser
bei 145 ng/ml (Std±542). Dieses bestätigt ein progredientes,
hormonunabhängiges Tumorwachstum.
In der Gruppe I liess sich ein durchschnittlicher PSA-Wert von 59 ng/ml
(Std±69) vor der Erstdiagnose erheben, während der Wert vor der TUR-P bei
15 ng/ml (Std±30) lag. Bereits bei der Erstdiagnose war der PSA-Wert mit
100 ng/ml (Std±139) in der Gruppe II deutlich höher. Dieser Trend setzt sich
zum Zeitpunkt der Operation (PSA-Wert durchschnittlich 212 ng/ml; (Std±
660)) fort.
Eine Korrelation zwischen dem Proliferationsindex PI und dem PSA-Wert bei
Erstdiagnose bestand nicht (p=0,8), weil sich in dieser Gruppe ein einzelner
PSA-Wert weit oberhalb des Durchschnitts befand (>> 300 ng/ml). Wird
dieser Extremwert eliminiert und eine weitere Analyse durchgeführt, ergibt
sich ein Bild wie in untenstehendem Diagramm dargestellt.
Tabelle 8: PSA der dichotomisierten Gruppen (PI)
59
Bericht
PI, dichotom
<= 3%
> 3%
Insgesamt
Mittelwert
N
Standardabweichung
Median
Mittelwert
N
Standardabweichung
Median
Mittelwert
N
Standardabweichung
Median
PSA vor
Erstdiagnose
59,35
13
69,81
33,00
99,79
25
139,80
48,69
85,96
38
120,97
35,33
PSA vor OP
15,1838
16
30,3629
3,6950
211,8697
31
660,6745
18,3000
144,9128
47
542,0734
11,3000
100,0
80,0
60,0
40,0
20,0
PI (%)
0,0
-20,0
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
PSA vor Erstdiagnose
Abbildung 14: Verteilung der PSA-Werte vor der Erstdiagnose
Demgegenüber fand sich jedoch eine Korrelation (p<0,005) des
Proliferationsindex PI (%) und der PSA-Werte zum Zeitpunkt der TUR-P, d.h.
nach Hormonentzug. Auch der Unterschied des PSA-Wertes zum Zeitpunkt
der TUR-P zwischen Gruppe I und II ist signifikant (p < 0,05).
60
40,0
30,0
20,0
10,0
PI (%)
0,0
-10,0
-10
0
10
20
30
40
50
PSA vor OP
Abbildung 15: Verteilung der PSA-Werte nach Hormonentzug
61
5 Diskussion
5.1
Beurteilung des klinischen Verlaufs des Prostatakarzinoms
anhand verschiedener Prognosefaktoren
Die Klinik wie die Erwartung des betroffenen Patienten suchen nach einer
möglichst genauen Risikoabschätzung eines histologisch bestätigten
Prostatakarzinoms. Dieser Anspruch ist nicht leicht zu erfüllen. Das ergibt
sich aus der Heterogenität des Tumors und der daraus resultierenden
unterschiedlichen Aggressivität. Nicht zuletzt muss auch die definitive
Therapieentscheidung vom Proliferationspotential des Tumors abhängig
gemacht werden. Deshalb ist eine Differenzierung zwischen potentiell
progredienten Prostatakarzinomen und solchen, die vermutlich inapperent
bleiben werden, wünschenswert wie notwendig. Noch immer klafft auch eine
Lücke zwischen Mortalität und Inzidenz.
Die Proliferationsrate in Prostatakarzinomen ist insgesamt niedrig, liefert aber
bei der Bestimmung der Tumorprogression eine entscheidende Information
(136). Die Proliferation des Prostatakarzinoms, die durch die Erfassung von
Mitoserate, dem S-Phase-Anteil oder der immunhistochemischen
Untersuchung des Zellzyklus wie PCNA oder Ki-67 durchführbar ist, wurde
bereits in zahlreichen Studien zum klinischen Verlauf in Bezug gesetzt (137,
138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145). Visakorpi fand bei insgesamt 60 von
139 untersuchten DNA-zytometrischen Analysen eine Aneuploidie. Diese
stand in sehr engem Zusammenhang zum histologischen Grading (p<0.001)
und korrelierte schwach mit der Fernmetastasierung (p=0.059).
Ein direkter Bezug zum T-Stadium, zum Tumorstadium oder zum Alter des
Patienten liess sich nicht nachweisen.
Die immunhistochemische Untersuchung des PCNA mittels des PC 19Antikörpers zeigte keine Korrelation mit dem T-Stadium, den Metastasen, der
Grösse der Prostata oder dem Alter der Patienten.
62
Mittels des 19A2-Antikörpers konnte jedoch eine Korrelation zum
histologischen Grading wie auch zur Grösse der Prostata und zum Alter des
Patienten gefunden werden.
Die prognostische Aussagekraft der DNA-Aneuploidie zeigte eine Korrelation
mit einer niedrigen Überlebensrate und dem progressionsfreien Intervall.
Der PCNA (PC10) liess keinen Rückschluss auf die Überlebenszeit zu.
Insgesamt zeigte die Untersuchung im Hinblick auf die Überlebensdauer nur
eine echte Korrelation bei M0-Prostatakarzinompatienten, wenn S+/G2/MZellen untersucht wurden.
Vesalainen fand in seiner Untersuchung einen Zusammenhang zwischen
dem mitotischen Index und dem Gleason Score und/oder dem
Metastasierungsgrad. Der mitotische Index war bei T1-2M0-Tumoren von
prognostischer Aussagekraft.
Es fanden auch weitere Faktoren wie genotypische Charakterisierungen oder
Onkogene Berücksichtigung (68, 69, 70, 146, 147).
Bookstein (70) beleuchtete hier die generelle Bedeutung der Mutation von
Tumorsuppressorgenen im Rahmen der Onkogenese. Beispielhaft seien hier
das 1979 ursprünglich beschriebene p53 und das Retinoblastomgen (Rb)
genannt, die bereits in vielen Studien untersucht wurden.
Die Inaktivierung von Tumorsuppressorgenen wird als fundamentaler Schritt
in der Entstehung von Malignomen angesehen. Dabei ist jedoch davon
auszugehen, dass neben den auf Chromosomenabschnitten plazierten
Genloci (2.4) weitere wichtige Ansatzstellen für genetische Defekte
bestehen. Insgesamt macht diese Tatsache eine prognostische Wertung
schwierig. Auch eine Therapieentscheidung lässt sich allein aus diesem
Parameter nicht ableiten.
Desweiteren fanden die Korrelationen des histologischen Gradings und des
klinischen Stagings breite Berücksichtigung in der Frage nach der
Überlebenswahrscheinlichkeit. Insbesondere die Arbeiten von Gleason
belegen die engen Beziehungen zwischen morphologischer Differenzierung
und Lebenserwartung (6). Die Untersuchung an 1032 Patienten hatte
ergeben, dass die Bestimmung des Stagings und des Gradings in
Kombination diejenigen Patienten mit einer hohen
63
Überlebenswahrscheinlichkeit identifizieren könnte und somit substantielle
aber auch eingeschränkte prognostische Aussagekraft beinhaltet.
5.2
Ki-67 als Proliferationsmarker und dessen prognostische Relevanz
Das proliferationsassoziierte Antigen Ki-67 findet bereits seit weit mehr als
einem Jahrzehnt Berücksichtigung in der Literatur (148, 149). Die Möglichkeit
der Untersuchung von entparaffinierten Schnitten eröffnete dabei breite
Möglichkeiten. Die Beurteilung der Proliferation von benignen und malignen
Zellverbänden wurde unter verschiedenen Gesichtspunkten untersucht (47,
150, 151, 152, 153). Gallee (11) fand bei BPH-Proben eine Proliferationsrate
von durchschnittlich 0,3% auf die epithelialen Zellen bezogen. Dabei zeigten
die Ki-67 positiven Zellen eine Gleichverteilung unter den Basal- und den
Luminalzellen innerhalb der hyperplastischen Areale. Demgegenüber fand
sich bei Prostatakarzinomproben (n=33) mit 0,4% bis 9,1% (Mittel: 2,9%)
eine deutlich höhere Rate proliferierender Zellen. Dabei waren solide
Tumoren mit den höchsten Raten an Ki-67-positiven Zellen (Mittel: 7,6%)
beteiligt. Alle Tumoren waren nicht vorbehandelt. Insgesamt fand sich bei der
Untersuchung kein sicherer Zusammenhang zwischen Proliferationsrate und
histologischem Grading.
Bubendorf zeigte in einer Untersuchung an 137 Prostatakarzinompatienten,
dass Ki-67 einen unabhängigen prognostischen Marker darstellt. Diese
These konnte in einer Erhebung von Stattin (153) bestätigt werden. An 125
nicht vorbehandelten Tumoren wurde jeweils der Anteil Ki-67-positiver Zellen
bestimmt und zu der verfolgten Überlebenszeit (11-19 Jahre, Mittel: 71
Monate) in Bezug gesetzt. Dabei korrelierte der Ki-67-Index mit dem Grading
(p<0,0005) und mässig mit dem Staging (p<0,019) des Tumors. In dieser
Untersuchung zeigte sich auch die bedeutsame Tatsache, dass jene
Patienten mit einer Proliferationsrate von mehr als 3% eine um die Hälfte
verringerte Lebenserwartung hatten. Coetzee (152) konnte eine Korrelation
zwischen Gleason-Grad, T-Staging und Ki-67-Index herstellen.
64
5.3
Beurteilung der eigenen Ergebnisse
Überraschenderweise ergab die Analyse des Gesamtkollektivs dieser Arbeit
hinsichtlich der Überlebenszeit nach der Erstdiagnose eine durchschnittlich
längere Überlebenszeit für die entdifferenzierten Karzinome. Dies liegt
jedoch in der unterschiedlichen Gruppenverteilung begründet und ist nicht
zuletzt Folge der kleinen Gruppe G3-Tumoren (n=15). Dennoch ist die
Tatsache an sich interessant, dass bei den hier untersuchten,
fortgeschrittenen und hormonunabhängig wachsenden Tumoren das Grading
kaum Einfluss auf die Überlebensspanne hatte.
Der Einfluss der Metastasierung auf die Überlebensspanne war
erwartungsgemäss ablesbar. Die Kaplan-Meier Analyse verläuft
diesbezüglich eindeutig, obwohl eine statistische Relevanz in deutlicherer
Ausprägung zu erwarten gewesen wäre. Hinsichtlich der
Proliferationstendenz der ossär metastasierten Patienten ergab die
Gruppenzugehörigkeit (<3% Proliferation und > 3% Proliferation) keine
Signifikanz im Hinblick auf die Überlebenszeit innerhalb dieser Gruppe.
Ebensowenig konnte ein Zusammenhang zwischen der
Proliferationstendenz, dem Grading und der Überlebenszeit der ossär
metastasierten Patienten hergestellt werden, d.h. auch hier hatte die
Zelldifferenzierung dieser hormonunabhängig wachsenden Karzinome keine
Bedeutung.
Die Patienten ohne Knochenmetastasen, die länger als drei Jahre
überlebten, wiesen deutlich niedrigere Proliferationsraten auf, auch wenn
dieser Unterschied kein Signifikanzniveau erreicht.
Innerhalb der Gruppe der gut- und mittelgradig differenzierten Karzinome war
der Unterschied der Proliferationstendenz zwischen Gruppe I und Gruppe II
(<3% bzw. > 3% PI) mit einer durchschnittlichen Verlängerung der
Überlebensspanne von 19 Monaten vergesellschaftet. Somit ergab innerhalb
dieser Gruppe der Proliferationsindex eine zusätzliche, wichtige Information
hinsichtlich der Überlebenswahrscheinlichkeit. Dementsprechend verläuft
auch die Kaplan-Meier-Kurve deutlich zugunsten der niedrig proliferierenden
Zellen.
65
Der PSA-Wert verhält sich im Vergleich zum Proliferationsindex heterogen.
Eine direkte Korrelation zwischen diesen Parametern konnte insgesamt nicht
gefunden werden.
5.4
Zusammenfassung
Das Prostatakarzinom hat sich unter den Organmalignomen zur häufigsten
Erkrankung des Mannes in Deutschland entwickelt. Es ist ein Tumor mit
einem hohen Mortalitätsrisiko.
Die heterogene Struktur der Prostatakarzinomzellen macht eine
prognostische Aussage bezüglich der Aggressivität des Tumors schwierig.
Zuverlässige prognostische Faktoren fehlen bislang.
Es wurden histologische Präparate von insgesamt 57 Patienten mit
fortgeschrittenen, androgenablativ behandelten Prostatakarzinomen
hinsichtlich ihrer Proliferationskinetik mittels des proliferationsassoziierten,
nukleären Antigens Ki-67 untersucht. Alle Patienten befanden sich im
Tumorprogress, d.h. es wurden ausschliesslich hormonrefraktäre
Prostatakarzinome untersucht.
Die Analyse der Untersuchungsergebnisse zeigte eine eindeutige Wertigkeit
dieses Parameters in Bezug zur Überlebenswahrscheinlichkeit der
Patienten. Insbesondere bei Patienten ohne ossäre Filialiserung, die in der
Zuordnung der Prognose und/oder der Überlebenswahrscheinlichkeit am
schwierigsten zu beurteilen sind, kann der Proliferationsindex als zusätzliche
Grösse herangezogen werden.
Aus diesem Grund konnte die vorliegende Arbeit zeigen, dass das nukleäre,
proliferationsassoziierte Antigen Ki-67 einen unabhängigen prognostischen
Marker beim hormonrefraktären Prostatakarzinom darstellt.
66
6 Verzeichnis der Abbildungen und Tabellen
Abbildung 1: Abnahme des Serumtestosteronspiegels nach Hormonentzug12
Abbildung 2: Regelmechanismus der Testosteronproduktion
13
Abbildung 3: Wirkprinzip der LHRH-Analoga-Therapie
14
Abbildung 4: Das Tiermodell der intermittierenden Androgenblockade
15
Abbildung 5: intermittierende Androgenblockade, schematisch
17
Abbildung 6: Entstehung der Hormonresistenz: Adaptations- und
Klonselektionsmodell
26
Abbildung 7: Ki-67-Färbung im Prostatagewebsschnitt
43
Abbildung 8: Kontrollfärbung (ohne Antikörper)
43
Abbildung 9: Überlebenswahrscheinlichkeit und Grading
49
Abbildung 10: Überlebenswahrscheinlichkeit und Metastasen
50
Abbildung 11: Überlebenswahrscheinlichkeit und Chemotherapie
51
Abbildung 12: PI und Überlebenszeit bei G1/G2-Tumoren
53
Abbildung 13: Überlebenszeit der nicht metastasierten Patienten (G1/G2) 56
Abbildung 14: Verteilung der PSA-Werte vor der Erstdiagnose
60
Abbildung 15: Verteilung der PSA-Werte nach Hormonentzug
61
Tabelle 1: weitere Risikofaktoren des Prostatakarzinoms
35
Tabelle 2: Gesamtverteilung Grading
48
Tabelle 3: Grading und Proliferation
52
Tabelle 4: Grading und Proliferation, dichotomisiert
53
Tabelle 5: PI (%) bei filialisierten und metastasenfreien Patienten
54
Tabelle 6: verarbeitete Fälle (nicht metastasierte Patienten)
55
Tabelle 7: verarbeitete Fälle (metastasierte Patienten)
57
Tabelle 8: PSA der dichotomisierten Gruppen (PI)
59
67
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