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Digitale Herausforderungen für die Onkologie

Freitag, 23. November 2018

/Alex Tihonov, adobe.stock.com

Berlin – Labordaten, Studiendaten, Bilddaten, Genprofile – sowohl die Datenmenge als auch die die Anzahl der Datenquellen steigen in der Onkologie rapide an. Das verdeut­lichte Reinhold Schäfer, stellvertretender Direktor am Charité Comprehensive Cancer Center aus Berlin, für den Bereich der molekularen Diagnostik heute bei einer Diskussionsveranstaltung der Deutschen Krebsgesellschaft.

Das menschliche Genom besteht aus drei Milliarden Nucleobasen. Wenn man ein solches Genom mittels der neuesten Techniken sequenziert, generiert man laut Schäfer eine Datenmenge von 600 Gigabyte je Probe. Am Deutschen Krebsforschungszentrum habe man eine Speicherkapazität etabliert, die es erlaube, bis zu 12.000 Einzelproben pro Jahr zu sequenzieren und vorzuhalten.

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„Das sind dann 7.200.000 Gigabyte oder 7.200 Terabyte, das heißt, die Komplexität ist gewaltig“, sagte Schäfer. Die innovative molekulare genetische Forschung sei in der Patientenversorgung angekommen, betonte er. Beispiele dafür seien das maligne Melanom und Lungenkrebs.

So sei etwa der epidermale Wachstumsfaktorrezeptor in vielen Lungenkarzinomen genetisch verändert und werde zielgerichtet mit therapeutischen Antikörpern behandelt. Dies erhöhe den Überlebensvorteil gegenüber der klassischen Chemotherapie im Durchschnitt um zwei Jahre. Beim Melanom hingegen sei seit einigen Jahren eine bestimmte Veränderung in einem Signalmolekül bekannt (BRAF), auch dort gebe es eine zielgerichtete Behandlung mit BRAF-Inhibitoren.

Heterogene Datensätze

In molekularen Tumorkonferenzen werden einerseits die klinischen Daten benutzt, andererseits aber auch relativ heterogene Datensätze aus der Genomik und der Transkriptonik, die aus unterschiedlichen Plattformen stammen, um die Treibermutationen für das Tumorwachstum zu identifizieren. Gesucht wird anschließend in der Literatur und in Datenbanken nach klinischen und präklinischen Daten, die eine zielgerichtete Therapie nahelegen. „Am Ende des Prozesses steht dann eine Therapieempfehlung“, erläuterte er.

Die Hindernisse bei der Interpretation genomischer Daten: „Wir haben es nicht mit einem einzelnen alterierten Molekül zu tun, sondern die Moleküle wirken im Netzwerk, das aus Signalmolekülen, Zellkernen, Zytoplasma besteht.“ Das zweite Problem liegt in der extremen Heterogenität des einzelnen Tumors. So betreffen Gengruppen mit der gleichen Alteration nicht zwangsläufig den gesamten Tumor, sondern oftmals nur Teile, sodass eine Therapie möglicherweise nicht überall wirkt, sondern nur in begrenzen Arealen.

Mühsame manuelle Suche

Schäfers „Vision“ für eine Digitalisierung besteht darin, genetische oder genomische Daten künftig so interpretieren zu können, „wie wir beispielsweise Shakespeare interpretieren“. Im letzteren Fall könne man auf Konkordanzen zurückgreifen, die es erlauben, bestimmte Begriffe in allen Dramen des Dichters anzusehen.

Analog dazu: „Können wir genomische Daten aufgrund von Datenbanken so aufbereiten, dass wir im Falle einer bestimmten Alteration sofort weitere Informationen erhalten“ – etwa um welche Alterationen es sich handelt, wie die Biologie aussieht, was die möglichen therapeutischen Angriffspunkte sind und ob es klinische Studien oder nur Einzelbeobachtungen gibt. „All diese Dinge, die wir heute mühsam manuell zusammensuchen, wären auf einen Blick abrufbar“, meinte Schäfer.

Sein Fazit: Die Diagnostik als solche wird durch die Komplexität und die Plastizität der Tumorzellen erschwert. Wann immer die Diagnostik erfolgt, geschieht das zu einem bestimmten Zeitpunkt, das heißt, „wir erhalten einen Schnappschuss“. Die Frage, ob eine Tumoranalyse reiche, oder ob mehrfach analysiert werden müsse, sei noch offen.

Auch die Frage, ob Big Data, also die Verarbeitung der riesigen Datenmengen, aufgrund noch mehr versteckter Informationen weitere Erkennungsmuster liefere, die die individuelle Prognose und das therapeutische Ansprechen verbessern werden, halte er für ungeklärt.

Projekt zur Datenintegration

Weil die Informationsbeschaffung im Gefolge dieser molekularen Untersuchungen von komplexen Omics-Daten derzeit noch weitgehend manuell erfolgt, wären Software­werkzeuge zur Unterstützung der Ärzte äußerst hilfreich. Im Forschungsprojekt „PREDICT“ am Institut für Informatik der Humboldt-Universität zusammen mit der Charité werde an einer umfassenden Datenintegration zur Verbesserung onkologischer Therapien gearbeitet, berichtete Schäfer.

Entwickelt werden soll ein Softwaretool, das es Klinikern ermöglicht, die große Menge an Daten, die zu genetischen Veränderungen und Therapieansprechen existieren, besser zu nutzen. Zudem soll der klinische Entscheidungsprozess für zielgerichtete Therapien, die auf Genomsequenzierungen basieren, mit der bestmöglichen Information unterlegt und so besser strukturiert werden.

Neu ist ebenfalls das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft bewilligtes Graduiertenkolleg „CompCancer“ (Computermethoden für personalisierte Therapien in der Onkologie) an der Charité. Im Rahmen des Projekts sollen Nachwuchswissen­schaftler rechnerbasierte Verfahren für die Krebsforschung entwickeln.

Datengestützte Versorgung im Tumorboard

Bernhard Wörmann, medizinischer Leiter der Deutschen Gesellschaft für Hämatologie und medizinische Onkologie, Berlin, betonte die Bedeutung überregionaler Tumorboards für eine datengestützte, Wissen generierende Versorgung von Tumorpatienten. Eine der Fortschritte der Medizin sei die Medizin des „Oder“: „Wir haben viele therapeutische Optionen, die potenziell formal aufgrund von randomisierten Studien gleichwertig sind.“

Eine Schwierigkeit daraus ist die Entscheidung, welches die richtige Therapie für den jeweiligen Patienten ist. In die Entscheidung fließen ihm zufolge viele Komponenten in den Entscheidungsprozess mit ein, neben Tumorbiologie und Genomik beispielsweise das Krankheitsstadium, der Allgemeinzustand des Patienten, Komorbiditäten und die Komedikation. „Das Tumorboard bietet dem Arzt die Möglichkeit, die verschiedenen Optionen abzuwägen“, erläuterte Wörmann. Hinzu komme die Patientenpräferenz.

Aus unterschiedlichen Studien lässt sich entnehmen, dass die Prognose von Patienten, die in Tumorboards besprochen wurden, deutlich besser ist als die von Patienten, bei denen dies nicht der Fall war. So nannte Wörmann unter anderem das Beispiel einer Untersuchung von 9.000 Sarkompatienten in Frankreich, in der die Prognose von Patienten, bei denen vor der ersten Intervention ein Tumorboard durchgeführt worden ist, verglichen wurde mit der von Patienten, in denen das Tumorboard erst nach der ersten Intervention durchgeführt wurde. Die Qualität der Chirurgie, nämlich eine 0-Resektion, erwies sich im ersten Fall als deutlich besser.

Studien zufolge werden rund 80 Prozent der Empfehlungen aus Tumorboards vollständig oder teilweise umgesetzt. Acht Prozent der Empfehlungen werden aber überhaupt nicht berücksichtigt. Letzteres liegt unter anderem auch in einer unzu­reichenden Information als Basis des Tumorkonferenzbeschlusses, das heißt, der Arzt, der anschließend den Beschluss umsetzen sollte, hatte mehr Informationen als die Tumorkonferenz. Dem Tumorboard müssten daher tatsächlich alle notwendigen Daten für eine Entscheidung zur Verfügung stehen, so Wörmann.

Überregionale Tumorboards sind ihm zufolge vor allem auch im Hinblick auf die ungleiche regionale Verteilung von Tumorpatienten in Deutschland erforderlich. „Es geht nicht nur darum, mehr Wissen in die Tumorkonferenz hineinzubringen, sondern auch, ein Stadt-Land-Gefälle und damit eine Altersdiskriminierung zu vermeiden“, so der Experte. Das Spezialistentum müsse daher überregional vorhanden sein. Überregionale Tumorboards seien vor allem auch bei seltenen Erkrankungen erforderlich, wie etwa beim CUP-Syndrom (Cancer of Unknown Primary).  

Fortlaufende Optimierung

Die Wissen generierende onkologische Versorgung würde bedeuten, dass alle Daten aus dem Therapieprozess wieder in einen Datenpool einfließen, um die Behandlung fortlaufend zu optimieren. Dies umzusetzen sei politisch schwierig.

Einen ersten Ansatzpunkt sieht Wörmann in dem in der vergangenen Woche vorgelegten Referenten­entwurf für ein „Gesetz für mehr Sicherheit in der Arznei­mittelversorgung“, das die Durchführung begleitender Datenerhebungen für die Bewertung des Zusatznutzens bei nicht zugelassenen Arzneimitteln zur Behandlung seltener Leiden vom pharmazeu­tischen Hersteller verlangt. Allerdings dürften die Algorithmen und Schlussfolgerungen dabei nicht durch Maschinen vorgegeben werden, weil das Risiko zu hoch sei, dass entsprechende Empfehlungen interessegeleitet seien.

Nach Christian Klose, dem stellvertretender Leiter der Abteilung „Digitalisierung und Innovation“ im Bun­des­ge­sund­heits­mi­nis­ter­ium (BMG),  hat das Ministerium vier Handlungsfelder zur Weiterentwicklung der Digitalisierung im Gesundheitswesen definiert. Dazu zähle der Umgang mit Daten und die Interoperabilität. Dabei gehe es darum, klare Verantwortlichkeiten für technische und semantische Standards als Grundlage für den Datenaustausch zu schaffen, in Kombination mit dem Ausbau der Tele­ma­tik­infra­struk­tur, erläuterte Klose.

Zudem soll 2021 jeder gesetzlich Versicherte Anspruch auf eine interoperable elektronische Patientenakte haben. Das dritte Thema ist der leichtere Marktzugang für Innovationen. Schließlich sollen telemedizinische Anwendungen, wie Telekonsile, das E-Rezept und die elektronische Arbeits­unfähigkeits­bescheinigung ausgebaut werden. „All diese Dinge adressieren wir derzeit in verschiedenen Gesetzgebungsverfahren.“

Kreislauf zwischen Versorgung und Forschung

Zusätzlich setzt das BMG zwei Schwerpunkte innerhalb der High-Tech-Strategie der Bundesregierung: zum einen die „Dekade gegen Krebs“ und zum anderen die forschungskompatible Patientenakte, um einen „Kreislauf zwischen Versorgung und Forschung“ zu schaffen. Die Vernetzung der Leistungserbringer „ist die Grund­voraussetzung für eine deutliche Qualitätsverbesserung der Behandlung“, betonte Klose. Das gelte gleichermaßen für akut und chronisch Kranke wie für Pflegebedürftige.  Derzeit gebe es große Qualitätseinbußen alleine aufgrund der mangelnden Verfügbarkeit von Krankheitsdaten.

Klose verwies auch auf das Projekt, Berlin als Zukunftstestregion zu etablieren. Hierfür will das BMG in den nächsten vier Jahren 20 Millionen Euro zur Verfügung zu stellen, um beispielsweise innovative Produkte zu erproben und Digitalisierungsangebote in Versorgungsketten einzubetten. © KBr/aerzteblatt.de

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