Matthias Benecke

HER-2 Expression bei kolorektalen Tumoren: Korrelation der Expression des membrangebundenen HER-2 mit der Serumkonzentration des löslichen Antigens und patienten- bzw. tumorspezifischen Parametern

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Medizin (Dr. med.) vorgelegt an der Medizinischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 17.10.2005

Abstract
Heute wissen wir, dass ca. 25-30% der Brustkrebspatienten HER-2 überexprimieren und hier bereits eine Vielzahl von Fakten im Zusammenhang mit dem HER-2/neu-Onkogen bekannt sind. Das Onkogenprodukt (HER-2 Rezeptor) wird als Target für eine spezifische Antikörpertherapie (Herceptin®) genutzt. Weiterhin konnte ein lösliches HER-2 Fragment (Shed-Antigen) in verschiedenen Tumoren nachgewiesen werden. Der Zusammenhang zwischen HER-2/neu Onkogen und dem kolorektalen Karzinom bleibt bis dato jedoch weitestgehend ungeklärt.
Um die tumorbiologische Relevanz und die Bedeutung des HER-2 Status als prognostischen Faktor beim kolorektalen Karzinom (CRC) näher zu untersuchen, bestimmten wir bei 88 CRC die HER-2 Serumkonzentration und Gewebeexpression im Primärtumor (n=74) mittels ELISA, IHC (Hercept-Test®, Dako) bzw. CISH und überprüften, ob eine Korrelation zu tumor- bzw. patientenspezifischen Parametern hergestellt werden kann.
Ergebnisse: Die Patientengruppe zeigte ein signifikant höheres HER-2 Serumlevel im Vergleich zur Kontrollgruppe (Median 2511 vs. 2184 HNU; p=0.038). 67/88 Patienten (75%) hatten ein erhöhtes Serumlevel (<3000 HNU), aber nur in 16/74 (18,2%) der Gewebe konnten wir eine schwache Expression (Dako: 9x1+, 7x2+, 0x3+!) finden. Von den 2+ Fällen waren dann nur insgesamt 2 Gewebe CISH-positiv (genamplifiziert). Die HER-2 Serumwerte zeigten eine signifikante Korrelation zu CEA (p=0.0159), Bilirubin (0.0198), AP (p=0.0050) und laufender Chemotherapie, jedoch nicht zur Anzahl der Fernmetastasen, CA19-9, CRP, LDH, Kreatinin, Haemoglobin, Leukozytenzahl und Lebensalter. Patienten mit Lebermetastasen hatten ein erhöhtes Serumlevel (p=0.0033), jedoch keine signifikante HER-2 Gewebeüberexpression. Weiterhin konnte auch keine Korrelation zwischen den Serum-HER-2 Konzentrationen und den dazugehörigen Gewebeexpressionen gefunden werden (p=0.035). Die Gewebexpressionen korrelierten nur mit der Lebermetastasierung (p=0.0047) und der AP (p=0.0398). Zu den übrigen Parametern konnte kein Zusammenhang hergestellt werden. Überraschend zeigte sich ein sehr eindrucksvoller Zusammenhang zwischen Serum HER-2 und Gesamtüberleben der Patienten, wobei ein normales Serumlevel (<3000 HNU) mit einer besseren Prognose korrelierte (p=0.0006). Zwischen Gewebeexpression und Prognose fand sich hingegen kein Zusammenhang.
Schlussfolgerung: Nur sehr wenige CRC zeigen eine HER-2 Gewebeüberexpression. Somit scheint der HER-2 Rezeptor beim CRC aufgrund mangelnder Präsenz nicht als Therapie-Target für eine monoklonale Antikörpertherapie geeignet zu sein. Einen pathophysiologische Zusammenhang des löslichen HER-2 im Serum mit dem CRC konnten wir jedoch zeigen. Als Prognosefaktor und eventuell auch als Verlaufsparameter könnte die routinemäßige Bestimmung der HER-2 Serumkonzentration zur Evaluierung bestehender Therapiekonzepte und Prognoseabschätzung beim CRC beitragen.

The oncogene HER-2 is overexpressed in 25-30% of breast cancers and is the target for therapeutic strategies with monoclonal antibodies (Herceptin®). Anyway a soluble HER-2 (Shed-Antigen) has been characterized in the serum of patients with various carcinomas, however the correlation between tumor expression of HER-2 and respective HER-2 serum levels is still unknown.
Therefore, we prospectively analyzed sera and tumor samples of 88 patients with advanced CRC and 20 healthy controls (only serum levels) for the expression of HER-2 using standard ELISA, immunohistochemistry (Hercept-Test®, Dako) and in situ hybridization techniques and tried to correlate it with lab parameters, tumor markers CEA and CA19-9, patients spezific parameters and overall survival.
Results: HER-2 serum levels were significantly higher in pts with CRC compared with the control group (median 2511 vs. 2184 HNU; p=0.038). 67 of 88 pts (75%) showed elevated serum levels (>3000 HNU), but in only 16 of 74 pts (21.6%) weak expression of HER-2 could be detected in tumor samples (9x 1+, 7x 2+, 0x 3+ Dako score!). Only 1 of 6 tested tumor samples that yielded a Dako score of 2+ was positiv in CISH. HER-2 serum levels significantly correlate with CEA (p=0.0159), bilirubin (0.0198), alkaline phosphatase (p=0.0050) and with ongoing anti-tumor therapy (p=0.0046), but not with number of metastatic sites, CA 19-9, CRP, LDH, creatinine, hematological parameters (hemoglobin, leukocytes, platelets) and age. Patients with liver metastases were more likely to demonstrate elevated serum levels of HER-2 (p=0.0033), but did not show HER-2 overexpression in the respective primary tumors. No positive correlation could be found between serum levels and tissue expression of HER-2 (p=0.035). The IHC (Dako score 0 vs. 1/2) showed a significant correlation with the presence of liver metastases (p=0.047) and serum alkaline phosphatase (p=0.0398), but not with number of metastatic sites, CEA, CA 19-9, LDH, CRP, bilirubin, and age. Surprisingly, patients with normal serum levels of HER-2 (<3000 HNU) had a significantly better overall survival than patients with elevated levels (p=0.0006, log-rank). Tumor expression of HER-2 as assessed by the Hercept-Test® was not able to discriminate between distinct prognostic groups.
Conclusions: Very few colorectal cancers overexpress HER-2 when assessed by standard IHC and in situ hybridisation (here: CISH). Therefore, molecular approaches targeting this oncogene in CRC are not necessarily warranted. The pathophysiological role of elevated levels of soluble HER-2 in the serum of a substantial number of patients with CRC has yet to be determined. And so the soluble HER-2 can be an useful prognostic factor or a paramter for the clinical course of desease in CRC.

Keywords:
HER2, HER-2, cerbB2, Neu, Kolonkarzinom, Herceptin, Wachstumsfaktor, Antikörpertherapie, CRC

HER2, HER-2, cerbb2, neu, colorectal cancer, Herceptin, growth factor receptor, antibody, CRC

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Inhaltsverzeichnis
Titelblatt, Kurzeferat, Inhaltsverzeichnis, Verzeichnis der Abkürzungen und Symbole, Abbildungsverzeichnis, Tabellenverzeichnis
1. Einleitung (1-11)
2. Material und Methoden (12-23)
3. Ergebnisse (24-36)
4. Diskussion (36-41)
5. Zusammenfassung (42)
6. Literaturverzeichnis (43-53)
7. Thesen (54)
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