Assoziation zwischen erhöhten Serum-VEGF-Werten und polarographisch gemessener Tumorhypoxie bei Patienten mit Kopf-Hals-Karzinomen

Ziel:

Klinische Prüfung einer potentiellen Beziehung zwischen der Serum-VEGF-(sVEGF-)Konzentration und der polarographisch gemessenen Tumoroxygenierung bei Patienten mit Plattenepithelkarzinomen der Kopf-Hals-Region.

Patienten und Methode: Bei 56 Patienten mit Plattenepithelkarzinomen der Kopf-Hals-Region wurden neben den klassischen Tumorparametern die sVEGF-Konzentration (Immunoassay) und die Tumoroxygenierung ermittelt (Eppendorf-pO₂-Histograph). Parallel dazu erfolgte die Bestimmung der Thrombozytenzahl und des Tumorvolumens.

Ergebnisse: Bei der einfaktoriellen Betrachtung waren das Gesamtvolumen (132 cm³ vs. 38 cm³), das hypoxische Subvolumen (Gesamtvolumen multipliziert mit der relativen Anzahl der Messungen ≤ 5 mm Hg/63 cm³ vs. 10 cm³) und die Thrombozytenzahl (380 10⁹/l vs. 271 10⁹/l) in der Gruppe mit sVEGF-Werten oberhalb von 707 pg/ml signifikant höher als bei Patienten unterhalb dieser Schwelle. Die mehrfaktorielle Analyse bestätigte die signifikanten Effekte nur für das hypoxische Subvolumen und die Thrombozytenzahl. Bei Berücksichtigung des hypoxischen Subvolumens und der sVEGF-Konzentration als kontinuierliche Parameter fand sich eine signifikant positive Korrelation, die nach Einbeziehung der Thrombozytenzahl als Kovariate zwar schwächer wurde, aber signifikant blieb.

Schlussfolgerung: Anhand der vorliegenden Daten lässt sich klinisch eine Assoziation von erhöhtem sVEGF und polarographisch gemessener Tumorhypoxie bestätigen. Dies ist möglich, sofern nicht nur der relative Grad der Hypoxie, sondern auch das absolute Ausmaß der hypoxischen Tumorareale berücksichtigt werden. Das während der Serumgewinnung freigesetzte Thrombozyten-VEGF beeinflusst den sVEGF-Wert wesentlich, jedoch ohne den Effekt der Hypoxie komplett zu überlagern. Aufgrund der Thrombozytenwirkung kann die sVEGF-Bestimmung die Eppendorf-pO₂-Histographie aber nicht ersetzen. In einer laufenden klinischen Prüfung untersuchen wir deshalb, ob im Plasma ermittelte VEGF-Werte besser mit dem polarographisch bestimmten Tumor-pO₂ korrelieren als Serum-VEGF.

Purpose:

Clinical investigation of a potential relationship between VEGF concentration in serum (sVEGF) and polarographically measured tumor oxygenation in patients with squamous cell carcinoma of the head and neck (SCCHN).

Patients and Methods: In 56 patients with SCCHN we estimated the classical tumor parameters, the sVEGF concentration (immunoassay) and the tumor oxygenation (Eppendorf pO₂ histograph). The platelet count and the tumor volume were evaluated simultaneously.

Results: In a unifactorial analysis the total volume (132 cm³ vs. 38 cm³), the hypoxic subvolume (HSV = total volume multiplied with the relative frequency of values ≤ 5 mm Hg/63 cm³ vs. 10 cm³) and the platelet count (380 10⁹/l vs. 271 10⁹/l) were significantly higher in the patient group with a sVEGF level > 707 pg/ml compared to the group with a sVEGF below this threshold. The multifactorial analysis confirmed significant effects for the hypoxic subvolume and the platelet count. Regarding hypoxic subvolume and sVEGF as continuous parameters a significantly positive correlation was found. This correlation remained somewhat weaker but significant after inclusion of the platelet count as covariate.

Conclusion: On base of our data a clinical association between elevated sVEGF and polarographically measured tumor hypoxia could be confirmed. This was possible considering not only the relative grade of hypoxia but also the absolute amount of hypoxic regions. The VEGF released from platelets during blood clotting influences the sVEGF level essentially, however, the hypoxia effect was not completely deleted. Due to the platelet effect an estimation of sVEGF is not able to substitute polarographical measurement of tumor pO₂. Therefore in an ongoing study we investigate whether VEGF values estimated in plasma are better correlated with the polarographically measured tumor pO₂ than serum VEGF levels.