Gesundheitsökonomische Aspekte der HPV-Impfung als Leistung der Gesetzlichen Krankenkassen in Deutschland

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Das humane Papillomavirus
1.1.1 Epidemiologie der HPV-Infektion
1.1.2 Molekularbiologie
1.1.3 Übertragung und Verlauf der humanen Papillomavirusinfektion
1.2 Methoden der HPV Diagnostik
1.2.1 Hybrid Capture Assay (Flüssig-Hybridisierung)
1.2.2 In situ Hybridisierung
1.2.3 Polymerase-Kettenreaktion
1.2.4 Southern-Blot- und Dot-Blot- Hybridisierungen

2 Hintergrund
2.1 Das Zervixkarzinom
2.1.1 Epidemiologie
2.1.2 Einteilung und Prognose des Zervixkarzinoms
2.2 Zellveränderungen und Krebsvorstufen
2.2.1 Diagnostik des Zervixkarzinoms und seiner Vorstufen
2.2.2 Behandlung der zervikalen intraepithelialen Neoplasien
2.3 Therapie des Zervixkarzinoms
2.3.1 Chirurgische Therapie
2.3.2 Strahlentherapie
2.3.3 Radiochemotherapie
2.3.4 Postoperative Strahlentherapie oder kombinierte Radiochemotherapie
2.3.5 Chemotherapie

3 Prävention
3.1 Screening
3.1.1 Ziele der Krebsvorsorge
3.1.2 Zervixkarzinomscreening in Deutschland
3.1.3 Zervixkarzinomscreening International
3.1.4 Probleme und Schwächen des Screenings
3.2 Die HPV-Impfung
3.2.1 Impfstoffe und Markteinführung
3.2.2 Wirksamkeit der Impfung
3.2.3 Verträglichkeit
3.2.4 Offene Fragen

4 Gesundheitsökonomische Aspekte
4.1 Gesundheitsökonomische Evaluation
4.1.1 Grundbegriffe
4.1.2 Perspektiven
4.1.3 Analyseformen
4.1.4 Entscheidungsanalytische Verfahren
4.2 Kostenbewertungen
4.2.1 Kosten der Behandlung HPV-assoziierter Erkrankungen
4.2.2 Kosten der Sekundärprävention
4.2.3 Kosten für ein HPV-Impfprogramm
4.3 Effektivität der HPV-Impfung
4.3.1 Analyse mathematischer Modelle
4.3.2 Zusammenfassung der Modelle

5 Number Needed to Vaccinate
5.1 Definition
5.2 Berechnungen für die HPV-Impfung

6 Diskussion

7 Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1.1.1a: Prozentualer Anteil der verschiedenen Hochrisiko-HPV-Typen

Abbildung 1.1.1b: Schematischer Verlauf einer HPV-Infektion

Abbildung 1.1.2: Graphische Darstellung der HPV-Genomstruktur

Abbildung 1.1.3: Verlauf der HPV-Infektion

Abbildung 2.1.1a: Zervixkarzinom

Abbildung 2.1.1b: Altersspezifische Inzidenz des Zervixkarzinoms

Abbildung 2.1.1c: Altersspezifische Erkrankungsraten

Abbildung 2.2: Entwicklung und Progression von Präneoplasien der Zervix

Abbildung 2.2.2: Konisation der Cervix uteri

Abbildung 2.3: Therapeutische Optionen

Abbildung 3.2: Erwartete Effekte nach der HPV-Impfung

Abbildung 4.1.3a: Gesundheitsökonomische Analysearten

Abbildung 4.1.3b: Ermittlung der QALYs

Abbildung 4.1.4a: Markov-Modell

Abbildung 4.1.4b: Einfacher Entscheidungsbaum

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1.1.3: Natürlicher Verlauf der Zervixdysplasie

Tabelle 2.1.2: Stadieneinteilung des Zervixkarzinoms

Tabelle 2.2a: Nomenklaturen der CIN

Tabelle 2.2b: Spontaner Verlauf der Zervixdysplasie

Tabelle 2.2.1a: Internationale Nomenklatur kolposkopischer Befunde

Tabelle 2.2.1b: Münchener Nomenklatur II für gynäkologische Zytodiagnostik

Tabelle 2.3: Stadienadaptierte Therapie des invasiven Zervixkarzinoms

Tabelle 3.1.3: Screeningmodalitäten des Zervixkarzinoms

Tabelle 3.2.1: Prophylaktische Impfstoffe

Tabelle 3.2.2a: Wirksamkeit von Gardasil

Tabelle 3.2.2b: Wirksamkeit von Cervarix

Tabelle 3.2.3: Nebenwirkungen der HPV-Impfung

Tabelle 4.1.1:Durchschnittliche versus inkrementelle Kosteneffektivität

Tabelle 4.1.3: League-Table

Tabelle 4.2.1: Kosten der Diagnostik und Therapie

Tabelle 4.2.2: Abrechnungsfähige Leistungen

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

In Deutschland wird seit März 2007 für alle Mädchen im Alter von 12 bis 17 Jahren die Impfung gegen humane Papillomaviren von der Ständigen Impfkommission (STIKO) am Robert Koch-Institut empfohlen. Das primäre Ziel der Impfung ist die Reduktion von HPV- assoziierten Genitalwarzen und zervikalen Läsionen sowie von Gebärmutterhalskrebs in der Gesamtbevölkerung. Derzeit stehen für Vakzinierungsprogramme zwei alternative Impfstoffe von unterschiedlichen Pharmaunternehmen zur Verfügung. Es handelt sich hierbei um die Präparate Gardasil und Cervarix - sie dienen der Primärprophylaxe gegen die HPV-Typen 6, 11, 16 und 18, ein therapeutischer Effekt konnte für beide bisher nicht belegt werden.

Die genitale HPV-Infektion bezeichnet eine sehr weit verbreitete und durch eine extrem hohe Ansteckungsrate gekennzeichnete Erkrankung. In den meisten Fällen verläuft die Erkrankung unbemerkt und wird folgenlos vom Immunsystem eliminiert. Die Problematik stellen persistierende Infektionen dar, da sie dysplastische Veränderungen mit unterschiedlichen Schweregraden und im gravierendsten Fall sogar Gebärmutterhalskrebs auslösen können. Vor rund 30 Jahren beschrieb der Wissenschaftler Prof. Dr. Harald zur Hausen, dass zwischen einer Infektion mit dem spezifischen Typen des Papillomavirus und der Entstehung des Zervixkarzinoms ein Zusammenhang besteht. Weltweit erkranken jährlich etwas eine halbe Million Frauen an einem Karzinom der Cervix uteri. Es tritt, verglichen mit anderen Tumorarten relativ früh auf und trifft so besonders Frauen mittleren Alters. Entscheidend für die Prognose dieses Karzinoms ist das Stadium der Erkrankung, das heißt je weiter fortgeschritten es ist, desto schlechter die Heilungschancen. Dabei handelt es sich beim Zervixkarzinom um einen gut präventierbaren und durch Gebärmutterhalskrebsvorsorge vermeidbaren Krebs. Dies liegt vor allem daran, dass sich diese Krebsart über einen langen Zeitraum entwickelt - zervikale Läsionen können somit frühzeitig diagnostiziert und therapiert werden. Das zytologische Screening mittels Pap-Abstrich, eingeführt im Jahr 1971, gilt auch heutzutage noch als Goldstandard in der Sekundärprävention. Nach Einführung dieser Untersuchungsmethode konnte eine Halbierung der Zervixkarzinomfälle verzeichnet werden. Mittlerweile jedoch stagnieren die Morbiditäts- und Mortalitätszahlen. In Bezug auf das Adenokarzinom bei jungen Frauen ist sogar ein Anstieg der Inzidenz zu vermerken. Einerseits liegen die Gründe hierfür in den generellen Schwachpunkten dieser Untersuchungsmethode, anderseits an der Art der Organisation des Screenings und der niedrigen Teilnahmerate.

Unter Betrachtung aller Aspekte stellt die Entwicklung und Einführung der HPV-Impfung somit einen Durchbruch für die Medizin und für die Prävention des Karzinoms der Cervix uteri dar. Die Wirksamkeit der Vakzine wurde inzwischen in mehreren Studien bewertet, die Studienergebnisse sind sehr vielversprechend und weisen eine erhöhte Schutzrate auf. Auch Modellanalysen in Bezug auf die medizinische Effektivität und die Kosteneffektivität zeigen auf, dass die Impfung neben der Senkung der Krankheits- und Todesfälle, auch einen positiven Effekt auf Reduzierung der Kosten haben wird. Wie und in welchem Ausmaß sich die positiven Effekte einstellen und ob sich die HPV-Impfung als neues Screeningverfahren etabliert ist derzeit noch unklar.

Ziel dieser Arbeit ist die gesundheitsökonomische Evaluation der HPV-Impfung als

primärpräventive Maßnahme. Im Rahmen dieser Darstellung werden Vor- und Nachteile sowie Chancen, Herausforderungen, ökonomische Nutzwerte und Effekte ermittelt und abgebildet. Primär werden die Epidemiologie, Diagnostik und Therapie der humanen Papillomavirusinfektion und des Zervixkarzinoms beschrieben. Eine weitere aufgezeigte Thematik ist die Prävention der Krebsfrüherkennung mithilfe von unterschiedlichen Untersuchungsmethoden. Außerdem erfolgt eine Betrachtung der gesundheitsökonomischen Aspekte der HPV-assoziierten Erkrankungen, der Sekundärprävention und der HPV-Impfung. Die Effektivität und die Wirtschaftlichkeit der Vakzine wird anhand von mathematischen Modellierungen analysiert und bewertet. Abschließend findet die Zusammenfassung der gewonnenen Erkenntnisse und Ergebnisse statt - offene Fragen, Verbesserungsmöglichkeiten, Zukunftsaussichten und wichtige Aspekte werden diskutiert.

1.1 Das humane Papillomavirus

1.1.1 Epidemiologie der HPV-Infektion

Humane Papillomviren, abgekürzt HPV, gehören zur Familie der Papillomaviridae (Wieland, 2007). Es handelt sich um kleine unbehüllte DNA-Viren, die die Basalzellen des Haut- und Schleimhautepithels infizieren (Costa et al., 2006). Mit Hilfe ihrer Erbinformationen rufen sie Veränderungen in Zellen hervor und verursachen so ein unkontrolliertes tumorartiges Wachstum (Schliwka et al., 2007). Die Entstehung von benignen Tumoren in Form von Genitalwarzen (Condylomata acuminata) (Trottier & Franco, 2006), aber auch Krebsvorstufen (zervikale Dysplasien) oder sogar Krebs können die Folge sein (Munoz et al., 2003; Villa et al., 2006). Nachweislich gibt es mehr als 120 verschiedene HPV-Typen (de Villiers et al., 2004), von denen circa 40 Typen Infektionen im Genitalbereich verursachen können (Mao et al., 2006). Diese werden in zwei Gruppen eingeteilt: Die Low-risk-HPV-Typen (LR-HPV: 6, 11, 42, 43, 44) und die High-risk-HPV-Typen (HR-HPV: 16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59, 68, 73, 82 und eventuell auch 26, 53, 66) (Bosch et al., 2002; Munoz et al., 2003). Die Niedrigrisiko-HPV-Typen verursachen nur sehr selten maligne Erkrankungen. Durch die HP-Virus-Typen 6 und 11 werden etwa 10 bis 15 % der niedrig-gradigen inraepithelialen Veränderungen und 90 % der genitalen Warzen hervorgerufen (Block et al., 2006; Wiley & Masongsong, 2006; Petry et al., 2008). Von der Erkrankung „Condylomata acuminata“ sind derzeit etwa 1 bis 2 % der Bevölkerung betroffen, wobei Untersuchungen einen weiteren Anstieg der Häufigkeit verdeutlichen (Costa et al., 2006; Gross et al, 2008). In Deutschland liegt die Zahl der Neuerkrankungen bei etwa 57.000 Fällen pro Jahr (Schreckenberger et al., 2008). Die HR-HPV-Typen hingegen haben ein hohes onkogenes Potential. Sie sind regelmäßig in Vorstadien von zervikalen intraepithelialen Neoplasien (CIN) oder im Falle von Gebärmutterhalskrebs sogar zu mehr als 99 % im Tumorgewebe nachweisbar (Bosch et al., 1995; Walboomers et al., 1999; Costa et al., 2006). Der weltweit häufigste HPV-Typ ist die HPV-16-DNA, die für 50 bis 60 % der Gebärmutterhalskrebserkrankungen verantwortlich ist (de Villiers, 1997; Lowy & Schiller, 2006). Erstmalig wurde HPV-16-DNA in den frühen 1980ern in Probeentnahmen entdeckt (Raffle, 2007; Gissmann, 2007). Zusammengefasst betrachtet verursachen die Typen 16 und 18 über 70 % der zervikalen Neoplasien und Zervixkarzinome (Abbildung 1.1.1a) (Koutsky, 2007).

Abbildung 1.1.1a: Prozentualer Anteil der verschiedenen HochrisikoHPV-Typen an der Entstehung des Zervixkarzinoms.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Quelle: Munoz et al., 2004)

Zusammen mit Infektionen durch Chlamydien, Herpes simplex Viren (HSV) und Trichomonaden gehören HPV-Infektionen derzeit weltweit zu den häufigsten sexuell übertragbaren Genitalinfektionen (Trottier & Franco, 2006; Böning 2008).

Im Laufe des Lebens haben sich etwa 70-80% aller Menschen mindestens einmal mit dem genitalen HPV infiziert (Hillemanns et al., 2007; Weaver, 2006). Bezogen auf verschiedene Bevölkerungsgruppen und in Abhängigkeit unterschiedlicher Faktoren (Alter, soziale Schicht und Kulturkreis) variiert die Prävalenz der HPV-Infektion zwischen drei und 50 % (o.V. 2004). In Europa liegt die Infektionsrate mit HPV ohne klinisch relevante Veränderungen bei bis zu 33 Millionen Menschen/Jahr (Hillemanns et al., 2007). Bezogen auf Deutschland infizieren sich ungefähr 1.2 Mio. Frauen mit einem HR-HPV-Typ (Hirte, 2007).

Die Prävalenz der HPV-Infektion ist stark altersabhängig und liegt weltweit zwischen fünf und 20 % (Hillemanns & Dürst, 2005). Der Häufigkeitsgipfel liegt mit zehn bis 30 % im Alter zwischen 20 und 30 Jahren (Mittendorf et al., 2007). Mit zunehmendem Alter nimmt die Häufigkeit der Infektionen wieder ab (Darai et al., 1997; Schneider et al., 2001). In der Altersgruppe der Frauen über 35 Jahren weisen lediglich 4 bis 5 % eine bestehende HPV- Infektion auf (Gross et al., 2006). Mikrobiologisch kann HPV bei 80 % der infizierten Frauen nach einem Zeitraum von 12 Monaten nicht mehr nachgewiesen werden (Abbildung 1.1.1b) (Friese et al., 2008).

Abbildung 1.1.1b Schematischer Verlauf einer HPV-Infektion. Von 100 infizierten Frauen entwickeln etwa 3- 6% nach durchschnittlich 15 Jahren ein Zervixkarzinom.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Quelle: Schneider et al., 2001)

Bei den restlichen 20 % wird eine Persistenz oder Progredienz beobachtet (Schneider et al., 2001). Eine über mehrere Jahre bestehende HPV-Infektion im unteren Genitaltrakt kann durch zunehmende Zellveränderungen zur Entwicklung einer Krebsvorstufe (Dysplasie) bis hin zum Zervixkarzinom führen Das Risiko, eine hochgradige Zervixepithelveränderung zu entwickeln, ist bei Frauen, die eine Infektion mit onkogenen HPV-Typen haben, bereits um das 40 bis 180-fache erhöht (Siebert et al., 2003). Bei einer persistierenden HPV-Infektion steigt das Risiko sogar auf das 100 bis 500-fache an (Siebert et al., 2003).

1.1.2 Molekularbiologie

Die menschlichen Papillomviren (PV) bilden die Gruppe der Papillomaviridae und gehören, ebenso wie die Polyomaviridae, zur Familie der humanpathogenen DNA-Viren (de Villiers et al., 2004; Köhler, 2001). Die Familien der Papillomaviridae und der Polyomaviridae sind erst seit kurzem etablierte Gruppen, welche früher als Papovaviridae zusammengefasst wurden (Köhler, 2001). Die Bezeichnung Papovaviridae resultiert aus den Abkürzungen folgender Vertreter diese Gruppe: Papillomavirus, Polyomavirus und Simian-Vacuolating-Virus - SV40-Virus der Affen (Köhler, 2001). Papillomaviren sind double stranded (ds,dt. Doppelstrang) DNA-Tumorviren (Berry & Palefsky, 2003), haben einen Durchmesser von 55 bis 60 nm und sind ikosaedrische, unbehüllte Viruspartikel (Höpfl et al., 2001). Sie enthalten ein circa 8000 Basenpaare langes, doppelsträngiges zirkuläres DNA-Genom (Palefsky & Holly, 1995), welches von einem Kapsid, bestehend aus 72 Hüllproteinen (60 pentagonale und 12 hexagonale), umgeben ist (Miksits & Hahn, 2004). HP-Viren bleiben in der Umwelt lange infektiös und weisen eine Resistenz gegenüber organischen Lösungsmitteln und Hitzebehandlung bis 56°C auf (Stubenrauch & Iftner, 1999). Sie reagieren streng wirtsspezifisch, das heißt humanpathogene Papillomaviren treten ausschließlich beim Menschen auf (Hampl, 2006). Des Weiteren verfügt das Virus über eine ausgeprägte Gewebespezifität (Epitheliotropismus), weil die Replikation ausschließlich in den enddifferenzierten Keratinozyten (Epithelzellen) stattfindet (Blenk, 2007). Der Aufbau des HPV-Genoms lässt sich an Hand folgender Abbildung darstellen:

Abbildung 1.1.2: Graphische Darstellung der HPV- Genomstruktur. Angabe der Position der offenen Leserahmen E1-E7, L1 und L2 sowie der Kontrollregion (long- control region, LCR).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Quelle: Stubenrauch & Iftner, 1999)

Das HP-Virus besitzt eine einfache Struktur, die im Wesentlichen in drei wichtige Abschnitte unterteilt wird: die „early region“ (ER), die „late region“ (LR) und die „long-control region“ (LCR) (Milde-Langosch et al., 1999).

Die ER besteht aus sechs early Genen (E1-E7) und übernimmt regulatorische Funktionen, die bei der Virusvermehrung und im Prozess der malignen Entartung eine wichtige Rolle spielen (Berry & Palefsky, 1999). Die Genprodukte E1 und E2 sind Regulator der viralen DNA- Replikation und der DNA-Transkription (Hampl, 2006). Das E4-Protein ist verantwortlich für die Auflösung der Zytokeratin-Matrix (Hampl, 2006). Dies ist einerseits bedeutend für die Freisetzung von Virionen aus den HPV-infizierten Zellen, und andererseits führt es zu den charakteristischen zellschädigenden Effekten in den Zellen. E5 ist ebenfalls wichtig für die Zelltransformation, indem es mit Wachstumsfaktoren interagiert (Hillemanns et al., 2007). Als Onkoproteine werden die Gene E6 und E7 bezeichnet, deren beidseitige Interaktion zur Entstehung eines Tumors notwendig ist (Sehouli & Lichtenegger, 2006). Bereits 1995 wurden diese von der International Agency for Research on Cancer (IARC), einer Einrichtung der Weltgesundheitsorganiation (WHO), als kanzerogen eingestuft (IARC, 1995). Diese zwei Onkogene spielen bei der Virusreplikation, der Immortalisierung und der malignen Transformation, das heißt Umwandlung der infizierten Zelle zur Krebszelle, eine entscheidende Rolle (Milde-Langosch et al., 1999). Das E6-Onkoprotein bindet sich an das Tumorprozessorprotein p53, inaktiviert es und greift so in die Zyklusregulation der Wirtszellen, der sogenannte Keratinozyten ein (Berry & Palefsky, 2003). P53 dient normalerweise der Zellzykluskontrolle und ist als Tumorsupressor bekannt (Palefsky & Holly, 1995). Es behebt DNA Schäden, indem es die Apoptose (programmierten Zelltod) oder, bei irreparablen Schäden den Zyklusarrest induziert (Milde-Langosch et al., 1999). Das E7-Protein der HR-Papillomviren übernimmt die wichtigste Funktion im gesamten Transformationsprozess und spielt somit eine entscheidende Rolle in der Zervixkarzinogenese. Es interagiert mit dem Tumorsupressor Genprodukt pRb (Retinoblastomprotein) und seinen verwandten Proteinen p107 u p130 (Milde-Langosch et al., 1999; Pfister, 2001). Durch verschiedene Mechanismen inaktiviert das E7 Hauptonkogen das Protein pRb (Palefsky & Holly, 1995). Die Bindung von E7 an pRb führt zur Freisetzung der gebundenen E2F -Transkriptionsfaktoren (Hampl, 2006). Dieser Vorgang bewirkt eine unregelmäßige und gesteigerte Proliferation der Wirtszellen, welches letztendlich zur Tumorentwicklung führt.

Die Strukturproteine L1 (Hauptstrukturprotein) und L2 (Nebenstrukturprotein) der late Region bilden die Viruskapsel (Lowy & Schiller, 2006), welche zu 80 % aus dem Haupthüllenprotein L1 und zu 20% aus dem Nebenhüllenprotein L2 besteht (Hillemanns et al., 2007). Zu den Aufgaben des L2-Strukturproteins zählen: Transport des L1 Proteins in den Zellkern, Unterstützung der Stabilität der Viruspartikel und Interaktion mit der viralen Erbsubstanz (Höpfl et al., 2001).

Der dritte Genabschnitt wird als „long-control region“ (LCR,dt.regulatorische Region) oder auch als „non-coding region“ (NCR,dt.nicht-kodierende Region) bezeichnet. Dieser circa 850 Basenpaare lange Bereich befindet sich zwischen dem Ende der late- und dem Anfang der early Region (Stünkel & Bernard, 1999). Die LCR beinhaltet wichtige Steuerelemente und fungiert als Promoter für die koordinierte Genexpression und Reduplikation des Virus im Epithel (Höpfl et al., 2001).

1.1.3 Übertragung und Verlauf der humanen Papillomavirusinfektion

Die genitale HPV-Infektion ist weit verbreitet und gekennzeichnet durch ihre sehr hohe Ansteckungsrate sowie die lange Persistenz (Schreckenberger et al., 2006). Dies bedeutet, dass die Viren nach einer Infektion oft jahrelang inaktiv bleiben können, bevor sie Symptome verursachen. Besonders im Bereich der jungen Bevölkerung lässt sich eine extrem hohe Durchseuchungsrate vermerken (Klug & Blettner, 2003). Der Hauptinfektionsweg für die Infektion mit dem humanen Papillomavirus ist der direkte Schleimhautkontakt, das heißt genitaler oder analer Genitalkontakt (Weaver, 2006; Wiley & Masongsong, 2006). Weitere Übertragungswege, die jedoch weitaus weniger häufig sind als der Geschlechtsverkehr, sind die Schmierinfektion, der direkte Hautkontakt und kontaminierte Gegenstände (Friese et al., 2008; Trottier & Franco, 2006). Die Benutzung von Kondomen stellt keinen ausreichenden Schutz vor der humanen Papillomvirusinfektion dar, weil Infektionen auch außerhalb von Kondom geschützten Gebieten (Skrotum, Vulva) auftreten können (Weaver, 2006; Manhart & Koutsky, 2002).

Über Mikroläsionen in Haut, Schleimhaut oder im Bereich der Transformationszone des Gebärmutterhalses gelangt das Virus über Bindung an Zellflächenrezeptoren in die Zellen der Basalschicht des mehrschichtigen Plattenepithels (Wiley & Masongsong, 2006; Falke, 2009). Im Rahmen der Endozytose wird das Virus aufgenommen und seine DNA in den Zellkern transportiert. Dort verbleibt die virale DNA bis zur weiteren Differenzierung der basalen Epithelzellen (Köhler, 2007). Im Rahmen der beginnenden Differenzierung erfolgt die Produktion von Virusproteinen, induziert durch einen sog. Triggerreiz und eine Umstrukturierung der zellulären Proteinausstattung (Köhler, 2007). In den basalen Zellschichten findet zunächst die Expression der frühen Gene statt (Abbildung 1.1.3) (Falke, 2009).

Abbildung 1.1.3: Verlauf der HPV-Infektion mit Beginn der Infektion durch das Einbringen des Virus über Mikroläsionen in die Epithelzellen der Basalschicht bis hin zur Abgabe der Viruspartikel an die Umgebung*.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

*Dargestellt wird ein Querschnitt durch die Epidermis: Auf der linken Seiten sind die unterschiedlichen Epithelschichten abgebildet und rechts wird die virale Genexpression beschrieben. Die schwarzen Kreise in den Zellenkernen stellen die Virusgenome dar und die schwarzen Punkte (innerhalb und außerhalb der Zellen) kennzeichnen die reifen Viruspartikel.

(Quelle: Modrow et al., 2002)

Das Protein E4, welches die Zytokeratinmatrix erweicht und somit für die Freisetzung des Virus von großer Bedeutung ist, wird in den mittleren Zellschichten synthetisiert (Hampl, 2006). Im weiteren Verlauf gelangt die Virus-DNA in die oberen Schichten des Plattenepithels. In der Körnerschicht (Stratum granulosum) ist die Synthese der viralen DNA am höchsten, und in den infizierten Zellen finden sich mehrere tausend Kopien des viralen Genoms (Parsche, 2006). Die Strukturproteine L1 und L2 werden in den obersten differenzierten Zellschichten (Hornschicht) aktiv - es folgt die vollständige Zusammensetzung von Viruspartikeln (bestehend aus Genom und Kapsidproteinen) und mit den sich abschilfernden Hornschichten die Freisetzung von viralen Kapsiden in die Umgebung (Hampl, 2006).

Nach der Infektion mit dem humanen Papillomavirus gibt es verschiedene Arten des Infektionsverlaufs:

1. Persistierende Infektion:

- es findet eine langsame Freisetzung neuer Viren ohne Zelltod statt
- die Infizierten beziehungsweise symptomlosen Träger stellen eine ständige Infektionsquelle dar
- ist die Voraussetzung für eine Virus-bedingte Transformation von Zellen

2. Lytische Infektion:

- Virus durchläuft Replikationszyklus und es entstehen viele neue Viruspartikel
- es kommt zum Zelltod und zur kontinuierlichen Freisetzung von neuen Viren

3. Latente Infektion:

- auch als asymptomatische oder inapparente Infektion bezeichnet
- das Virus ist in der Zelle vorhanden, welches aber nicht zu morphologischen Veränderungen führt
- die Mehrzahl dieser Infektionen sind transient
- durch Reaktivierung ist ein Übergang in eine lytische Infektion möglich

4. Transformierende Infektion:

- es kommt zu einem Ausfall der Mechanismen, die normalerweise die Expression der viralen Gene in den Basalzellen hemmen
- das Virus wandelt in Folge dessen differenzierte Zellen in Tumorzellen beziehungsweise Krebszellen um

(Quellen: Schneider et al., 2007; Milde-Langosch et al., 1999; Hampl 2006; Gissmann 2007; Mims et al., 2006; Kaufmann, 2009).

In den meisten Fällen verlaufen Infektionen mit dem humanen Papillomavirus

asymptomatisch (Weaver, 2006). Bei einem Großteil der infizierten Frauen (etwa 80 %) heilt die Infektion mit nachfolgender lebenslanger Immunität innerhalb von 18 Monaten folgenlos aus (Palefsky & Holly, 1995; Petry, 2007). Des Weiteren ist anzumerken, dass prinzipiell eine Infektion mit verschiedenen Typen des Virus nacheinander oder gleichzeitig möglich ist, da die Immunität gegen HPV typenspezifisch ist (Friese et al., 2008). Mit dem Abklingen der Infektion verschwindet auch fast vollständig das Risiko an Gebärmutterhalskrebs zu erkranken. In etwa 20 % der Fälle schafft es das körpereigene Immunsystem nicht, die Infektion zu eliminieren, was eine chronische HPV-Infektion zur Folge hat (Berry & Palefsky, 2003). Die persistierende latente Infektion mit dem humanen Papillomavirus stellt eine für die Tumorgenese notwendige, aber nicht hinreichende Voraussetzung dar (Sehouli & Lichtenegger, 2006). Weitere hochgradig wichtige Risikofaktoren, die an der kanzerogenen Entstehung beteiligt sind, sind das Vorliegen von Immundefekten (HIV, gestörte zelluläre Immunabwehr) oder genetischen Prädispositionen (Empfänglichkeit für HPV-Infektionen) (Blenk, 2007). Eine Entartung kann auch durch sog. exogene Kofaktoren begünstigt werden, die das Immunsystem schwächen und somit eine Elimination der HPV-Infektion unmöglich machen. Zu diesen gehören: die Langzeiteinnahme oraler Kontrazeptiva, das Rauchen, die Koinfektionen (zum Beispiel Herpes genitalis, Chlamydieninfektion, Syphilis), die Anzahl der Sexualpartner, die frühe Koharbitarche, der Paritätsstatus oder der niedrige Sozialstatus (Hampl, 2006; Zechmeister, 2007).

Eine dauerhafte Infektion mit risikoreichen Typen (HR-HPV) kann zur Entwicklung von dysplastischen Veränderungen an der Gebärmutterschleimhaut (intraepitheliale Neoplasien der Cervix uteri: CIN) mit unterschiedlichen Schweregraden bis hin zum Zervixkarzinom führen (Mao et al., 2006). Die Erkenntnis, dass humane Papillomviren Gebärmutterhalskrebs auslösen können, ist dem dt. Wissenschaftler Prof. Dr. Harald zur Hausen und seiner Arbeitsgemeinschaft am dt. Krebsforschungsinstitut in Heidelberg zu verdanken (Heinzl, 2007). Bei intraepithelialen Neoplasien unterscheidet man zwischen risiokoarmen Läsionen (low-grade squamos intraepithelial lesion: LSIL), die einer CIN 1 entsprechen und risikoreichen Läsionen (high-grade intraepithelial lesion: HSIL), die mit einer CIN 2 oder CIN 3 gleichgesetzt werden (Beckmann, 2008). Nach Infektion mit einem HR-HPV-Typ entwickeln die meisten Frauen vorerst eine milde Form der intraepithelialen Neoplasie vom Grad 1 (CIN 1), die jedoch im zeitlichen Verlauf in eine mäßige (CIN 2) oder schwere Dysplasie (CIN 3) fortschreiten kann (Ackermann, 2008). Die Tabelle 1.1.3 verdeutlicht, dass prämaligne Neoplasien sich verändern können, das heißt es gibt Spontanheilungen aber auch Progressionen. Eine leichte Zellveränderung (CIN 1) bildet sich beispielsweise in 56,7 % der Fälle ohne Behandlung wieder zurück. Ein erhöhtes Progressionsrisiko zeigt sich bei den hochgradigen Dysplasien (CIN 3), die zu 64 % in ein invasives Karzinom übergehen können.

Tabelle 1.1.3: Natürlicher Verlauf der Zervixdysplasie.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Quelle: modifiziert nach Ackermann, 2008).

1.2 Methoden der HPV Diagnostik

Das genetische Material humaner Papillomaviren (HPV-DNA) lässt sich mittels verschiedener Testmethoden nachweisen. Anforderungen, die an ein HPV-Nachweissystem gestellt werden sind a.) ausreichende Empfindlichkeit, b.) hohe Spezifität, c.) Erfassung möglichst vieler genitaler HPV-Typen und d.) Erlaubnis der Aussage über die Risikoklassifizierung der HPV-Typen (Milde-Langosch et al., 1999). Im Folgenden werden die unterschiedlichen Methoden näher erläutert:

1.2.1 Hybrid Capture Assay (Flüssig-Hybridisierung)

Der Hybrid Capture II DNA Assay (HC2, Digene Corporation, Gaithersburg, USA) ist eine für die klinische Routine zugelassene HPV-Nachweismethode. Es handelt sich um das zurzeit einzige von der FDA (Federal Drug Administration,dt.:amerikanische Zulassungsbehörde für Medikamente und Medizinprodukte) zugelassene Verfahren (Hillemanns et al., 2007). Dieses System ist eine Weiterentwicklung der klassischen Hybridisierungsverfahren und beruht auf einem einfachen, nicht radioaktiven Immuntest, der mit speziellen HPV-RNA- Sonden die HPV DNA aus den Zervixabstrichen hybridisiert (Iftner, 2006). HC2 erkennt 13 HR-HPV und/oder 5 LR-HPV, eine Identifikation von speziellen Genotypen ist jedoch nicht möglich (Weaver, 2006; Schneider et al., 1998). Die Flüssig-Hybridisierung weist eine gute Sensitivität auf und eine Spezifität, die deutlich höher ist als mit dem auf Polymerase- Kettenreaktion (PCR) basierten Verfahren (Friese et al., 2008). Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es sich um eine robuste, preisgünstige, gut reproduzierbare und in der Handhabung einfache Methode handelt (Friedrich & Kunz, 2007).

1.2.2 In situ Hybridisierung

Bei dieser Nachweismethode kann das Erbmaterial der humanen Papillomaviren sowohl in zytologischen Präparaten als auch in Biopsien nachgewiesen werden (Friedrich & Kunz, 2007). Mit Hilfe von chemisch markierten Gensonden ist es möglich die virale DNA der untersuchten Zelle zu binden. Nachteile der in-situ-Hybridisierung (ISH) sind die geringe Sensitivität und der relativ hohe Preis (de Villiers, 1997; Friedrich & Kunz, 2007).

1.2.3 Polymerase-Kettenreaktion

Die Polymerase-Kettenreaktion (engl.:polymerase-chain-reaction, PCR) dient der Vervielfältigung eines DNA-Strangs und somit dem Nachweis von einzelnen bekannten Genotypen in Folgereaktionen (Wenisch, 2005). Mit Hilfe von sog. Konsensusprimern können DNA Fragmente amplifiziert und nachgewiesen werden (Schneider, 1998). Die meist verbreitesten Systeme (Primersets) für den HPV Nachweis mittels PCR sind MY 09/11, PGMY 09/11 und GP 5/6 (Hillemanns et al., 2007). Im Vergleich zum Hybrid-Capture II ist die Sensitivität der PCR-Amplifikation, deutlich höher (Klug & Blettner, 2003). Des Weiteren ist anzumerken, dass es sich um eine relativ kostspielige Testmethode handelt (Heermann, 2005), und dass zur Vermeidung von Fehlern und Kontaminationen eine Durchführung nur in spezialisierten Laboratorien mit entsprechend geschultem Personal erfolgen sollte (Milde- Langosch et al., 1999).

1.2.4 Southern-Blot- und Dot-Blot- Hybridisierungen

Radioaktive Southern-Blot-Hybridisierungen nach Edwin M. Southern (1975) galten lange als Standardverfahren zur Isolierung und Identifikation von DNA aus Gewebs- oder Zellmaterial (Passarge & Kohlhase, 2006). Bei dieser Methode werden mit Hilfe von Restriktionsenzymen DNA-Fragmente zerschnitten, die dann mit Gelelektrophorese aufgetrennt und auf eine Nitrozellulose- oder Nylonmembran „geblottet“ werden (Milde-Langosch et al., 1999). Nach der Übertragung auf eine Membran und entsprechender Hybridisierung binden radioaktiv markierte Sonden ausschließlich DNA- beziehungsweise RNA-Moleküle, deren Sequenz komplementär zur Sonde ist (Janning & Knust, 2004). Das Dot-Blot-Verfahren ist gekennzeichnet durch ein direktes Aufbringen der DNA auf die Membran, d. h. eine vorhergehende elektrophoretische Auftrennung findet nicht statt (Pingoud & Urbanke, 1997).

2 Hintergrund

2.1 Das Zervixkarzinom

Als Zervixkarzinom, auch Kollumkarzinom, Gebärmutterhalskrebs oder Karzinom der Cervix uteri genannt, wird die maligne Veränderung im Bereich der Transformationszone (Plattenepithel-/ Zylinderepithelgrenze) des Gebärmutterhalses bezeichnet (Menton & Wallwiener, 2001; o. V., 1998). In der International Classification of Diagnosis-10 (ICD-10) ist es unter dem Punkt „C53: bösartige Neubildungen der Cervix uteri“ zusammengefasst (ICD-10-GM, 2009). Der Anteil der Plattenepithelkarzinome wird mit 80 bis 85 % angegeben, die restlichen 15-20% sind Tumore des Drüsengewebes, sogenannte Adenokarzinome (Sehouli & Lichtenegger, 2006). Wie bereits schon erwähnt ist eine persistierende Infektion mit den humanen Papillomaviren der Hochrisikogruppe eine notwendige Voraussetzung für die Entstehung von Gebärmutterhalskrebs.

2.1.1 Epidemiologie

In Bezug auf die Tumorerkrankungen der Frau steht das Zervixkarzinom weltweit an zweiter Stelle der bösartigen Tumoren, mit einer Neuerkrankungsrate von 500.000 Frauen pro Jahr (Engel & Schubert-Fritschle, 2004). Es finden sich bezüglich der Inzidenz und auch Mortalität weltweit erhebliche Unterschiede. Auffällig hohe Erkrankungsraten sind in folgenden Ländern zu verzeichnen: Lateinamerika, Afrika, Asien und Osteuropa (Sehouli & Lichtenegger, 2006). Bei 190.000 Erkrankten führt der Krebs zum Tod, wobei mehr als 75 % der Todesfälle in den Entwicklungsländern registriert werden (Trottier & Franco, 2006). In Europa ist das Karzinom der Cervix uteri die tödlichste gynäkologische Erkrankung bei jungen Frauen im Alter von 35 bis 50 Jahren (Abbildung 2.1.1a). Betrachtet man nur Deutschland ist der Gebärmutterhalskrebs die dritthäufigste gynäkologische Tumorerkrankung (Jahn et al., 2007). Jedes Jahr erkranken hierzulande 6.190 Frauen an einem Zervixkarzinom und 1.660 versterben an den Folgen dieser Erkrankung (Hillemanns et al., 2008). Ganzheitlich betrachtet resultiert daraus ein Anteil von 3 % an allen Karzinomerkrankungen und von 1,7 % an allen Mortalitätsfällen bei Frauen aus (Robert Koch-Institut, 2008). Somit steht das Zervixkarzinom in Deutschland an elfter Stelle der Krebserkrankungen des weiblichen Geschlechts nach zum Beispiel dem Mammakarzinom (27,8 %) und Krebserkrankungen des Endometriums (5,7 %) und der Ovarien (4,7 %) (Lellé & Küppers, 2008).

Abbildung 2.1.1a: Zervixkarzinom: Die tödlichste gynäkologische Erkrankung bei jungen Frauen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Quelle: modifiziert nach Gissmann, 2007).

Die Häufigkeit der Erkrankung betrifft zwei Altersgipfel: Erstens in der Altersgruppe der 35- bis 54-Jährigen und zweitens ist ein erneuter Anstieg ab dem 65. Lebensjahr zu beobachten (Abbildung 2.1.1b und Abbildung 2.1.1c) (Robert Koch Institut, 2008). Im Vergleich zu anderen Tumorarten tritt das Kollumkarzinom relativ früh auf, das heißt mit 50,4 Jahren liegt das mittlere Erkrankungsalter etwa 19 Jahre unter dem für Krebserkrankungen (ins)gesamt (Böning, 2008).

Abbildung 2.1.1b: Altersspezifische Inzidenz des Zervixkarzinoms (ICD 10: C53) in Deutschland 2004. Neuerkrankungen pro 100.000 in Altersgruppen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Quelle: Robert Koch Institut, 2008)

Abbildung 2.1.1c: Altersspezifische Erkrankungsraten des Karzinom der Cervix uteri in Deutschland.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Quelle: Quaas et al., 2008)

In Bezug auf die Inzidenz der Erkrankung ist noch zu erläutern, dass der Trend dieser deutschland- beziehungsweise europaweiten von Anfang der 70er-Jahre bis Mitte der 80er- Jahre, merklich rückläufig ist und sich seitdem ungefähr konstant verhält (Engel & SchubertFritschle, 2004). Trotzdem ist in den letzten Jahren eine Zunahme der Adenokarzinome, vor allem bei jüngeren Frauen, zu verzeichnen (Schreckenberger et al., 2006).

2.1.2 Einteilung und Prognose des Zervixkarzinoms

Die Stadieneinteilung des Zervixkarzinoms erfolgt nach den Richtlinien der Fédération Internationale de Gynécologie et d´Obstétrique (FIGO) beziehungsweise der Union Internationale Contre le Cancer (UICC) (Nocon et al., 2007; o. V., 1998). Die Klassifikation nach FIGO ist die klinische Gruppierung und Beschreibung gynäkologischer Tumoren hinsichtlich ihrer Lokalisation und Ausdehnung (Hoffmann- La Roche, 2003). Das TNM- System (engl.: TNM staging) basiert auf Vorgaben der UICC und ist Grundlage der Stadieneinteilung solider Tumoren sowie maßgeblich für die Therapieentscheidung (Sauer, 2003). Diese sogenannte prätherapeutische Einteilung beruht auf rein klinischen Untersuchungsmethoden (zum Beispiel bildgebende Verfahren, körperliche Untersuchung). Bei TNM bezeichnet „T“ die Größe des Primärtumors, „N“ steht Nodus lymphaticus, das heißt Fehlen oder Vorhandensein von Lymphknotenmetastasen und „M“ beschreibt mögliche Fernmetastasen (Blaser et al., 2007; Bühling et al., 2004). Eine wesentlich genauere Bestimmung der Tumorausdehnung liefert die pTNM-Klassifikation, die postoperativ erfolgt und deren Grundlage die histopathologische Untersuchung ist (Souza-Offtermatt, 2004).

Die Prognose beziehungsweise die Überlebensrate von Patientinnen mit einem Zervixkarzinom hängt vom Stadium der Erkrankung zum Zeitpunkt der Diagnosestellung ab. In Deutschland liegt die 5-Jahres-Überlebensrate für Frauen mit Gebärmutterhalskrebs bei etwa 64% (Reinhardt, 2007) und die relative 10-Jahres-Überlebensrate bei 59 % (Hillemanns & Dürst, 2005). Der Verlust an Lebensjahren durch diese Erkrankung beträgt im Mittel ungefähr neun Jahre (Weymayr & Koch, 2004). Maßgeblich für die Prognose von Patientinnen mit einem Gebärmutterhalstumor ist das Erkrankungsstadium zum Zeitpunkt der Diagnosestellung (Tabelle 2.1.2).

Tabelle 2.1.2: Stadieneinteilung des Zervixkarzinoms nach TNM (UICC 2002) und FIGO und 5-Jahres-Überlebensrate (5-JÜR).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Quelle: Sehouli & Lichtenegger, 2006; Hawighorst, 2008; Beutner et al.,2008; Emmert & Gerstorfer, 2005; Harms, 2004)

Im FIGO-Stadium I beträgt die Überlebensrate innerhalb der ersten fünf Jahre nach Diagnosestellung etwa 95 bis 77 %. Im Stadium II liegt sie noch bei 70 bis 55%. In den Stadien III und IV ist die Prognose deutlich schlechte, das heißt die 5-Jahresüberlebensrate (5- JÜR) sinkt dann auf circa 45 bis 32 % beziehungsweise auf unter 15 %.

2.2 Zellveränderungen und Krebsvorstufen

Die Entwicklung des Gebärmutterhalskrebs aus seiner Präkanzerose, den zervikalen intraepithelialen Neoplasien Grad I-III (CIN 1-3), und dem Carcinoma in situ verläuft stufenweise (Blaser et al., 2007). Bei den sogenannten zervikalen intraepithelialen Neoplasien (CIN) spricht man auch von intraepithelialen Läsionen vom Plattenepitheltyp (SIL) oder von Dysplasien (Burghardt et al., 2001). Dysplasien sind reversible Veränderungen der Gebärmutterschleimhaut die mit Hilfe von Nomenklaturen in drei unterschiedliche Schweregrade eingeteilt werden. Die Tabelle 2.2a verdeutlicht die verschiedenen Nomenklaturen der Zervixdysplasie. Eine Dysplasie entsteht, wenn atypische Zellen das normale mehrschichtige nicht verhornende Plattenepithel der Portio verdrängen und ersetzen (Paepke, 2006). Diesen Vorgang bezeichnet man als Entdifferenzierungsprozess. Im Stadium CIN 1 liegt eine geringgradige Dysplasie vor, und die Atypien beschränken sich auf das tiefere Drittel des Epithels (basale Epithel) (Friese et al., 2008). Bei einer CIN 2 handelt es sich um schwerwiegende dysplastische Veränderungen, die das basale und mittlere Drittel des Epithels betreffen (Buchta et al., 2006). Die Kategorie CIN 3 umfasst die Begriffe „schwere Dysplasie“ und „Carcinoma in situ“ (CIS). Im Fall einer schweren/ hochgradigen Dysplasie finden sich die atypischen Zellen in allen Schichten des Epithels, eine angedeutete Epithelschichtung ist aber noch erkennbar (Baltzer, 2001; Buchta et al., 2006). Das CIS definiert die letzte Vorstufe vor einem Karzinom und wird als sogenanntes Oberflächenkarzinom bezeichnet (Buchta et al., 2006). Charakteristisch für ein CIS ist, dass ein Durchbruch der Basalmembran noch nicht stattgefunden hat (Abbildung 2.2) (Blaser et al., 2007).

Tabelle 2.2a: Nomenklaturen der CIN.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

[1] Klassifikation der tumorähnlichen Veränderungen nach der WHO (1994) (Busecke, 2006).

[2]dient im deutschen Sprachraum der Einteilung und Bewertung zytologischer Portiobefunde und ist in der modifizierten Fassung „Münchener Nomenklatur II“ von 1997 am meisten verbreitet; erarbeitet von der Deutschen Gesellschaft für Zytologie: Münchener Nomenklatur I von 1975; Münchener Nomenklatur II von 1989, modifiziert 1997 (Heinzeller & Büsing, 2001; Dannecker et al., 2008).

[3]mit diesem in den USA verwandten Klassifikationssystem von 1988/ 2001 werden

zytologische Befunde in zwei Risikogruppen zusammengefasst: low-grade SIL und highgrade SIL (Petru et al., 1998; Weaver, 2006).

* SIL = squamous intraepithelial lesion

(Quelle: modifiziert nach Hillemanns & Dannecker, 2004)

Die Zervixkarzinogenese, das heißt von der Infektion mit HR-HPV über die Progression zur pathologischen Veränderung bei persistierender Infektion bis hin zur Invasion dauert mindestens zehn Jahren (Hillemanns & Dannecker, 2004; Wieland, 2007). Symptome treten bei der CIN und auch bei frühen Karzinomen nicht auf. Eine Dysplasie kann nur im Rahmen einer gynäkologischen Untersuchung entdeckt werden (Blaser et al., 2007). Erst bei weit fortgeschrittenen Tumoren kommt es zu Beschwerden in Form von unklaren vaginalen Blutungen (zum Beispiel Zwischenblutungen, Kontaktblutungen beim Geschlechtsverkehr), fötider Ausfluss, Schmerzen (Menche, 2006).

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