Kaufmann, Olaf: Immunhistochemisch gestützte Tumordiagnostik unter besonderer Berücksichtigung von Metastasen bei unbekanntem Primärtumor

Kapitel 4. Ergebnisse

1) Immunohistochemical differentiation of metastatic breast carcinomas from metastatic adenocarcinomas of other common primary sites.

O. Kaufmann, T. Deidesheimer, M. Muehlenberg, P. Deicke and M. Dietel

Publiziert in: Histopathology 29; 1996: 233-240

In dieser Studie wurden insgesamt 328 Metastasen nicht-muzinöser Adenokarzinome unterschiedlicher Primärlokalisation mit einem Panel von insgesamt 13 Antikörpern mit dem Ziel untersucht, Antikörperkombinationen zu finden, mit denen metastatische Mammakarzinome von anderen Adenokarzinomen abgegrenzt werden können. Die spezifische Identifizierung von Mammakarzinomen insbesondere bei Metastasen mit unbekanntem Primärtumor ist klinisch bedeutsam, da für Mammakarzinome - im Gegensatz


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zu Metastasen anderer Primärlokalisation (insbesondere der Lunge, des Pankreas, der Nieren und des Gastrointestinaltraktes) - palliative systemische Therapiekonzepte gut etabliert sind.

Gross cystic disease fluid protein 15 (GCDFP-15) war dabei der Marker mit der höchsten Spezifität für Mammakarzinome vs. alle anderen Adenokarzinome (Spezifität 0,98) bei einer Sensitivität von 0,62. Der Nachweis von Östrogenrezeptoren zeigte für Mammakarzinome eine Spezifität von 0,95 und eine Sensitivität von 0,63, wobei erstere auf 1,00 stieg, wenn Ovarialkarzinome nicht mit einbezogen wurden. Progesteronrezeptoren waren in 3 Mammakarzinomen ohne Nachweis von Östrogenrezeptoren positiv, einer dieser Fälle zeigte auch keine Expression von GCDFP-15. Bei Kombination der 3 Marker ergab sich eine Spezifität von 0,93 vs. alle anderen Adenokarzinome oder 0,98, wenn Ovarialkarzinome nicht mitgerechnet werden. Die Sensitivität der Kombination betrug 0,83 für Mammakarzinome. Die Mammakarzinome ohne Nachweis von GCDFP-15 und Steroidhormonrezeptoren exprimierten nur sehr selten CEA und/ oder Cytokeratin (CK) 20. Sie konnten daher von Brochialkarzinomen, Magenkarzinomen, Pankreaskarzinomen und kolorektalen Karzinomen mit einer Spezifität von 0,99 und einer Sensitivität von 0,82 unterschieden werden. Die niedrige Inzidenz einer positiven Immunreaktivität insbesondere für CEA war jedoch nur in der Subgruppe der Mammakarzinome ohne Nachweis von GCDFP-15 und Steroidhormonrezeptoren zu finden, denn insgesamt zeigten 27% der Mammakarzinome eine positive Färbung für CEA. Wichtig war auch die Verwendung eines Antikörpers, der spezifisch CEA (CD66e) erkennt und nicht mit dem so genannten Nonspecific Cross-Reacting Antigen, und dem biliären Glykoprotein kreuzreagiert.

Für die Abgrenzung von Mamma- und Ovarialkarzinomen war lediglich GCDFP-15 (Spezifität für Mammakarzinome: 1,0) geeignet. Der Nachweis von Vimentin war nur


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bedingt zur Abgrenzung von Nierenzellkarzinomen und Mammakarzinomen ohne Nachweis von GCDFP-15 und Steroidhormonrezeptoren geeignet (Spezifität des Vimentin-Nachweises für Nierenzellkarzinome nur 0,82).

Alle anderen untersuchten und teilweise in der Literatur favorisierten Marker wie CA242, CA19-9, Transthyretin, colon-specific antigen und mammary carcinoma associated antigen erwiesen sich als zu unspezifisch für die Unterscheidung von Mammakarzinomen und extramammären Karzinomen.

2) Immunohistochemical differentiation of metastases of renal cell carcinomas versus other carcinomas with anti-gammaGT monoclonal antibody 138H11.

O. Kaufmann, M. Dietel, J.E. Scherberich, G. Gaedicke & P. Fischer:

Publiziert in: Histopathology 31; 1997: 31-37

In dieser Studie wurde untersucht, ob der von der Arbeitsgruppe Dr. P. Fischer erzeugte monoklonale Antikörper gegen gamma-Glutamyltransferase geeignet ist, paraffineingebettete Metastasen von hellzelligen und chromophilen Nierenzellkarzinomen von anderen Adenokarzinomen abzugrenzen. An Gefrierschnitten zeigten über 98% der untersuchten Nierenzellkarzinome differenzierungsunabhängig eine positive Immunfärbung mit dem mAK 138H11. Da die vorläufigen Testuntersuchungen mit konventioneller Detektion an Paraffinschnitten auch mit hitzeinduzierter Epitopdemaskierung nur sehr unbefriedigende Ergebnisse erbrachten, verwendeten wir schießlich als Detektionssystem die CSA-Methode.

Untersucht wurden mittelgradig und schlecht differenzierte primäre und metastatische Nierenzellkarzinome (51 Primärtumoren, 34 Metastasen) sowie insgesamt 114 Primärtumoren und Metastasen von Adenokarzinomen anderer Primärlokalisation. Die extrarenalen Adenokarzinome waren insofern selektiert, als nur Karzinome verwendet


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wurden, die immunhistochemisch mit den üblichen Markern auch tatsächlich schwer von Nierenzellkarzinomen abzugrenzen sind. So waren alle Adenokarzinome negativ für CEA, CK20 und Östrogenrezeptoren, da diese Marker auch in Nierenzellkarzinomen nie oder nur höchst selten nachgewiesen werden können.

Mit der CSA-Methode war die gammaGT in 26/51 primären Nierenzellkarzinomen und 15/34 Metastasen nachweisbar, überwiegend mit membranösem Färbemuster. Im Gegensatz dazu waren alle Ovarialkarzinome (25 Primärtumoren, 17 Metastasen), Bronchialkarzinome (19 Primärtumoren, 13 Metastasen), Mammakarzinome (21 Metastasen) und Magenkarzinome (3 Metastasen) negativ für gammaGT. Lediglich in 3/16 Endometriumkarzinomen war gammaGT nachweisbar.

Daraus ergibt sich, dass der Nachweis der gammaGT durch mAK 138H11 am Paraffinschnitt mit Hilfe der CSA-Methode im Einzelfall geeignet ist, Nierenzellkarzinome mit hoher Spezifität von anderen Adenokarzinomen abzugrenzen, insbesondere bei Metastasen mit unbekanntem Primärtumor.

3) O. Kaufmann, T. Georgi & M. Dietel: Utility of 123C3 monoclonal antibody against CD56 (NCAM) for the diagnosis of small cell carcinomas on paraffin sections.

Publiziert in: Hum. Pathol. 28; 1997: 1373-1378

CD56 (Neural Cell Adhesion Molecule, NCAM) ist in fast 100% der pulmonalen kleinzelligen Karzinome an Gerfrierschnitten nachweisbar. Wir testeten, ob mit dem mAK 123C3 gegen CD56 auch an Paraffinschnitten pulmonale und extrapulmonale kleinzellige Karzinome mit ähnlich hoher Sensitivität nachgewiesen werden können. Mit hitzeinduzierter Epitopdemaskierung zeigten 69/70 kleinzelligen Karzinome eine positive Immunfärbung mit dem 123C3 Antikörper (Sensitivität: 0,99), wobei das Färbesignal membranös lokalisiert


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war und in den allermeisten Karzinomen mehr als 90% der Tumorzellen erfaßte. Die Immunreaktivität verringerte sich nicht in Biopsien mit Quetschartefakten oder in EDTA-entkalkten Knochenmarkbiopsien. In den 344 untersuchten nicht-neuroendokrinen Karzinomen war CD56 in 7/28 Ovarkarzinomen, 6/30 Nierenzellkarzinomen, 2/10 Endometriumkarzinomen, 2/3 großzelligen Karzinomen der Lunge, 1/38 Adenokarzinomen der Lunge und 4/52 Plattenepithelkarzinomen der Lunge nachweisbar. Die sich daraus ergebende Spezifität von CD56 für kleinzellige Karzinome war 0,94. Von den gleichzeitig mituntersuchten “klassischen“ neuroendokrinen Markern (NSE, PGP9.5, Synaptophysin, Chromogranin A, CD57) erwiesen sich NSE und PGP9.5 als zu wenig spezifisch für den Nachweis von kleinzelligen Karzinomen. Anti-Synaptophysin (Klon SY 38), anti-Chromogranin A (Klon LK2H10) und anti-CD57 hatten zusammen eine Sensitivität von 0,44 für kleinzellige Karzinome und eine Spezifität von 0,95. Im Gegensatz zu den diffusen Färbungen mit anti-CD56 zeigten die eigentlichen neuroendokrinen Marker oft heterogene Färbemuster. Letztendlich muss angemerkt werden, dass auch CD57 kaum als neuroendokriner Marker bezeichnet werden kann, da z.B. in allen Prostatakarzinomen CD57 nachweisbar war. Die Expression von Synaptophysin und/oder Chromogranin A erreichte eine Sensitivität von 0,98.

Es zeigte sich also, dass mit mAK 123C3 kleinzellige Karzinome mit exzellenter Sensitivität und über 90%iger Spezifität von nicht-kleinzelligen Karzinomen abgegrenzt werden können, wobei aufgrund des diffusen Färbemusters die Gefahr von falsch-negativen Ergebnissen in sehr kleinen Biopsien fast ausgeschlossen ist. Im Unterschied dazu waren die klassischen neuroendokrinen Marker (außer NSE und PGP9.5) in weniger als der Hälfte der untersuchten kleinzelligen Karzinome positiv, hatten allerdings eine höhere Spezifität (0,98), wenn nur die Expression von Chromogranin A oder Synaptophysin berücksichtigt wurde.


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4) O. Kaufmann, S. Köther & M. Dietel: Use of antibodies against estrogen and progesterone receptors to identify metastatic breast and ovarian carcinomas by conventional immunohistochemical and tyramide signal amplification methods.

Publiziert in: Mod. Pathol. 11; 1998: 357-363

Der Nachweis von Östrogen- und Progesteronrezeptoren mit konventionellen immunhistochemischen Detektionsmethoden kann bei metastatischen Adenokarzinomen mit unbekanntem Primärtumor verwendet werden, um Mamma- und Ovarialkarzinome zu identifizieren, da differentialdiagnostisch in Frage kommende Adenokarzinome anderer Primärlokalisationen in aller Regel keine Östrogen- oder Progesteronrezeptoren exprimieren. Daher testeten wir die Hypothese, ob mit der hochsensitiven CSA-Methode der Anteil der rezeptorpositiven Mamma- und Ovarialkarzinome erhöht werden kann, ohne dass die Spezifität des Rezeptornachweises für diese Entitäten sinkt.

Getestet wurden 3 Antikörper gegen Östrogenrezeptoren und 4 Antikörper gegen Progesteronrezeptoren. Mit dem mAK 6F11 waren mit beiden Detektionsmethoden geringfügig mehr Mammakarzinome positiv für Östrogenrezeptoren als mit dem weitverbreiteten Klon 1D5. Im Gegensatz dazu war ein Antikörper gegen das C-terminale Ende des Östrogenrezeptors (Klon TE111) deutlich weniger sensitiv. Verglichen mit der konventionellen Detektion waren durch die CSA-Methode nur in 5% mehr Mammakarzinomen und in 4% mehr Ovarialkarzinomen Östrogenrezeptoren nachweisbar. Im Gegensatz dazu erhöhte sich mit der CSA-Methode jedoch der Anteil von rezeptorpositiven primären und metastatischen Bronchialkarzinomen deutlich von 10% auf 46%. Der Anteil von Magenkarzinomen mit Nachweis von Östrogenrezeptoren stieg von 3% auf 9%. Alle anderen untersuchten Karzinome (Kolon, Pankreas, Nieren) blieben auch


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mit der CSA-Methode vollständig rezeptornegativ. Bei den Antikörpern gegen Progesteronrezeptoren zeigte der Standardantikörper 1A6 die höchste Sensitivität für Mamma- und Ovarialkarzinome, die sich mit CSA ebenfalls nur geringfügig steigern ließ. Allerdings war der Antikörper mit CSA auch in anderen Karzinomen positiv und erreichte damit nur eine Spezifität von 0,91. Zwei andere Antikörper gegen Progesteronrezeptoren (Klon hPRa3 und polyklonales Serum) waren etwas weniger sensitiv als mAK 1A6, zeigten dafür aber beide eine Spezifität von 1,00 für Mammakarzinome. Die relativ geringe Spezifität von mAK 1A6 - insbesondere mit CSA - ist vermutlich dadurch bedingt, dass mAK 1A6 im Gegensatz zu den anderen getesteten Anti-Progesteron Antikörpern in der Nähe von Nekrosearealen und in Gewebe mit thermischen Entnahmeartefakten ein nukleäres Hintergrundsignal in allen Zellen (einschließlich der Stromazellen) zeigte, welches insbesondere in stromaarmen Tumorarealen von einem spezifischen Färbesignal oft nur schwer zu unterscheiden war.

5) O. Kaufmann, H. Baume & M. Dietel: Detection of oestrogen receptors in non-invasive and invasive transitional carcinomas of the urinary bladder using both conventional immunohisochemistry and the tyramide staining amplification (TSA) technique.

Publiziert in: J. Pathol. 186; 1998: 165-168

Wir untersuchten 88 invasive und 97 nicht-invasive Urothelkarzinome mit dem Antikörper 6F11 gegen Östrogenrezeptoren sowohl mit konventioneller Immunhistochemie als auch mit der CSA-Methode. Mit der LSAB-Methode waren Östrogenrezeptoren in 18% und mit der CSA-Methode in 25% der Karzinome nachweisbar. Die Östrogenrezeptoren waren dabei signifikant häufiger in invasiven als in nicht-invasiven und auch häufiger in G2/3 als in G1-Karzinomen nachweisbar. Obgleich die biologische Bedeutung der Östrogenrezeptor-


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Expression in Urothelkarzinomen unklar ist, zeigen auch diese Ergebnisse, dass der immunhistochemische Nachweis von Östrogenrezeptoren - insbesondere bei Verwendung der CSA-Methode - nicht auf Mammakarzinome und Adenokarzinome des weiblichen Genitaltraktes beschränkt ist.

6) O. Kaufmann, S. Koch, J. Burghardt, H. Audring & M. Dietel: Tyrosinase, Melan-A, and KBA62 as markers for the immunohistochemical identification of metastatic amelanotic melanomas on paraffin sections.

Publiziert in: Mod. Pathol. 11; 1998: 740-746

Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, ob neue paraffingängige Antikörper gegen Tyrosinase, Melan-A und KBA62 als Ergänzung zu den etablierten Melanom-Markern S100-Protein und HMB-45 für die Diagnostik amelanotischer Melanommetastasen verwendet werden können. Die untersuchten Tumoren umfassten 72 amelanotische Metastasen bekannter kutaner maligner Melanome, 59 schlecht differenzierte Karzinome, 73 Sarkome unterschiedlicher Histogenese, 4 Leydigzell-Tumoren, 10 hochmaligne Lymphome und 6 plasmoblastische/ anaplastische Plasmozytome.

Melan A, Tyrosinase und HMB45 waren vergleichbar sensitiv (0,85-0,86), vorausgesetzt, für HMB45 und Tyrosinase wurde eine hitzeinduzierte Epitopdemaskierung mit EDTA durchgeführt. Allerdings zeigte Anti-Melan-A häufiger ein diffuses Färbemuster als die beiden anderen Marker. Tyrosinase und HMB45 waren lediglich in Melanomen nachweisbar, alle anderen Tumoren waren vollständig negativ. Mit Anti-Melan A (Klon A103) waren außer Melanomen lediglich adrenokortikale Karzinome und Leydigzell-Tumoren positiv. Dabei handelt es sich offenbar um eine Kreuzreaktion, da andere


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Antikörper gegen Melan-A dieses Färbemuster in steroidhormonproduzierenden Tumoren nicht zeigen.

Bis auf einen Fall konnten die Melanome ohne Nachweis der obengenannten spezifischen Marker durch einen S100+/KBA62+/Cytokeratin- Immunphänotyp mit einer Spezifität von 0,99 identifiziert werden.

7) O. Kaufmann & M. Dietel: Thyroid transcription factor-1 is the superior immunohistochemical marker for pulmonary adenocarcinomas and large cell carcinomas compared to surfactant proteins A and B.

Publiziert in: Histopathology 36; 2000: 8-16

In dieser Arbeit testeten und verglichen wir 3 kommerziell verfügbare Antikörper gegen den Thyreoidalen Transkriptionsfaktor - 1 (TTF-1), das Surfactant-Protein A (SPA) und das Surfactant-Protein B (SPB) als immunhistochemische Marker für nicht-neuroendokrine Karzinome pulmonalen Ursprungs.

TTF-1 ist ein nukleärer Trankriptionsfaktor der NKx2-Familie, der in Epithelzellen der embryonalen und reifen Schilddrüse und Lunge exprimiert wird sowie im Dienzephalon nachweisbar ist12-14. Die Surfactant-Proteine A und B spielen eine wichtige Rolle für die Homöostase des Surfactants15.

Wir untersuchten 138 nicht-neuroendokrine Karzinome pulmonaler Herkunft (98 Adenokarzinome, 20 Plattenepithelkarzinome, 20 großzellige undifferenzierte Karzinome) und insgesamt 276 extrapulmonale Karzinome diverser Primärlokalisationen mit kommerziell verfügbaren Antikörpern gegen TTF-1 (Klon 8G7G3/1) und SPA (Klon PE10) und einem ebenfalls kommerziell verfügbaren polyklonalen Kaninchenserum gegen SPB.


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TTF-1 war in 75% der nicht-muzinösen pulmonalen Adenokarzinome und in 40% der großzelligen undifferenzierten Karzinome nachweisbar, aber nur in 10% (1/10) der muzinösen Adenokarzinome. SPA und SPB waren lediglich in jeweils 45% der pulmonalen Adenokarzinome und in 10% (SPA) bzw. 5% (SPB) der großzelligen Karzinome nachzuweisen. SBP war ebenfalls lediglich in 1/10 muzinösen Karzinomen positiv, SPA konnte in keinem der muzinösen Adenokarzinome der Lunge detektiert werden. Es gab keine Karzinome, die negativ für TTF-1, aber positiv für einen der anderen Marker waren. Keiner der 3 Marker konnte in pulmonalen Plattenepithelkarzinomen nachgewiesen werden.

Anti-TTF-1 hatte eine Spezifität von 0,98 für Lungenkarzinome, da 5/7 differenzierten Schilddrüsenkarzinomen die einzigen extrapulmonalen TTF-1-positiven Karzinome waren. Anti-SPB hatte eine Spezifität von 1,00, Anti-SPA zeigte eine Spezifität von 0,97 für Karzinome pulmonaler Herkunft, da 3/5 Schilddrüsenkarzinomen und 5/16 Prostatakarzinomen positiv für SPA waren.

Es zeigte sich also, dass mit dem kommerziell verfügbaren Antikörper 8G7G3/1 gegen TTF-1 ein größerer Anteil von Adenokarzinomen und großzelligen Karzinomen der Lunge hochspezifisch identifiziert werden kann als durch den Nachweis von Surfactant-Proteinen A und/oder B.

8) O. Kaufmann & M. Dietel: Expression of Thyroid Transcription Factor-1 in pulmonary and extrapulmonary small cell carcinomas and other neuroendocrine carcinomas of various primary sites.

Publiziert in: Histopathology, in press

Wir testeten, ob TTF-1 auch zur Identifizierung von pulmonalen neuroendokrinen Karzinomen geeignet ist, wobei die Unterscheidung von pulmonalen und extrapulmonalen


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kleinzelligen Karzinomen und die Abgrenzung von kleinzelligen Karzinomen und Merkelzellkarzinomen der Haut im Vordergrund stand.

Untersucht wurden 37 pulmonale und 15 extrapulmonale kleinzellige Karzinome, 4 pulmonale großzellige neuroendokrine Karzinome, 4 extrapulmonale großzellige neuroendokrine Karzinome, 6 medulläre Schilddrüsenkarzinome, 16 Merkelzellkarzinome und insgesamt 32 Karzinoide/ low-grade Karzinome pulmonalen (12 Fälle) und extrapulmonalen Ursprungs (20 Fälle).

Mit dem monoklonalen Antikörper 8G7G3/1 war TTF-1 in 81% der pulmonalen, aber auch 80% der extrapulmonalen kleinzelligen Karzinome nachweisbar. Weiterhin waren 50% aller pulmonalen Karzinoide, 1 Karzinoid des Magens, 2/4 pulmonalen und 1/4 extrapulmonalen großzelligen Karzinomen sowie alle medullären Schilddrüsenkarzinome positiv für TTF-1.

Unsere Resultate zeigen, dass der Nachweis von TTF-1 nur begrenzt zur Identifizierung von pulmonalen neuroendokrinen Karzinomen verwendet werden kann, allerdings kann die Expression von TTF-1 dazu benutzt werden, Hautmetastasen von kleinzelligen Karzinomen von primären Merkelzellkarzinomen der Haut abzugrenzen.

9) O. Kaufmann, J. Volmerig & M. Dietel: Uroplakin III is a highly specific and moderately sensitive immunohistochemical marker for primary and metastatic urothelial carcinomas.

Publiziert in: Am. J. Clin. Pathol., in press

Uroplakine (Ia, Ib, II und III) sind Strukturproteine terminal differenzierter Urothelien und werden in nicht neoplastischem Urothel in den luminalen Zellmembranen der Deckzellen exprimiert. Moll et al.16 konnten mit einem polyklonalen Antikörper zeigen, dass Uroplakin III (UPIII) hochspezifisch in ca. 50-60% aller Urothelkarzinome am Paraffinmaterial nachweisbar ist. Wir testeten, ob sich mit einem neu kommerziell verfügbaren monoklonalen


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Antikörper gegen UP III (Klon AU1) diese Ergebnisse bestätigen lassen und der Nachweis von UP III zur Identifizierung von primären und metastatischen Urothelkarzinomen am Paraffinmaterial geeignet ist. Untersucht wurden 67 Urothelkarzinome (35 Primärtumoren, 32 Metastasen) und 318 nicht urotheliale Karzinome sowie 5 benigne Brennertumoren und 2 Transitionalzellkarzinome des Ovars.

Uroplakin III konnte in 57% aller Urothelkarzinome nachgewiesen werden (60% der Metastasen und 53% der Primärtumoren). Die Brennertumoren waren ebenfalls positiv für Uroplakin III. Alle anderen Karzinome zeigten keinerlei Immunreaktivität für Uroplakin III.

Es kann daher geschlußfolgert werden, dass der Nachweis von UPIII durch mAk AU1 geeignet ist, ca. 50-60% aller Urothelkarzinome unabhängig vom Differenzierungsgrad hochspezifisch zu identifizieren.


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Mon Sep 9 16:22:31 2002