Tumormarker: Modernste Diagnostik für die personalisierte Medizin

Mit der Diagnose von Krebs tauchen immer wieder die Begriffe Tumor- oder Biomarker auf. Sie beschreiben Merkmale, die bei gesunden Menschen meist nicht zu finden sind. Klassische Tumormarker lassen sich leicht in Blut- und Gewebeproben oder anderen Körperflüssigkeiten nachweisen. Andere Analysen erfordern mehr Aufwand. Eines haben sie jedoch gemeinsam: Biomarker weisen auf einen potenziellen Tumor hin.

01.06.2015

 
Foto: Hand greift nach Blutröhrchen

Bei Tumormarkern handelt es sich um im Blut messbare Substanzen, die bei Tumorerkrankungen in erhöhter Konzentration auftreten können. Sie werden von den Krebszellen selbst oder vom Körper als Reaktion auf den Krebs gebildet; © panthermedia.net/ angellodeco

Die meisten der bekannten Tumormarker sind aber alles andere als spezifisch und der Nachweis einer Krebserkrankung gelingt damit nicht sicher. Das ist auch der Grund, warum klinische Leitlinien in Deutschland zahlreiche der vorhandenen Marker nicht für die Krebsdiagnostik empfehlen, denn zeitweilig erhöhte Tumormarker treten beispielsweise auch bei Entzündungen, Schwangerschaften oder bei Rauchern auf.

Marker mit vielseitigem Nutzen


Tumoren besitzen bestimmte Merkmale, wie zum Beispiel Genmutationen, oder sie stellen bestimmte Proteine her, die im normalen Gewebe in der Regel nicht vorliegen. Diese Auffälligkeiten lassen sich für die Diagnostik nutzen, denn Tumormarker lassen sich zum Beispiel im Gewebe, Blut oder Urin eines Patienten messen.

"Es gibt verschiedene Wege, Tumore nachzuweisen", erklärt Prof. Wilfried Roth, Geschäftsführender Oberarzt im Pathologischen Institut der Universität Heidelberg und Leiter der Molekularen Tumorpathologie am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ). "Tumormarker können im Blut, in Form von löslichen Proteinen, nachgewiesen werden. Da wäre ein Beispiel das prostataspezifische Antigen (PSA) bei Prostatakarzinomen. Es gibt aber auch gewebebasierte Marker oder Marker, die in anderen Sekreten und Körperflüssigkeiten wie Urin oder Stuhl detektiert werden können."
Foto: Histopathologische Aufnahme der Niere

Gewebe-basierte prognostische Tumormarker: Immunhistochemische Färbung des DcR3-Proteins in einem Nierenzellkarzinom (braun: DcR3-Proteinexpression; blau: Tumorzellkerne). Tumoren mit hoher DcR3-Expression verhalten sich aggressiver als DcR3-negative Tumoren; © Prof. Wilfried Roth

Tumormarker können andererseits nach ihrem diagnostischen Nutzen unterschieden werden. Es gibt Biomarker, die erst einmal anzeigen, ob ein Tumor überhaupt vorliegt oder nicht. Andere Marker werden als Verlaufsparameter eingesetzt, um festzustellen, wie gut eine Therapie wirkt. Oder andersherum: War die Therapie erfolgreich, kann in regelmäßigen Abständen der Tumormarker in der Tumornachsorge bestimmt werden, um ein Rezidiv auszuschließen. Ein weiterer Nutzen liegt in den prognostischen oder prädiktiven Tumormarkern, die gewebebasiert sind: "Ein prognostischer Tumormarker zeigt, wie aggressiv ein Tumor bei einem individuellen Patienten ist. Man misst die Expression eines bestimmten Proteins im Tumorgewebe und je höher dieses exprimiert wird, desto wahrscheinlicher ist es, dass sich der Tumor aggressiv verhält. Davon zu unterscheiden sind prädiktive Marker. Das sind Tumormarker, die Auskunft darüber erteilen, ob ein Tumor tatsächlich auf die Therapie anspricht", erläutert Roth.

Allerdings kennt man längst nicht für alle Krebsarten solche Marker und es ist nicht klar, ob es überhaupt für alle Krebsarten Marker gibt: Viele Tumorzellen unterscheiden sich nicht genug von gesunden Zellen und produzieren keine für die Krebskrankheit typischen Marker.

Ein langer Weg bis hin zur Krebsfrüherkennung


Die Idee, Tumormarker als "Screeningtests" zur Frühdiagnose von Krebserkrankungen einzusetzen, beispielsweise durch eine einfache Blutabnahme, ist nicht neu. Zur Frühdiagnose von Krebserkrankungen gesunder, beschwerdefreier Personen sind die bisher bekannten Tumormarker noch nicht geeignet: Erkrankte Patienten werden nicht erkannt (mangelnde Sensitivität) und zu viele Gesunde fälschlich als krank eingestuft, unnötig beunruhigt sowie überflüssigen Abklärungsuntersuchungen ausgesetzt (mangelnde Spezifität).

Die Stärken der Tumormarker liegen daher nach wie vor in der Tumordiagnostik, der Prognose, der Therapieüberwachung und der Tumornachsorge.

Foto: Frau arbeitet in einem Labor vor Abzeugshaube

Es existieren mehr als 30 verschiedene Urinbiomarker, die für die Diagnostik von Blasenkarzinomen verwendet werden. Allerdings stehen nur wenige dieser Marker kommerziell zur Verfügung. Die restlichen Marker befinden sich oft noch in der Testphase; © panthermedia.net/matej kastelic

Tumormarker-Forschung entwickelt sich an verschiedenen Fronten


Nichtsdestotrotz arbeiten Forscher an spezifischeren Früherkennungsverfahren. "Ein Beispiel wäre der Nachweis von Mikro-RNA- oder DNA-Molekülen. Das Stichwort lautet Liquid Biopsy. Mit diesem Verfahren wird z.B. freie DNA in der Blutzirkulation nachgewiesen. Wenn man dann auf DNA-Ebene eine tumorspezifische Mutation nachweist, dann könnte diese Technik auch zur Früherkennung einsetzt werden. Auf diesem Gebiet es gibt verschiedene Ansätze, die aber bisher noch nicht genug validiert sind", erklärt Roth.

Ein weiteres Potenzial bietet die genetische Tumormarker-Suche. Das Genom, die Gene des Tumors, werden hier gezielt sequenziert und betrachtet. "Wenn man diese Informationen dann bioinformatisch auswertet, kann man letztlich ein komplettes genomisches Bild eines individuellen Tumors entwerfen, welches wiederum Auskunft darüber gibt, ob der Tumor aggressiv ist, für welche Therapien er potenziell empfänglich wäre und wie wahrscheinlich er metastasiert. Das ist die Vision, einerseits den Tumor so präzise wie möglich zu beschreiben und andererseits die Therapie so individuell wie möglich gestalten zu können."

Roth sieht eines der größten Entwicklungsfelder der Biomarkerforschung in der pathologischen Tumormarker-Diagnostik, nämlich in der Analyse von Biomarkern in lebendem Gewebe. Momentan werden Gewebeproben noch abgetötet und in Formalin fixiert. "Dann wäre es möglich, ganz gezielt zu testen, ob bestimmte Medikamente wirken. Das ist etwas, wo die Forschung intensiver betrieben werden sollte. Die Reaktionen des Gewebes auf die Therapie könnten am lebenden Gewebe genauer untersucht werden. Erst dann können wirklich zuverlässige Aussagen über Prognose und Therapie gemacht werden."
Foto: Melanie Günther; Copyright: B. Frommann

©B. Frommann

Melanie Günther
MEDICA.de