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2  Einleitung

Die Aktivierung zellulärer Onkogene spielt bei der Entstehung von malignen, soliden Tumoren eine wichtige Rolle. Für die Pathophysiologie und Therapie des Mammakarzinoms wurde das Onkogen HER-2/neu (Synonym: c-erbB-2), ein Mitglied der Familie der Wachstumsfaktorrezeptoren (epidermal growth factor receptor = EGFR family) als besonders wichtig identifiziert (1;2). Dieses transmembranöse Protein wird in epithelialen Zellen exprimiert und vermittelt seine Wirkung nach intrazellulär durch Autophosphorylierung von Tyrosinseitenketten. Der vollständige Rezeptor hat ein Molekulargewicht von 185 kDa (p185) und setzt sich aus 3 Domänen zusammen: dem intrazellulären, C-terminalen Anteil, welcher mit der ihm eigenen Tyrosinkinase-Aktivität durch Autophosphorylierung die Signaltransduktion initiiert, einem transmembranösen Abschnitt sowie der extrazellulären Domaine (ECD), welche mehrfach glykosyliert ist.

Die verschiedenen Mitglieder der EGFR-Familie zeigen untereinander eine hohe strukturelle Homologie (3;4). Abbildung 2 zeigt die Verwandschaft zwischen den 4 Mitgliedern dieser Onkogenfamilie in bezug auf die 3 geschilderten Rezeptoranteile und auch die identifizierten Liganden. Es fällt auf, daß gerade die intrazelluläre Domaine die höchste Übereinstimmung zwischen den Rezeptorsubtypen aufweist, was sich mit dem Ziel der Bewahrung der Tyrosinphosphorylierung als Hauptfunktion erklären läßt. Die verschiedenen Mitglieder der EGF-Rezeptorfamilie sind in der Lage, untereinander gleichsinnige oder auch gemischte Paare im Sinne von Homo- und Heterodimeren zu bilden (siehe Abbildung 2). Durch diese Dimerisierung können auch Rezeptoren aktiviert werden, wenn nur an einen der Partner ein Ligand anbindet. Somit können auch defiziente Rezeptoren noch Signale in den Intrazellularraum weitergeben, wenn sie die extrazelluläre Domaine als eigentliche Ligandenbindungsstelle verloren haben (5;6). Es ist bislang nicht eindeutig bekannt, wie der relative Anteil der verschiedenen Mitglieder der EGFR-Familie und damit die Möglichkeit zur Ausbildung von Dimeren das Wachstum eines Tumors und seine therapeutische Beeinflußbarkeit bedingt.


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Abbildung 2: Strukturhomologie zwischen den 4 Mitgliedern der EGF-Rezeptorfamilie. Die Struktur des EGF-Rezeptors wird hierbei als Referenz mit 100% Identität definiert (3).

Nach proteolytischen Prozessen durch Metallomatrixproteasen wird die ECD abgespalten und in die Blutbahn freigesetzt (7-9). Insbesondere eine sehr hohe Aktivität dieser Reaktion könnte erhebliche Konsequenzen für den weiteren Krankheitsverlauf und die therapeutische Beeinflußbarkeit einer individuellen Patientin mit Mammakarzinom haben: Zum einen geht mit der Abspaltung des extrazellulären Rezeptoranteils die Bindungsstelle für den monoklonalen anti-HER-2/neu-Antikörper Herceptin verloren. Zum anderen verbleibt der intrazelluläre Anteil des Rezeptors, der weiterhin über die Heterodimerisierung mit anderen Familienmitgliedern aktiviert werden kann (siehe Abbildung 3). Insbesondere Patientinnen mit einem hohen HER2/neu-Serumspiegel (>100-200 ng/ml) werden daher einer sehr ungünstigen Risikokategorie zugesprochen, ohne daß bislang harte Daten an einer ausreichend großen Patientinnenanzahl in der Literatur publiziert sind.


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Abbildung 3: Bildung von Dimeren zwischen verschiedenen Mitgliedern der EGF-Rezeptorfamilie und ihre biologischen Effekte nach Aktivierung von Signaltransduktionssystemen

HER-2/neu wird als epitheliales Protein in vielen Organen exprimiert (zum Beispiel Mamma, Lunge, Kolon, Prostata, Harnblase) und ist damit weder geschlechts-, organ- noch erkrankungsspezifisch (10). Daher kann HER-2/neu in geringen Konzentrationen im Serum gesunder Frauen und Männer nachgewiesen werden. Während sich der normale HER-2/neu-Rezeptorbesatz einer gesunden epithelialen Zelle auf ca. 100.000 Rezeptoren/Zelle beläuft, kann diese Dichte auf das 30-40-fache im Falle der Überexpression bei einer epithelialen Tumorzelle erhöht sein (11). Erhöhte HER-2/neu-Serumwerte werden vereinzelt bei Frauen bei Erstdiagnose eines Mammakarzinoms nachgewiesen, überwiegend aber bei Patientinnen mit fortgeschrittenem Mammakarzinom. Während das membrangebundene HER-2/neu-Protein bei ca. 25-30% der primären Mammakarzinome überexprimiert ist, wurde die abgespaltene ECD des Rezeptors von [Seite 26↓]mehreren Studiengruppen bei mehr als 50% der Patientinnen mit fortgeschrittener Erkrankung als erhöht gemessen (12-15).

Es gibt mehrere Nachweismöglichkeiten für HER-2/neu (siehe Abbildung 4). Als Referenzstandard und klinisch praktikable Methode wird derzeit die Immunhistochemie (IHC) angesehen (16;17). Hierfür liegt eine nach DAKO® standardisierte und in einem semiquantitativen Score auszuwertende Methode vor, die auch für die immunhistochemischen HER-2/neu-Färbungen in unseren nachfolgend aufgeführten Untersuchungen angewandt wurde. Der Nachweis der mRNA-Transkriptionsrate gilt bislang als experimentell (18;19). Eine Standardisierung, die den Vergleich von Daten zwischen den Labors möglich machen würde, liegt nicht vor. Die wohl mit der besten Sensitivität und Reliabilität praktizierte Methode ist die Fluoreszenz-in situ-Hybridisierung (FISH), die allerdings technisch sehr aufwendig ist, eine komplexe Laborausstattung notwendig macht und nur vom geübten Untersucher auszuwerten ist (20-22). Die bislang in internationalen Studien zu Herceptin am wenigsten beachtete Methode ist der Nachweis der ECD von HER-2/neu im Serum. Nachteilig für eine unvoreingenommene wissenschaftliche Beurteilung war in diesem Zusammenhang, daß die wenigen Daten zu s-HER-2/neu aus den Herceptin-Zulassungsstudien mit einem nicht-standardisierten Test erhoben wurden, der üblichen Gütekriterien nicht standhält (23;24). Es sollte berücksichtigt werden, daß es sich bei der Serumbestimmung von HER-2/neu um die einzige Methode handelt, die den HER-2/neu-Status zu jedem beliebigen Zeitpunkt erlaubt und nicht auf Archivmaterial zurückgreifen muß.

Während die prognostische Bedeutung des immunhistochemischen Nachweises von HER-2/neu bereits in den Erstbeschreibungen gut dargestellt wurde und die prädiktive Wertigkeit für den Erfolg einer Herceptin-Therapie wohl mit der Methode der Immunhistochemie wie auch mit der FISH-Untersuchung klar belegt werden konnte, bleibt der Stellenwert der Serumuntersuchung auf HER-2/neu spärlich untersucht und in bezug auf seine Komplementarität zu den anderen Nachweismethoden unklar. Es ist das Ziel dieser Habilitationsschrift, die prognostische und prädiktive Bedeutung von s-HER-2/neu für die verschiedenen Stadien des Mammakarzinoms unter verschiedenen systemischen [Seite 27↓]Therapieformen in der adjuvanten wie auch in der fernmetastasierten Situation darzustellen.

Abbildung 4: Nachweismethoden der HER-2/neu-Überexpression. A: Normale Epithelzelle; B: HER-2/neu-überexprimierende Zelle.


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06.02.2004