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Etablierung und Überprüfung eines Biomarkerpanels zum besseren Karzinogeneseverständnis, sichereren Diagnostik und möglichen Graduierung der muzinösen Ovarialtumoren: immunhistochemische Untersuchungen mit Korrelation zu klinischen, pathologischen und Überlebensdaten
Etablierung und Überprüfung eines Biomarkerpanels zum besseren Karzinogeneseverständnis, sichereren Diagnostik und möglichen Graduierung der muzinösen Ovarialtumoren: immunhistochemische Untersuchungen mit Korrelation zu klinischen, pathologischen und Überlebensdaten
In der pathologischen Diagnostik ist eine Abgrenzung zwischen primären muzinösen Ovarialkarzinomen und ovariellen Metastasen mit Ursprung in Kolon, Zervix, Pankreas und Gallenblase immer noch problematisch, da diese Karzinome eine ähnliche Histomorphologie und überlappende immunhistochemische Expressionsmuster aufweisen können. Die richtige Differentialdiagnostik ist jedoch eine grundlegende Voraussetzung für die leitliniengemäße Behandlung der betroffenen Patientinnen. Für muzinöse Ovarialkarzinome gibt es bis heute kein einheitliches Graduierungssystem, in der Praxis werden sie häufig analog endometrioider Karzinome graduiert. Auch eine genaue Erforschung der Mechanismen, die zur Tumorentstehung und Progression bei muzinösen Ovarialkarzinomen beitragen ist wichtig, da so Ansatzpunkte für neue diagnostische Ansätze oder Therapiemöglichkeiten entdeckt werden können. Ziel dieser Arbeit war es, zunächst die bisherigen Diagnosen aus dem Kollektiv zu überprüfen und ein Panel von möglichst spezifischen immunhistochemischen Färbungen für eine bessere Differentialdiagnostik von primären muzinösen Ovarialkarzinomen und sekundären Karzinomen im Ovar zu definieren. Außerdem sollte ein zweistufiges Graduierungssystem anhand von immunhistochemischen Färbungen entwickelt werden. Weiterhin sollte untersucht werden, ob sich anhand der Expressionsmuster von immunhistochemischen Färbungen neue Erkenntnisse über Karzinogenese / Pathogenese von muzinösen Zystadenomen über Borderlinetumoren zu Karzinomen ergeben. Das Kollektiv bestand aus 26 muzinösen Zystadenomen, 26 muzinösen Borderline-tumoren, 46 muzinösen Ovarialkarzinomen sowie 10 muzinösen Karzinomen unklarer Herkunft. Immunhistochemische Färbungen für CK7, CK20, CDX2, ER, PR, PAX8, SATB2, REG4, MUC1 und MUC5AC wurden durchgeführt. Die Expression wurde mit Hilfe des immunreaktiven Scores nach Remmele und Stegner ermittelt. Anhand der Histomorphologie, des Expressionsmusters der immunhistochemischen Färbungen sowie klinischer Daten wurden die Fälle nach der aktuellen WHO-Klassifikation reevaluiert. Dabei stellte sich bei 2 Zystadenomen, 2 Borderlinetumoren und einem Ovarialkarzinom heraus, dass es sich um seromuzinöse Tumoren bzw. um ein endometrioides Ovarialkarzinom handelte. Von den verbliebenen 45 muzinösen Ovarialkarzinomen entpuppten sich 4 Fällen als Metastasen von Dickdarmkarzinomen, zwei Karzinome ließen sich keinem eindeutigen Ursprung zuordnen. Bei den zehn muzinösen Karzinomen unklarer Herkunft waren sich die Erstuntersucher von vorneherein bezüglich der Diagnose unsicher. Aus dieser Kategorie verbleiben zwei Fälle unklar, ein Fall wurde als muzinöses Ovarialkarzinom eingeordnet, ein weiterer Fall als Endometriumkarzinom. Die weiteren 6 Fälle konnten als Kolonkarzinommetastasen eingeordnet werden. Anhand der Re-Evaluation wird deutlich, dass es bis zum Jahr 2014 zu diagnostischen Problemen und bis zum Jahr 2011 auch zu Fehlinterpretationen durch mangelnde technische Möglichkeiten kam. Da sich nach der Re-Evaluation zeigte, dass es sich bei den Karzinomen anderen Ursprungs in diesem Kollektiv fast ausschließlich um Kolonkarzinome handelt, konnten hier nur die Unterschiede im immunhistochemischen Färbeverhalten von muzinösen Ovarialkarzinomen und Kolonkarzinomen durch Kontingenzanalysen statistisch untersucht werden. Im exakten Test nach Fisher zeigten sich die Färbungen CK7, SATB2, PAX8, und MUC1 signifikant und für diese Differentialdiagnostik geeignet. Eine positive PAX8-Expression spricht für einen Ursprung des Karzinoms im Ovar. Im untersuchten Kollektiv betrug die PAX8-Expression innerhalb der Ovarialkarzinome 50,0%. Bei einer fehlenden Expression kann sowohl ein Ovarial- als auch ein Kolonkarzinom vorliegen. Eine fehlende MUC1-Expression deutet laut den Ergebnissen dieser Arbeit auf einen Ursprung im Dickdarm hin (40% aller Dickdarmkarzinome), eine positive Expression auf einen Ursprung im Ovar oder im Dickdarm (100% aller Ovarialkarzinome und 60% aller Dickdarmkarzinome). Da die Färbungen MUC1, CK20, CK7 und CDX2 jedoch unspezifisch sind, ist eine genaue Differentialdiagnostik anhand des Expressionsmusters dieser Färbungen problematisch. Bei SATB2 ist in seltenen Fällen eine Verwechslung zu Karzinomen des gastroösophagealen Übergangs und des pankreatikobiliären Systems möglich, da SATB2 hier ebenfalls exprimiert werden kann. Bei einer positiven PAX8-Expression ist vor allem eine Verwechselung mit Zervix- oder Endometriumkarzinomen möglich, da PAX8 hier ebenfalls exprimiert wird. Die statistischen Untersuchungen dieser Arbeit legen nahe, zur besseren Differentialdiagnostik zwischen muzinösen Ovarialkarzinomen und Dickdarmkarzinomen das bisher empfohlene Panel CK7, CK20, CDX2, SATB2 und p16 um die Färbungen MUC1 und PAX8 zu ergänzen. Muzinöse Ovarialkarzinome werden in der Praxis oft nach den Regeln für endometrioide Karzinome graduiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass dieses Graduierungssytem nicht für die Unterscheidung zwischen gut und mittelmäßig differenzierten muzinösen Ovarialkarzinomen geeignet ist. Durch statistische Untersuchungen wurden die Färbungen CK20, ER, PAX8 und das Wachstumsmuster als Kandidaten für ein neues, zweistufiges Graduierungssystem identifiziert. Anhand von Cox-Regressionsanalysen wurde untersucht, wie groß der Effekt der vermuteten Einflussgrößen unter Berücksichtigung von T-Stadium und Alter auf die zensierte Überlebenszeit ist. In der Cox-Regressionsanalyse zeigte sich, dass die Expression von PAX8 und CK20 sowie das Wachstumsmuster einen signifikanten Einfluss auf die Hazard-Ratio besitzen und somit unabhängige Prognosefaktoren darstellten. In der WHO-Klassifikation von 2020 wird das expansive Wachstumsmuster als Faktor für eine bessere Prognose beschrieben. Um ein einfaches, zuverlässiges und reproduzierbares Graduierungssystem zu schaffen empfehlen wir daher die Graduierung nach dem Wachstumsmuster. Die Färbungen REG4 und MUC5AC zeigten bezüglich der Tumordignität eine signifikante Korrelation, bei der Analyse durch Kontingenz-analyse durch den Chi-Quadrat Test zeigte sich nur MUC5AC signifikant. In der Literatur und in weiteren statistischen Untersuchungen fanden sich jedoch keine Anhaltspunkte für die Hypothese, dass SATB2 zur Karzinogenese von Ovarialtumoren beiträgt. Im untersuchten Kollektiv wird die REG4-Expression mit Fortschreiten der malignen Transformation herunterreguliert. Insgesamt unterstützen die Ergebnisse dieser Arbeit die Hypothese, dass eine REG4-Überexpression ein frühes Ereignis in der Adenom-Karzinom Sequenz von muzinösen Ovarialkarzinomen darstellt und anschließend herunterreguliert wird. Im untersuchten Kollektiv ging auch die Expression von MUC5AC im Zuge der malignen Transformation von muzinösen Zystadenomen zu Ovarialkarzinomen verloren. Insgesamt erscheint ein Verlust der MUC5AC-Expression als Ausdruck der fortgeschrittenen Karzinogenese aufgrund der starken Signifikanz in zwei verschiedenen statistischen Testverfahren und ähnlicher Ergebnisse in anderen Studien plausibel. Aufgrund dieser Ergebnisse kann bei fraglicher Differentialdiagnostik zwischen Adenom / Borderlinetumor bzw. Borderlinetumor / Karzinom eine negative MUC5AC- oder REG4-Expression als Hinweis auf eine fortgeschrittene maligne Transformation gewertet werden. Weitere Studien mit größeren Patientenkollektiven und molekularen Untersuchungen wären wünschenswert, um den MUC5AC/ REG4-Verlust im Zuge der Karzinogenese sowie die Validität eines binären Graduierungssystems unter Einschluss des Wachstumsmusters und immunhistochemischer Färbungen wie CK20 und PAX8 zu beurteilen. Außerdem sollten zur besseren Unterscheidung von seltenen Differentialdiagnosen des muzinösen Ovarialkarzinoms wie Pankreas-, Magen- oder Gallenblasenkarzinomen weitere Studien zu immunhistochemischen Markern durchgeführt werden.
Not available
Holley, Eva-Maria
2023
German
Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität München
Holley, Eva-Maria (2023): Etablierung und Überprüfung eines Biomarkerpanels zum besseren Karzinogeneseverständnis, sichereren Diagnostik und möglichen Graduierung der muzinösen Ovarialtumoren: immunhistochemische Untersuchungen mit Korrelation zu klinischen, pathologischen und Überlebensdaten. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

In der pathologischen Diagnostik ist eine Abgrenzung zwischen primären muzinösen Ovarialkarzinomen und ovariellen Metastasen mit Ursprung in Kolon, Zervix, Pankreas und Gallenblase immer noch problematisch, da diese Karzinome eine ähnliche Histomorphologie und überlappende immunhistochemische Expressionsmuster aufweisen können. Die richtige Differentialdiagnostik ist jedoch eine grundlegende Voraussetzung für die leitliniengemäße Behandlung der betroffenen Patientinnen. Für muzinöse Ovarialkarzinome gibt es bis heute kein einheitliches Graduierungssystem, in der Praxis werden sie häufig analog endometrioider Karzinome graduiert. Auch eine genaue Erforschung der Mechanismen, die zur Tumorentstehung und Progression bei muzinösen Ovarialkarzinomen beitragen ist wichtig, da so Ansatzpunkte für neue diagnostische Ansätze oder Therapiemöglichkeiten entdeckt werden können. Ziel dieser Arbeit war es, zunächst die bisherigen Diagnosen aus dem Kollektiv zu überprüfen und ein Panel von möglichst spezifischen immunhistochemischen Färbungen für eine bessere Differentialdiagnostik von primären muzinösen Ovarialkarzinomen und sekundären Karzinomen im Ovar zu definieren. Außerdem sollte ein zweistufiges Graduierungssystem anhand von immunhistochemischen Färbungen entwickelt werden. Weiterhin sollte untersucht werden, ob sich anhand der Expressionsmuster von immunhistochemischen Färbungen neue Erkenntnisse über Karzinogenese / Pathogenese von muzinösen Zystadenomen über Borderlinetumoren zu Karzinomen ergeben. Das Kollektiv bestand aus 26 muzinösen Zystadenomen, 26 muzinösen Borderline-tumoren, 46 muzinösen Ovarialkarzinomen sowie 10 muzinösen Karzinomen unklarer Herkunft. Immunhistochemische Färbungen für CK7, CK20, CDX2, ER, PR, PAX8, SATB2, REG4, MUC1 und MUC5AC wurden durchgeführt. Die Expression wurde mit Hilfe des immunreaktiven Scores nach Remmele und Stegner ermittelt. Anhand der Histomorphologie, des Expressionsmusters der immunhistochemischen Färbungen sowie klinischer Daten wurden die Fälle nach der aktuellen WHO-Klassifikation reevaluiert. Dabei stellte sich bei 2 Zystadenomen, 2 Borderlinetumoren und einem Ovarialkarzinom heraus, dass es sich um seromuzinöse Tumoren bzw. um ein endometrioides Ovarialkarzinom handelte. Von den verbliebenen 45 muzinösen Ovarialkarzinomen entpuppten sich 4 Fällen als Metastasen von Dickdarmkarzinomen, zwei Karzinome ließen sich keinem eindeutigen Ursprung zuordnen. Bei den zehn muzinösen Karzinomen unklarer Herkunft waren sich die Erstuntersucher von vorneherein bezüglich der Diagnose unsicher. Aus dieser Kategorie verbleiben zwei Fälle unklar, ein Fall wurde als muzinöses Ovarialkarzinom eingeordnet, ein weiterer Fall als Endometriumkarzinom. Die weiteren 6 Fälle konnten als Kolonkarzinommetastasen eingeordnet werden. Anhand der Re-Evaluation wird deutlich, dass es bis zum Jahr 2014 zu diagnostischen Problemen und bis zum Jahr 2011 auch zu Fehlinterpretationen durch mangelnde technische Möglichkeiten kam. Da sich nach der Re-Evaluation zeigte, dass es sich bei den Karzinomen anderen Ursprungs in diesem Kollektiv fast ausschließlich um Kolonkarzinome handelt, konnten hier nur die Unterschiede im immunhistochemischen Färbeverhalten von muzinösen Ovarialkarzinomen und Kolonkarzinomen durch Kontingenzanalysen statistisch untersucht werden. Im exakten Test nach Fisher zeigten sich die Färbungen CK7, SATB2, PAX8, und MUC1 signifikant und für diese Differentialdiagnostik geeignet. Eine positive PAX8-Expression spricht für einen Ursprung des Karzinoms im Ovar. Im untersuchten Kollektiv betrug die PAX8-Expression innerhalb der Ovarialkarzinome 50,0%. Bei einer fehlenden Expression kann sowohl ein Ovarial- als auch ein Kolonkarzinom vorliegen. Eine fehlende MUC1-Expression deutet laut den Ergebnissen dieser Arbeit auf einen Ursprung im Dickdarm hin (40% aller Dickdarmkarzinome), eine positive Expression auf einen Ursprung im Ovar oder im Dickdarm (100% aller Ovarialkarzinome und 60% aller Dickdarmkarzinome). Da die Färbungen MUC1, CK20, CK7 und CDX2 jedoch unspezifisch sind, ist eine genaue Differentialdiagnostik anhand des Expressionsmusters dieser Färbungen problematisch. Bei SATB2 ist in seltenen Fällen eine Verwechslung zu Karzinomen des gastroösophagealen Übergangs und des pankreatikobiliären Systems möglich, da SATB2 hier ebenfalls exprimiert werden kann. Bei einer positiven PAX8-Expression ist vor allem eine Verwechselung mit Zervix- oder Endometriumkarzinomen möglich, da PAX8 hier ebenfalls exprimiert wird. Die statistischen Untersuchungen dieser Arbeit legen nahe, zur besseren Differentialdiagnostik zwischen muzinösen Ovarialkarzinomen und Dickdarmkarzinomen das bisher empfohlene Panel CK7, CK20, CDX2, SATB2 und p16 um die Färbungen MUC1 und PAX8 zu ergänzen. Muzinöse Ovarialkarzinome werden in der Praxis oft nach den Regeln für endometrioide Karzinome graduiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass dieses Graduierungssytem nicht für die Unterscheidung zwischen gut und mittelmäßig differenzierten muzinösen Ovarialkarzinomen geeignet ist. Durch statistische Untersuchungen wurden die Färbungen CK20, ER, PAX8 und das Wachstumsmuster als Kandidaten für ein neues, zweistufiges Graduierungssystem identifiziert. Anhand von Cox-Regressionsanalysen wurde untersucht, wie groß der Effekt der vermuteten Einflussgrößen unter Berücksichtigung von T-Stadium und Alter auf die zensierte Überlebenszeit ist. In der Cox-Regressionsanalyse zeigte sich, dass die Expression von PAX8 und CK20 sowie das Wachstumsmuster einen signifikanten Einfluss auf die Hazard-Ratio besitzen und somit unabhängige Prognosefaktoren darstellten. In der WHO-Klassifikation von 2020 wird das expansive Wachstumsmuster als Faktor für eine bessere Prognose beschrieben. Um ein einfaches, zuverlässiges und reproduzierbares Graduierungssystem zu schaffen empfehlen wir daher die Graduierung nach dem Wachstumsmuster. Die Färbungen REG4 und MUC5AC zeigten bezüglich der Tumordignität eine signifikante Korrelation, bei der Analyse durch Kontingenz-analyse durch den Chi-Quadrat Test zeigte sich nur MUC5AC signifikant. In der Literatur und in weiteren statistischen Untersuchungen fanden sich jedoch keine Anhaltspunkte für die Hypothese, dass SATB2 zur Karzinogenese von Ovarialtumoren beiträgt. Im untersuchten Kollektiv wird die REG4-Expression mit Fortschreiten der malignen Transformation herunterreguliert. Insgesamt unterstützen die Ergebnisse dieser Arbeit die Hypothese, dass eine REG4-Überexpression ein frühes Ereignis in der Adenom-Karzinom Sequenz von muzinösen Ovarialkarzinomen darstellt und anschließend herunterreguliert wird. Im untersuchten Kollektiv ging auch die Expression von MUC5AC im Zuge der malignen Transformation von muzinösen Zystadenomen zu Ovarialkarzinomen verloren. Insgesamt erscheint ein Verlust der MUC5AC-Expression als Ausdruck der fortgeschrittenen Karzinogenese aufgrund der starken Signifikanz in zwei verschiedenen statistischen Testverfahren und ähnlicher Ergebnisse in anderen Studien plausibel. Aufgrund dieser Ergebnisse kann bei fraglicher Differentialdiagnostik zwischen Adenom / Borderlinetumor bzw. Borderlinetumor / Karzinom eine negative MUC5AC- oder REG4-Expression als Hinweis auf eine fortgeschrittene maligne Transformation gewertet werden. Weitere Studien mit größeren Patientenkollektiven und molekularen Untersuchungen wären wünschenswert, um den MUC5AC/ REG4-Verlust im Zuge der Karzinogenese sowie die Validität eines binären Graduierungssystems unter Einschluss des Wachstumsmusters und immunhistochemischer Färbungen wie CK20 und PAX8 zu beurteilen. Außerdem sollten zur besseren Unterscheidung von seltenen Differentialdiagnosen des muzinösen Ovarialkarzinoms wie Pankreas-, Magen- oder Gallenblasenkarzinomen weitere Studien zu immunhistochemischen Markern durchgeführt werden.