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Evaluierung des Tumormarkers (TU M2-PK) bei Lungenkrebspatienten und Anwendung in der arbeitsmedizinischen Berufskrebsforschung

Neu, Kathleen


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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Medizinisches Zentrum für Ökologie, Institut und Poliklinik für Arbeits- und Sozialmedizin
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 12.12.2005
Erstellungsjahr: 2005
Publikationsdatum: 22.12.2005
Kurzfassung auf Deutsch: Inzidenz- und Mortalitätszahlen belegen, daß sich der Lungenkrebs mit ca. 40.000 Neuererkrankungen jährlich zu einem bedeutsamen Krankheitsbild entwickelt. Ätiologisch gilt der Zigarettenrauch als wichtigster Risikofaktor für den Lungenkrebs. Bestätigend lagen in unserem Bronchialkarzinom-Kollektiv (n = 53 Patienten; 43 männlich, 10 weiblich; Alter zwischen 34 und 77 Jahren) ohne Ausnahme Raucher oder ehemalige Raucher vor. Zusätzlich ließen sich bei ca. 23 % der Patienten beruflich bedingte Noxen wie Asbest- und Quarzstaubeinwirkungen feststellen, die bei n = 5 Patienten (ca. 9 %) zu einer Berufskrankheiten-Anzeige führten. Das Ergebnis weist auf die Bedeutung einer qualifiziert zu erhebenden Arbeitsanamnese bei allen Lungenkrebspatienten hin. Außerdem ist im Hinblick auf die bis zu 60 Jahren betragende Latenzzeit einer Asbestfaserstaubeinwirkung auch in Zukunft mit einer ansteigenden Zahl von Berufskrankheiten zu rechnen. Daher ist das zentrale Anliegen der arbeitsmedizinischen Onkologie die frühzeitige Detektion der Diagnose Lungenkrebs. Die vorliegende Untersuchung soll die arbeitsmedizinischen Bemühungen über den Einsatz von Tumormarkern in der Tertiärprävention von Lungenkrebs unterstützen. Dabei wird ein neuer Tumormarker, die Tumor M2-Pyruvatkinase (TU M2-PK) im Krankheitsverlauf von Lungenkrebspatienten evaluiert und mit den etablierten Tumormarkern (CEA, CYFRA 21-1, NSE und SCC) verglichen. Die TU M2-PK ist ein Isoenzym der Pyruvatkinase, das speziell in Tumorzellen auftritt. Immunhistologische Untersuchungen zeigen eine Überexpression der TU M2-PK beim Lungenkrebs. Auch im EDTA-Plasma läßt sich die TU M2-PK nachweisen.

In unseren Untersuchungen wurde die TU M2-PK bei n = 53 Patienten mit einem Bronchialkarzinom (n = 33 nichtkleinzellige Karzinome, n = 20 kleinzellige Karzinome, n = 6 Stadium I, n = 3 Stadium II, n = 15 Stadium III, n = 9 Stadium IV, n = 9 limited-disease, n = 11 extensive disease) vor und nach therapeutischer Intervention bestimmt. Dabei lagen zum Zeitpunkt der Primärdiagnose signifikant höhere TU M2-PK-Konzentrationen bei Patienten mit einem nichtkleinzelligen Bronchialkarzinom (insbesondere bei Adenokarziomen) gegenüber Patienten mit einem kleinzelligen Bronchialkarzinom vor. Ebenso zeigen sich signifikante Unterschiede zwischen nichtkleinzelligen und kleinzelligen Karzinomen für CYFRA 21-1, CEA und SCC. Die NSE-Konzentrationen waren im Stadium extensive-disease signifikant gegenüber dem Stadium limited-disease erhöht.

Durch die Bestimmung von Tumormarkern lassen sich Konsequenzen für die Therapie ableiten. In unseren Untersuchungen konnte eine gute Korrelation der TU M2-PK zum Therapieeffekt im Krankheitsverlauf von Lungenkrebspatienten festgestellt werden. Die Ergebnisse ließen signifikante Konzentrationsänderungen der TU M2-PK sowohl bei Tumorprogression als auch bei Tumorremission erkennen. Unter den Tumormarkern der nichtkleinzelligen Bronchialkarzinome war die TU M2-PK mit CYFRA 21-1 vergleichbar und zeigte signifikantere Konzentrationsverläufe als CEA. Für die kleinzelligen Bronchialkarzinome blieb NSE weiterhin der signifikanteste Marker. Ein postoperatives Lokalrezidiv bei einem nichtkleinzelligen Bronchialkarzinom führte hingegen zu deutlich ansteigenden TU M2-PK Konzentrationen. Außerdem ließen präfinale TU M2-PK-Erhöhungen auf eine infauste Prognose schließen. Im kasuistisch-empirischen Vergleich der Tumormarker, erwiesen sich die TU M2-PK-Verlaufsmessungen den etablierten Markern (CYFRA 21-1, CEA, SCC und NSE) überlegen.

Durch Kombination der TU M2-PK mit einem weiteren Marker (CEA, CYFRA 21-1, NSE, SCC oder CRP) konnten additive Effekte hinsichtlich der Detektion von Therapieeffekten ermittelt werden. Die Tumorprogression war mittels TU M2-PK und einem weiteren Marker stets erfaßbar.

Unsere Ergebnisse unterstützen die bisherigen Erkenntnisse über den Nutzen der TU M2-PK-Bestimmung im Monitoring des Krankheitsverlauf bei Lungenkrebspatienten. Unsere Untersuchungen zeigen, daß sich die TU M2-PK, neben den etablierten Tumormarkern, zur Überprüfung des Therapieerfolges heranziehen läßt. Als konkurriende Einflußfaktoren auf die Markerbestimmungen sind entzündliche Lungen- bzw. Pleuraerkrankungen zu berücksichtigen.
Kurzfassung auf Englisch: Statistics like incidence- and death- rates in Germany show with 40.000 cases per year that lung cancer has become an important disease. Etiologically cigarette smoking is seen as the most important risk factor causing lung cancer. Our lung cancer sample (n = 53 patients; 10 women and 43 men; age: 34-77 years) confirms that statement because it consists only of people who either still smoke or stopped smoking. Additionally, 23% of the patients showed profession-driven exposure to substances like asbestos and which in 9% of the cases led to a record of occupational disease. This result points at the importance of a qualified labor-anamnesis in all lung cancer patients. Furthermore, in view of a 60 years latency of an exposure to asbestos one can expect an increasing number of occupational diseases in the future as well. Therefore, occupational medicine oncology especially aims at diagnosis of lung cancer at an early stage.

Our research contributes to the efforts of occupational medicine in the use of tumor markers in tertiary prevention of lung cancer. Here, a new tumor marker called tumor M2-Pyruvatkinase (TU-M2-PK) is being evaluated with respect to disease-evolution of lung cancer patients and compared to established tumor markers (CEA, CYFRA 21-1, NSE, and SCC). The TU M2-PK is an isoenzyme of pyruvat kinase, which can especially be found in tumor cells. Immune histological analysis shows an over-expression of TU M2-PK in conjunction with lung cancer. Also in EDTA plasma TU M2-PK can be found.

In our examined sample of n = 53 patients with lung cancer (n = 33 NSCLC, n = 20 SCLC, n = 6 stage I, n = 3 stage II, n = 15 stage III, n = 9 stage IV, n = 9 limited disease, and n = 11 extensive disease) we quantified TU M2-PK concentrations before and after therapeutical intervention. At time of primary diagnosis we find significantly higher TU M2-PK concentrations with patients having NSCLS (especially adeno carcinoma) in comparison to patients having SCLC. Furthermore, the tumor markers CYFRA 21-1, CEA, and SCC similarly show significant differences between NSCLC and SCLC, too. In the stage of extensive disease NSE-concentrations were significantly increased compared to the stage of limited disease.

Through the determination of tumor markers one can derive consequences for treatment. Our sample shows a strong correlation of TU M2-PK concentration with therapeutical effects over the course of the illness of lung cancer patients. Results display significant changes in TU M2-PK concentration in cases with tumor progression but also in those with tumor remission. Among tumor markers of NSCLCs the TU M2-PK shows comparable results to CYFRA 21-1 but outperforms CEA in terms of significant changes in concentrations. In case of SCLCs NSE remains the most significant marker. However, a postoperative local relapse leads in case of NSCLC to clearly increasing of TU M2-PK concentrations. Additionally, pre-final TU M2-PK increases lead to the conclusion of a poor prognosis. In a casuistic empirical comparison of progressive measurements TU M2-PK outperformed the established markers (CYFRA 21-1, CEA, SCC, and NSE).

Through combination of TU M2-PK with another marker (CYFRA 21-1, CEA, SCC, CRP and NSE) could identify additional effects with respect to the detection of therapeutical effects. With TU M2-PK and another marker tumor progression always was detectable.

Our results support hitherto existing findings about the usefulness of TU M2-PK-determination for monitoring the course of disease in case of lung cancer patients. Our findings show that TU M2-PK among other tumor markers might be used for inspection of therapeutical success. Additional factors that may influence the marker like inflammatory lung or pleura diseases should be taken into account though.