5 CD24 - tumorbiologische Aspekte eines Moleküls

Ende der 70er Jahre des letzten Jahrhunderts wurde in der Maus ein hydrophobes Glycoprotein mit lipidartiger Struktur beschrieben, das über einen Glykosylphosphatidylinositol(GPI)-Anker in die Zellmembran integriert ist. Wegen seiner Hitzebeständigkeit wurde es „heat-stable-antigen“ (HSA), oder, nach dem Antikörper, J11d/M1.69 genannt. HSA fand sich in der Maus in hämatopoetischen Zellinien, vor allem in B-Lymphozyten, Erythrozyten und neutrophilen Granulozyten, aber auch in Thymozyten. Seine zellreihenspezifische Expression machte HSA bei Immunologen zu einem beliebten Marker für B-Lymphozyten. 1990 wurde murines HSA (Kay et al., 1990), bald darauf sein humanes Homolog CD24 (Kay et al., 1991) kloniert. CD24 besteht aus 27 Aminosäuren, die über zahlreiche Bindungsstellen für N- und O-gebundene Glykosylierung verfügen. Im Vergleich zum murinen CD24/HSA finden sich im humanen CD24 zusätzliche Serin- und Threoninreste, die das Molekül muzinähnlicher machen, sowie weitere O-gebundene Glykosylierungsstellen in der N-terminalen Hälfte des Proteins (siehe Abbildung 2). Die Glykosylierung von CD24 [Seite 8↓]ist in Abhängigkeit vom Zelltyp sehr unterschiedlich, was sich in stark variablem Molekulargewicht (35-70kD) widerspiegelt (Abb. 2). Das humane CD24 ist genomisch lokalisiert auf Chromosom 6q21 (Zarn et al., 1995) und zeigt einen allellischen Polymorphismus (Valin-Alanin Austausch).

Abbildung 2: Schematische Darstellung des CD24 Moleküls. Zentral das über einen GPI-Anker an die Zellmembran gebundene Kernmolekül, welches über zahlreiche Glykosylierungsstellen verfügt (Quelle: Peter Altevogt in Kristiansen et al., 2003 im Druck)

5.1 Funktion von CD24

Die Funktion von CD24 blieb lange unklar. CD24-Knockout-Mäuse oder chimerische Mäuse, die aus embryonalen Stammzellen mit CD24-doppel-Knockout gezüchtet wurden, waren empfindlicher als normale Mäuse und zeigten eine retardierte B-Zell-Reifung. Erythrozyten dieser Mäuse zeigten zusätzlich eine verkürzte Halbwertzeit, eine stärkere Verklumpungsneigung und lysierten schneller in hypotonen Lösungen (Nielsen et al., 1997). Ektope Expression von CD24 in T-Lymphozyten verbesserte die Lymphozytenstimulierbarkeit in der sekundären Immunantwort. Möglicherweise ist eine CD24 Expression mit Proliferation und Überleben von B- und T-Lymphozytenvorläuferzellen assoziiert. CD24 Antikörper induzierten Apoptose in murinen B-Zellvorläuferzellen und unterdrückten eine anti-CD40-induzierte Proliferation reifer ruhender B-Lymphozyten (Chappel et al., 1996). Auch in humanen Burkitt-Lymphom-Zellen ist eine CD24 induzierte Apoptose beschrieben (Suzuki et al., 2001). Darüberhinaus gibt es auch für T-Lymphozyten Indizien für eine CD24-abhängige Regulation der Proliferation: Eine klonale Vermehrung CD4-positiver Lymphozyten im Rahmen der Immunantwort erfordert [Seite 9↓]eine co-stimulatorische Aktivität auf der Oberfläche der antigenpräsentierenden Zelle. Durch Transfektions- und Antikörperversuche wurde CD24 als wichtiges co-stimulatorisch wirkendes Molekül erkannt. Bislang ist der CD24-Ligand auf den T-Zellen allerdings noch nicht identifiziert (Liu et al., 1992).

Der einzige bekannte CD24 Ligand ist P-Selektin. Unter physiologischen Bedingungen fand sich eine CD24 abhängige, durch CD24 Antikörper inhibierbare Adhäsion von Granulozyten oder Monozyten an aktivierten Endothelien und Thrombozyten, beides Zelltypen mit starker P-Selektin Expression (Aigner et al., 1995). Dieser P-Selektin abhängige Mechanismus scheint bei Lymphozyten von untergeordneter Bedeutung zu sein, was möglicherweise in der zelltypspezifischen Glykosylierung des CD24 Moleküls begründet liegt.

5.2 Funktionen von CD24 in humanen Tumoren

Die CD24-P-Selektin Interaktion könnte eine wichtige Rolle in der hämatogen-metastatischen Tumorprogression spielen. Die Entwicklung hämatogener Tumormetastasen ist ein mehrschrittiger Prozess, der spezifische Fähigkeiten der Tumorzellen voraussetzt. Die Tumorzellen müssen fähig sein, den Zellverband des Primärtumors zu verlassen, in Gefäße einzubrechen, schließlich wieder an Endothelien der Zielorgane anzuhaften, um nach der Zellmigration durch Proliferation eine Metastase zu bilden. CD24-positive Tumorzellen könnten eine stärkere Neigung zu einer durch P-Selektin vermittelten Zelladhäsion, die der Invasion/Migration vorausgeht, besitzen. Es ist noch Gegenstand der Diskussion, ob auch die Bildung von Tumorthromben, d.h. die Anhaftung von Thrombozyten und Fibrin an freie Tumorzellen im Blutstrom, die Entstehung hämatogener Metastasen fördert. Diese Hypothese wurde durch Tierversuche untermauert, in denen Tiere mit P-Selektin Mangel oder aber verminderten Thrombozytenzahlen im peripheren Blut eine verminderte hämatogene Tumorzelldissemination aufwiesen (Kim et al., 1998). Eine vermehrte Bildung kleiner Tumorthromben durch Aggregation P-Selektin-positiver Thrombozyten an freie CD24-positive Tumorzellen ist wahrscheinlich: Es ist für CD24-positive Tumorzellen bereits gezeigt worden, dass sie sowohl in einem statischen Modell, als auch unter physiologischen Flussbedingungen an aktivierten Thrombozyten und Endothelien anhaften können (Aigner et al., 1997, 1998). Allerdings ist diese Anhaftung durch das Glykosylierungsmuster des CD24 Moleküls beeinflusst. Insbesondere das sialylLex-Epitop scheint hier von Bedeutung zu sein. [Seite 10↓]Diese Schlussfolgerung basiert auf Transfektionsexperimenten der Adenokarzinomzellinie A125, die entweder mit CD24 und/oder Fucosyltransferase TVII cDNA transfiziert wurde. Allein die doppelt-transfizierte Zellinie zeigte eine P-Selektin Adhäsion. Auch in einem Metastasierungsmodell der Maus zeigten nur die doppelt-transfizierten Tumorzellen, die ein sialylLex-modifiziertes CD24 Molekül exprimierten, eine pulmonale Anhaftung. Daß sich in Lipolpolysaccharid (LPS)- vorbehandelten Mäusen eine weiterhin verstärkte pulmonale Anhaftung zeigte, die in P-Selektin-knockout-Mäusen nicht nachweisbar war, belegt weiterhin die P-Selektinabhängigkeit dieses Mechanismus. Die A125-FucTVII-transfizierte Zellinie, die das sialylLex-Epitop, nicht jedoch CD24 exprimierte, zeigte keine P-Selektin-abhängige pulmonale Anhaftung (Friedrichs et al., 2001). Das sialylLex-Epitop findet sich in einer Vielzahl humaner Karzinome und Korrelationen zwischen seiner Expression mit der Prognose des klinischen Verlaufes sind beschrieben (Konno et al., 2002; Baldus et al., 2000; Ura et al., 1997; Jorgensen et al., 1995). Diese Beobachtungen zeigen, dass sialylLex-modifiziertes CD24 eine wichtige Rolle bei der pulmonalen Metastasierung humaner Karzinome spielen könnte.


[Seite 11↓]

5.3  Expression von CD24 in humanen Tumoren

Tabelle 1 gibt einen chronologischen Überblick wichtiger Arbeiten über CD24 in hämatologischen und soliden Tumoren des Menschen.

Tabelle 1: Chronologische Übersicht über Studien, die eine CD24 Expression in humanen Tumoren beschreiben

Jahr

Tumor

Studientyp*

n

Referenz

1981

Akute Leukämie

IF

 

Abrahamson et al.

1983

Lymphoide Neoplasien

IH

70

Knowles et al.

1987

Lymphome des Waldeyer Rings

IH

23

Chan et al.

1987

Akute lymphatische Leukämie (cALL)

IF

100

Foa et al.

1988

Non Hodgkin Lymphom (NHL)

IH, IF

92

Schuurman et al.

1988

Myelom

Indirect immune rosetting, IF

43

Jackson et al.

1988

B-NHL, low grade

IF

48

Oertel et al.

1989

Haarzellenleukämie

IF

1

Fridrik et al.

1989

Klarzellensarkom

IH

1

Mechtersheimer et al.

1990

Nephroblastom

IH

12

Droz et al.

1990

Nierenzellkarzinom

IH

28

Droz et al.

1992

SCLC

Northern Blot, IF

8

Jackson et al.

1993

Neuroblastom,

Ganglioneuroblastom

IH

9

Mechtersheimer et al.

1993

Sarkom des terminalen Ileums

IH

1

Kataoka et al.

1994

Zellinien von Plattenepithelkarzinomen der Lunge, Magen-, Colon-, Nierenzell-, und Chorionkarzinomen

IH

12

Akashi et al.

1995

Nasopharyngealkarzinom

Northern blot, IH

4

Karran et al.

1995

Hepatozelluläres Karzinom

Differential Display, Northern Blot

91

Jackson et al.

1996

Neurale Tumoren

IH

50

Poncet et al.

1999

Urothelkarzinom der Harnblase

SSH

2

Gromova et al.

1999

Mammakarzinomzellinien

SSH/ cDNA Array

4

Yang et al.

1999

Gliom

Mouse model

1

Senner et al.

1999

Mammakarzinom

IH

29

Fogel et al.

2000

Mesoblastisches Nephrom des Erwachsenen

IH

1

Daniel et al.

2001

Ovarialkarzinom

cDNA Array

27

Welsh et al.

2001

Kolorektales Karzinom

ISH

10

Nestl et al.

2002

Prostatakarzinom

IH

10

Liu et al.

2002

Mammakarzinomzellinien

RT-PCR

25

Schindelmann et al.

2002

Ovarialkarzinom

IH

56

Kristiansen et al.

2003

Nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom

IH

89

Kristiansen et al.

2003

Neuroendokrines Prostatakarzinom

IH

1

Clegg et al.

2003

Merkelzellkarzinom

IH

31

Deichmann et al.

2003

Mammakarzinom

RT-PCR

18

Sorbello et al.

2003

Prostatakarzinom

IH

102

Kristiansen et al.

2003

Mammakarzinom

IH

201

Kristiansen et al.

*Abkürzungen: IH-Immunhistochemie, IF- Immunfluoreszenz, SSH- Subtraktive Supressive Hybridisierung

Es folgt eine nach Tumorentität geordnete Zusammenfassung wesentlicher Befunde dieser Studien einschließlich einer detaillierteren Beschreibung der eigenen [Seite 12↓]Arbeiten. 2001 kam ein paraffingängiger monoklonaler CD24 Antikörper auf den Markt (Ab-2, Klon 24C02, Neomarkers, Fremont, USA), der eine immunhistochemische Antigendetektion an paraffinisiertem Archivmaterial erlaubte. Retrospektive CD24-Proteinexpressionsstudien an klinisch durch Verlaufsdaten charakterisierten Tumorkollektiven wurden so erstmalig möglich. In der Folge haben wir die Tumorentitäten nicht-kleinzelliges Lungenkarzinom, Ovar-, Mamma-, Prostata-, und Pankreaskarzinom auf ihre CD24 Expression hin untersucht und die Befunde mit klinikopathologischen Parametern einschließlich der Patientenüberlebenszeit korreliert.

5.4 Spezifität des Antikörpers Ab-2

Die Spezifität des CD24 Antikörpers haben wir in einer FACS-Analyse bestätigen können. Wir untersuchten die Reaktivität zweier CD24 Antikörper, des bereits etablierten ML-5 und des neueren Ab-2, an der Zellinie A125 in nativer (CD24 negativ) und CD24 transfizierter Form (CD24 positiv). Wie Abbildung 3 zeigt, ließ sich unter Einsatz beider Antikörper ein stärkeres Signal der CD24 transfizierten Zellinie (rechts) nachweisen, während die nicht-transfizierten Zellinie (links) keine Immunreaktivität zeigte (Kristiansen et al., 2003 im Druck). Der Antikörper Ab-2 ist im Gegensatz zum ML-5 paraffingängig und wurde daher von uns für die Immunhistochemie verwendet.

Abbildung 3: Links eine FACS Analyse der CD24-negativen Zellinie A125 unter Verwendung der monoklonalen Antikörper ML-5 and Ab-2. Rechts eine entsprechende FACS Analyse der CD24 transfizierten Zellinie CD24-A125


[Seite 13↓]

5.5  CD24 im Ovarialkarzinom

Welsh et al.(2001) fanden in einer vergleichenden Chip-basierten Expressionsstudie von 27 serös-papillären Adenokarzinomen des Ovars und drei normalen Ovarien CD24 mRNA in den Tumoren aufreguliert. Dies wurde mit quantitativen RT-PCR Untersuchungen bestätigt: In einem von dreien Tumoren war CD24 stark exprimiert.

Wir überprüften diese Ergebnisse auf Proteinebene anhand von Gewebeproben von 78 Patientinnen: Neun normale Ovarien, fünf Zystadenome, acht Borderline Tumoren und 56 invasive Karzinome (Histologie: 29 serös, 5 mucinös, 7 endometrioid, 2 klarzellig, 1 transitional, 12 undifferenziert. pT-Stadien: 11 pT1, 7 pT2, 38 pT3. FIGO-Stadien: 10 I, 6 II, 36 III, 4 IV. Silverberg-Grad: 11 G1, 23 G2, 22 G3) wurden immunhistochemisch auf ihre CD24 Expression hin untersucht und die Färbung semiquantitativ ausgewertet. Die Immunfärbungen ließen zwei unterschiedliche Lokalisationen erkennen, eine membranöse (Abb. 4, links), die für ein membrangebundenes Oberflächenmolekül zu erwarten war, und eine zusätzliche zytoplasmatische Immunreaktivität (Abb. 4, rechts):

Abbildung 4: CD24 in Ovarialkarzinomen

Letztere sahen wir in 59% der Karzinome und in einem Borderlinetumor, nicht jedoch in normalen Ovarien oder in endosalpingealer Mucosa, welche eine starke, luminale membranöse Färbung aufwies. Eine membranöse Färbung sahen wir in 83% der invasiven Karzinome. Beide Färbequalitäten zeigten keine Korrelation mit dem Patientinnenalter, dem histologischen Subtyp, dem Tumorgrad, dem pT- oder FIGO-Stadium oder dem Nodalstatus. In der univariaten Analyse der Überlebenszeiten nach Kaplan Meier zeigten sich höhere Werte der zytoplasmatischen CD24 Expression als hochgradig prädiktiv für kürzere [Seite 14↓]Überlebenszeiten (Abb. 5, links: (durchschnittlich) 36,5 vs. 97,8 Monate; p=0,0002). Keine Unterschiede in der Überlebenszeit fanden sich in der Differenzierung des membranösen CD24 (Abb. 5, rechts)

Abbildung 5: Kaplan Meier Kurven der Überlebenszeiten von Patientinnen mit Ovarialkarzinomen, stratiziert nach CD24 Expression

In der multivariaten Analyse (Cox Regressionsmodell), in die alle Parameter eingeschlossen wurden, die sich in der univariaten Analyse als signifikant erwiesen hatten, verblieben allein das zytoplasmatische CD24 (Relatives Risiko (RR)=7,77; p=0,001) und das FIGO-Stadium (p=0,002) als unabhängige prognostische Parameter erhalten. Eine genaue Beschreibung dieser Studie findet sich im Anhang 9.3 (Kristiansen et al., 2002).

5.6 CD24 im nicht-kleinzelligen Lungenkarzinom

Jackson et al.(1992) klonierten das cluster-w4-Antigen, welches in kleinzelligen Lungenkarzinomen (SCLC) stark exprimiert ist. Sie fanden, dass die Sequenz bis auf einen einzelnen Valin-Alanin-Austausch mit CD24 identisch war. Sie beschrieben eine CD24 Expression in acht SCLC Zellinien und auch in Zellinien nicht-kleinzelliger Lungenkarzinome (NSCLC).

Wir untersuchten die CD24 Protein Expression in NSCLC an einem sogenannten „Tissue Mikro Array“. Dies ist eine Zusammenstellung repräsentativer Tumorproben in Biopsiegröße, die in einen neuen Paraffinblock integriert wird. Dies ermöglicht die Untersuchung eines kompletten Tumorkollektives auf einem Schnitt in einem Arbeitsgang. Auf diesem Array waren 89 Tumoren auswertbar und einer weiteren Analyse zugänglich. Diese Fälle gliederten sich in 49 Adenokarzinome und [Seite 15↓]40 Plattenepithelkarzinome (pT-Stadium: 22 pT1, 57 pT2, 8 pT3, 2 pT4. Nodalstatus: 53 pN0, 12 pN1, 23 pN2. Grad: 3 G1, 44 G2, 42 G3). Um der kleinen Stanzgröße der Einzelproben Rechnung zu tragen, wurde nur die CD24 Gesamtfärbung, unabhängig von der Färbequalität (membranös/zytoplasmatisch), semiquantitativ ausgewertet. 45% der Tumoren hatten eine starke CD24 Expression, welche signifikant häufiger in Adenokarzinomen (Abb. 6, links) als in Plattenepithelkarzinomen (Abb. 6, rechts) beoachtet wurde.

Abbildung 6: CD24 in nicht-kleinzelligen Lungenkarzinomen

Hiervon abgesehen, fanden sich keine weiteren Korrelationen zu klinisch-pathologischen Parametern. In der univariaten Überlebensanalyse zeigte sich, dass Patienten, deren Tumoren CD24 stark exprimierten, signifikant früher (median 23 vs. 38 Monate, p=0,03; Abb. 7) starben.

Abbildung 7: Kaplan Meier Kurve der Überlebenszeiten von Patienten mit nicht-kleinzelligen Lungenkarzinomen, stratifiziert nach CD24 Expression

Dies konnte in der Cox Regression bestätigt werden, in welcher sich das UICC-Stadium (RR=2,4; p=0,006) und eine starke CD24 Expression (RR=2; [Seite 16↓]p=0,024) als unabhängig signifikante Prognoseparameter erwiesen. Eine detailliertere Beschreibung dieser Studie findet sich im Anhang 9.4 (Kristiansen et al., 2003).

5.7 CD24 im Prostatakarzinom

Der erste Bericht einer CD24 Expression im Prostatakarzinom stammte von Liu et al. (2001), die systematisch die Expression von CD-Markern in Prostatagewebe untersuchten. Clegg et al. (2003) beschrieben einen Fall eines CD24 positiven kleinzelligen neuroendokrinen Karzinoms der Prostata, welches eine seltene Entität ist.

In unserer Expressionsanalyse des Prostatakarzinoms fanden wir CD24 mRNA in 19% der Tumoren aufreguliert. Dies liegt etwas unterhalb der Raten, die wir durch Analyse der Expressionsdaten von Welsh et al. (33%) und Singh et al. (46%) fanden. Immunhistochemisch untersuchten wir 102 Adenokarzinome der Prostata (pT-Stadien: 7 pT2a, 52 pT2b, 28 pT3a, 11 pT3b, 4 pT4. Alle Fälle waren pN0. Tumorgrad: 1 G1b, 11 G2a, 42 G2b, 38 G3a, 4 G3b, 4 Fälle mit präoperativer Hormontherapie. Gleason Grad: 0 Gleason 2, 5 Gleason 3, 8 Gleason 4, 18 Gleason 5, 16 Gleason 6, 34 Gleason 7, 11 Gleason 8, 10 Gleason 9, 0 Gleason 10.) auf ihre CD24 Proteinexpression. In diesem Tumor fand sich, bei sehr heterogenem Verteilungsmuster der Immunreaktivität, in 48% der Fälle eine CD24 Positivität.

Abbildung 8: Links und Mitte: CD24 Expression in Prostatakarzinomen. Rechts: Kaplan Meier Kurve der Überlebenszeiten von Patienten mit Prostatakarzinomen, stratiziert nach CD24 Expression

Die Abbildung 8 links zeigt den Übergang normalen Epithels in eine Prostatische Intraepitheliale Neoplasie (Bildmitte), die, wie das angrenzende Karzinom (rechte untere Ecke), CD24-positiv ist. Das mittlere Bild zeigt ein CD24-positives Adenokarzinom (oben), die hyperplastischen normalen Drüsen (unten) sind [Seite 17↓]CD24 negativ. Die Kaplan Meier Kurve (rechts) zeigt die unterschiedlichen PSA-Rezidivzeiten für CD24-positive (durchgezeichnete Kurve) und –negative (gepunktete Kurve) Adenokarzinome der Prostata.

Die CD24-Expression war signifikant mit jüngerem Patientenalter, höheren pT-Stadien (organüberschreitende Tumoren) und einer höheren 3-Jahresprogressionsrate von 47,7% im Vergleich zu 11,7% bei CD24-negativen Tumoren, assoziiert. Die Assoziation von CD24-Positivität mit früherer Tumorprogression war interessanterweise vor allem in kleinen, auf das Organ begrenzten oder gut bis mittelgradig differenzierten (Gleason 1-6, „low grade“) Karzinomen relevant. Im Cox Regressionsmodell konnten wir CD24 (RR=3,24; p=0,005), präoperatives PSA (RR=2,74; p=0,011) und das pT-Stadium (RR=2,73; p=0,013) als unabhängig signifikante Einflussgrößen auf ein PSA-Rezidiv bestätigen. Eine genauere Beschreibung dieser Studie findet sich im Anhang 9.5 (Kristiansen et al., 2003 im Druck).

5.8 CD24 im Mammakarzinom

Yang et al. (1999) fanden eine CD24-Expression in den östrogenrezeptorpositiven Mammakarzinomzellinien MCF7 und T47D durch einen cDNA Array basierten Transkriptvergleich und bestätigten diesen Befund auf Proteinebene. Sorbello et al. (2003) untersuchten 18 primäre, invasive Mammakarzinome (14 duktal, 4 lobulär) mittels quantitativer RT-PCR auf ihre Expression potentiell östrogenregulierter Gene. Die CD24 mRNA Mengen waren in der Gruppe der östrogenrezeptorpositiven Karzinome niedriger, was möglicherweise in Widerspruch zu Yang et al. als Repression von CD24 durch Östrogen interpretiert werden kann. Dieser Befund ist allerdings statistisch insignifikant (p=0,2) und bedarf weiterer Untersuchungen. Wichtiger scheint die signifikante Assoziation CD24-positiver Tumoren mit höheren pT-Stadien (pT=>2; p=0,01) zu sein. Fogel et al. (1999) demonstrierten in einer gefrierschnittbasierten immunhistologischen Studie (Antikörper ML-5, s.o.) eine starke CD24 Protein Expression in invasiven Mammakarzinomen. Sie fanden eine membranöse Immunreaktivität in benignen Gangstrukturen und ein zusätzliches zytoplasmatisches Signal in intraduktalen und invasiven Karzinomen. Dies deckt sich prinzipiell mit unseren Beobachtungen. Unsere Studie umfasste 201 Patientinnen mit primären invasiven Mammakarzinomen (Histologie: 81% duktal, 10% lobulär, 9% andere. pT Stadium: 127 pT1, 58 pT2, 7 pT3, 9 pT4. Nodalstatus: 3 pNx, 94 pN0, 86 [Seite 18↓]pN1, 18 pN2. Grad: 47 G1, 104 G2, 50 G3. Östrogenrezeptor: 31% negativ, 69% positiv.) die zwischen 1992 und 1997 im Institut für Pathologie der Charité diagnostiziert worden waren. In normalem Mammaparenchym sahen wir eine membranöse CD24 Immunreaktivität, betont in atrophen oder zystisch dilatierten Gängen. In invasiven Karzinomen kam sowohl eine membranöse (Abb. 9, links) als auch eine zytoplasmatische (Abb. 9, rechts) Färbung zur Darstellung, zusammen in 85% der Fälle.

Abbildung 9: CD24 Expression in Mammakarzinomen

CD24-Positivität der Tumoren war signifikant mit einem positiven Nodalstatus assoziiert (p=0,02) und zeigte eine Trend zu höheren pT-Stadien (p=0,1). In der univariaten Überlebensanalyse nach Kaplan Meier waren CD24 positive Karzinome mit verkürztem progressionsfreiem Überleben assoziiert (5 Jahresprogressionsrate 40% vs. 11%; p=0,004; Abb. 10, rechts). Ein signifikant verkürztes Gesamtüberleben wiederum fand sich nicht (Abb. 10, links), was an der kurzen Nachbeobachtungszeit von (median) 5 Jahren liegen könnte.

Abbildung 10: Kaplan Meier Kurven der Überlebenszeiten von Patientinnen mit Mammakarzinomen, stratiziert nach CD24 Expression; links bezogen auf das Gesamtüberleben, rechts bezogen auf progressionsfreies Überleben


[Seite 19↓]

Auch im Mammakarzinom scheint der zytoplasmatischen Färbequalität die größere prognostische Bedeutung zuzukommen, da sie auch in der Analyse des Gesamtüberlebens Signifikanz erreichte. In das Cox-Regressionsmodell wurden das pT-Stadium, der Nodalstatus, der Tumorgrad und die (gesamt) CD24 Expression eingeschlossen. Der Nodalstatus, der Tumorgrad und CD24 Expression blieben als unabhängig signifikante Einflussparameter auf die progressionsfreie Überlebenszeit erhalten. Interessanterweise kam CD24 das höchste relative Risiko (3,8) für die Prädiktion einer Tumorprogression zu. Die gesamte Studie findet sich im Anhang 9.6 (Kristiansen et al., im Druck).

An dieser Stelle müssen zwei Studien erwähnt werden, die in Widerspruch zu der Annahme stehen, CD24 sei ein Marker für eine aggressivere Tumorbiologie. Schindelmann et al. untersuchten mRNA von 12 invasiven und 13 nicht-invasiven Mammazellinien mittels cDNA Arrays zur Identifizierung differenziell exprimierter Gene. Sie fanden CD24 in den invasiven Zellinien auf mRNA-Ebene reduziert und bestätigten dies auch auf Proteinebene. Sie schlussfolgerten, dass ein Verlust von CD24 mit einem aggressiverem Mammakarzinomphänotyp assoziiert sei. Al-Haj et al. (2003) verwendeten ein Tumorprogressionsmodell, in dem humane Mammakarzinomzellen in immunkompromittierten Mäusen wuchsen. Die Autoren berichteten, dass nur eine kleine Minderheit von Mammakarzinomzellen, die sie „Brustkrebsstammzellen“ nannten, die Fähigkeit besaß, neue Tumoren zu initiieren. Überraschenderweise waren diese Zellen meistens CD44 positiv und (weitgehend) CD24 negativ. Angesichts der mittlerweile vorliegenden Evidenz der pro-metastatischen Fähigkeiten von CD24 sind diese Befunde überraschend und scheinbar widersprüchlich. Andererseits kann der Vorgang der Metastasierung, der die Zellvereinzelung, den Gefäßeinbruch, die Wiederanhaftung und die Migration der Tumorzellen umfasst, sehr wohl durch CD24 begünstigt werden, während das Wachstum eines neuen Tumors, welches Al-Haj et al. untersuchten, ein biologisch grundsätzlich anderer Prozess ist, der durch die Proliferationsrate, lokale Wachstumsfaktoren und die Fähigkeit Angiogenese zu induzieren, bestimmt wird.

5.9 CD24 im Pankreaskarzinom

Eine CD24 Expression in Adenokarzinomen des Pankreas ist bislang nicht beschrieben. In unserer Studie von 95 Fällen (pT Stadium: 4 pT1, 34 pT2, 53 pT3, 4 pT4. Nodalstatus: 3 pNx, 28 pN0, 62 pN1, 2 pN2. Grad: 10 G1, 50 G2, 35 G3. [Seite 20↓]Residualtumorklassifikation: 67 R0, 12 R1, 16 Rx) waren 68 Fälle (71.6%) CD24 positiv.

Abbildung 11: CD24 Expression in Pankreasgewebe und Pankreaskarzinomen.

Die Abbildung 11, links, zeigt normales exkretorisches Pankreasparenchym mit einer geringen CD24 Expression. Die Immunreaktivität fehlt in normalem duktalem Epithel (Abb. 11, links zentral und Mitte links). Dagegen ist atypisches duktales Epithel (Abb. 11, Mitte rechts) häufig CD24 positiv. Die Abb. 11 (rechts) zeigt ein CD24 positives Adenokarzinom des Pankreas mit einer Perineuralkarzinose.

Obwohl eine CD24 Positivität in Pankreaskarzinomen signifikant mit schlechterer Tumordifferenzierung korrelierte, fanden sich in univariaten Überlebensanalysen keine CD24 abhängigen Unterschiede der Überlebenszeiten. Dies konnte in umfangreich stratifizierten Analysen in Tumoruntergruppen, beispielsweise nodal-negativen oder gut differenzierten Adenokarzinomen, bestätigt werden. Details der Studie finden sich im Anhang 9.7 (Jacob et al., 2003 eingereicht).

5.10 Hämatologische Tumoren

CD24 ist in Tumorzellen einer Vielzahl von B-Zelllymphomen und Leukämien exprimiert (für Übersichten siehe Abramson et al. 1981, Knowles et al., 1983; Oertel et al., 1988). Die B-ALL ist zumeist CD24 positiv, es sei denn, es liegt die Translokation t(4;11)(q21;q23) vor, deren Lymphoblasten CD24 negativ sind (Parkin et al., 1982; Foa et al., 1987). Lavabre-Bertrand et al. (1994) beschrieben CD24-Negativität als Prädiktor einer besseren Prognose bei ALL. Valet et al. (2003) fanden bei AML-Patienten CD24 innerhalb einer Gruppe von Genen, die mit einem höheren Risiko der Erkrankungsprogression behaftet waren.


[Seite 21↓]

5.11 Tumoren des Nervensystems

Poncet et al.(1996) untersuchten eine Reihe neuroepithelialer Tumoren (n=50) auf ihre CD24 Expression. Im normalen humanen Gehirn wurde CD24 an der Neuroblastenmembran und im Neuropil des sich entwickelnden Cortex beobachtet, nicht jedoch in einem reiferen Gehirn (Kind, 4 Jahre alt). Eine starke CD24 Expression fand sich in Medulloblastomen, zentralen Neurozytomen und undifferenzierten Neuroblastomen. Neurilemmome oder Tumoren, die sich von Arachnoidalzellen ableiteten, waren CD24 negativ. Senner et al. (1999) konstruierte einen Klon einer C6 Rattenglioblastomzellinie mit einem tetrazyklinabhängigen CD24-Promoter, in welchem Tetrazyklin zu einer 20-fachen Abregulation der CD24 Expression führte. In vitro Migrationsassays zeigten keine Assoziation zwischen CD24 Expression und Zellmotilität. In vivo transplantierten sie den C6 Klon orthotop in das Striatum von Nacktmäusen und regulierten die CD24 Expression über Tetrazyklin im Trinkwasser. Drei Wochen später zeigten CD24 positive Tumoren eine diffuse Invasion der Tumorzellen in einem zehnmal größeren Areal des Gehirns als die CD24-supprimierten Tumoren.

5.12 Nierentumoren

Droz et al. (1990) beschrieben eine CD24 Expression in einer Serie von 12 Nephroblastomen und 28 Nierenzellkarzinomen. Durch eine Immunhistochemie an Gefrierschnitten zeigten sie in Nierenzellkarzinomen eine starke, vom histologischen Subtyp unabhängige, CD24 Färbung. Assoziationen mit klinisch-pathologischen Parametern wurden nicht untersucht. In normalem Nierengewebe fand sich CD24 allein im distalen Nephron, während das metanephrische Blastem während der Organogenese stark CD24 positiv war. Daher interpretierten sie CD24 als einen Urspungsmarker primitiver Nierenzellen. Daniel et al. (2000) berichteten einen einzelnen Fall eines Mesoblastischen Nephroms mit Expression von CD24 und CD56 (NCAM), welches wiederum als Hinweis auf eine Ko-Expression von CD24 mit Markern neuroendokriner Differenzierung gelten kann.

5.13 Hepatozelluläres Karzinom

Huang et al. (1995) fanden CD24 mRNA wurde in 66% der Fälle (n=79), vor allem bei jüngeren Patienten. CD24 Expression war signifikant mit höheren Serumspiegeln von HBs-Ag (p<0,023) und alpha-Fetoprotein (p<0,04) sowie p53-[Seite 22↓]Mutationen korreliert. Keine Zusammenhänge zeigten sich mit der Tumorgröße, der Invasivität oder der Prognose des Patienten.

5.14 Andere Tumoren

CD24 Expression wurde bereits beschrieben in kleinen Serien bzw. Einzelberichten in Kolorektalen Karzinomen (Nestl et al., 2001; Saito et al., 2002), Nasopharyngealkarzinomen (Karran et al., 1995), Urothelkarzinomen der Harnblase (Gromova et al., 1999) und Merkelzellkarzinomen (Deichmann et al., 2003).


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08.06.2005