PDF (1,01 MB) - Medizinisches Labor Bremen

Entzündungsmonitoring und Darmkrebsvorsorge
Andreas Leodolter
durch Laboruntersuchungen –
Wird die Koloskopie überflüssig ?
Medizinisches Labor Bremen
16. April 2008
Medizinische Klinik
Ev. Jung-Stilling
Jung Stilling-Krankenhaus
Krankenhaus
Siegen
Direktor: Prof. Dr. J. Labenz

Chronisch entzündliche Darmerkrankung
(CED, IBD)
• Colitis ulcerosa
• Morbus Crohn
• Kollagene Colitis /Lympozytäre Colitis
• Indeterminierte Colitis (ca. 10%)
• Andere (seltene) chronisch verlaufende
Darmentzündungen (z.B. Ischämie, Divertikel-assoziierte
Colitis, Vasculitis)

Häufigkeit der CED
Inzidenz (Neuerkrankungen)
• M. Crohn: 1–10/100.000/Jahr
• Colitis ulcerosa: 5–18/100.000/Jahr
Prävalenz (Häufigkeit)
• USA: ca. 1 Million
• England: 30.000–40.000 mit MC
90.000–100.000 mit CU

Ätiologie
• Ursache der CED weiterhin unbekannt
• Infektiöse Ursachen?
• Immunreaktionen?
• Diätetische Faktoren?
• Psyche?
• Genetische Faktoren?
CED ist wahrscheinlich das Ergebnis einer
Interaktion zwischen: zwischen
Immunsystem
Genetischer Suszeptibilität
Trigger aus der Umwelt

M. Crohn
• Gesamter GIT
M. Crohn und Colitis ulcerosa
Vergleich
• Diskontinuierlich
• Blutige Stühle selten
• Fisteln häufig
• Alle Wandschichten
betroffen
Colitis ulcerosa
•Begrenzt auf Colon
•Kontinuierlich
•Blutige Diarrhoe
•Fisteln selten
•Beschränkt auf
obere Schleimhaut

Reizdarm – wenn der Darm die Nerven verliert
• Reizdarm-Erkrankungen zählen zu den
häufigsten Erkrankungen im Magen-Darm-
Bereich
• 20 Millionen Arztbesuche in Deutschland jährlich
• Erkrankung nicht lebensbedrohlich, aber starker
Leidensdrucck
• Bauchkrämpfe, Blähungen, übermäßiges Völlegefühl
und Übelkeit.
• Kein krankhafter organischer Befund feststellbar

IBS - Reizdarmsyndrom
Rome-III Kriterien
• Rezidivierender abdomineller Schmerz oder Unbehagen,
mindestens während dreier Tage im Monat während der letzten
drei Monate
• plus mindestens zwei der folgenden Kriterien
• 1. Besserung durch Defäkation
• 2. Beginn assoziiert mit Veränderung der Stuhlfrequenz
• 3. Beginn assoziiert mit Veränderung des Erscheinungsbildes des
Stuhls
• Dabei muss der Symptombeginn mindestens sechs Monate vor
Diagnosestellung liegen und die Kriterien müssen in den letzten
drei Monaten vor Diagnosestellung erfüllt gewesen sein
Longstreth GF et al., Gastroenterology 2006;130:1480–1491

Was steht uns zur nicht-invasiven
Diagnostik zur Verfügung?
• Calprotectin
• Lactoferrin
• PMN-Elastase

Diagnostische Marker
•Calprotectin
• Calcium-bindendes Protein
• Ursprung hauptsächlich neutrophile Granulozyten
Exkretion bei Stimulation (Entzündung) oder Zelltod
• 60% des cytosolischen Proteins
• Im Plasma Anstieg um 5 bis 40fach bei Entzündung
• Stabil im Stuhl über mehrere Tage
• Erhöhte Spiegel findet man bei chronisch
entzündlichen Darmerkrankungen
• Aber auch bei Neoplasien...

Diagnostische Marker
• Lactoferrin
• Eisen-bindendes Gykoprotein
• wird sezerniert aus mukosalen Membranen
• Hauptkomponente der polymorphkernigen
Neutrophilen
• Monozyten und Lymphozyten enthalten keine
Laktoferrin
• Laktoferrin ist stabil im Stuhl

Diagnostische Marker
• PMN-Elastase (Poly-Morpho-Nuclear-Elastase)
• nicht zu verwechseln mit der pankreatischen Elastase-
1)
• Gehört in die Gruppe der Serinproteasen
• Die Freisetzung aktiver PMN-Elastase erfolgt nach
entsprechender Reizung aus neutrophilen
Granulozyten oder beim Zerfall dieser Zellen

Calprotectin
• Sehr guter Marker zur Bestimmung der
Entzündungsaktivität bei chronisch entzündlichen
Darmerkrankungen (CED)
• M. Crohn
• C. ulcerosa
• Kollagene Colitis
• Normalisierung bei endoskopischer Abheilung
• Sehr empfindlicher Marker für einen Relapse einer CED
• 50-150 ug/g
• Nachweis mittels ELISA
• Schnelltest auf dem Markt
Desai et al. Aliment Pharmacol Ther 2007
Wildt et al. Eur J Gastro Hepatol 2007

Akuter Schub eines Morbus Crohn -
Wertigkeit von Calprotectin / Lactoferrin
77 Patienten mit M. Crohn
100
80
60
40
20
0
Calprotectin Lactoferrin CrP
Sensitivität
Spezifität
Sipponen T et al., Inflamm Bowel Dis 2008

Calprotectin zur Unterscheidung zwischen
IBS und IBD
100 ug/g besser als 50 ug/g
Sensitivität 89%
Spezifität 81%
Von Roon et al. Am J Gastroenterol 2007

Calprotectin
• Niedrig-dosiert ASS beeinflusst Konzentration im Stuhl nicht
• Deutlich erhöht bei NSAR-Enteropathie
• Geringgradig (1.5 fach) erhöht bei
• Barrett-Ösophagus
• Ulkus ventriculi
• Gastritis/Duodenitis
• Mittelgradig (10-15fach) erhöht bei
• Magenkarzinom
• Kolorektale Karzinome
• Hochgradig (10-30fach) erhöht bei
• M. Crohn
• C. ulcerosa
Monalto et al. Eur J Gastro Hepatol 2006
Tibble et al. Gut 1999
Summerton et al. Eur J Gastro Hepatol 2000

Langhorst et al. Am J Gastroenterol 2008

Fekales Calprotectin als Screening-Marker
für colorektale Neoplasien?
• N=412
• N=1518
Neoplasmen
Hämoccult
Calprotectin
Neoplasmen
Immunochem. FOBT
Sensitivität
3%
Spezifität
97%
37% 63%
Sensitivität
35%
Limburg et al. Am J Gastroenterol 2003
Spezifität
90%
Calprotectin 27% 76%
Hoff et al. Gut 2004

Calprotectin/Lactoferrin/(PMN-Elastase)
• Guter Screening-Marker zur Unterscheidung
zwischen
• chr. entzündlicher Darmerkrankung (IBD) und
• Colon irritabile / Reizdarm (IBS)
• Mäßig geeigneter Test zum Screening für
colorektale Karzinome
• Ungeeignet zum Massenscreening
• macht aber auch keiner…

Kolorektales Karzinom

Fakten zum Darmkrebs in Deutschland
•Etwa 71.400 Neuerkrankungen pro Jahr
(35.800 Frauen, 35.600 Männer)
• Darmkrebs häufigste Krebserkrankung
•Etwa 28.900 Todesfälle pro Jahr
Darmkrebs zweithäufigste Krebstodesursache
nach Lungenkrebs
Robert Koch Institut 2006; Zahlen für das Jahr 2002

Krebsneuerkrankungen in Deutschland 2002
Männer (200 018)
Prostata
Dickdarm, Mastdarm
Lunge
Harnblase
Magen
Niere
Mund, Rachen
Bauchspeicheldrüse
8,6
5,1
4,7
3,6
3,6
Gebärmutterkörper
Eierstöcke
Magen
Melanom der Haut
Harnblase
An keiner anderen einzelnen Krebsart erkranken
soviele Menschen wie an Darmkrebs
Robert Koch Institut 2006
%
22,3
16,3
14,9
Frauen (194 662)
Brust
Dickdarm, Mastdarm
Lunge
%
26,8
17,4
6.1
5.5
4.8
4.0
3.7
3.5

Fakten zum Darmkrebs in Deutschland
• Erkrankungswahrscheinlichkeit
• Ca. 6 Prozent
• Nimmt mit steigendem Alter zu
• Darmkrebs 30.000 Tote
Straßenverkehr < 6.000 Tote
• Nur bei Darmkrebs kann durch Früherkennung
die Anzahl Todesfälle so drastisch gesenkt
werden
• Im EU-Vergleich (alte EU) hat Deutschland die
relativ höchste Neuerkrankungsrate
Faktor 5!

Vom Adenom zum Karzinom
Quelle: Hilfe bei Darmkrebs, TRIAS Verlag, 2004

Darmkrebsfrüherkennung
Untersuchungsmethoden:
• Stuhlbluttest
Test auf nicht sichtbares Blut im Stuhl
jährlich ab Alter 50*
• Darmspiegelung (Koloskopie)
Untersuchung des Dick- und Enddarmes auf
sichtbare Veränderungen
alle 10 Jahre ab Alter 55*
Bei familiärer Vorbelastung muß eine Darmspiegelung
schon deutlich früher erfolgen
* kostenlose Vorsorgeleistung der
Gesetzlichen Krankenversicherung

+++
Stuhlbluttest konventionell
• In allen ärztlichen
Praxen erhältlich
• Sehr einfach
• Preiswert
• Wird ab Alter 50
von den Kassen
bezahlt
---
• Empfindlichkeit
und Aussagekraft
sind begrenzt
• Nur 1/3 aller
Polypen wird
gefunden
• Vor Test ist Diät
nötig

Stuhlbluttest immunologisch
+++
Keine Diät nötig
Hohe
Empfindlichkeit
und Aussagekraft
Frei in der
Apotheke
erhältlich, da
„Selbsttest“
---
Teurer als
konventionelle
Stuhlbluttests
Wird von den
Kassen nicht
bezahlt

Angst vor der Früherkennung?
Teilnahme am Stuhlbluttest:
Männer:
etwa 17 Prozent
17%
Deutschland, 2000
Frauen:
etwa 34 Prozent
34%

Ergebnisse der Polnischen Screening-
Colonoskopie Studie
Effizienz einer konsequenten Durchführung der Screening- Colonoskopie
( Alter 50 – 66 Jahre )
Häufigkeit der Detektion einer malignen/prämalignen Colon-Läsion pro Zahl
der durchgeführten Colonoskopien :
Altersgruppe Männer Frauen
50-54 1:17 1:28
55-59 1:12 1:22
60-66 1:10 1:18
Regula et al. NEJM 2006

Vorsorgekoloskopie

FRÜHERKENNUNG –WIE ?
*Hämokkulttest
KOLOSKOPIE
Evidenz II-2 **
FOBT*
Evidenz I **
Screening +
Therapie
(Polypektomie
Polypektomie)
SIGMOIDOSK.***
Evidenz II-2 **
positiv negativ
**DGVS-Leitlinien, **DGVS Leitlinien, Z Gastroenterol 2000
*** Muller AD et al, Arch Intern Med 1995
Newcomb PA et al, J Natl Cancer Inst 1992
Selby JV et al, N Engl J Med 1992

Kumulative Inzidenz des KRK
(pro 100.000)
OKKULTBLUTTESTUNG (FOBT)
Minnesota Colon Cancer Control Study:
18 Jahre Follow-up, 46.551 Personen
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1 10 18
*
Reduktion der
Darmkrebsinzidenz
um 20 % !
FOBT jährlich
FOBT alle 2 J.
Kontrolle
Jahre
* p

OKKULTBLUTTESTUNG (FOBT)
Prospektive, randomisierte und
kontrollierte Mortalitätsstudien
Minnesota 1
Nottingham 2
Funen 3
KRK-Mortalitätssenkung
KRK Mortalitätssenkung
21% (33%)
15%
18%
1Mandel Mandel et al., N Engl J Med 1993; 2Hardcastle Hardcastle et al., Lancet 1996
3Kronborg Kronborg et al., Lancet 1996

Limitationen des FOBT
• Sensitivität des Guaiac-Stuhltest ist gering
• Nicht spezifisch für humanes Hämoglobin
• Ansatz:
• Immunochemischer Nachweis von okkulten Blut im Stuhl
• Hämoglobin
• Haptoglobin/Hämoglobin
• Der Hämoglobin/ Haptoglobin Komplex ist relativ
unempfindlich gegenüber Säuren und dem Abbau
durch Proteinasen
• Sensitivität deutlich höher
• Evidenz vorhanden

Detektionsrate von kolorektalen
Neoplasien mit Hämoglobin/Haptoglobin
Komplex im Stuhl
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Sensitivität
Karzinom
Häm
Häm/Hap
Sensitivität gr.
Polypen
Spezifität
Sieg et al. Int J Colorectal Dis 1999

Guaiac FOBT vs. immunchemischen FOBT
(n=10.000)
• iFOBT = 20ng/ml
• Steigerung der Sensitivität
• 50% für Karzinome
• 256% für Hochrisiko-Adenome
• 2-fach erhöhte falsch positive iFOBT
• 50ng/ml
• Steigerung der Sensitivität
• 115% für Karzinome/Hochrisiko-Adenom
• Kein Verlust an Spezifität
• 75ng/ml
• Steigerung der Sensitivität
• 90% für Karzinome/Hochrisiko-Adenom
• 30% weniger falsch positive Befunde
Guittet et al. Gut 2007

Quantitativer immunochemischer Nachweis
von fäkal-okkultem Blut
• N=1000
• Sensitivität für Karzinome 94,1%
•Spezifität 87.5%
• Sensitivität für Neoplasie (inklusive Adenome)
67.0%
•Spezifität 91.4%
Levi et al. Ann Intern Med 2007

Sensitivität eines immunochemischen
fäkalen okkulten Bluttest zum Nachweis
von kleinen Adenomen
• N=21.805
• Sensitivität kleiner Adenome ist höher als die
Rate der falsch positiven Befunde
• 7.0% vs. 4.5%
• Vorteil bei Männern ausgeprägter
• Lediglich Endpunkt-Studien stehen noch aus
• Tod wegen kolorektalem Karzinom
Morikawa et al. Am J Gastroenterol 2007

Das in der Stuhlprobe
enthaltende Hämoglobin
reagiert mit spezifischen
mono- und polyklonalen
Antikörpern, die an
Goldpartikel gebunden
sind. Dieser Komplex
verteilt sich auf der
Membran und erreicht die
Testbande auf der ein Anti-
Hämoglobin-AK vorliegt.
Bei einem positiven
Ergebnis werden die mit
Goldmarkierten Antikörper
beladenen Hämoglobin-
Moleküle aus der
Stuhlprobe auf der
Testbande gebunden und
durch eine Anfärbung
angezeigt.
FOB Schnelltest
Immunochromatographischer Schnelltest (Schema)
Immunologische Stuhlteste Ergebnisse in 5-10 Minuten

Immunochemische FOBT werden in der
Zukunft der Standard sein

Untersuchungen auf Veränderungen
im Tumorstoffwechsel
Tumorzellen haben u.a.:
• im Vergleich zu normal proliferierenden Zellen einen
veränderten Stoffwechsel
• brauchen genügend Ausgangsstoffe für die Synthese von
Zellbausteinen
• eine veränderte Glykolyse
• ein verändertes Isoenzymmuster und eine veränderte
Isoenzymaktivität
• Tumorzellen exprimieren die Tumor M2-PK
• dimere Form

Tumor Metabolismus - Tumor M2-PK
• „PK“ steht für Pyruvatkinase
• PK ist ein Schlüsselenzym der Glykolyse
• Isoformen der PK werden im verschiedenen
Geweben
• exprimiert: z.B. L-PK* (Gluconeogenese), M1-
PK** (schnell und viel Energie) , M2-PK°
(proliferierende Zellen)
• Bei Entstehung eines Tumors verschwindet das
gewebsspezifische Isoenzym und dimere M2-PK
*Leber/Niere/Colon wird überexprimiert
**Gehirn/Muskeln °proliferierende Zellen: embryonale Z./adulte Stammz.+Tumorzellen

Tonus et al., World Journal of Gastroenterology 2006

ScheBo ® •Tumor M2-PK
Sensitivity vs. Specificity
Tumor M2-PK* FOB*
Specificity 92% 98%
Sensitivity:
Colorectal Cancer (n=32) 91% 19%
Adenomas > 1cm (n=10) 60% 10%
Adenomas < 1cm 20% 0%
Koss, K., Maxton, D., Jankowski. J.
Colorectal Dis 2007

Naumann N, Schaum B, Oremek GM, Hanisch E, Rösch W, Mössner J, Caspary WF, Stein J.:
Pyruvatkinase Typ M2-PK im Stuhl – Ein valider Screeningmarker für kolorektale Neoplasien? Erste Ergebnisse
einer multizentrischen Studie
Dtsch Med Wochenschr 2004; 129; 1806-1807

Finale Ergebnisse der Studie aus Frankfurt
(n=317)
Colorektales Ca
Sensitivität
Spezifität
PPW
NPW
M2-PK
81,1%
86,7%
71,1%
61,9%
FOBT
36,5%
92,2%
72,9%
71,5%
„Die Die niedrige Spezifität Spezifit t führt f hrt zu einer unakzeptablen Anzahl
von Folgeuntersuchungen ohne pathologischen Befund und
ist daher als Massenscreening nicht geeignet.“ geeignet.
Shastri et al. Int J Cancer 2006

Ergebnisse der Studie aus Heidelberg
(n=65 CRC; n=917 Kontrollen)
Colorektales Ca
Sensitivität (Colon)
Sensitivität (Rektum)
Spezifität
M2-PK
85%
56%
79%
Jeder fünfte Gesunde weist also einen falsch
positiven Test auf und müsste einer weiteren
Diagnostik zugeführt werden.
Haug et al. Br J Cancer 2007

Immunologischer Test vs. M2-PK
52 Patienten mit CRC
47 Patienten mit Adenomen
63 gematchte Kontrollen
%
100
95
90
85
80
Sensitivität (CRC) Spezifität
M2-PK Immo-care OC-Light
Mulder et al., Eur J Gastroenterol Hepatol 2007

45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Immunologischer Test vs. M2-PK
52 Patienten mit CRC
47 Patienten mit Adenomen
63 gematchte Kontrollen
%
Sensitivität (Adenom)
M2-Pk Immo-care OC-Light
Mulder et al., Eur J Gastroenterol Hepatol 2007

Weiterführende Untersuchungen ???
• Die Bestimmung der Tumor M2-PK im Stuhl eignet sich
dazu gastrointestinale Tumoren zu finden.
• Sollten weitere geeignete Untersuchungen (z.B.
Koloskopie, Gastroskopie, CT oder Ultraschall)
durchgeführt werden?
• Um das pathologische Ergebnis oder einen bestehenden
klinischen Verdacht auf Krebs oder dessen Vorstufen zu
bestätigen.
• Evidenz ?
• Hathurusinghe et al. Ann Surg Oncol 2007
• Erhöhte M2-PK Werte bei ösophagogastralen,
pankreatobiliären Tumoren

M2-PK
• Pathophysiologisch sehr interessantes Tumor-Screening-
Marker
• Höhere Sensitivität bei Kolonkarzinom
• Niedrigere Sensitivität bei Rektumkarzinomen
• Einsatz im Zusammenhang mit einer Sigmoidoskopie
• Niedrige Spezifität
• Zu viele falsch positive Befunde
• Schwierig bei Massen-Screening
• Studienlage sehr dürftig
• Auch positiv bei anderen GI-Tumoren mit Anschluss an den
Darm
• Keine Daten zur Effektivität als Screening-Marker
• „Stiftung Lebensblicke“
• Die Durchführung der Tumor M2-PK wird derzeit nicht zum KRK-
Screening empfohlen

Untersuchung von Stuhlproben auf
genetische Mutationen
- Ein kommerziell erhältlicher Assay „PreGen-plus“
- Testet 21 Punktmutationen in APC, p53 und K-ras
- 1 Mikrosatelliteninstabilität
- Long DNA Marker (DNA Integrity Assay DIA)
Kosten: ca. 750 $ pro Test
- Stuhlprobe muss frisch sein
- bisher keine Mortalitätsreduktion nachgewiesen
- Zukunft ???