| Translated abstract: |
| Abstract | Language |
|---|
| Insbesondere in der Früherkennung von Lungenkrebs liegt eine große Herausforderung, da Symptome häufig erst im fortgeschrittenen Stadium auftreten und die Erkrankung zu weit fortgeschritten ist, um einen kurativer Therapieansatz zu verfolgen.
Die Liquid Biopsy ist eine neu entwickelte Methode, die ein möglicher Ansatzpunkt für die Krebsfrüherkennung sein könnte. Hierbei werden Tumorzellen oder Tumorzellbestandteile im Blut der Patienten nachgewiesen. Durch neue Sequenziermethoden, wie der digitalen droplet PCR und Next Generation Sequencing, ist es möglich Mutationen in der zirkulierenden zellfreien DNA festzustellen, der sogenannten zirkulierende Tumor DNA. Die Isolation ist aufgrund der Fragilität und der kurzen Halbwertszeit von 2,5 h schwierig. Des Weiteren zeigte sich, dass gefundene Mutationen in der zirkulierenden zellfreien DNA nicht zwangsläufig von dem Tumor stammen. Zellen, die bei der Mitose geschädigt wurden, sterben durch die Apoptose ab und die DNA tritt in die Blutbahn ein. Dieses wurde insbesondere bei Blutzellen beobachtetet. Dieses Phänomen nennt sich Clonal Hematopoiesis und ist insbesondere bei Menschen in höherem Lebensalter oder mit Entzündungen zu beobachten. Die Clonal Hematopoiesis ist eine der größten Herausforderungen der Liquid Biopsy. Um die Problematik der Clonal Hematopoiesis zu lösen, ist es notwendig die mutierten Gene und ihre Eigenschaften zu kennen. Hierbei stellt sich die Frage, ob Mutationen in Patienten mit benignen Erkrankungen nachzuweisen sind, ob nachgewiesene Mutationen aus dem Tumor stammen und ob der Nachweis von zirkulierender Tumor DNA einen Einfluss auf die Rezidivrate und eine kürze Überlebensdauer der Patienten hat.
9
Um diesen Fragen nachzugehen, wurde 74 Patienten mit NSCLC im Stadium I-IIIB im Zeitraum vom März 2017 bis November 2019 unmittelbar vor der Operation Blut abgenommen. Zusätzlich wurden bei neun Patienten mit benignen Erkrankungen ebenfalls Blut abgenommen und untersucht. Innerhalb von 2 Stunden wurde das Blut zentrifugiert und das gewonnene Plasma und die Interphase bei – 80 ° C eingefroren. Die DNA aus den Leukozyten wurde analysiert und diente als Baseline DNA. Anschließend wurde die zirkulierende zellfreie DNA aus dem Plasma gewonnen und auch durch Next Generation Sequencing und ein Genpanel, welches 85 Gene umfasst, untersucht und mit der Baseline DNA verglichen. Hier konnten Mutationen herausgearbeitet werden, die als zirkulierende Tumor DNA bezeichnet werden. Um zu überprüfen, ob die gefundenen Mutationen aus dem Tumorstammen wurde 9 Patienten DNA aus Tumorzellen extrahiert, sequenziert und mit den im Plasma gefundenen Mutationen verglichen. Anschließend wurde ein Follow up über zwei Jahre durchgeführt.
Es wurden die Proben von 74 Patienten mit NSCLC untersucht. Hiervon wurden 6 Patenten aus der Studie ausgeschlossen. 32 Patienten befanden sich in Stadium I, 18 in Stadium II, in Stadium IIIA 17 und einer in Stadium IIIB. Insgesamt konnte bei 73% der untersuchten Proben zellfreie Tumor DNA nachgewiesen werden. 43% bei den Patienten in Stadium I, 72% in Stadium II und 88% in Stadium III. Es konnte gezeigt werden, dass das T-Stadium und somit das metabolische Tumorvolumen einen starken Einfluss auf den Nachweis zellfreier Tumor DNA aufweist. Dies war für das N-Stadium nicht möglich. Ein Erklärungsansatz hierfür ist der damit verbundene höhere Zellumsatz, vermehrte Nekrosen und die stärkere Infiltration von Blutgefäßen.
Das Gen KMT2D ist das am häufigsten detektierte Gen in unserer Studie. Dieses Gen codiert Methyltransferasen und es besteht eine Interaktion zu P53. Mutationen des Gens TP53 konnten vermehrt bei Rauchern und bei Patienten mit einem Plattenepithelkarzinom festgestellt werden. In frühen Stadien konnte wesentlich weniger nachzuweisen werden (9 % in Stadium I), als bei Patienten im Stadium III (37%). 69% der TP53 Mutationen, die im Tumor gefundenen wurden, waren im Plasma nachweisbar. Insgesamt 29% der im Tumor gefundenen Veränderungen waren im Plasma detektierbar und 74,6% der im Plasma gefunden Mutationen im Tumor nachweisbar. Dies lässt sich wahrscheinlich dadurch erklären, dass die zirkulierenden Tumor DNA sehr fragil ist und gleichzeitig wurde die DNA nicht aus allen Zellen des Tumors gewonnen, sondern lediglich aus kleinen Abschnitten des Tumors. Diese Ergebnisse untermauern die Annahme, dass sich einzelne Gene nicht zur Tumorfrüherkennung eigenen.
Eine Mutation in FGFR-Genen konnte nur in 5 Fällen gezeigt werden. In 3 dieser 5 Fälle kam es zu einem Tumorrezidiv innerhalb der Follow up Zeit. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass Mutationen in diesem Gen mit einer erhöhten Rezidivrate und einer damit verbundenen kürzeren Überlebensdauer, einhergehen. Das 2-Jahres Follow up konnte bei 76% der
10
Studienteilnehmer durchgeführt werden. 14% der Patienten ohne zellfreie Tumor DNA- Nachweis erlitten ein Rezidiv und 24% der Patienten mit einem positiven Nachweis. Dies stützt die Ergebnisse vieler Studien, die einen positiven Nachweis mit einer erhöhten Rezidivrate in Verbindung bringen.
Bei zwei der neun Patienten mit benignen Erkrankungen hatten keine Mutationen in der zirkulierenden zellfreien DNA. Insbesondere bei Patienten mit entzündlichen Prozessen war die Anzahl der Mutationen im Plasma überdurchschnittlich hoch. Dieses unterstreicht die Hypothese der Clonal Hematopoieses.
Abschließend lässt sich sagen, dass sich im Rahmen dieser Studie zeigt, dass die Liquid Biopsy wichtige Ansätze für eine individualisierte Therapie liefert, wie der Früherkennung, dem Therapie Monitoring und als prognostischer Marker. Gleichzeitig wurde deutlich, dass der bloße Nachweis oder einzelne Gene nicht ausreichend sind, um sichere Aussage treffen zu können, sondern in weiteren Studien tiefergehend auf verschiedenen Einflussfaktoren eingegangen werden muss. | German |
|
![[img]](https://kups.ub.uni-koeln.de/style/images/fileicons/application_pdf.png)
