Zur Fortbildung Aktuelle Medizin KONGRESS-BERICHT
Kann man Tumorzellen in vitro vortesten?
Bericht über das Internationale Symposium
„Predictive Drug Testing an Human Tumor Cells"
vom 20. bis zum 22. Juli 1983 in Zürich
• Gewebekulturen in flüssigen oder festen, zum Teil in halbsyn- thetischen (serumfreien) Medien.
Die Untersuchungen können mi- kroskopisch, semiquantitativ oder durch Überführung in „klonoge- ne" Medien (siehe bei [2]) erfol- gen. Die Tumorzellen können zu etwa 50 bis 60 Prozent mit Erfolg gezüchtet werden, dann allerdings unbeschränkt. Ein Nachteil sind die Tage oder Wochen erfordern- den mehrfachen Passagen.
Analogie zur Antibiotika- empfindlichkeit der Bakterien Jeder gewissenhafte Arzt wird — in den Kliniken vielleicht mehr als in der Praxis — im Falle einer Infek- tion die Antibiotika-Empfindlich- keit oder -Unempfindlichkeit von Bakterien an einem bakteriologi- schen Institut vortesten lassen.
Auch kann er mit einer Standard- therapie beginnen und auf Grund der zwischenzeitlich, d. h. in weni- gen Tagen, eingegangenen Resi- stenzbestimmungen seine Wahl bestätigt sehen oder Änderungen vornehmen.
Dies alles gilt besonders für chro- nische und rezidivierende Infekte, ferner für Kranke, die wegen ihres Grundleidens oder wegen thera- peutischer Maßnahmen beson- ders gefährdet sind, und für Inten- sivstationen. Was läge näher, als diesen inzwischen allgemein ver- breiteten Ansatz auf menschliche Tumorzellen (z. B. aus Operations- präparaten, Probeentnahmen, Probepunktionen, Zeltfang) zu übertragen, und dies besonders aus zwei Gründen:
• Der Entschluß zu einer zytosta- tischen Chemotherapie bei nach- gewiesenen Metastasen oder „ad- juvant" als Metastasenprophylaxe fällt wegen der bekannten Neben- wirkungen schwerer als der Ent- schluß zu einer antibiotischen Be- handlung.
• Während antibiotische Zweier- oder Dreier-Kombinationen im all- gemeinen eine bakterielle Infek- tion zum Erlöschen bringen, ist
das selbst mit vier oder mehr Zy- tostatika bei den meisten Tu- morleiden keineswegs sicher oder auch nur wahrscheinlich.
Der Referent, der 1951/1952 unter dem unvergessenen Ehepaar Lett- rd in Heidelberg seine ersten Un- tersuchungen über zytostatische Vortestungen in Gewebekulturen durchführte, war deshalb auf das internationale Symposium der Schweizerischen und Züricher Li- gen gegen den Krebs und der Schweizerischen Gruppe für klini- sche Krebsforschung (SAKK) un- ter der Leitung von Professor G.
Martz/Zürich besonders gespannt, gab es doch eine kritische Bilanz nach den ersten Ansätzen vor über 30 Jahren.
Um das wesentliche Ergebnis der weit über 100 Vorträge und Poster- demonstrationen vorwegzuneh- men: Trotz unverkennbarer Fort- schritte und interessanter Ansätze sind wir von allgemein anwendba- ren und zuverlässigen Methoden noch weit entfernt; die „prädikti- ven Tests" an Tumorzellen gehö- ren noch in den Bereich der expe- rimentellen Medizin. Immerhin zeichnen sich heute auch breiter realisierbare Ansätze ab.
II. Methoden
Auf dem Symposium wurden zahl- reiche methodische Varianten vor- getragen, die hier nicht im einzel- nen erörtert werden können. Es genügt zu wissen, daß heute vier Grundmethoden zur Verfügung stehen:
• Die vor allem von Hamburger und Salmon eingeführte Koloni- sierung in flüssigen oder halbflüs- sigen Medien („soft agar colonies
= HTSCA) mit der Bestimmung der Nester-bildenden Tumor- Stammzellen („clonogenic as- say"). Sie gestatten bei früherem oder späterem Zusatz abgestufter Mengen von Zytostatika Aussa- gen, die im interessierenden Be- reich gewöhnlich dosisabhängig- linear sind.
Diese Techniken standen — in An- wesenheit von Salmon — auf dem Züricher Symposium ganz über- wiegend, vielleicht etwas zu ein- seitig, im Vordergrund. Mit zahl- reichen methodischen Unterschie- den (Tumorart, Sauerstoffspan- nung, Medium, Temperatur) wur- den Angehraten von 8 bis 28 Pro- zent angegeben, von einzelnen Gruppen auch höhere.
Das Auszählen klonogener Tu- morzellen ist allerdings zeitrau- bend. Auf der anderen Seite hörte man gesprächsweise, daß Nach- untersuchungen mit der ursprüng- lichen Salmon-Technik im NIH in Bethesda nur etwa 20 Prozent verwertbare Resultate erbracht hätten.
Kurzzeitkulturen (die man we- gen der nur wenige Stunden dau- ernden Inkubation nicht mehr zu den Gewebekulturen zählen soll- te) mit dem Einbau radioaktiver
Präkursoren (z. B. 3 H-Thymidin,
3H-Uridin, 3 H-Leuzin) und der an- schließenden vergleichenden Im- pulszählung. Die Verwertbarkeit soll 80 bis 90 Prozent erreichen.>
Ausgabe A DEUTSCHES ÄRZTEBLATT 80. Jahrgang Heft 33 vom 19. August 1983 37
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Tu morzellen-in-vitro-Test
Sie erfaßt proliferierende Tu- morzellen (Growth fraction) in der auch zytostatisch besonders wich- tigen Synthese-Phase.
O
Impftumoren menschlicher Krebse an Nagern wurden wegen der Intoleranz früher in die Vorder- kammerdes Auges, die Backenta- . sehe des Hamsters oder mitgleichzeitiger lmmunsupression an der Maus durchgeführt.
Seit die thymuslosen und daher weniger von Abstoßungen bedroh- ten sogenannten "nackten Mäu- se" zur Verfügung stehen, haben diese mehr oder minder das Feld erobert. Trotz der günstigen im- munologischen Voraussetzungen werden die derzeitigen Angehra- ten auf 15 bis 60 Prozent (je nach Tumorart und Technik), im Mittel auf etwa 35 Prozent, geschätzt.
Geht ein solches "Xenograft" an, so sind die biologischen Verhält- nisse dem Menschen vergleichba- rer; auch lassen sich aus solchen implantierten menschlichen Tu- moren jederzeit Stammzellen- Tests nach der Art von (2) ableiten.
Für alle Systeme haben sich inter- national die Begriffe der Sensitivi- tät(S) und der Resistenz(R) einge- bürgert, wobei die Wirkung der Chemotherapie am Menschen als jeweils erster Buchstabe, die Wir- kung im Test als zweiter Buchsta- be erscheint. Richtig positive Prä- diktion in Prozent wäre sinngemäß im Sinne dieser Definition (SS/SS
+
SR)x
100 - richtig negative Prädiktion: (RR/RR+
RS) x 100.111. Generelle Schwierigkeiten für die Vortestung von Tumorzellen Wie das Züricher Symposium zeig- te, sind die Probleme der Vorte- stung menschlicher Tumorzellen ungleich komplizierter als etwa die Ermittlung der Empfindlichkeit von Bakterien. Das hat unter ande-
ren folgende Gründe:
0
Die Techniken sind noch kom- plizierter, die Ergebnisse oft mehrabhängig von derMethodikals von der gesuchten Sensitivität. Dazu gehört besonders der Einfluß etwa sich bildender zellschädigender Peroxyde.
f) Die meisten Tumorensind inho- mogen - Tumorpartikel deshalb einander nicht gleich. Im selben Tumor und in seinen Metastasen können Bezirke von ganz ver- schiedener Kinetik geprüft werden und die Voraussage für den Tumor als Ganzes verfälschen. Auch Stroma- und Gefäßanteile werden ganz unterschiedlich erfaßt.
0
Dies gilt besonders für Zellen aus Aszites, Pleuraergüssen usw., von denen bezweifelt wurde, ob sie noch die volle Vitalität besitzen oder schon eine Form der "Absto- ßung" darstellen.0
Die Meßkriterien, verglichen mit den unbehandelten Kontrollen, sind zum Teil noch ganz arbitra- risch und von Labor zu Labor ver- schieden. Die Kriterien wechseln dementsprechend von 30 bis 70 Prozent des Wachstums unbehan- delter Kontrollen.0
Es wurde bezweifelt, ob die zum Teil großen Moleküle der Zytosta- tika die Zellmembran passieren oder nicht, d. h. ob, wie in vivo, kleinere aktive Metaboliten wirk- sam werden.0
ln der klinischen Chemothera- pie werden heute überwiegend Kombinationen von drei, vier oder mehr Substanzen (unterschiedli- chen Ansatzes) bevorzugt, die oft erst nach tage- oder wochenlan- ger Behandlung wirksam werden, während es sich hier nur um eine mehr oder minder kurzfristige Vor- testung mit einzelnen Substanzen (gewöhnlich den 10 bis 20 gängig- sten) handelt. Allerdings wurden in einzelnen Laboratorien auch klinisch übliche Kombinationen getestet.8
Zum Teil wurden in Zürich Er- gebnisse mit Dosen in vitro vorge- tragen, die in vivo wegen der Toxi- zität (z. B. 100 x LD50 Maus) oderwegen der Halbwertzeit der Zy- tostatika nicht erreicht werden können.
Alle diese Einwände gelten nicht für die Bestimmung von Steroidre- zeptoren (Östrogene, Gestagene, Androgene, Kortikosteroide u. a.), die auf dem Symposium nicht im Vordergrund standen.
IV. Ergebnisse und Ausblick Richtig positive Voraussagen (Sensitivität) scheinen zur Zeit bei rund 50 bis 60 Prozent möglich, richtig negative bei rund 95 Pro- zent.
Dabei hat sich die Inkorporation von Tritium-markierten Nuklein- säurevorläufern (siehe unter [3]) am besten bewährt. Ganz am An- fang stehen noch für bestimmte Tumoren modifizierte, d. h. mehr oder minder biologisch-spezifi- sche Vortestungen.
Für den Entschluß zu einer Che- motherapie mit all ihren Nebenwir- kungen oder im fortgeschrittenen Alter bedeutet ein positives oder negatives Ergebnis in vitro eine Entscheidungsh ilfe.
Das heißt mit anderen Worten: Ein positiver Test verspricht eine Wirk- samkeit auch in vivo von über 50 Prozent, ein negativer schließt ei- ne Wirksamkeit in vivo mit einer Wahrscheinlichkeit von über 90 Prozent aus.
Darauf hatten wirschon mit Hirsch- mann und Klein (Advanc. Biosci.
14 [1973] 385 und "Present Prob- lems of Chemotherapy", Exc. Me- die. [1974]) anhand von Kurzzeit- Leukämiekulturen mit Uridin und Thymidin hingewiesen.
Dies war zugleich das insgesamt wichtigste Ergebnis auch in Zü- rich:
..,.. Ein positiver Test in vitro garan- tiert keineswegs den gleichen Er- folg auch beim Kranken, ein nega- tiver schließt ihn fast sicher aus.
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Tu morzellen-in-vitro-Test
Wirksamkeit in vitro verspricht zu- nächst ein Ansprechen auf die Therapie, besagt aber nichts Si- cheres zur Überlebenszeit
Diese war für einige Autoren in Zürich sogar negativ korreliert zum Testergebnis: Möglicherwei- se werden im Test besonders wachstumsaktive Zellklone erfaßt, während das Schicksal des Kran- ken von langsamer wachsenden Zellen, Reserven ruhender, aber noch vitaler Zellen (sogenannte G0-Phase-Zellen) und anderen Pa- rametern bestimmt wird.
~ "Für kurzfristige Antworten in vivo sind ln vitro-Tests sehr aussa- gefähig; sie sind keine zuverlässi- gen Indikatoren der Langzeitthe- rapie" (Silvestrini).
Immerhin sollten vergleichende Untersuchungen, die insgesamt noch spärlich sind, in den Labora- torien der Tumorzentren fortge- führt werden.
ln Zürich wurden mehrfach Anga- ben über höhere Zweieinhalb-Jah- re-Überlebensraten Test-positiver Patienten gemacht.
Es ist wahrscheinlich, daß die ge- schilderten oder andere Verfahren - derzeit noch der experimentel-
len Medizin zugehörig - in 5 oder 10 Jahren ihren festen Platz in der Entscheidung einer Chemothera- pie oder in der Wahl der Zytostati- ka bekommen werden.
Den Herren Professoren G. P.
Wüst, Münster, M. Volm und M. Kaufmann, Heidelberg, danke ich dafür, daß sie mir in Zürich Fah- nen eines in Druck befindlichen Beitrags aus "Ciinical Chemothe- rapy 111", Verlag G. Thieme, Stutt- gart, zur Einsichtnahme über- ließen.
Professor Dr. med.
Rudolf Grass Haedenkampstraße 5 5000 Köln 41
Orale Kontrazeptiva reduzieren
Ovarialkarzinom-Risiko
Verschiedene Untersuchungen der vergangenen Jahre haben auf den Zusammenhang zwischen der Einnahme oraler Kontrazeptiva und der lnzidenz des Ovarialkarzi- noms aufmerksam gemacht. Dem- nach sollen Frauen, die orale Kon- trazeptiva einnehmen, seltener an einem Ovarialkarzinom erkranken.
Es gibt Hinweise, daß Frauen zwi- schen dem 35. und 55. Lebensjahr von der Wirkung der oralen Kon- trazeptiva auf die Häufigkeit des Ovarialkarzinoms profitieren.
Das Risiko wird dabei um so gerin- ger eingeschätzt, je länger die Pil- le eingenommen wurde. Dieses re- duzierte Karzinomrisiko besteht nach heutigen Erkenntnissen auch noch annähernd zehn Jahre nach Absetzen der oralen Kontra- zeptiva.
Bislang ungeklärt sind die Zusam- menhänge zwischen Ovarialkarzi- nominzidenz und der Einnahme oraler Kontrazeptiva sowie dessen biologisch-physiologischer Me- chanismus. Detailierte Erkenntnis- se zu diesem Problem wurden jetzt von Cramer und Mitarbeiter aus einer Case-control-study vor- gelegt, die in verschiedenen Bo- stoner Krankenhäusern an Patien- tinnen mit gesichertem Ovarialkar- zinom durchgeführt wurde.
Untersucht wurden 144 Frauen mit und 139 Frauen ohne Ovarialkarzi- nom, die jünger als 60 Jahre wa- ren. Unterschiede bei den Grup- pen bestanden bezüglich Ehe, Ge- burtenhäufigkeit und Einnahme der oralen Kontrazeptiva.
Die Tumorpatientinnen waren sel- tener verheiratet (11 Prozent ge- genüber 22 Prozent) und häufiger kinderlos (16 Prozent gegenüber 38 Prozent). Die Autoren bestäti- gen die Verringerung des Ovarial- karzinoms nach Einnahme oraler Kontrazeptiva bei Frauen zwi-
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sehen dem 40. und 59. Lebensjahr.
Diese Risikoreduktion wurde auch nach Absetzen der Pille beobach- tet und besteht wahrscheinlich für längere Zeit.
Demgegenüber erbrachte die Ein- nahme der Pille in der vorliegen- den Untersuchung bei Frauen un- terhalb des 40. Lebensjahres keine Risikoverminderung. Ebenfalls al- tersabhängig ist die Einflußnahme der Geburtenhäufigkeit auf das Karzinomrisiko, wobei ebenfalls eine signifikante Verminderung nur in der Altersgruppe zwischen 40 und 59 Jahren festgestellt wer- den konnte.
Das von den Autoren gefundene altersabhängige Verhalten des Ovarialkarzinomrisikos läßt sich nur unvollkommen interpretieren.
Auf einen möglichen protektiven Effekt der oralen Kontrazeptiva durch die Senkung des FSH-Spie- gels wird hingewiesen. FSH-Spie- gel sind altersabhängig mit Höchstwerten in der frühen Post- menopause und ähneln in ihrem Verlauf der altersspezifischen Ovarialkarzinominzidenz mit dem Unterschied einer etwa 15- bis 20jährigen Verspätung des Karzi- nomgipfels.
Hieraus wäre erklärbar, daß der Ef- fekt der oralen Kontrazeptiva erst Jahre nach der Absetzung in Er- scheinung tritt. Zum anderen könnten die oralen Kontrazeptiva als wirksame Steroide die Ent- wicklung von Tumoren mit Östro- gen- und Progesteron-Rezeptor- positiven Ovarialkarzinomzellen besonders in der Altersgruppe un- ter 40 Jahren beeinflussen.
Weniger wahrscheinlich ist, daß die Pille durch die Unterdrückung der Ovulation und durch die Ver- hinderung einer unnatürlichen Ovulation protektiv wirksam sein
könnte. Mng
Cramer. D. W .. et al.: Factcrs Affecting the Association of Oral Contraceptives and Ova- rian Cancer. The New Engl. J. of Med .. 307 1047-1051 (1982).
Ausgabe A DEUTSCHES ARZTEBLATT 80. Jahrgang Heft 33 vom 19. August 1983 41
