3 Ergebnisse
3.4 Die M30-Bestimmung bei NAFLD-Patienten mit geringer Lebersteifigkeit ermöglicht die
Die Bestimmung der Lebersteifigkeit mittels transienter Elastographie ist eine weit verbreitete Methode zur Beurteilung des Fibroseprogresses bei Lebererkrankungen und wird auch im diagnostischen Algorithmus zur Abschätzung des Fibrosestadiums bei NAFLD berücksichtigt.8, 39, 66
Durch transiente Elastographie bestimmte Werte unterhalb des Cut-offs von 7,9 kPa (M-Sonde) oder 7,2 kPa (XL-Sonde) schließen mit hoher Genauigkeit fortgeschrittene Fibrosestadien aus.55 Wir haben nun evaluiert, ob die Kombination aus transienter Elastographie und M30 die diagnostische Wertigkeit für die Detektion einer fortgeschrittenen NAFLD verbessert. Ähnlich wie bei unseren Patienten mit niedrigem NFS konnten wir erhöhte M30-Spiegel bei einem signifikanten Anteil von Patienten (55%) mit niedriger TE messen (21/38). Ein geringerer Anteil (45%) zeigte normwertige M30-Spiegel (Abb. 4A). In Übereinstimmung mit unseren Daten bei Patienten mit niedrigem NFS zeigte die Mehrheit (71%) der Patienten mit niedriger TE, aber erhöhtem M30 eine NASH mit einem NAS ≥ 4 (15/21; Abb. 4B) und 47% (7/15) hatten bereits eine Fibrose (F1 = 5, F2 = 2 (Abb. 4C)). Entsprechend dem diagnostischen Algorithmus in Abbildung 1 evaluierten wir den zusätzlichen Nutzen einer M30-Bestimmung bei Patienten mit undefinierbarem NFS und niedriger TE, die nicht für eine Leberbiopsie berücksichtigt werden würden. 50% dieser Patienten (3/6) hatten erhöhte M30-Spiegel und bei allen lag eine NASH vor (Daten nicht abgebildet). Bei M30-Spiegeln ≤ 200 U/L zeigte die Mehrheit (76%) der NAFLD-Patienten mit niedriger TE (13/17) keine NASH (Fig. 4D). 75%
(3/4) der NASH-Patienten mit M30-Spiegeln ≤ 200 U/L hatten keine Fibrose (Abb. 4E).
19
3.5 Evaluation der diagnostischen Wertigkeit von Caspase-gespaltenem Keratin-18 bei NAFLD-Patienten mit intermediärer oder erhöhter
Lebersteifigkeit
In einem weiteren Schritt haben wir die diagnostische Genauigkeit von M30-Spiegeln bei Patienten mit intermediärer Lebersteifigkeit, also bei einer transienten Elastographie zwischen 7,9-9,6 kPa (M-Sonde) und 7,2-9,3 kPa (XL-Sonde) untersucht. Wir konnten zeigen, dass 60%
der Patienten (3/5) mit intermediärer Lebersteifigkeit erhöhte M30-Spiegel hatten (> 200 U/L;
Abb. 5A) und alle davon (3/3) eine NASH aufwiesen (Abb. 5B). Dabei hatte bereits ein Patient eine F2-Fibrose entwickelt (Abb. 5C). Ähnlich wie in unserer Beobachtung von Patienten mit undefinierbarem NFS verbessert die Messung von Caspase-gespaltenem K18 bei Patienten mit intermediärer Lebersteifigkeit die Risikostratifikation von NAFLD-Patienten.
Patienten mit erhöhter Lebersteifigkeit, das heißt > 9,6 kPa (M-Sonde) oder > 9,3 kPa (XL-Sonde) zeigten erhöhte M30-Spiegel in 90% der Fälle (19/21; Abb. 5D) und 84% von ihnen (16/19) hatten eine NASH (Abb. 5E). Die Mehrheit (75%) der Patienten mit hoher Lebersteifigkeit und erhöhten M30-Spiegeln (12/16) hatte bereits eine Fibrose entwickelt (Abb.
5F).
Eine NASH konnte bei 75% (18/24) der NAFLD-Patienten mit niedriger oder intermediärer transienter Elastographie und erhöhten M30-Spiegeln nachgewiesen werden. Bei NAFLD-Patienten mit niedriger transienter Elastographie würde eine Leberbiopsie normalerweise nicht erwogen werden. In dieser Situation scheint die Bestimmung des M30-Biomarkers, der in rund 70% der Fälle bei Patienten mit NASH und niedriger TE erhöht nachweisbar war, von diagnostischer Relevanz. Umgekehrt würden 29% (6/21) der Patienten mit einem NAS < 4 und niedriger TE aber erhöhten K18-Spiegeln unnötig biopsiert werden. Allerdings wiesen alle diese Patienten im NAS eine Inflammation von mindestens 1 auf.
21
4 Diskussion
Die NAFLD ist die häufigste Lebererkrankung mit einer weltweiten Prävalenz von ~ 25%.14, 43 10-20% der NAFLD-Patienten haben eine NASH. Diese ist mit einer Leberfibrose und ihren Komplikationen assoziiert. Studien, die den natürlichen Krankheitsverlauf beobachtet haben, haben gezeigt, dass die Fibrose der wichtigste Faktor nicht nur für die Leber-assoziierte, sondern auch für die Gesamtmortalität bei NAFLD ist.4, 5, 7 Die Identifikation von NAFLD-Patienten, die eine NASH und möglicherweise bereits eine Fibrose entwickelt haben, ist deshalb äußerst wichtig. Zur Diagnosesicherung und Beurteilung der Krankheitsaktivität sowie des Fibrosestadiums ist die Leberbiopsie der Goldstandard. Sie ist jedoch mit Kosten und Aufwand eines stationären Aufenthalts, sowie mit möglichen Komplikationen verbunden und kann mit einem „sampling error“ einhergehen. Zudem ist es unrealistisch bei 25% der Gesamtbevölkerung eine Leberbiopsie vorzunehmen. Deshalb sind neue Überwachungsstrategien für NAFLD-Patienten erforderlich, welche nicht-invasiv die Beurteilung des Vorliegens einer fortgeschrittenen Erkrankung, das heißt einer NASH und eventuellen Fibrose, ermöglichen. Der NAFLD Fibrosis Score wurde als erster diagnostischer Schritt vorgeschlagen, um Patienten ohne erhöhtes Risiko für eine fortgeschrittene Erkrankung zu identifizieren.8, 39 Laut diesem Algorithmus können Patienten mit einem NFS < -1,455 bezüglich einer Krankheitsprogression nicht-invasiv überwacht werden.
In der vorliegenden Studie berücksichtigten wir bei diesem diagnostischen Algorithmus die serologische Bestimmung von Caspase-gespaltenem K18 (M30-Spiegel) und fanden heraus, dass mehr als 50% der NAFLD-Patienten mit niedrigem NFS erhöhte M30-Spiegel hatten.
Darüber hinaus zeigten 70% dieser Patienten histologisch eine NASH. Umgekehrt hatten mehr als 60% der Patienten mit niedrigem NFS und nicht erhöhtem M30 keine NASH und die Mehrheit der falsch negativen Patienten hatte histologisch keine Fibrose. Die Patienten mit erhöhtem M30 trotz niedrigem NFS und einem NAS < 4 (falsch positive Patienten) zeigten in der Mehrzahl der Fälle histologisch eine Inflammation. Es gibt zunehmende Evidenz, dass sich eine NAFL mit leichter Inflammation zu einer fortgeschrittenen Erkrankung entwickeln kann, wenn auch in einem geringeren Maße als bei einer NASH.67, 69 Deshalb kann auch die Identifikation dieser Patienten von diagnostischer Relevanz sein. Bei Patienten mit undefinierbarem NFS jedoch erhöhtem M30-Spiegel hatten 80% eine NASH und 80% letzterer hatten bereits eine Fibrose entwickelt.
22 Wir erhielten ähnliche Ergebnisse, wenn anstelle des NFS die transiente Elastographie mittels FibroScan berücksichtigt wurde. Bei mehr als 50% der Patienten mit niedriger TE konnten erhöhte M30-Spiegel gemessen werden und rund 70% dieser Patienten hatten eine NASH.
47% letzterer Patienten hatten bereits eine Fibrose entwickelt. Umgekehrt wies die Mehrheit der Patienten mit niedriger transienter Elastographie und nicht erhöhten M30-Spiegeln keine NASH auf und die meisten Patienten mit NASH zeigten bei dieser Konstellation histologisch keine Fibrose. Insgesamt konnte mit erhöhten M30-Spiegeln eine NASH bei 74% der Patienten mit niedrigem oder undefinierbarem NFS und bei 75% der Patienten mit niedriger oder intermediärer transienter Elastographie vorhergesagt werden. Bei der Mehrzahl dieser Patienten wäre keine Leberbiopsie durchgeführt worden. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass der NFS für die Vorhersage einer fortgeschrittenen Fibrose nicht so gut geeignet ist und mit einer hohen Rate falsch negativer Befunde einhergeht.43, 57 Somit verbessert die zusätzliche Bestimmung von M30 bei niedrigem oder undefinierbarem NFS und/oder bei niedriger oder intermediärer transienter Elastographie die Identifikation von Patienten mit fortgeschrittener NAFLD.
K18 korreliert mit den histologischen Charakteristika einer NASH, das heißt mit dem histologisch bestimmten NAS (NAFLD Activity Score) und den Einzelkomponenten, wie insbesondere mit der lobulären Inflammation und dem hepatozellulärem Ballooning,33, 35-37 welche beide mit dem Progress einer NAFLD assoziiert sind.67, 69 Klinische Studien haben
gezeigt, dass M30-Spiegel bei Patienten mit histologischem Ansprechen auf eine NASH-Therapie im Vergleich zu Non-Respondern signifikant abfallen.68 Weitere Studien mit
gepaarten Biopsien haben gezeigt, dass M30-Spiegel mit Verbesserung des NAS abfallen und mit Verschlechterung des NAS ansteigen.36, 64
NAFLD-Aktivitätsmarker wie Inflammation und Ballooning sind mit einer Fibroseentwicklung und einem Fibroseprogress assoziiert.67, 69 Eine Inflammation triggert die Hepatozytenapoptose und diese begünstigt wiederum die Fibrogenese.70, 71 Die Aufnahme von apoptotischen Zellen durch hepatische Sternzellen stimuliert ihre fibrogenetische Aktivität, wohingegen eine Verminderung der Hepatozytenapoptose die Fibrogenese reduzierte, wie in einem experimentellen Fibrosemodell gezeigt werden konnte.20, 72, 73 Es finden sich zunehmend Hinweise darauf, dass M30-Spiegel mit der Leberfibrose bei chronischen Lebererkrankungen einschließlich der NAFLD korrelieren.29, 35, 74, 75 In unserer Kohorte hatte ein signifikanter Anteil der NASH-Patienten mit erhöhten M30-Spiegeln bei niedrigem bzw. undefinierbarem
23 NFS oder niedriger bzw. intermediärer transienter Elastographie bereits eine Fibrose entwickelt. Somit scheint die Bestimmung von M30 bei dieser Konstellation von zusätzlichem diagnostischem Nutzen zu sein, um nicht nur die Patienten mit NASH, sondern auch solche, die bereits eine Fibrose entwickelt haben und mittels NFS oder TE nicht detektiert wurden, zu identifizieren.
Obwohl der NFS und die TE etablierte Methoden sind, um eine fortgeschrittene Fibrose abzuklären, sind sie weniger gut geeignet für die Detektion von niedrigen Fibrosestadien.31, 55 Bis zu 58% der Patienten haben einen undefinierbaren NFS. Zudem zeigen andere Modelle eine bessere diagnostische Performance zur Detektion einer NASH und fortgeschrittenen Fibrose
bei NAFLD-Patienten mit Diabetes.34, 76 In unserer Kohorte, welche überwiegend NAFLD-Patienten ohne Diabetes mellitus erfasste, konnten wir eine gute diagnostische
Performance des M30-Biomarkers zur Detektion einer NASH demonstrieren.
Interessanterweise konnte eine ähnlich gute diagnostische Performance zur Vorhersage einer NASH bei NALFD-Patienten mit niedrigem NFS oder niedriger TE gezeigt werden. Im Vergleich zur ALT wurde für den M30-Biomarker eine höhere diagnostische Performance für den Nachweis einer NASH bei NAFLD-Patienten mit niedrigem NFS oder niedriger TE erzielt.
Dies stimmte auch mit der publizierten Beobachtung überein, dass der M30 im Vergleich zur ALT eine höhere diagnostische Genauigkeit für den Nachweis einer NASH bei NAFLD aufweist.33
Die Anwendung unseres modifizierten Algorithmus identifizierte rund 70% der NASH-Patienten in unserer NAFLD-Kohorte mit niedrigem NFS oder niedriger TE. Die
Berücksichtigung von M30 im diagnostischen Algorithmus zur Detektion einer NASH bei Patienten mit vermuteter NAFLD könnte deshalb hilfreich sein bei der Entscheidung, welche Patienten eine Leberbiopsie erhalten und zur weiterführenden Beurteilung bei einem Hepatologen vorstellig werden sollten. Weitere Kohortenstudien, welche die Rolle von Caspase-gespaltenem K18 in Kombination mit nicht-invasiven Verfahren zur Risikostratifikation bei NAFLD-Patienten untersuchen, sind erforderlich, um die erzielten Ergebnisse zu validieren.
24
5 Zusammenfassung
Die nicht-alkoholische Steatohepatitis (NASH) und das Ausmaß einer Leberfibrose spielen eine wichtige Rolle für die langfristige Prognose von Patienten mit nicht-alkoholischer Fettlebererkrankung (NAFLD). Somit ist es wichtig, Patienten mit einem erhöhten Risiko für eine NASH oder eine Fibrose zu identifizieren und ihre Versorgung bzw. Überwachung zu optimieren. Der NAFLD Fibrosis Score (NFS) und die transiente Elastographie (TE) wurden als erster diagnostischer Schritt zum Ausschluss einer fortgeschrittenen Leberfibrose vorgeschlagen. Um Patienten mit NASH und frühen Fibrosestadien zu identifizieren ist jedoch weiterhin eine Leberbiopsie erforderlich. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit einer verbesserten nicht-invasiven Risikostratifikation bei NAFLD. Da die Hepatozytenapoptose in der Pathogenese der NASH eine wichtige Rolle spielt, untersuchten wir den Nutzen des Apoptosemarkers M30, einem Antigen, das bei der Caspase-vermittelten Spaltung von Keratin-18 gebildet wird. Bei insgesamt 102 Patienten mit histologisch gesicherter NAFLD wurden Serum M30-Spiegel mittels ELISA ermittelt und mit dem NFS und/oder der TE kombiniert. Die Mehrheit (64%) der Patienten mit einem niedrigem NFS unterhalb des Cut-offs von -1,455 zeigte erhöhte M30-Spiegel (> 200 U/L) und 70% dieser Patienten hatten eine NASH. Mehr als 50% letzterer Patienten hatten histologisch bereits eine Fibrose entwickelt.
Umgekehrt wies die Mehrheit der Patienten mit einem NFS < -1,455 und nicht erhöhtem M30 histologisch keine NASH auf. Eine NASH wurde bei 83% der Patienten mit undefinierbarem NFS (-1,455 bis 0,676) und erhöhten M30-Spiegeln detektiert. Bei 80% dieser Patienten lag bereits eine Fibrose vor. Ähnliche Ergebnisse wurden erzielt, wenn anstelle des NFS die transiente Elastographie mit einem Cut-off < 7,9 (M-Sonde) oder < 7,2 kPa (XL-Sonde) verwendet wurde.
Die Kombination des Apoptosemarkers M30 mit dem NFS oder der TE ermöglicht somit die Identifikation von Patienten mit einem erhöhten Risiko für eine fortgeschrittene NAFLD und verbessert damit die Risikostratifizierung dieser Patienten.
25
6 Abkürzungsverzeichnis
Abkürzung Bedeutung
ALT Alaninaminotransferase AST Aspartataminotransferase AUC Area under the curve BMI Body Mass Index CK Cytokeratin
ELF-Test Enhanced liver fibrosis-Test
ELISA Enzmye-linked immunosorbent assay FIB4-Score Fibrosis 4 Score
HCC hepatozelluläres Karzinom IF Intermediärfilament kPa Kilopascal
n Stichprobengröße NAFL Non-alcoholic fatty liver
NAFLD Non-alcoholic fatty liver disease NAS NAFLD Activity Score
NASH Non-alcoholic steatohepatitis NFS NAFLD Fibrosis Score NPV negativer prädiktiver Wert p-Wert Signifikanzwert
ROC Receiver operating characteristics SEM Standard error of the mean TE Transiente Elastographie
26 TNF-α Tumornekrosefaktor-α
U/L Units/Liter
VLDL Very Low Density Lipoprotein
27
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