ArchivDeutsches Ärzteblatt12/1998Abklärung plattenepithelialer Dysplasien mittels DNA-Bildzytometrie

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Abklärung plattenepithelialer Dysplasien mittels DNA-Bildzytometrie

Dtsch Arztebl 1998; 95(12): A-658 / B-570 / C-524

Böcking, Alfred

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LNSLNS Stichwörter: Dysplasie, DNA-Aneuploidie, DNA-Bildzytometrie, Zervixkarzinom, Zervixzytologie
Dysplastische Epithelien sind fakultative Präkanzerosen, bei denen das Risiko einer Progression zu Krebs im Einzelfall bisher unbekannt ist. Der Vorhersagewert gering- bis mittelgradig dysplastischer Plattenepithelien in Gebärmutterhalsabstrichen beträgt beispielsweise etwa 13 Prozent. Daraus resultieren häufig Verunsicherungen von Arzt und Patient sowie gelegentlich verspätete oder auch unnütze Therapien. Mittels DNA-Bildzytometrie kann an umgefärbten, konventionellen zytologischen Präparaten das zytometrische Äquivalent chromosomaler Aneuploidie als Marker für eine maligne Transformation erkannt werden. Durch Nachweis von DNAAneuploidie in dysplastischen Plattenepithelien verschiedenster Herkunft kann der Vorhersagewert für eine maligne Entartung auf über 90 Prozent gesteigert werden. Damit ist eine frühe Erkennung und rechtzeitige Sanierung obligat präkanzeröser Dysplasien der Plattenepithelien möglich.
Key words: Dysplasia, DNA-aneuploidy, DNA-image-cytometry, cervical cancer, PAP-smear
Dysplastic epithelia represent potentially precancerous conditions in which the risk of progression to cancer is unknown in the individual case. For example, the predictive value of mild and marked dysplasias of the uterine cervix is only about 13 per cent. This can lead to uncertainties for the physician and the patient and sometimes to delayed or unnecessary treatment. Using DNA-image-cytometry on restained, conventional PAPsmears, the cytometric equivalent of chromosomal aneuploidy can be detected as a marker for neoplastic transformation of cells. Identification of DNA-aneuploidy in dysplastic squamous epithelia of various origins can increase the predictive value for malignant transformation to over 90 per cent. This allows an early diagnosis and treatment of precancerous dysplasias of squamous epithelia.


Unter präkanzerösen Dysplasien versteht man histologische und/oder zytologische Abweichungen von der Norm, welche verdächtig auf, aber nicht beweisend für Krebs sind (Abbildungen 1 und 2). Veränderungen durch entzündliche (beispielsweise Virusinfekte), degenerative (beispielsweise Nekrosen) oder regenerative Einflüsse werden nicht als Dysplasie bezeichnet. Ansteigende Grade epithelialer Dysplasien entsprechen zunehmenden Wahrscheinlichkeiten, daß sich die betreffende Läsion in ein In-situ- oder später ein invasives Karzinom weiterentwickelt. Zwischen schwergradigen Dysplasien und Carcinomata in situ wird meist nicht mehr unterschieden. Histologische und zytologische Kriterien der Dysplasie sind zwar weitgehend unterschiedlich, beschreiben aber nur verschiedene Aspekte derselben Läsion. Daher sollte beispielsweise der zytologischen Diagnose mittelgradig dysplastischer Zellen in einem Gebärmutterhalsabstrich auch histologisch eine mittelgradige Dysplasie des Plattenepithels entsprechen.
Bei 5 894 Patientinnen mit geringen zervikalen Dysplasien zeigten sich in 47 Prozent eine Regression der Läsion, in 37 Prozent persistierten sie, und nur in 16 Prozent war sie progredient (30). Im Einzelfall ist morphologisch aber nicht zu entscheiden, ob sich die betreffende Dysplasie zurückbildet oder zu einem Karzinom fortschreiten wird. Auch unter erfahrenen Histopathologen ist nicht nur die Reproduzierbarkeit der Dysplasiegradierung unbefriedigend, sondern auch die Sicherheit der Unterscheidung zwischen reaktiven Veränderungen und geringen Dysplasien (17).
Klinische Konsequenz ist oft eine Unsicherheit bezüglich des weiteren Vorgehens im Einzelfall, das heißt: eine Kontrolle des Befundes oder Exzision? Das Ziel der diagnostischen DNA-Zytometrie an Dysplasien des Plattenepithels ist es, diejenigen Dysplasien zu identifizieren, welche sich zu einem Plattenepithelkarzinom weiterentwickeln werden.
Zytogenetik der Plattenepithelkarzinome
Die meisten Tumoren, auch gutartige, zeigen von den übrigen Körperzellen abweichende numerische und/oder strukturelle Chromosomenaberrationen, welche nicht in normalen oder reaktiv veränderten Zellen vorkommen (25). In allen bisher untersuchten Insitu- und invasiven
Gebärmutterhalskarzinomen fanden sich derartige chromosomale Aneuploidien. Auch alle untersuchten Plattenepithelkarzinome der Bronchial-, Kehlkopf-, Mund- und Pharynxschleimhaut sowie der Haut wiesen Aneuploidien auf. Typische Chromosom-1-Aberrationen wurden nur in denjenigen zervikalen Dysplasien gefunden, welche sich zu morphologisch manifestem Krebs weiterentwickelten (20). Diejenigen Dysplasien sind daher obligat präkanzerös, welche die beim Karzinom anzutreffenden und in normalen oder reaktiv veränderten Plattenepithelien nicht vorkommenden chromosomalen Aberrationen aufweisen. Dem Nachweis chromosomaler Aneuploidie kommt damit die Funktion eines Markers für neoplastische Transformationen der Zelle zu.
Für die Routine-Tumordiagnostik sind zytogenetische Untersuchungen aber zu aufwendig. Alternativ bietet sich an, den Nettoeffekt der chromosomalen Aberrationen auf den DNA-Gehalt der Zellkerne als diagnostischen Marker zu nutzen. DNA-Aneuploidie ist das quantitative zytometrische Äquivalent chromosomaler Aneuploidie. In Plattenepithelien ist DNA-Aneuploidie nur in malignen Zellen nachgewiesen worden (16, 26, 30). Die Nichtnachweisbarkeit von DNA-Aneuploidie schließt Malignität aber nicht aus, da wenige Tumoren so geringe Aberrationen zeigen, daß sie keinen DNA-zytometrisch nachweisbaren Effekt haben. Diese Befunde stellen die Grundlage für die Hypothese dar, daß diejenigen plattenepithelialen Dysplasien obligate Präkanzerosen darstellen, welche DNA-Aneuploidie aufweisen.
Untersuchungsmaterialien
Zur DNA-Bildzytometrie eignen sich vorgefärbte Ausstriche von Gebärmutterhals-, Vulva-, Vagina-, Mund-, Kehlkopf- oder Bronchialschleimhaut-Abstrichen. Nach Markierung der dysplastischen Zellen werden die Präparate in Xylol entdeckelt und in Böhmschem Fixativ nachfixiert. Dysplastische Areale in Gewebsproben (Biopsien oder Exzisaten) können nach enzymatischer Zellvereinzelung ebenfalls vermessen werden (8). Eine DNA-Messung an Gewebsschnitten ist wegen nicht zu kontrollierender schnittbedingter Artefakte für diagnostische Aussagen nicht statthaft (15).
DNA-Färbung
Eine quantitative Färbung der Zellkern-DNA nach R. Feulgen und Rossenbeck (13) mit Pararosanilin (violett) oder Thionin (blau) ist obligat. Diese kann mit einem speziellen Färbeautomaten über Nacht erfolgen. Nach Feulgen (um-)gefärbte Präparate können anschließend zurückgefärbt werden, so daß sie wieder konventionell mikroskopisch beurteilbar sind.
DNA-Messung
Die Messung der integrierten optischen Dichte der Zellkerne erfolgt interaktiv am Monitor eines mit einem konventionellen Mikroskop gekoppelten, PC-basierten Fernsehbildanalysesystems. Das Mikroskop ist mit einer TV-Farb- oder Schwarzweiß-Kamera samt passenden Interferenzfiltern ausgestattet (Abbildung 3). Personen, welche diagnostische DNA-Messungen ausführen, sollten in zytologischer Diagnostik gut ausgebildet sein, da es darauf ankommt, in einer konventionellen Färbung zuvor als diagnostisch relevant erachtete dysplastische oder Tumorzellen in der Feulgen-Färbung wiederzuerkennen. Innerhalb der relevanten Zellpopulation werden, sofern vorhanden, mindestens 300 Zellkerne nach Zufallskriterien gemessen. Eine Ausnahme bildet das gezielte Suchen nach einzelnen Zellen mit einem pathognomonisch erhöhten DNA-Gehalt größer als 9c (1c entspricht der DNAMenge eines einfachen Chromosomensatzes). Die Messung erfolgt automatisch nach Anklicken relevanter Zellkerne mit einer Maus auf dem Monitor (Abbildung 4). Als Referenzzellen werden zirka 30 im selben Präparat befindliche, morphologisch unauffällige diploide Zellen (zum Beispiel normale Intermediärzellen oder Lymphozyten) gemessen.
Meßpräzision
Für die vom Hersteller zu garantierende und vom Nutzer regelmäßig zu kontrollierende Präzision des Meßsystems sind von der European Society for Analytical Cellular Pathology detaillierte Testmessungen vorgeschlagen worden, mitsamt der Richtwerte, die einzuhalten sind (15). Der Variationskoeffizient der DNA-Gehalte der jeweiligen Referenzzellpopulationen soll weniger als fünf Prozent betragen (9).
Diagnostische Kriterien
Die Befundung der DNA-Histogramme zu diagnostischen Zwecken erfolgt qualitativ in die Kategorien DNAdiploid, DNA-polyploid und DNA-aneuploid, gemäß den im Textkasten aufgeführten und in der Grafik illustrierten Kriterien. Ein polyploides DNA-Histogramm spricht für das Vorliegen eines HPV-(Humanes Papillomvirus-)Infektes (12). Es kann Anlaß für eine weitere Abklärung durch eine HPV-Typisierung sein. Eine Quantifizierung der DNA-Aneuploidie zum Zwecke der Malignitäts-Gradierung erfolgt bei der Messung von Dysplasien in der Regel nicht, weil eine nicht ausgeschlossene Mitmessung normaler Zellen das Gradierungsergebnis verfälschen könnte. Nur wenn ausschließlich morphologisch eindeutige Tumorzellen gemessen wurden, darf auch ein "DNA-Malignitätsgrad" bestimmt werden (15).
Diagnostische Ergebnisse
Gebärmutterhals
Gutartige oder reaktiv veränderte Plattenepithelien zeigen keine DNA-Aneuploidie (5, 7, 27). Plattenepithelkarzinome sind dagegen in 98 bis 100 Prozent der Fälle DNA-aneuploid (5, 7, 28).
Fu et al. (14) konnten erstmals zeigen, daß alle untersuchten zervikalen Dysplasien, welche sich im Follow-up in ein invasives Plattenepithelkarzinom weiterentwickelten, DNA-aneuploid waren. Wir beobachteten, daß von 37 DNA-aneuploiden Gebärmutterhalsläsionen der zytologischen Gruppe IIID im histologischen Follow-up 30 ein Carcinoma in situ aufwiesen (im Mittel nach 21 Monaten) (7). Dies entspricht einem positiven Prädiktionswert der DNA-Zytometrie von 81 Prozent für die korrekte Vorhersage eines Plattenepithelkarzinoms. Die restlichen DNA-aneuploiden Dysplasien regredierten während des histologischen Follow-up nicht, sondern waren weiterhin als Dysplasien zu diagnostizieren. Der negative Prädiktionswert für die Vorhersage reaktiver Veränderungen betrug 86 Prozent.
Nenning et al. (22) fanden bei 193 Patientinnen mit Gebärmutterhalsabstrichen der Gruppe IIID ähnlich positive (87 Prozent) und negative (89 Prozent) Prädiktionswerte. In einer Untersuchung an 90 dysplastischen Gebärmutterhalsabstrichen von 18 Frauen mit zytologisch nachweisbarem HPV-Infekt entwickelten alle mit Nachweis von Zellen > 9c im Follow-up (bis zu 26 Monate) ein Plattenepithelkarzinom. Dies entspricht einem positiven Vorhersagewert von 100 Prozent. Der negative Prädiktionswert betrug 83 Prozent (11).
In einer Studie von Kashyap et al. (18) an 42 Patientinnen mit geringen und mittleren Dysplasien der Cervix uteri betrug der positive Prädiktionswert der DNA-Aneuploidie an Abstrichpräparaten für die Vorhersage eines Plattenepithelkarzinoms im Follow-up 93 Prozent, der negative Prädiktionswert von DNA-Euploidie für morphologisch nachgewiesene Regression 67 Prozent.
Bei 497 Patientinnen mit Gebärmutterhalsabstrichen der zytologischen Gruppe IIID fanden Bollmann und Böcking (10) einen positiven Prädiktionswert der DNA-Aneuploidie von 95 Prozent und einen negativen Prädiktionswert der DNA-Euploidie von 98 Prozent. Aus diesen Studien resultiert ein mittlerer positiver Prädiktionswert von 91 Prozent und ein mittlerer negativer Wert von 85 Prozent (Tabelle).
Wright et al. (30) kommen daher im Lehrbuch: "Blaustein’s Pathology of the Female Genital Tract" zu folgendem Schluß: "In den meisten Geweben ist Aneuploidie ein Marker für maligne Potenz. Chromosomale Karyotypisierungsstudien als auch solche, in denen der DNA-Gehalt des betroffenen Gewebes direkt gemessen wurde, unterstützen das Konzept, daß aneuploide zervikale intraepitheliale Neoplasien (Dysplasien) tatsächliche Vorläufer des Zervixkarzinoms sind. Die meisten zervikalen intraepithelialen Neoplasien Grad I (geringe Dysplasien) sind diploid oder polyploid, wohingegen die meisten der Grade II und III (mittlere bis schwere Dysplasien) aneuploid sind. In den meisten prospektiven und retrospektiven Studien hat sich die Ploidie als guter Prädiktor des klinischen Verhaltens erwiesen. Die meisten zervikalen intraepithelialen Neoplasien, welche progredient sind oder persistieren, sind aneuploid, während die meisten, welche regredieren, diploid oder polyploid sind."
Kehlkopf
Der positive Prädiktionswert der DNA-Aneuploidie in Kehlkopfschleimhautdysplasien (n=15) für die Vorhersage eines Karzinoms betrug in unserem Untersuchungsmaterial 100 Prozent (6). Gleiche Beobachtungen machten Munck-Wikland et al. (19) und Bjelenkrantz et al. (4).
Bronchialschleimhaut
Der positive Prädiktionswert von DNA-Aneuploidie in dysplastischen Epithelien in Sputen (n=28) für die Vorhersage eines Bronchialkarzinoms betrug in unserem Untersuchungsmaterial 89,5 Prozent (2).
Mundschleimhaut
Abdel-Salam et al. (1) konnten mit 87,5prozentiger Sensitivität unter 16 Dysplasien der Mundschleimhaut diejenigen acht identifizieren, welche sich in einem 10- bis 15jährigen Beobachtungszeitraum zu Krebs weiterentwickelten. Saku und Sato (24) waren in der Lage, die maligne Transformation oraler Präkanzerosen durch den Nachweis von DNA-Histogrammen mit mehreren Stammlinien vorherzusagen.
Indikationen
Indikation für eine diagnostische DNA-Bildzytometrie stellt eine Dignitätsabklärung geringer und mittlerer Dysplasien der Plattenepithelien jedweder Lokalisation dar. Auch anderweitig abnorme Plattenepithelien, deren Dignität morphologisch nicht sicher beurteilt werden kann, eignen sich zur DNA-zytometrischen Abklärung. Im Bereich der Zervixzytologie handelt es sich um die Gruppen III und IIID der Münchner Nomenklatur II. Bei zytologischen Diagnosen der Gruppen IVa/b und V ist eine DNA-Zytometrie dann indiziert, wenn ein Karzinom im Konisat oder Biopsat histologisch nicht hat nachgewiesen werden können. Der Nachweis von DNAAneuploidie in Dysplasien des Plattenepithels qualifiziert diese als obligat präkanzerös beziehungsweise prospektiv maligne. Eine DNA-aneuploide Dysplasie, gleich welchen Grades, stellt somit eine Indikation zur chirurgischen Entfernung des Herdes mit histologischer Untersuchung dar.
Der DNA-Zytometrie kommt daher in der gynäkologischen Zytologie nicht nur die Funktion der Dignitätsabklärung von Dysplasien, sondern auch der Qualitätskontrolle Tumorzell-positiver Diagnosen zu (3, 10, 21, 22, 23, 27, 28).
Kosten-Nutzen-Relation
Die diagnostische DNA-Zytometrie ist laut Ziffer 4 965 des EBM abrechenbar. Die Kosten von derzeit etwa 70,- DM für die Dignitätsabklärung von Dysplasien sind denjenigen gegenüberzustellen, welche durch überflüssige zytologische Verlaufskontrollen, unnötige histologische Abklärungen oder übersehene Frühformen von Krebs entstehen würden.


Zitierweise dieses Beitrags:
Dt Ärztebl 1998; 95: A-658-662
[Heft 12]
Die Zahlen in Klammern beziehen sich auf das Literaturverzeichnis, das über den Sonderdruck beim Verfasser und über die Internetseiten (unter http://www.aerzteblatt.de) erhältlich ist.


Anschrift des Verfassers
Prof. Dr. med. Alfred Böcking
Institut für Cytopathologie
Heinrich-Heine-Universität
Düsseldorf
Moorenstraße 5
40225 Düsseldorf

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