Der Urologe

, Volume 48, Issue 6, pp 619–624

Uringebundene Diagnostik

Ein Update der Kieler Tumorbank

Authors

    • Klinik für Urologie und KinderurologieUniversitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel
  • V.B.L. Lokeshwar
    • Department of Urology,University of Miami
  • K.P. Juenemann
    • Klinik für Urologie und KinderurologieUniversitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel
Leitthema

DOI: 10.1007/s00120-009-1991-7

Cite this article as:
Hautmann, S., Lokeshwar, V. & Juenemann, K. Urologe (2009) 48: 619. doi:10.1007/s00120-009-1991-7

Zusammenfassung

Die Heterogenität von Blasenkarzinomen bei Invasion und Metastasierung und deren häufigen Rezidive stellen eine Herausforderung für den Arzt dar, der Blasenkarzinompatienten behandelt, und für den Forscher, der die Diagnose, die Rezidive und das Behandlungsumfeld von Blasenkarzinomen untersucht. In der Mehrzahl neuer Blasenkarzinomfälle beginnen die Untersuchungen, wenn der Patient Symptome zeigt (z. B. Hämaturie oder Blasenentleerungsstörungen). Dieser Modus der Entdeckung ist bei 15–30% der neu entdeckten Fälle inadäquat, weil die Patienten zum Zeitpunkt der Diagnose bereits einen invasiven Tumor haben.

Bei Blasenkarzinompatienten ist eine 3- bis 6-monatige Nachsorge unumgänglich, da Blasentumoren häufig rezidivieren. Zum Nachweis eines Blasentumors ist eine Zystoskopie erforderlich, die invasiv und relativ teuer ist. Die Spontanurinzytologie, der Goldstandard der nicht invasiven Marker, ist sehr tumorspezifisch und hat eine gute Sensitivität bei High-grade-Tumoren. Die Sensitivität für Low-grade-Tumoren ist dagegen gering. Die Genauigkeit der Zytologie hängt von der Erfahrung des Untersuchers ab und ist nicht überall verfügbar. Uringebundene Marker können zwar überall eingesetzt werden, aber ihr Nutzen muss noch weiter diskutiert werden.

Schlüsselwörter

BlasenkarzinomUrinzytologieUrinmarker

Urine-based diagnostics

An update on the Kiel Tumor Bank

Abstract

The heterogeneity of bladder tumors in their ability to invade and metastasize and their frequent recurrence pose a challenge for physicians who treat bladder cancer patients and for the researchers who work on bladder cancer diagnosis, recurrence, and treatment-related areas. For most new bladder cancer cases, investigation begins when patients are symptomatic (i.e., hematuria or irritative voiding). This mode of detection is often inadequate for nearly 15–30% of these new cases with high-grade bladder cancer, since the tumor is already in the invasive stage at the time of diagnosis.

Bladder cancer patients are on a mandatory 3-month to 6-month surveillance schedule because bladder tumors frequently recur. The current mode of detecting bladder cancer involves cystoscopy, which is an invasive and relatively expensive procedure. Voided urine cytology, the standard noninvasive marker, is highly tumor specific and has good sensitivity for detecting high-grade tumors. However, its sensitivity for detecting low-grade tumors is low; its accuracy depends on the examiner’s expertise; and it is not available everywhere. Marker systems are readily available for use in practice. Their utility remains under discussion.

Keywords

Bladder cancerUrine cytologyUrine marker

Die Entwicklung neuer oder die Verbesserung bereits etablierter Blasentumortests wird davon geleitet, möglichst jeden symptomfreien und symptomatischen Blasentumorpatienten zu entdecken, zu überwachen, das Tumorrezidiv zu erkennen und die Prognose vorherzusagen. Ist ein diagnostischer Test oder Marker nichtinvasiv, zuverlässig und kostengünstig, wird er die klinische Anwendbarkeit dieses Markers deutlich verbessern. Insbesondere beim Blasenkarzinom gibt es den Ansatz, akkurate und nichtinvasive Marker zu entwickeln, weil diese für den Patienten eine wichtige Rolle bei der initialen Diagnosestellung, der Überwachung des Rezidivs und der Entdeckung einer Progression spielen.

Das Blasenkarzinom wird in Autopsien selten – im Unterschied zum Prostatakarzinom – als zufälliges Karzinom entdeckt. Patienten mit einem Blasenkarzinom stellen sich beim Urologen mit Symptomen wie schmerzloser Hämaturie ohne Nachweis eines Harnweginfektes oder mit irritativen Blasensymptomen vor [1, 5, 9, 20]. Dieser Modus der Entdeckung ist bei 70% der Urothelkarzinome, die als Low-grade-Tumoren klassifiziert werden und nur ein geringes Potenzial zur Invasion und Metastasierung haben, ausreichend. Die Mehrzahl der Patienten mit High-grade-Blasentumoren haben jedoch zum Zeitpunkt der Vorstellung und Diagnosestellung bereits einen invasiven Tumor. Diese Patienten haben trotz aggressiver Behandlung der Erkrankung ein Risiko, Metastasen zu entwickeln. Die Zystoskopie ist der Goldstandard zur Entdeckung von Blasentumoren. Sie ist jedoch invasiv und relativ zeit- und kostenaufwendig. Die Kosten für eine lebenslange zystoskopische Nachkontrolle bei Patienten mit Blasentumoren liegen nach Daten aus den USA zwischen 96.000–187.000 Euro pro Patient [3].

Die Urinzytologie ist hochspezifisch, nichtinvasiv und als Ergänzung zur Zystoskopie geeignet. Sie hat eine gute Sensitivität zur Entdeckung von High-grade-Blasentumoren, aber eine schlechte Sensitivität bei der Entdeckung von Low-grade-Tumoren. Die Genauigkeit der Zytologie hängt sehr von der Erfahrung des jeweiligen Untersuchers ab. Aus diesem Grund ist eine nichtinvasive hochsensitive und spezifische Markeranalyse wünschenswert, wenn es um die Entdeckung von Blasentumoren geht. In dieser Untersuchung wird die Wertigkeit der Urinanalyse anhand kommerzieller wie experimenteller Marker dargestellt. Am Beispiel der Kieler Tumorbank für Gewebe- und Urinproben wird die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen im Bereich der Blasentumormarkerdiagnostik aufgezeigt.

Die Standardversorgung bei Blasentumorpatienten sieht zunächst die Abklärung einer Hämaturie vor. Bei einigen Patienten steht die irritative Symptomatik von Beginn an im Vordergrund. Der Ultraschall deckt Füllungsdefekte der Blase auf, informiert über den Restharn und erlaubt eine eingeschränkte Abklärung des oberen Harntraktes. Der Ultraschall gibt auch Auskunft über die Blasenkapazität und gibt damit indirekt einen Hinweis darüber, ob ein Carcinoma in situ vorliegt [4]. Die Diagnose des Blasenkarzinoms wird in aller Regel durch eine starre oder flexible Zystoskopie mit Probeentnahme gestellt.

Alternativ kann ein oberflächlicher Blasentumor auch in einem intravenösen Ausscheidungsurogramm (IVP) entdeckt werden. Hierbei finden sich typischerweise Füllungsdefekte im Hohlsystem des Nierenbeckens, Harnleiters oder auch der gefüllten Blase. Abschließend wird die Diagnose durch den Pathologen gestellt, der bei oberflächlichen Läsionen genau wie bei invasiven Tumoren die Diagnose bestätigt.

Nachsorge

Aufgrund der hohen Rezidivraten ist die endoskopische Nachsorge der Blasentumorpatienten zwingend erforderlich. In den ersten 2 Jahren werden in der Regel 3-Monats-Intervalle bevorzugt. In späteren Jahren in der Nachsorge längere Zeitintervalle gewählt. Diese Nachsorgeschemata gelten v. a. bei rezidivfreien Patienten. Im Falle eines Rezidivs sollte die Nachsorge auf 6-Wochen-Intervalle verkürzt werden.

Urinbasierte Marker, Tumormarker und Blasentumorscreening

Ein Blasentumor-Screening-Programm sollte wie jedes Tumorprogramm leicht durchzuführen, kostenarm und genau sein. Beim Blasenkarzinom sind v. a. diejenigen High-grade-Tumoren von besonderem Interesse, die entdeckt werden, bevor sie invasiv werden. Die Prävalenz des Blasenkarzinoms in der allgemeinen Bevölkerung ist mit >0,01% [18] sehr gering.

Die Blasentumormarker können in der Nachsorge bei Patienten hilfreich sein, die in regelmäßigen Zeitabständen eine Zystoskopie benötigen. Bei Testverfahren mit einer hohen Spezifität und einem hohen prädiktiven Wert stellt sich die Frage, ob bei positivem Test ggf. systematische Biopsien aus der Blase entnommen werden sollen. Im Umkehrschluss minimieren Tests mit hoher Sensibilität und hohem negativen prädiktiven Wert die Anzahl von Blasenspiegelungen und vermeiden die Entnahme überflüssiger Biopsien.

Zum jetzigen Zeitpunkt ist der Test mit der höchsten Spezifität bei okkultem Carcinoma in situ die Urinzytologie [2]. Die Urinzytologie ist jedoch kein einfacher Test und bedarf einer ausreichenden Erfahrung durch den Untersucher. Lösliche Urinmarker für das Blasenkarzinom haben eine niedrigere Spezifität und sind keine Indikatoren für systematische Biopsien [12]. Ob sich in Zukunft Blasentumormarker in der Nachsorge durchsetzen werden, kann nur bei prospektiven multizentrischen Analysen gezeigt werden. Hierbei ist zu untersuchen, ob Kostenersparnis, Verbesserung der Lebensqualität und onkologische Sicherheit durch den Einsatz der Marker gewährleistet sind.

Beim Einsatz von Markern bei der Diagnostik von Blasentumormarkern sind falsch-positive Ergebnisse ein Dilemma. Es schwierig zu beurteilen, ob tatsächlich ein Blasentumorrezidiv vorliegt und in der Zystoskopie möglicherweise ein Blasentumor übersehen wurde oder ob der Test nicht wahrhaft-falsch anzeigt und das Untersuchungsergebnis verfälscht.

Urin-Stix-Schnelltest

Die Hämaturieentdeckung ist ein einfacher Marker zum Aufspürung urologischer Tumoren. Die Entdeckungsrate von Blasentumoren und anderen urologischen Tumoren hat zwar eine hohe Sensitivität, jedoch nur eine geringe Spezifität aufgrund der geringen Prävalenz von urologischen Tumoren bei Patienten mit Hämaturie. Die Hämaturieentdeckung durch den Urin-Stix-Schnelltest ist zuverlässig und der mikroskopischen Untersuchung auf Erythrozyten überlegen. Die neueren Techniken, die zwischen einer Hämaturie aus tumorbedingter Ursache und anderen Erkrankungen, wie z. B. Infektionen, zu unterscheiden versuchen, sollten die Spezifität verbessern, ohne die Sensitivität zu ändern.

BLCA-4-Test

Der BLCA-4-Test untersucht das nukleäre mitotische Aparatprotein im Mittelstrahlurin. Hierbei wird ein ELISA mit einem Kaninchenantikörper und löslichem Antigen verwendet. Die Sensitivität beträgt 96%. Die Spezifität liegt bei gesunden Kontrollen bei 100% und 81% bei Patienten mit urologischen Erkrankungen wie in Tab. 1 dargestellt [11].

Tab. 1

Literaturvergleich bei ausgewählten Tumormarkern mit der Gesamtsensitivität für alle Tumorgrade und Stadien nach UICC zur Kieler Tumorbank [7, 11]

Test/Marker

Marker Nachweis

Probenart

Testtyp

Markertyp

Hersteller

% Sensitivität

% Spezifität

Zytologie

Tumorzellen

Spontanurin Spülzytologie

Mikroskopie

Zellmorphologie

Diagnostic Reference Laboratories

11–76

>90

Hämaturienachweis

A: Hämoglobin

B: Erythrozyten

A: Spontanurin

B: Spontanurin

A: Teststreifen

B: Interferenzkontrastmikroskopie oder Erythrozytenanalyzer

A: Lösliches Protein

B: Erythrozytenmorphologie

A: Bayer Corp.

B: Standard

A: 50–90

B: ~100

A: <10

B: ~100

BTA-Stat

Complement factor H-related protein (und Complement factor H)

Spontanurin

Teststreifen Immunoassay

Lösliches Antigen

Bard/Bion Diagnostics

36–89 geringe Sensitivität bei Low-grade-Tumoren, geringes-Tumorvolumen

50–70 geringe Spezifität bei benignen urologischen Erkrankungen

BTA-TRAK

Complement factor H-related protein (und Complement factor H)

Spontanurin

Sandwich ELISA

Lösliches Antigen

Bard/Bion Diagnostics

57–83 Sensitivität korreliert mit Cut-off-limit-Wahl

~50 bei benignen urologischen Erkrankungen; ~90% bei gesunden Individuen

NMP22

Nukleus-Matrix-Protein

Spontanurin

Sandwich ELISA (neuere Version: A-point-of-care-Test)

Lösliches Antigen

Matritech, Inc

47–100 Sensitivität korreliert mit Cut-off-limit-Wahl, Tumorvolumen und Patientenpopulation

55–80 Spezifität, variiert bei benignen urologischen Erkrankungen

BLCA-4

Nukleus-Mitoseapparat-Protein

Spontanurin

ELISA (mit polyklonalem Kaninchenantikörper)

Lösliches Antigen

Eichrom Technologies

96,4

100 bei gesunden Individuen; 81 bei benignen urologischen Erkrankungen

Survivin

Ein Mitglied der Inhibitoren der Apoptose-Genfamilie

Spontanurin

Bio-dot-Test, Dot-blot-Assay mit polyklonalem Kaninchenantikörper

Lösliches Antigen

100

87–100

UBC

Zytokeratin 8 and 18 (zytoskeletales Protein)

Spontanurin

Sandwich ELISA oder Point-of-care-Test

Lösliches Antigen

IDL Biotech.

36–79 gering bei Ta-, T1-Tumoren

88–92; gering bei benignen urologischen Erkrankungen

Cytokeratin 20

Zytoskeletales Protein

Spülurin

RT-PCR oder Immunzytologie

mRNA oder zellassoziiertes Protein

82–87

55-70 gering bei benignen urologischen Erkrankungen

CYFRA 21-1

Zytokeratin 19 (ein zytoskeletales Protein)

Spontanurin

Immunoradiometrischer Assay oder Elektrochemilum-ineszenz Immuno Assay

Lösliches Antigen

Bio International; Roche Diagnostics

75–97; ~55 bei G1 Tumoren

67–71% gering bei Urolithiasis, Stenosen, BPH und UTI

HA-HAase

Hyaluronsäure und Hyaluronidase

Spontanurin

ELISA-like-Assay mit biotinuliertem HA-bindenen Protein

2 lösliche Matrixkomponenten

88–94

Insgesamt 84; 63–71 bei Rezidivtumoren: 60 falsch-positive werden wahr-positiv nach 5 Monaten

Mikrosatelliten DNA Test

Mikrosatellitenmarker auf Chromosomen

Spülurin

Genom DNA PCR

Genom-DNA

72–97

>95% bei gesunden Individuen; falsch-positive bei BPH, Zystitis

Telomerase (TRAP assay)

Enzymaktivität

Spülurin

TRAP-Assay

Zellassoziiertes Enzym

Intergen, Oncor

70–90; auch 7–46 (Enzym im Urin instabil)

60–70, geringer bei HWI, Urolithiasis oder Entzündung

Telomerase (hTERT)

hTERT

Spülurin

RT-PCR

mRNA for hTERT

83–95

60–70, geringer bei HWI, Urolithiasis oder Entzündung

Immunocyt

Karzinoembryonales Antigen, 2 Blasentumor-zellassoziierte Mucine

Spülurin

Immunzytochemie

Zelloberflächenantigen

DiagnoCure, Inc

38–90 gering bei Low-grade-Tumoren und Rezidivtumoren

73–80; gering bei Mikrohämaturie, BPH und Zystitis

DD23

185-kDa-Tumor-assoziiertes Antigen

Spülurin

Immunzytochemie

Zelloberflächenantigen

Urocor

73–100%

33–67,5%

Quanticyt

Mittlere Nukleusform und DNA Inhalt

Spülurin

Computerisierte Analyze der Lichtmikroskopiebilder

Nukleus, DNA

Quanticyt

70%

78%

Urovysion

Alterationen in Chromosom 3, 7, 17 und 9p21

Spülurin

Multikolorierte, multiproben Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung

Denaturierte chromosomale DNA

Vysis

68–87 gering bei Low-grade-Tumoren (36–55)

>90

BTA-Test

Verschiedene Studien haben gezeigt, dass die Sensitivität des BTA-Stat- und BTA-TRAK-Tests in Abhängigkeit vom Tumorgrad, Tumorstadium und Tumorgröße zwischen 9,3% und 89% variiert. Die Sensitivität des BTA-Stat- und BTA-TRAK-Tests hängt auch davon ab, ob der Tumor ein Primärtumor oder ein Rezidiv ist. Die Spezifität des BTA-Stat- und BTA-TRAK-Tests ist bei gesunden Kontrollpersonen höher, aber gering bei Patienten mit unterschiedlichen gutartigen urologischen Erkrankungen [13, 14, 15].

NMP22

Der NMP22-Test liefert zusätzliche Informationen in der Überwachung von Blasentumorrezidivpatienten. Obwohl die Sensitivitätsergebnisse vielversprechend erscheinen, sind diese doch nicht hoch genug, um die notwendigen Zystoskopien zu ersetzen. Aufgrund der relativ geringen Spezifität ist der Routineeinsatz bei Blasentumorpatienten nicht zu empfehlen. Die umfangreichen Ausschlusskriterien, wie z. B. Infektionen, Steine oder auch Harnableitung, limitieren den Test in diesem Einsatzbereich. Er kann jedoch bei der Entdeckung neuer Blasentumoren und bei der Überwachung von Patienten mit einer vorangegangenen Blasentumorgeschichte nützlich sein [16].

Survivin

Eine begrenzte Anzahl an Studien weist darauf hin, dass Survivin das Potenzial zu einem nützlichen Marker hat. Es sind jedoch noch weitere Studien zur genaueren Untersuchung des Markers erforderlich [19].

HA-Haase-Test

Kohortenstudien zeigen, dass der HA-HAase-Test ein vielversprechender Nachweis bei neu aufgetretenen und Rezidivblasentumoren sein kann. Der Test hat sowohl für Low-grade- als auch für Low-stage-Tumoren eine hohe Sensitivität. Der Test wurde auch bei Screening-Populationen mit Blasentumorrisiko eingesetzt [6].

Zellbasierte Marker

Mikrosatellitenanalyse

Die Mikrosatellitenanalyse präsentiert eine exzellente Sensitivität und Spezifität unabhängig von Tumorgrad und Stadium. Es gibt allerdings bis heute keine großen prospektiven Studien zur Mikrosatellitenanalyse. Sollte die Technik der Mikrosatellitenanalyse einmal automatisiert und von anderen Arbeitsgruppen übernommen werden können, kann nach Durchführung einer großen prospektiven Studie das experimentelle Stadium dieses Verfahrens verlassen werden [17].

Telomerase

Trotz hervorragender Ergebnisse birgt die Telomerase einige Probleme für den klinischen Alltag. Die Telomerase war in den bisherigen Untersuchungen nicht grad-sensitiv, zeigte jedoch im Fall von chronischen oder akuten Blasenentzündungen falsch-positive Ergebnisse aufgrund der anwesenden Lymphozyten. Falsch-negative Ergebnisse können in Abhängigkeit der Probengewinnung und Probenverarbeitung auftreten [10]. Insgesamt benötigt die Telomerase eine sofortige Urinaufarbeitung innerhalb von 24 h, sowie das Vorhandensein von mindestens 50 Zellen zum sicheren Nachweis der Telomerase.

FISH-Analyse (Urovysion-Test)

Der Urovysion-Test erscheint sehr aussichtsreich. Möglicherweise kann in diesem Testverfahren ein Blasentumorrezidiv vor der klinischen Festlegung in der Urethrozystoskopie entdeckt werden. Zum jetzigen Zeitpunkt kann jedoch nicht sicher gesagt werden, ob ein positiver Test eine neoplastische Umformung darstellt oder ein instabiles Urothel mit einer Tendenz zur malignen Entartung vorliegt [21].

Prognostische Marker beim Blasenzellkarzinom

Chromosomale Alterationen

Die komplizierte Laborausrüstung hat die weitere klinische Nutzung dieser Verfahren bisher begrenzt. Onkogene wie IgFR, HER-2, H-WAS oder C-Myc bedürfen einer aufwendigen Laboraufarbeitung und haben sich daher bisher in der Klinik nicht durchgesetzt [8].

Prognostische Marker beim Blasenkarzinom

Obwohl einige molekulare Marker, wie z. B. p53 oder Ki-67, vielversprechend erscheinen, gibt es bis heute keine Multicenterstudien mit standardisierter Methodik und prospektive Studien, um diese molekularen Marker in den klinischen Alltag zu bringen.

Erfahrungen aus der Kieler Tumorbank

In der Kieler Tumorbank wurden Urinproben von 106 Blasentumorpatienten zum prospektiven konsekutiven Vergleich aller Urintestverfahren gelagert [7, 11]. Hierzu konnten exemplarisch der HA-HAase-Test in Kooperation mit der Universitätsklinik von Miami, Klinik für Urologie sowie der kommerziell erhältliche Blasentumortest NMP 22 bladder chek® eingesetzt werden. Bei Analysen in der Kieler Blasentumorbank konnte eine Sensitivität für den kommerziellen Blasentumortest NMP22 von 82% bei einer Spezifität von 61% nachgewiesen werden. Der HA-HAase-Test lag mit 83,3% bei einer Spezifität von 78% im gleichen Patientenkollektiv etwas höher. Als Referenzmarker wurde hier die Zytologie herangezogen mit 73% Sensitivität bei 80% Spezifität (Tab. 2).

Tab. 2

Patientenkollektiv der Kieler Blasentumorbank und Markervergleich [7]

n=106

T0

41

Ta

35

Tis

1

T1

11

T2

11

T3

3

T4

4

G0

41

G1

23

G2

25

G3

17

Zytologie:

HA-HAase:

NMP22:

Sensitivität

73%

83%

82%

Spezifität

80%

78%

61%

Fazit für die Praxis

Eine Reihe nichtinvasiver Testverfahren sind in der Sensitivität besser als die herkömmliche Urinzytologie. Die nichtinvasiven Testverfahren mit hoher Sensitivität und vernünftiger Spezifität können insbesondere in der Blasentumornachsorge eingesetzt werden und damit möglicherweise die Zahl der notwendigen Kontrollzystoskopien vermindern. Aufgrund der immer noch begrenzten Datenlage kann zum jetzigen Zeitpunkt keiner der verfügbaren Marker in Diagnostik und Screening alleine empfohlen werden.

Interessenkonflikt

Der korrespondierende Autor gibt an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

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