Nr. 12, 25. März 1977, 102. Jg.
Douwes u. a.: Immundiagnostik maligner Erkrankungen
419
Dtsch. med. Wschr. 102 (1977), 419-422 © Georg Thieme Verlag, Stuttgart
Immundiagnostik maligner Erkrankungen I. Der Elektrophorese-Mobilitäts-Test in der Diagnostik des Bronchialkarzinoms
Immunodiagnosis of malignant disease. I. The electrophoresismobility test in the diagnosis of bronchial carcinoma
Medizinische Universitätsklinik Göttingen und Krankenhaus an der Lieth, Lenglern bei Göttingen
is an in-vitro method for demonstrating specific
Mit Hilfe des Elektrophorese-Mobilitäts-Tests ist eine Trennung in maligne und nicht maligne pulmonale Erkrankungen möglich. Der Test stellt eine In-vitro-Methode zum Nachweis spezifischer sensibilisierter Lymphozyten dar. Nach Inkubation mit dem enzephalitogenen Faktor setzen die Lymphozyten von Malignompatienten einen Faktor frei, der zu einer Minderung der Wanderungsgeschwindigkeit von Indikatorzellen (tannierte und sulfosalicylsäurestabilisierte Schaferythrozyten ETS) im elektrischen Feld führt. 84 Patienten mit pulmonalen Erkrankungen sowie 20 Kontrollpersonen wurden untersucht. Dabei fand sich nur in den Gruppen der malignen pulmonalen Erkrankungen eine Hemmung der ETS-Wanderung im Elektrophorese-Mobilitäts-Test, während die Kontrollen ebenso wie die entzündlichen und degenerativen pulmonalen Erkrankungen sowie die benignen Lungentumoren eine Beschleunigung der ETS-Wanderung im elektrischen Feld aufwiesen. Der Unterschied zwischen beiden Gruppen ist signifikant, so daß mit dem Test eine zuverlässige Trennung in benigne und maligne Erkrankungen vorgenommen werden kann. Falsch-negative Ergebnisse erhält man bei der Strahlen- und Chemotherapie.
sensitised lymphocytes. After incubation with the encephalitogenic factor, lymphocytes from patients with malignant disease liberate a factor which causes a decrease in migration velocity of indicator cells (tanned and suiphosalicyl acid-stabilised sheep erythrocytes = ETS) in an electrical field. 84 patients with pulmonary disease and 20 control persons were examined. An inhibition of ETS migration was found only in patients with malignant pulmonary disease, while in the control subjects and those with inflammatory or degenerative pulmonary disease or benign pulmonary tumour ETS migration was accelerated. The difference between the two groups is statistically significant so that it provides a reliable differentiation between benign and malignant disease. False-negative results, however, occur under radiotherapy and chemotherapy.
Wie keine andere Krankheit hat das Bronchialkarzinom in den letzten Jahrzehnten in den industrialisierten Ländern erheblich zugenommen. Nach den Statistiken der American Cancer Association hat sich die Zahl der Bronchialkarzinome in den letzten S Jahrzehnten verdreizehnfacht (27), auch in der Bundesrepublik Deutschland ist diese Tendenz unverkennbar. Jährlich nimmt die Zahl der Erkrankten bei Männern um 8,5% und bei Frauen um 3,5% zu (7). Die bisherigen Behandlungsergebnisse sind unbefriedigend. Nach übereinstimmender Meinung können mit Erfolg nur Plattenepithelkarzinome operiert werden (1, 31, 34-36); sie machen etwa 50-60% sämtlicher Bronchialkarzinome aus. Von dieser Gruppe der Patienten sind aber nur etwa 25-40% funktionell und anatomisch operabel (36), und von ihnen wiederum erleben nur 20% die Fünfjahresgrenze. Somit können durch chirurgische Maßnahmen von allen Bronchialkarzinomen bei dem gegenwärtigen Stand der diagnotischen Erfassung nur 3-5% der Patienten um S Jahre überleben. Dieser Anteil der primär operablen Plattenepithelkarzinome könnte erheblich gesteigert werden, wenn es gelänge, sämtliche Plattenepithelkarzinome schon im Stadium I zu operieren. Dann würden 70% aller Plattenepithelkarzinom-Patienten um S Jahre überleben,
also etwa 15-20% aller Bronchialkarzinom-Kranken. Einhellige Meinung besteht darüber, daß selbst frühe Stadien der kleinzelligen und undifferenzierten Karzinome eine Domäne der Strahlenbehandlung und zytostatischen Therapie darstellen. Selbst das Stadium I dieser Tumorformen wird heute nicht mehr operiert. Die Prognose der Patienten mit Bronchialkarzinomen hängt also wesentlich von dem Stadium ab, in dem sie zur Therapie kommen. Es ist daher wichtig, die Diagnose so früh wie möglich zu stellen. Neben den röntgenologischen Untersuchungsverfahren stehen an nicht invasiven Methoden die Zytologie und die Szintigraphie zur Verfügung. Spezifische Laboratoriumsuntersuchungen gibt es bisher nicht (6, 7, 26). Mit der zytologischen Untersuchung des Sputums ist immerhin in 50-90% der Fälle die richtige Diagnosestellung möglich (22). Röntgenologisch ist die richtige Diagnose häufig erst in späteren Stadien zu stellen; Schwierigkeiten bereiten dabei solitäre Rundherde, bei denen es sich sowohl um gutartige als auch um bös-
artige Veränderungen primärer und sekundärer Natur handeln kann (18, 22). In dieser Situation sind Methoden zur Erleichterung der Diagnose wünschenswert. In jüngster Zeit wird immunologischen Gesichtspunkten bei der Tumorab-
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The electrophoresis-mobility test
F. R. Douwes, U. Hüttemann und K. Mross
Douwes u. a.: Immundiagnostik maligner Erkrankungen
wehr vermehrt Aufmerksamkeit geschenkt. Mit den neueren Erkenntnissen über Tumorantigen und über die Funktion der T-Lymphozyten haben immunologische Untersuchungsverfahren Eingang in die Tumordiagnostik gefunden (3-8, 12-15, 17). Es darf als gesichert gelten, daß Lymphozyten (T-Lymphozyten), die gegen ein bestimmtes Antigen sensibilisiert sind, eine Reihe von löslichen Faktoren, sogenannte Lymphokine, freisetzen. Der bekannteste Faktor ist der Migrations-InhibitionsFaktor (MIF); er beeinflußt die Wanderungsfähigkeit von Makrophagen und Granulozyten und sorgt für dic Arretierung und Akkumulation der Phagozyten am Antigenort. Lymphozyten von Malignompatienten reagieren ebenfalls spezifisch mit der Freisetzung solcher Faktoren. Caspary und Field (3-6) beschrieben einen Faktor, der aus Lymphozyten von Malignompatienten nach Kontakt mit einem basischen Protein aus menschlichem Gehirn (enzephalitogener Faktor) oder aus Karzinomgewebe freigesetzt wird (10-15). Dieser Faktor, »macrophage-slowing factor«, führt zu einer Verlangsamung der Makrophagenwanderungsgeschwindigkeit im elektrischen Feld. Der qualitative Nachweis des Faktors kann im Zytopherometer geführt werden. Das Prinzip des Elektrophorese-Mobilitäts-Tests (EMT), der bisher als empfindlichster In-vitro-Krebstest gelten kann, beruht darauf, daß sich die Wanderungsgeschwindigkeit von Indikatorzellen im elektrischen Feld nur dann ändert, wenn sie mit Lymphokinen aus sensibilisierten Lymphozyten in Kontakt kommen. Mit diesem sehr empfindlichen, aber sehr aufwendigen Verfahren sind eine Reihe von Arbeiten durchgeführt worden, die alle belegen, daß mit dieser Methode der Nachweis einer spezifischen Immunantwort vom zellulären Typ geführt werden kann (2-6, 8-16, 23-25, 28-30). Seine Empfindlichkeit ist bisher unerreicht und liegt in der Malignomdiagnostik bei 95%. Wegen seiner Kompliziertheit hat dieser Test aber bisher keine weitere Verbreitung erfahren. Erst der Ersatz der Meerschweinchenmakrophagen durch tannierte und mit Sulfosalicylsäure stabilisierte Schaferythrozyten (ETS) als Indikatorzellen (28, 29) hat den Test derart vereinfacht, daß eine breitere Anwendung möglich erscheint (10, 11).
Deutsche Medizinische Wochenschrift
enzephalitogenen Faktor (2), einem basischen Protein aus Hirngewebe, inkubiert. Die Lymphozyten werden dann abzentrifugiert, und in dem verbleibenden Uberstand werden tannierte Schaferythrozyten (ETS)1 suspendiert. Die Wanderungsgeschwindigkeit dieser Erythrozyten wird dann im Zytopherometer bestimmt (Zeiss, Oberkochen). Haben die Lymphozyten nach Kontakt mit dem enzephalitogenen Faktor Lymphokine, zum Beispiel amacrophage-slowing factora freigesetzt, dann wandern die tannierten Schaferythrozyten langsamer als diejenigen des 0-Standards (Tabelle 1). Die Änderung der Wanderungsgeschwindigkeit wird in Prozent Hemmung (-) oder Beschleunigung (+) angegeben. Untersucht wurden in dieser Studie 84 Patienten mit ausschließlich pulmonalen Erkrankungen sowie 20 Kontrollpersonen: 20 gesunde Blutspender als Kontrollen. S Patienten mit gutartigen Lungentumoren (zwei Hamartome, ein Bronchusadenom und zwei Tuberkulome). Diese Patienten befanden sich teils in stationärer Untersuchung, teils war aber die Diagnose schon lange bekannt. Sie erhielten zum Zeitpunkt der Untersuchung keine spezifische Therapie. 14 Patienten mit histologisch gesichertem Bronchialkarzinom. Keiner dieser Patienten erhielt zum Zeitpunkt der Untersuchung eine Strahlen- oder Chemotherapie. Bei drei Patienten war bereits eine Lobektomie durchgeführt worden, die länger als 3 Monate zurücklag; Hinweise auf ein Tumorrezidiv bestanden bei ihnen nicht. Der histologische Befund ist der Tabelle 2 zu entnehmen.
Tab. 2. Mittelwerte () und zweifache Standardabweichung (2 s) sowie Standardfehler des arithmetischen Mittels (si) in den einzelnen Diagnosegruppen
Diagnose
0-Standard Lymphozyten ohne Antigen inkubieren 24 h zentrifugieren (250 g) Uberstand + Antigen (enzephalitogener Faktor)
+
ETS
inkubieren (90 mm) messen (Zytopherometer)
2s
s
Kontrollen
20
+
11,7
3,8
0,9
Bronchuskarzinome
14
-
15,5
5,9
1,8
Lungenmetastasen
19
11,4
2,5
10
-
16,1
maligne Lymphome
11,0
6,6
0,6
+ + + + +
14,2
2,5
0,2
13,1
8,8
2,8
9,5
7,6
2,4
9,0
5,4.
0,6
5,4
8,8
2,8
benigne Lungentumoren
Tab. 1. Schematische Darstellung des Meßvorganges im Elektrophorese-Mobilitäts-Test
Fallzahl
Änderung der ETSMobilität im elektrischen Feld
5
Pneumonien
10
Lungentuberkulose
10
Lungenfibrose
6
Lungen-Boeck
10
Probe Lymphozyten mit Antigen (enzephalitogener Faktor) inkubieren 24 h zentrifugieren (250 g) Oberstand + ETS inkubieren (90 mm) messen (Zytopherorneter)
Methodik und Patienten Die Methodik wurde ausführlich an anderer Stelle beschrieben (10, 11, 28). Aus 30ml heparinisiertem Blut werden Lymphozyten isoliert und so eingestellt, daß sich 10 Lymphozyten in 1,0 mg Nährmedium befinden. Diese Lymphozyten werden für 24 h mit dem
19 Patienten mit Lungenmetastasen, wobei der Primärtumor in allen Fällen bekannt war. Chemotherapie war bei diesen Patienten ebenfalls nicht angewandt worden, oder sie lag länger als 6 Wochen zurück. 10 Patienten mit aktiver Tuberkulose, die sich in stationärer Behandlung befanden und alle Tuberkulostatika erhielten. 10 Patienten mit Morbus Boeck. Diese Diagnose war bei allen Patienten gesichert. Bei allen lag eine vorwiegend pulmonale Beteiligung vor. Vier der Patienten nahmen Corticoide. 10 Patienten mit bakteriologisch oder röntgenologisch gesicherten Pneumonien. 6 Patienten mit Lungenfibrosen. Je zwei hatten ein HammanRich-Syndrom und eine Sklerodermie, und bei den übrigen beiden Patienten war die Genese der Erkrankung nicht bekannt. 1
zur Verfügung gestellt von den Behringwerken, Marburg
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j) 10 Patienten mit Mediastinaltumoren bei malignen Lymphomen. Alle Patienten waren ohnc Therapie, oder die Therapie lag wenigstens 6 Wochen zurück.
Ergebnisse Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Daraus geht hervor, daß die Patienten mit Bronchialkarzinomen ebenso wie die mit Lungenmetastasen bei anderen Primärtumoren und mit malignen Lymphomen eine deutliche Hemmung der Indikatorpartikel (ETS) aufweisen. Die Hemmung ist bei diesen Gruppen etwa gleich.
Beschleunigung in %
'-r
_kl
54
$
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+2
-4
-
-6
t--1
.1.
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j
-20
42.1
Douwes u. a.: Immundiagnostik maligner Erkrankungen
,,
I--I
Hemmung in %
Abb. 1. Bei allen malignen Erkrankungen besteht eine Hemmung, bei den Kontrollen und den benignen pulmonalen Erkrankungen meist eine Beschleunigung der ETS-Mobilität. Von den benignen Erkrankungen weisen nur die Patienten mit Lungen-Boeck gelegentlich eine Hemmung auf, die jedoch nicht stärker als 4,0% ist, so daß 5,0% -Hemmung als Diskrimination zwischen maligne und benigne gelten kann.
Wie der Abbildung 1 zu entnehmen ist, weisen die Patientengruppen mit malignen pulmonalen Erkrankungen in allen Fällen eine Hemmung von mehr als 5,0% auf. Bei ien Patienten mit benignen pulmonalen Erkrankungen besteht dagegen meist eine Beschleunigung und nur gelegentlich eine Hemmung, die aber in keinem
Fall die 5,0% -Hemmungslinie unterschreitet. Wir haben daher die 5,0% -Hemmungslinie als Diskriminationslinie zwischen benignen und malignen Erkrankungen gewählt. Die Ergebnisse sind für die malignen und benignen Gruppen signifikant unterschiedlich (P < 0,001). Beeinflussung durch exogene Faktoren. Nach diesen Ergebnissen der offenen Studie wurde die Beeinflussung des Tests durch exogene Faktoren bestimmt. Bei drei Patienten mit Bronchuskarzinom, die lobektomiert wurden, wurde der Test präoperativ und 3 Monate postoperativ bestimmt. Ein wesentlicher Unterschied konnte nicht gesehen werden, präoperativ lag die mittlere Hemmung bei -12,9 ± 3,6, postoperativ bei -8,9 ± 5,7%. Anders dagegen verhielt sich der Test unter Chemotherapie. Bei vier Patienten mit Lymphogranulomatose wurde er während Chemotherapie nach dem De-VitaSchema (Vincristin, Cyclophosphamid, Procarbazin und Prednison = COPP-Schema) bestimmt. Vor der Chemotherapie wiesen alle vier Patienten eine deutliche Hemmung auf; bereits nach dem ersten Chemotherapiezykius (Tabelle 3) war sie bei einem Patienten (Fall 3) aufgehoben und im dritten Zyklus in einen positiven Wert verwandelt. Bei einem anderen Patienten (Fall 1) war der hemmende Effekt im vierten Zyklus aufgehoben.
Diskussion Die hier mitgeteilten Ergebnisse zeigen deutlich, daß mit Hilfe des Elektrophorese-Mobilitäts-Tests eine Diff erenzierung in maligne und nicht maligne pulmonale Erkrankungen vorgenommen werden kann. In Ergänzung der bisher üblichen Untersuchungsverfahren wird hierdurch die Diagnosestellung erleichtert und damit der Weg zur schnellen Therapie geebnet. Die Heilungschance noch operabler Patienten mit Plattenepithelkarzinomen könnte beispielsweise versechsfacht werden, wenn es gelänge, die Patienten im Stadium I zu erfassen. Der Test spricht, wie auch aus anderen Arbeiten be-
Tab. 3. Die Streubreite des Elektrophorese-Mobilitäts-Tests ist gering. Ober 4 Monate bei zehn Gesunden verfolgt, schwankt das Ergebnis um etwa 1%. Auch bei Patienten mit Malignomen kann bei mehrfacher Bestimmung keine signifikante Änderung der ETS-Mobilität festgestellt werden. Unter dem Einfluß der Chemotherapie ändert sich die ETS-Mobilität stärker und wird bei zwei Patienten (Fall 1 und 3) sogar in einen falschen Wert umgewandelt. Diagnose
1.
2.
Monat
Monat
4. Monat
10)
+
11,7 ± 3,8
+
10,9 ± 2,1
+ 12,1 ± 2,1
(n
S)
-
17,5 ± 5,6
-
15,7 ± 3,2
-
14,9 ± 2,8
- 16,6 ± 5,6
(n
=
4)
-
12,2 ± 3,6
-
9,9 ± 3,6
-
10,9 ± 4,2
- 11,9 ± 3,6
-
5,4
+
6,6
6,6
-
5,4
1,0
+
8,9
- 12,0
-
10,0
(n
Mammakarzinom ohne Therapie M. Hodgkin ohne Therapie
Fall3
-11,5 -14,4
-
Fall 4
- 14,9
- 13,6
Fall2
3.
= =
Gesunde
M. Hodgkin mit Therapie (COPP-Schema) Fall 1
Monat
- 10,9
9,9 7,6
3,2
12,9 ± 4,6
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Nr. 12, 25. März 1977, 102. Jg.
Douwes u. a.: Immundiagnostik maligner Erkrankungen
kannt, beréits bei sehr kleinen Malignomen an und könnte daher bei zweifelhaftem Zytologiebefund oder fraglichem Röntgenbild bereits den entscheidenden Hinweis geben (10, 12, 14, 15, 29). Der Elektrophorese-Mobilitäts-Test nutzt für die Tumorerkennung die zelluläre Immunität des Organismus aus, von der bekannt ist, daß sie bei der Tumorabwehr eine wichtige Rolle spielt (17). Die hohe Empfindlichkeit und Spezifität dieses tYberwachungssystems erklärt die große Sensitivität dieses In-vitro-Tests. Der Test war bisher durch die Verwendung von Meerschweinchenmakrophagen störanfällig, schwierig reproduzierbar und schwer erlernbar. Mit der Verwendung tannierter Erythrozyten (ETS) als Indikatorpartikel (28, 29) hat sich das Verfahren erheblich vereinfachen lassen (10, 11, 19). Ein Nachteil des Tests in dieser Form für die Tumordiagnostik ist, daß bei unterschiedlichen Formen von Malignomen eine Hemmung im elektrischen Feld auftritt und damit die Antwort gleichförmig ist. Eine artspezifische Diagnose liefert das Verfahren in dieser Form nicht. Zwar ist es möglich, aus Tumorgewebe spezifische Antigene zu extrahieren, mit denen dann in diesem Testverfahren eine gewisse organspezifische Diagnostik möglich wird (25). In der derzeitigen Form aber kann der Test nur zusammen mit anderen diagnostischen
Verfahren herangezogen werden, denn über Wachstum, Topik und Metastasierungsgrad kann er ohne sie nichts aussagen. Eine positive Antwort erhält man im Elektrophorese-Mobilitäts-Test bereits bei sehr kleinen Malignomen, sie bleibt aber auch dann positiv, wenn der Tumor in toto aus dem Körper entfernt werden konnte. Zur Verlaufskontrolle ist der Test somit wahrscheinlich nicht geeignet. Falsche Resultate liefert er, wenn er während Chemotherapie und Strahlentherapie angewandt wird. Die Erklärung hierfür ist im Abfall sensitiver Lymphozyten (T-Zellen) zu suchen. Insgesamt aber hat das Verfahren erhebliche Vorteile. Wegen seiner hohen Sensitivität und Verläßlichkeit sowie einfachen Durchführbarkeit kann damit schnell entschieden werden, ob ein röntgenologisch nachweisbarer Tumor malignen oder nicht malignen Charakter hat. Dadurch können die Wege für die weitere Diagnostik abgekürzt und kann eine entsprechende Therapie früher eingeleitet werden. Das kommt den Heilungschancen der Patienten zugute. Literatur Berndt,
FI.
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Deutsche Medizinische Wochenschrift
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also etwa 15-20% aller Bronchialkarzinom-Kranken. Einhellige Meinung besteht darüber, daß selbst frühe Stadien der kleinzelligen und undifferenzierten Karzinome eine Domäne der Strahlenbehandlung und zytostatischen Therapie darstellen. Selbst das Stadium I dieser Tumorformen wird heute nicht mehr operiert. Die Prognose der Patienten mit Bronchialkarzinomen hängt also wesentlich von dem Stadium ab, in dem sie zur Therapie kommen. Es ist daher wichtig, die Diagnose so früh wie möglich zu stellen. Neben den röntgenologischen Untersuchungsverfahren stehen an nicht invasiven Methoden die Zytologie und die Szintigraphie zur Verfügung. Spezifische Laboratoriumsuntersuchungen gibt es bisher nicht (6, 7, 26). Mit der zytologischen Untersuchung des Sputums ist immerhin in 50-90% der Fälle die richtige Diagnosestellung möglich (22). Röntgenologisch ist die richtige Diagnose häufig erst in späteren Stadien zu stellen; Schwierigkeiten bereiten dabei solitäre Rundherde, bei denen es sich sowohl um gutartige als auch um bös-
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F. R. Douwes, U. Hüttemann und K. Mross
Douwes u. a.: Immundiagnostik maligner Erkrankungen
wehr vermehrt Aufmerksamkeit geschenkt. Mit den neueren Erkenntnissen über Tumorantigen und über die Funktion der T-Lymphozyten haben immunologische Untersuchungsverfahren Eingang in die Tumordiagnostik gefunden (3-8, 12-15, 17). Es darf als gesichert gelten, daß Lymphozyten (T-Lymphozyten), die gegen ein bestimmtes Antigen sensibilisiert sind, eine Reihe von löslichen Faktoren, sogenannte Lymphokine, freisetzen. Der bekannteste Faktor ist der Migrations-InhibitionsFaktor (MIF); er beeinflußt die Wanderungsfähigkeit von Makrophagen und Granulozyten und sorgt für dic Arretierung und Akkumulation der Phagozyten am Antigenort. Lymphozyten von Malignompatienten reagieren ebenfalls spezifisch mit der Freisetzung solcher Faktoren. Caspary und Field (3-6) beschrieben einen Faktor, der aus Lymphozyten von Malignompatienten nach Kontakt mit einem basischen Protein aus menschlichem Gehirn (enzephalitogener Faktor) oder aus Karzinomgewebe freigesetzt wird (10-15). Dieser Faktor, »macrophage-slowing factor«, führt zu einer Verlangsamung der Makrophagenwanderungsgeschwindigkeit im elektrischen Feld. Der qualitative Nachweis des Faktors kann im Zytopherometer geführt werden. Das Prinzip des Elektrophorese-Mobilitäts-Tests (EMT), der bisher als empfindlichster In-vitro-Krebstest gelten kann, beruht darauf, daß sich die Wanderungsgeschwindigkeit von Indikatorzellen im elektrischen Feld nur dann ändert, wenn sie mit Lymphokinen aus sensibilisierten Lymphozyten in Kontakt kommen. Mit diesem sehr empfindlichen, aber sehr aufwendigen Verfahren sind eine Reihe von Arbeiten durchgeführt worden, die alle belegen, daß mit dieser Methode der Nachweis einer spezifischen Immunantwort vom zellulären Typ geführt werden kann (2-6, 8-16, 23-25, 28-30). Seine Empfindlichkeit ist bisher unerreicht und liegt in der Malignomdiagnostik bei 95%. Wegen seiner Kompliziertheit hat dieser Test aber bisher keine weitere Verbreitung erfahren. Erst der Ersatz der Meerschweinchenmakrophagen durch tannierte und mit Sulfosalicylsäure stabilisierte Schaferythrozyten (ETS) als Indikatorzellen (28, 29) hat den Test derart vereinfacht, daß eine breitere Anwendung möglich erscheint (10, 11).
Deutsche Medizinische Wochenschrift
enzephalitogenen Faktor (2), einem basischen Protein aus Hirngewebe, inkubiert. Die Lymphozyten werden dann abzentrifugiert, und in dem verbleibenden Uberstand werden tannierte Schaferythrozyten (ETS)1 suspendiert. Die Wanderungsgeschwindigkeit dieser Erythrozyten wird dann im Zytopherometer bestimmt (Zeiss, Oberkochen). Haben die Lymphozyten nach Kontakt mit dem enzephalitogenen Faktor Lymphokine, zum Beispiel amacrophage-slowing factora freigesetzt, dann wandern die tannierten Schaferythrozyten langsamer als diejenigen des 0-Standards (Tabelle 1). Die Änderung der Wanderungsgeschwindigkeit wird in Prozent Hemmung (-) oder Beschleunigung (+) angegeben. Untersucht wurden in dieser Studie 84 Patienten mit ausschließlich pulmonalen Erkrankungen sowie 20 Kontrollpersonen: 20 gesunde Blutspender als Kontrollen. S Patienten mit gutartigen Lungentumoren (zwei Hamartome, ein Bronchusadenom und zwei Tuberkulome). Diese Patienten befanden sich teils in stationärer Untersuchung, teils war aber die Diagnose schon lange bekannt. Sie erhielten zum Zeitpunkt der Untersuchung keine spezifische Therapie. 14 Patienten mit histologisch gesichertem Bronchialkarzinom. Keiner dieser Patienten erhielt zum Zeitpunkt der Untersuchung eine Strahlen- oder Chemotherapie. Bei drei Patienten war bereits eine Lobektomie durchgeführt worden, die länger als 3 Monate zurücklag; Hinweise auf ein Tumorrezidiv bestanden bei ihnen nicht. Der histologische Befund ist der Tabelle 2 zu entnehmen.
Tab. 2. Mittelwerte () und zweifache Standardabweichung (2 s) sowie Standardfehler des arithmetischen Mittels (si) in den einzelnen Diagnosegruppen
Diagnose
0-Standard Lymphozyten ohne Antigen inkubieren 24 h zentrifugieren (250 g) Uberstand + Antigen (enzephalitogener Faktor)
+
ETS
inkubieren (90 mm) messen (Zytopherometer)
2s
s
Kontrollen
20
+
11,7
3,8
0,9
Bronchuskarzinome
14
-
15,5
5,9
1,8
Lungenmetastasen
19
11,4
2,5
10
-
16,1
maligne Lymphome
11,0
6,6
0,6
+ + + + +
14,2
2,5
0,2
13,1
8,8
2,8
9,5
7,6
2,4
9,0
5,4.
0,6
5,4
8,8
2,8
benigne Lungentumoren
Tab. 1. Schematische Darstellung des Meßvorganges im Elektrophorese-Mobilitäts-Test
Fallzahl
Änderung der ETSMobilität im elektrischen Feld
5
Pneumonien
10
Lungentuberkulose
10
Lungenfibrose
6
Lungen-Boeck
10
Probe Lymphozyten mit Antigen (enzephalitogener Faktor) inkubieren 24 h zentrifugieren (250 g) Oberstand + ETS inkubieren (90 mm) messen (Zytopherorneter)
Methodik und Patienten Die Methodik wurde ausführlich an anderer Stelle beschrieben (10, 11, 28). Aus 30ml heparinisiertem Blut werden Lymphozyten isoliert und so eingestellt, daß sich 10 Lymphozyten in 1,0 mg Nährmedium befinden. Diese Lymphozyten werden für 24 h mit dem
19 Patienten mit Lungenmetastasen, wobei der Primärtumor in allen Fällen bekannt war. Chemotherapie war bei diesen Patienten ebenfalls nicht angewandt worden, oder sie lag länger als 6 Wochen zurück. 10 Patienten mit aktiver Tuberkulose, die sich in stationärer Behandlung befanden und alle Tuberkulostatika erhielten. 10 Patienten mit Morbus Boeck. Diese Diagnose war bei allen Patienten gesichert. Bei allen lag eine vorwiegend pulmonale Beteiligung vor. Vier der Patienten nahmen Corticoide. 10 Patienten mit bakteriologisch oder röntgenologisch gesicherten Pneumonien. 6 Patienten mit Lungenfibrosen. Je zwei hatten ein HammanRich-Syndrom und eine Sklerodermie, und bei den übrigen beiden Patienten war die Genese der Erkrankung nicht bekannt. 1
zur Verfügung gestellt von den Behringwerken, Marburg
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410
j) 10 Patienten mit Mediastinaltumoren bei malignen Lymphomen. Alle Patienten waren ohnc Therapie, oder die Therapie lag wenigstens 6 Wochen zurück.
Ergebnisse Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Daraus geht hervor, daß die Patienten mit Bronchialkarzinomen ebenso wie die mit Lungenmetastasen bei anderen Primärtumoren und mit malignen Lymphomen eine deutliche Hemmung der Indikatorpartikel (ETS) aufweisen. Die Hemmung ist bei diesen Gruppen etwa gleich.
Beschleunigung in %
'-r
_kl
54
$
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+2
-4
-
-6
t--1
.1.
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j
-20
42.1
Douwes u. a.: Immundiagnostik maligner Erkrankungen
,,
I--I
Hemmung in %
Abb. 1. Bei allen malignen Erkrankungen besteht eine Hemmung, bei den Kontrollen und den benignen pulmonalen Erkrankungen meist eine Beschleunigung der ETS-Mobilität. Von den benignen Erkrankungen weisen nur die Patienten mit Lungen-Boeck gelegentlich eine Hemmung auf, die jedoch nicht stärker als 4,0% ist, so daß 5,0% -Hemmung als Diskrimination zwischen maligne und benigne gelten kann.
Wie der Abbildung 1 zu entnehmen ist, weisen die Patientengruppen mit malignen pulmonalen Erkrankungen in allen Fällen eine Hemmung von mehr als 5,0% auf. Bei ien Patienten mit benignen pulmonalen Erkrankungen besteht dagegen meist eine Beschleunigung und nur gelegentlich eine Hemmung, die aber in keinem
Fall die 5,0% -Hemmungslinie unterschreitet. Wir haben daher die 5,0% -Hemmungslinie als Diskriminationslinie zwischen benignen und malignen Erkrankungen gewählt. Die Ergebnisse sind für die malignen und benignen Gruppen signifikant unterschiedlich (P < 0,001). Beeinflussung durch exogene Faktoren. Nach diesen Ergebnissen der offenen Studie wurde die Beeinflussung des Tests durch exogene Faktoren bestimmt. Bei drei Patienten mit Bronchuskarzinom, die lobektomiert wurden, wurde der Test präoperativ und 3 Monate postoperativ bestimmt. Ein wesentlicher Unterschied konnte nicht gesehen werden, präoperativ lag die mittlere Hemmung bei -12,9 ± 3,6, postoperativ bei -8,9 ± 5,7%. Anders dagegen verhielt sich der Test unter Chemotherapie. Bei vier Patienten mit Lymphogranulomatose wurde er während Chemotherapie nach dem De-VitaSchema (Vincristin, Cyclophosphamid, Procarbazin und Prednison = COPP-Schema) bestimmt. Vor der Chemotherapie wiesen alle vier Patienten eine deutliche Hemmung auf; bereits nach dem ersten Chemotherapiezykius (Tabelle 3) war sie bei einem Patienten (Fall 3) aufgehoben und im dritten Zyklus in einen positiven Wert verwandelt. Bei einem anderen Patienten (Fall 1) war der hemmende Effekt im vierten Zyklus aufgehoben.
Diskussion Die hier mitgeteilten Ergebnisse zeigen deutlich, daß mit Hilfe des Elektrophorese-Mobilitäts-Tests eine Diff erenzierung in maligne und nicht maligne pulmonale Erkrankungen vorgenommen werden kann. In Ergänzung der bisher üblichen Untersuchungsverfahren wird hierdurch die Diagnosestellung erleichtert und damit der Weg zur schnellen Therapie geebnet. Die Heilungschance noch operabler Patienten mit Plattenepithelkarzinomen könnte beispielsweise versechsfacht werden, wenn es gelänge, die Patienten im Stadium I zu erfassen. Der Test spricht, wie auch aus anderen Arbeiten be-
Tab. 3. Die Streubreite des Elektrophorese-Mobilitäts-Tests ist gering. Ober 4 Monate bei zehn Gesunden verfolgt, schwankt das Ergebnis um etwa 1%. Auch bei Patienten mit Malignomen kann bei mehrfacher Bestimmung keine signifikante Änderung der ETS-Mobilität festgestellt werden. Unter dem Einfluß der Chemotherapie ändert sich die ETS-Mobilität stärker und wird bei zwei Patienten (Fall 1 und 3) sogar in einen falschen Wert umgewandelt. Diagnose
1.
2.
Monat
Monat
4. Monat
10)
+
11,7 ± 3,8
+
10,9 ± 2,1
+ 12,1 ± 2,1
(n
S)
-
17,5 ± 5,6
-
15,7 ± 3,2
-
14,9 ± 2,8
- 16,6 ± 5,6
(n
=
4)
-
12,2 ± 3,6
-
9,9 ± 3,6
-
10,9 ± 4,2
- 11,9 ± 3,6
-
5,4
+
6,6
6,6
-
5,4
1,0
+
8,9
- 12,0
-
10,0
(n
Mammakarzinom ohne Therapie M. Hodgkin ohne Therapie
Fall3
-11,5 -14,4
-
Fall 4
- 14,9
- 13,6
Fall2
3.
= =
Gesunde
M. Hodgkin mit Therapie (COPP-Schema) Fall 1
Monat
- 10,9
9,9 7,6
3,2
12,9 ± 4,6
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Nr. 12, 25. März 1977, 102. Jg.
Douwes u. a.: Immundiagnostik maligner Erkrankungen
kannt, beréits bei sehr kleinen Malignomen an und könnte daher bei zweifelhaftem Zytologiebefund oder fraglichem Röntgenbild bereits den entscheidenden Hinweis geben (10, 12, 14, 15, 29). Der Elektrophorese-Mobilitäts-Test nutzt für die Tumorerkennung die zelluläre Immunität des Organismus aus, von der bekannt ist, daß sie bei der Tumorabwehr eine wichtige Rolle spielt (17). Die hohe Empfindlichkeit und Spezifität dieses tYberwachungssystems erklärt die große Sensitivität dieses In-vitro-Tests. Der Test war bisher durch die Verwendung von Meerschweinchenmakrophagen störanfällig, schwierig reproduzierbar und schwer erlernbar. Mit der Verwendung tannierter Erythrozyten (ETS) als Indikatorpartikel (28, 29) hat sich das Verfahren erheblich vereinfachen lassen (10, 11, 19). Ein Nachteil des Tests in dieser Form für die Tumordiagnostik ist, daß bei unterschiedlichen Formen von Malignomen eine Hemmung im elektrischen Feld auftritt und damit die Antwort gleichförmig ist. Eine artspezifische Diagnose liefert das Verfahren in dieser Form nicht. Zwar ist es möglich, aus Tumorgewebe spezifische Antigene zu extrahieren, mit denen dann in diesem Testverfahren eine gewisse organspezifische Diagnostik möglich wird (25). In der derzeitigen Form aber kann der Test nur zusammen mit anderen diagnostischen
Verfahren herangezogen werden, denn über Wachstum, Topik und Metastasierungsgrad kann er ohne sie nichts aussagen. Eine positive Antwort erhält man im Elektrophorese-Mobilitäts-Test bereits bei sehr kleinen Malignomen, sie bleibt aber auch dann positiv, wenn der Tumor in toto aus dem Körper entfernt werden konnte. Zur Verlaufskontrolle ist der Test somit wahrscheinlich nicht geeignet. Falsche Resultate liefert er, wenn er während Chemotherapie und Strahlentherapie angewandt wird. Die Erklärung hierfür ist im Abfall sensitiver Lymphozyten (T-Zellen) zu suchen. Insgesamt aber hat das Verfahren erhebliche Vorteile. Wegen seiner hohen Sensitivität und Verläßlichkeit sowie einfachen Durchführbarkeit kann damit schnell entschieden werden, ob ein röntgenologisch nachweisbarer Tumor malignen oder nicht malignen Charakter hat. Dadurch können die Wege für die weitere Diagnostik abgekürzt und kann eine entsprechende Therapie früher eingeleitet werden. Das kommt den Heilungschancen der Patienten zugute. Literatur Berndt,
FI.
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![[Algorithms in the radiological diagnosis of malignant disease (author's transl)].](/assets/img/hold.png)
