Entwicklung eines kombinierten Stuhl- und Blut-Tests für die Früherkennung von kolorektalen Karzinomen

Abstract

Darmkrebs ist ein signifikantes Gesundheitsproblem, welches durch Screening-Programme deutlich vermindert werden kann. Die Koloskopie ist der aktuelle Goldstandard, wird allerdings von einem Großteil der Bevölkerung nicht angenommen. Es werden dringend weitere nicht-invasive, individualisierte und risikoadaptierte sowie leicht zugängliche Screeningmethoden benötigt. <br /> Aktuell wird bei Verweigerung einer Koloskopie die Stuhluntersuchung auf okkultes Hämoglobin mittels immunologischem fäkalem Okkultbluttest (iFOBT) empfohlen. Der Epi proColon^® Bluttest weist Tumor-DNA im Blut anhand aberranter Methylierung des Septin 9-Genlokus (^mSEPT9) nach und ist seit einigen Jahren für das Darmkrebsscreening zugelassen. Ein direkter Vergleich der diagnostischen Leistungsfähigkeit von immunologischem fäkalem Okkultbluttest und der Methylierung des Septin-9-Gens in derselben Patientenkohorte wurde bisher nicht durchgeführt. Aufgrund der unterschiedlichen Probentypen (Stuhl versus Blut) und Analyten (Hämoglobin versus DNA-Methylierung) könnte eine geeignete Kombination beider Testverfahren dazu die jeweiligen diagnostischen Leistungsfähigkeiten der Einzeltest übertreffen. <br /> Im Rahmen dieser Arbeit wurden n = 100 Patienten mit kolorektalem Karzinom eingeschlossen, welche Stuhl- und Blutproben für die Studie zur Verfügung stellten. Als Vergleich wurden weitere n = 100 Probanden ohne maligne Erkrankungen aber vergleichbarem Risikoprofil eingeschlossen. Die Bestimmung der Septin-9-Genmethylierung der zirkulierenden zellfreien DNA im Blutplasma erfolgte mittels einer an der Klinik und Poliklinik für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde des Universitätsklinikums Bonn etablierten quasi-digitalen Echtzeit-PCR. Das Hämoglobin im Stuhl wurde mit dem fäkal-immunhistochemischen „OC-Sensor“-Test (Eiken Chemical Co, Ldt., Japan) durch das Labor Dr. von Froreich GmbH als Service bestimmt. Die diagnostische Leistungsfähigkeit wurde anhand der Receiver Operating Characteristics (ROC)-Kurve und der resultierenden Area Under the Curve (AUC) beschrieben. <br /> Der immunologische fäkale Okkultbluttest zeigte mit AUC_iFOBT = 0,88 eine bessere Leistungsfähigkeit als der Mehtylierungstest des Septin-9-Gens mit AUC mSEPT9 = 0,82. Die quantitativen Hämoglobinwerte im Stuhl wurden empirisch in sieben ordinale Inkremente aufgeteilt und diese mit der Anzahl der methylierten Septin-9-Gen-PCR-Replikate addiert. Hieraus ergab sich eine im Vergleich zu den Areas Under the Curve der einzelnen Tests höhere Area Under the Curve (AUC _{^mSEPT9/iFOBT} = 0,92). Bei einem optimierten Schwellenwert (= 4) wurden mit dem kombinierten Test aus immunologischem fäkalem Okkultbluttest und Mehtylierungstest des Septin-9-Gens eine Sensitivität von 75 % bei einer Spezifität von 94 % erreicht. Dies übertrifft das von den Centers for Medicare and Medicaid Services (2021) geforderte Kriterium (75 % Sensitivität, 90 % Spezifität) in Bezug auf Spezifität deutlich und erfüllt die Anforderungen bezogen auf Sensitivität. <br /> Die vorliegende Arbeit zeigt Machbarkeit bezüglich der Kombination von Tests auf okkultes Hämoglobin im Stuhl und frei-zirkulierender zellfreier methylierter Tumor-DNA im Blut für die Darmkrebsdiagnostik und liefert die Rationale und Methodik für eine prospektive Validierung, idealerweise in einer asymptomatischen Risikopopulation.