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Baumhäkel, Jan-Dirk (2008): Quantitative Immun- und Lektinhistochemie sowie syntaktische Strukturanalyse von Tumorzellen und Gefäßen an Bronchialkarzinomresektaten. Dissertation, LMU München: Faculty of Veterinary Medicine
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Abstract

In der vorliegenden retrospektiven Studie wurden verschiedene klinische, immunhistochemische und morphometrische Parameter an einem Gesamtkollektiv von 494 Patienten mit primärem Bronchialkarzinom hinsichtlich ihrer prognostischen Relevanz untersucht. Das Patientenkollektiv setzte sich aus 242 Patienten der Thoraxklinik Heidelberg und 252 Patienten der Klinik für Chirurgie der Universitätsklinik in Szeged (Ungarn) zusammen. Es wurden die Präparate der operativ versorgten primären Bronchialkarzinome im R0-Stadium (kein Residualtumor nachweisbar) in einem Zeitraum von 01. 01. 1990 bis 31. 12. 1995 untersucht. Die Expression von Galektin-1 und -3 sowie heparinbindendem Lektin in den Tumorzellen wurde überprüft. Darüber hinaus wurde die Fähigkeit zur Bindung von Galektin-1, Galektin-3, CG-16 und Hyaluronsäure getestet. Intratumorale Endothelzellen wurden mithilfe eines gegen den von-Willebrand-Faktor gerichteten Antikörpers kenntlich gemacht. Die Ergebnisse der anschließenden syntaktischen Strukturanalyse wurden mit dem Ziel der Bestimmung prognostisch relevanter Faktoren hinsichtlich des Metastasierungsverhaltens und der Überlebenszeit statistisch untersucht und mittels eines multivariaten Regressionsmodells getestet. Die univariate Analyse zeigte eine günstige Prognose für die Patienten, deren Bronchialkarzinome nicht die Fähigkeit hatten, Galektin-3 zu binden sowie Galektin-1 zu exprimieren. Eine signifikant ungünstige Prognose ergab sich bei großen Zellabständen, hohem Entropiewert und Metastasierung von Tumorzellen in die Lymphknoten. Die multivariate Analyse zeigte, verglichen mit den anderen Zelltypen, eine relativ günstige Prognose für das Plattenepithelkarzinom und für Patienten, deren Tumorzellen nicht über die Fähigkeit verfügten, Galektin-3 zu binden und zu exprimieren. Für Männer ergab sich eine schlechtere Prognose als für Frauen. Prognostisch ungünstige Prädiktoren waren zudem: ein positiver Nodalstatus, das Vorhandensein eines kleinzelligen Bronchialkarzinoms, und wenn die Tumorzellen in Anwesenheit von Kalzium keine Hyaluronsäure binden konnten. Schließlich erwies sich eine zunehmende Dichte der Tumorzellen, die bis zu 40 µm von intratumoralen Blutgefäßen entfernt lagen, als unabhängiger Prädiktor. Somit konnte in der vorliegenden Studie gezeigt werden, dass die computergestützte Bildzytophotometrie geeignet ist, erzeugte analytische Daten, die auf der Expression und Bindung von Galektinen beruhen, mit der Überlebenszeit von Patienten zu korrelieren. Demgemäß liefert die Analyse der Expression von Galektinen und ihrer Bindungsstellen für die Prognose von Patienten, die an einem Bronchialkarzinom erkrankt sind, zusätzliche wichtige Informationen.

Abstract

The retrospective study presented analyses various clinical, immunohistochemical and morphometric parameters of 494 surgically treated patients with primary lung cancer on R0-status to evaluate their prognostic relevance. This total number of patients consisted of 242 patients from the Thoraxklinik in Heidelberg (Germany) and of 252 patients from the Institute of Surgery, University of Szeged (Hungary), who stayed in hospital between January 1st, 1990 and December 31st, 1995. The expression of galectin-1, galectin-3 and heparin binding lectin of the tumor cells was verified. Additionally, the binding profile of galectin-1, galectin-3, CG-16 and hyaluronic acid to tumor cells was investigated. Intratumoral endothelial cells were identified by applying antibodies against the factor VIII-related antigen. Statistical analysis of the results of the subsequent syntactical structure investigation was performed using a multivariate cox regression model to determine the prognostic relevance with regard to metastatic behavior and survival rate. The Kaplan-Meier model shows a favorable prognosis for the patients whose tumor cells were neither capable of binding galectin-3 nor of expressing galectin-1. Significantly unfavorable were large tumor cell distances, a high value of entropy and lymph node metastases. The multivariate analysis reveals a comparatively favorable prognosis for the squamous cell carcinoma and for patients, whose tumor cells are neither capable of binding galectin-3 nor of expressing galectin-3. Prognosis was worse for men than for women. Moreover, unfavorable predictors were: a positive lymph node status, small cell lung cancer and the inability of the tumor cells to bind hyaluronic acid in the presence of calcium. Eventually, an increased density of tumor cells which were localized up to 40 µm from intratumoral blood vessels was proven as an unfavorable independent predictor. In conclusion, this study indicates that computer-assisted image analysis is a valuable tool to relate galectins´ expression and binding to patients´ survival. Therefore, the expression of galectins and their reactive sites are of prognostic relevance in bronchial carcinoma.