EP4581368A1 - Diagnosemethode für prostatakrebs - Google Patents

Diagnosemethode für prostatakrebs

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EP4581368A1
EP4581368A1 EP23762437.4A EP23762437A EP4581368A1 EP 4581368 A1 EP4581368 A1 EP 4581368A1 EP 23762437 A EP23762437 A EP 23762437A EP 4581368 A1 EP4581368 A1 EP 4581368A1
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EP
European Patent Office
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value
ratios
serum
prostate cancer
calcium
Prior art date
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Pending
Application number
EP23762437.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Anton Eisenhauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Geomar Helmholtz Zentrum fuer Ozeanforschung Kiel
Original Assignee
Geomar Helmholtz Zentrum fuer Ozeanforschung Kiel
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Publication date
Application filed by Geomar Helmholtz Zentrum fuer Ozeanforschung Kiel filed Critical Geomar Helmholtz Zentrum fuer Ozeanforschung Kiel
Publication of EP4581368A1 publication Critical patent/EP4581368A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/84—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving inorganic compounds or pH
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    • G—PHYSICS
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    • G01N2800/70—Mechanisms involved in disease identification
    • G01N2800/7023—(Hyper)proliferation
    • G01N2800/7028—Cancer

Definitions

  • prostate cancer is the most common cancer among men in Germany at 22.7%. In 2017, 62,230 new cases were diagnosed in Germany.
  • the problem of the low specificity of the PSA test is addressed by a phased wait-and-see diagnosis that is aimed at the occurrence of bone metastases.
  • Bone metastases are detected using imaging methods such as dual X-ray absorptiometry (DXA) or magnetic resonance imaging (MRI).
  • DXA dual X-ray absorptiometry
  • MRI magnetic resonance imaging
  • the problem with these imaging procedures is that no generally valid objective value is determined; the correct interpretation of the images requires a great deal of experience.
  • DXA often only reveals abnormalities when a significant portion of the bone mass has already disappeared. Therefore, earlier diagnosis of the pathology of a possible disease in patients with suspected prostate cancer is desirable.
  • DE 10 2018 214 660.8 has a method for diagnosing a disease that is associated with reduced bone density and/or calcium loss, which is based on the determination of isotope ratios.
  • Prostate cancer is not necessarily classified as such diseases as there are both osteolytic and osteoblastic stages of prostate cancer.
  • US 2014/0273248 A1 focuses on the observational support of drug therapy for bone cancer through analytical measurement of calcium isotopes in urine, blood or other tissue. Reference is also made to the possible Detection of incipient metastasis in osteoblastic prostate cancer through a possible increase in bone growth and the resulting positive shift in the bone mineral balance of calcium isotopes. US 2014/0273248 A1 further states that in practice an evaluation of the bone mineral balance of the calcium isotopes is carried out through serial measurements, which is compared with a baseline of the isotopes that is individual for each patient. However, with regard to other types of cancer than bone cancer, which is the focus of the text, only one assumption is revealed that this approach could be transferred to this.
  • the object of the invention is achieved by a method for the early diagnosis of the pathology of a possible disease in patients with suspected prostate cancer, comprising the following steps: i. Determination of isotope ratios or quantitative ratios of calcium isotopes in a sample of blood from the patient with suspected prostate cancer. ii. Comparison of the value determined in step i with the interval defined by a threshold value
  • the assignment MO means that there is no change in bone density and therefore no metastasis and the assignment M1 means that an osteolytic stage (osteoporotic or bone-dissolving event) has been reached, there is a loss of calcium and metastases in the skeleton have already been formed and
  • the assignment M2 means that there is an osteoblastic metastasis finding with proliferating and heavily mineralizing metastases.
  • the term pathology of a possible disease in patients with suspected prostate cancer is understood in particular to mean the absence or presence of an osteolytic or osteoblastic metastasis stage.
  • the isotope ratios or quantitative ratios of calcium isotopes are determined using mass spectrometry.
  • the isotope ratios or quantitative ratios of calcium isotopes are determined using laser-induced fluorescence.
  • Micro-metastases initially form and must be detected as early as possible to guarantee healing. However, the latter are only inadequately or not at all recognized by imaging procedures in the early stages. The result is that the bone metastases develop very quickly and go from the initial osteolytic state of pure bone dissolution, as in osteoporosis, but with higher rates, to the osteoblastic state, with then high rates of uncontrolled mineralization (M2 cases). This is exactly where the method according to the invention comes into play.
  • the method according to the invention can already detect changes caused by the early cancer-related osteolysis of micro-metastases in the range of 0.1 g and less, which corresponds to one ten-thousandth of the bone mass, or 0.1% of the bone mass.
  • the diagnostic method according to the invention is therefore preferably used to further diagnose and/or supplement a previously established suspicion based on anamnesis and/or a positive protein-based marker test.
  • a and B There are two cases, designated A and B, in which an assignment to the MO situation based on traditional procedures (anamnesis, PSA value, imaging procedures) is not correct.
  • MC-ICP-MS Multi-Collector-Ionization Coupled - Mass spectrometer
  • ThermoFisher, Neptune This method is briefly described below, but can also be used as an alternative measured in a thermionic mass spectrometer.
  • the aim is to determine the calcium isotope composition in blood serum.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur frühzeitigen Diagnose der Pathologie einer möglichen Erkrankung bei Patienten mit Verdacht auf Prostatakrebs, umfassend die folgenden Schritte: i. Bestimmen von Isotopenverhältnissen oder Mengenverhältnissen von Calciumisotopen in einer Probe von Blut des Patienten mit Verdacht auf Prostatakrebs. ii. Vergleich des in Schritt i ermittelten Wertes mit dem durch einen Schwellenwert definiertem Intervall -0,91‰ < δ44/42 CaSerum-Wert < -0,79 ‰ iii. Zuordnung anhand des Vergleichs aus Schritt ii zu einem von drei definierten Situationen M0, M1 und M2 wobei M0: -0,91‰ < δ44/42 CaSerum-Wert < -0,79 ‰ M1: δ44/42 CaSerum-Wert < -0,91‰ M2: δ44/42 CaSerum-Wert > -0,79‰ darstellt.

Description

Diagnosemethode für Prostatakrebs
Die Erfindung betrifft eine Methode zur frühzeitigen Diagnose der Pathologie einer Erkrankung bei Patienten mit Verdacht auf Prostata krebs.
Gemäß der Deutschen Krebsgesellschaft ist Prostatakrebs mit 22,7% die häufigste Krebserkrankung von Männern in Deutschland. Im Jahr 2017 wurden in Deutschland 62.230 Neuerkrankungen diagnostiziert.
Zur Früherkennung von Prostatakarzinomen wird heute der Prostataspezifische-Antigen (PSA)-Wert genutzt, obwohl die Aussagekraft des PSA-Wertes aufgrund der geringen Spezifität häufig in Frage gestellt wird. So schlägt die US 2014/0322740 A1 einen spezifischeren proteinbasierten Marker-Test (HSSK-Hic-Q) zur gegenüber dem PSA-Test verbesserten Diagnosemethode für Prostata- Krebs vor. Es kann hier zwischen bösartigen und gutartigen Tumoren unterschieden werden. Laut Leitlinienprogramm Onkologie (Deutsche Krebsgesellschaft, Deutsche Krebshilfe, AWMF): S3-Leitlinie Prostatakarzinom, Langversion 6.0, 2021 , AWMF Registernummer: 043/0220L, wird jedoch zur Früherkennung von Prostatakarzinomen weiterhin der (PSA)-Wert empfohlen.
Dem Problem der geringen Spezifität des PSA-Testes wird durch eine abgestuft abwartende Diagnostik, die auf das Auftreten von Knochenmetastasen gerichtet ist, begegnet. Der Nachweis der Knochenmetastasen erfolgt dabei durch bildgebende Verfahren wie die Dual X-ray Absorptiometry (DXA) oder die Magnetresonanztomographie (MRT). Problematisch bei diesen bildgebenden Verfahren ist es, dass kein allgemeingültiger objektiver Wert ermittelt wird, sondern die richtige Interpretation der Bilder sehr viel Erfahrung voraussetzt. Hinzu kommt auch, dass sich in der DXA häufig erst dann Auffälligkeiten zeigen, wenn bereits ein erheblicher Teil der Knochenmasse verschwunden ist. Eine frühzeitigere Diagnose der Pathologie einer möglichen Erkrankung bei Patienten mit Verdacht auf Prostatakrebs ist daher wünschenswert.
Die DE 10 2018 214 660.8 hat ein Verfahren zur Diagnose einer Erkrankung, die mit einer verminderten Knochendichte und/oder Calcium Verlust einhergeht, zum Inhalt, welches auf der Bestimmung von Isotopenverhältnissen beruht. Prostatakrebs wird nicht notwendigerweise zu solchen Erkrankungen gezählt, da es sowohl osteolytische als auch osteoblastische Stadien des Prostatakrebs gibt.
Die US 2014/0273248 A1 beschreibt im Schwerpunkt die beobachtende Begleitung einer medikamentösen Therapie von Knochenkrebs durch analytische Messung der Kalziumisotope in Urin, Blut oder anderem Gewebe. Es wird auch Bezug genommen auf die mögliche Detektion einer einsetzenden Metastasierung bei osteoblastischem Prostatakrebs durch eine mögliche Erhöhung des Knochenwachstums und dadurch verursachter positiven Verschiebung in der Knochen-Mineralbalance der Kalziumisotope. Weiter führt die US 2014/0273248 A1 aus, dass in der Praxis eine Auswertung der Knochen-Mineralbalance der Kalziumisotope durch serielle Messungen vorgenommen wird, welche mit einer für jeden Patienten individuellen Basislinie der Isotope verglichen wird. Es wird jedoch hinsichtlich anderer Krebsarten als für den im Zentrum der Schrift stehenden Knochenkrebs nur eine Annahme offenbart, dass dieses Vorgehen hierauf übertragen werden könnte.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein neues Verfahren zur frühzeitigen Diagnose der Pathologie einer möglichen Erkrankung bei Patienten, zur Verfügung zu stellen. Dies soll bevorzugt für solche Patienten gelten, bei denen auf Basis einer vorherigen Anamnese und/oder eines vorherigen Tests mit proteinbasiertem Marker der Verdacht auf Prostatakrebs besteht. Das Verfahren soll einfacher und schneller auszuführen sein als die bisher bekannten Verfahren.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zur frühzeitigen Diagnose der Pathologie einer möglichen Erkrankung bei Patienten mit Verdacht auf Prostatakrebs, umfassend die folgenden Schritte: i. Bestimmen von Isotopenverhältnissen oder Mengenverhältnissen von Calciumisotopen in einer Probe von Blut des Patienten mit Verdacht auf Prostata krebs. ii. Vergleich des in Schritt i ermittelten Wertes mit dem durch einen Schwellenwert definiertem Intervall
-0,91%o < δ44/42 CaSerum-Wert < -0,79 %o iii. Zuordnung anhand des Vergleichs aus Schritt ii zu einem der drei definierten Situationen MO, M1 und M2 wobei
MO: -0,91%o < δ44/42 CaSerum-Wert < -0,79 %o
M1 : δ44/42 CaSerum-Wert < -0,91%o
M2: δ44/42 CaSerum-Wert > -0,79%o darstellt.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet die Zuordnung MO, dass keine Änderung der Knochendichte und damit keine Metastasierung vorliegt und die Zuordnung M1 bedeutet, dass ein osteolytisches Stadium (osteoporotisches oder knochenauflösendes Geschehen) erreicht ist, Calcium Verlust vorliegt und Metastasen im Skelett bereits gebildet wurden und die Zuordnung M2 bedeutet, dass ein osteoblastischer Metastasen-Befund mit wuchernden und stark mineralisierenden Metastasen vorliegt. Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff der Pathologie einer möglichen Erkrankung bei Patienten mit Verdacht auf Prostatakrebs insbesondere die Abwesenheit, das Vorliegen eines osteolytischen oder osteoblastischen Metastasen-Stadiums verstanden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Bestimmung der Isotopenverhältnisse oder Mengenverhältnisse von Calciumisotopen mit Hilfe der Massenspektrometrie.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Bestimmung der Isotopenverhältnisse oder Mengenverhältnisse von Calciumisotopen mit Hilfe der Laserinduzierten Fluoreszenz.
Das Vorgehen bei der Bestimmung der Isotopenverhältnisse oder Mengenverhältnisse von Calciumisotopen mit Hilfe der Laserinduzierten Fluoreszenz kann der Fachmann beispielsweise der US10302565B2 entnehmen.
Es zeigte sich, dass das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber den zurzeit genutzten Verfahren zur Erkennung von Prostatakrebs bestehend aus Anamnese, positivem PSA-Test und der Überwachung von möglicherweise auftretenden Knochenmetastasen deutliche Vorteile bringt.
Überraschenderweise kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens sehr viel frühzeitiger und richtiger die Pathologie in Bezug auf die Bildung von osteolytischen, d.h. knochenauflösenden, und osteoblastischen, d.h. knochenbildenden, Metastasen diagnostiziert werden.
Gegenüber Verfahren der Frühdiagnose, die einzig auf dem Einsatz proteinbasierter Marker beruhen ergibt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit der Zuordnung nicht nur zu gutartigen und bösartigen Veränderungen der Prostata, sondern im letzteren Fall auch zu der Pathologie in Bezug auf die Bildung von osteolytischen und osteoblastischen Metastasen.
Aus den gemessenen Kalziumisotopen Daten im Vergleich zu den Schwellenwerten im Urin und Blutserum kann eine Aussage über die Kalzium Bilanz eines Menschen gemacht werden, d.h. ob der Kalziumverlust über den Urin höher ist im Vergleich zu der für die Knochenmineralisation benötigte Menge an Kalzium (osteoporotisches Geschehen). Der Unterschied des erfindungsgemäßen Verfahrens zu den Verfahren des Standes der Technik kann insbesondere auch darin gesehen werden, dass die Bestimmung ob ein osteoporotisches Geschehen vorliegt oder nicht eine hinreichende aber nicht notwendige Bedingung für das Vorhandensein eines metastasierenden Prostatakarzinom ist. In einer bevorzugen Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens zunächst eine Vorauswahl der kritischen Fälle mittels eines zweiten Indikators z.B. einem positiven PSA-Test (in der Regel >4 - 10 ml/l altersabhängig) getroffen werden, auch wenn die Sensitivität des PSA Tests nur bei 21% und der Betroffene immer noch eine Chance von 1 zu 5 hat, den Krebs nicht zu haben (Falsch-Positive Annahme).
Gleichwohl wird man aus einer Risikobewertung heraus dann für alle in einem PSA Test positiv getesteten Patienten eine beispielsweise wöchentliche Bestimmung des Kalziumisotopenverhältnisses machen, um zu sehen ob sich der Wert ändert. Statistisch ist zu erwarten, dass 70% der Prostata Verdachtsfälle überhaupt keine Metastasen ausbilden (MO-Fälle) und es nur bei ca. 30% der Prostatakrebsverdachtsfälle zu Metastasen in den Knochen kommt (M1-Fälle).
Es bilden sich zunächst "Mikro-Metastasen", die so früh wie möglich erkannt werden müssen, um eine Heilung zu garantieren. Letztere werden aber durch die bildgebenden Verfahren im frühen Stadium nur unzureichend bzw. gar nicht erkannt. Die Folge ist, dass sich die Knochenmetastasen sehr schnell entwickeln und vom anfänglichen osteolytischen Zustand der puren Knochenauflösung, wie bei Osteoporose, aber mit höheren Raten, in den osteoblastischen Zustand, mit dann hohen Raten unkotrollierter Mineralisierung, übergehen (M2-Fälle). Genau hier setzt das erfindungsgemäße Verfahren an. Die erfindungsgemäße Methode kann bereits Veränderungen durch die frühe Krebs-bedingte Osteolyse von Mikro- Metastasen im Bereich von 0.1 g und weniger erkennen, dies entspricht einem zehntausendstel der Knochenmassen, oder 0.1 %o der Knochenmasse.
Das erfindungsgemäße Verfahren für das Auffinden von Mikro-Metastasen bei Prostatakrebs weist somit eine sehr hohe Sensitivität im Bereich von weniger als 0.1 %o auf und ist daher erstmals geeignet, zwischen den Zuständen MO, M1 und M2 im Wege einer im Vergleich zu bildgebenden Verfahren einfacheren und schnelleren Messung zu unterscheiden. Diese sehr frühe Erkennung des Übergangs von MO zu M1 erlaubt dann eine gezielte Behandlung/Therapie des Patienten mit einer sehr hohen Heilungserwartung.
Der Kern der Erfindung kann mit anderen Worten gesehen werden in der Anwendbarkeit der festen Schwellenwerte für die diagnostische Einordnung in drei verschiedene Stadien von Prostatakrebs, welche bisher weder bekannt noch zu erwarten war. In der US 2014/0273428 A1 wird die Messung des Verhältnisses von Ca-Isotopen zur Diagnose und Beobachtung von Knochenkrebs vorgeschlagen. Es ist wird unter anderem die Detektion von Metastasen infolge von Prostata- und Brustkrebs vorgesehen. Bei vorliegendem Prostata-Krebs kommt es nach den Erkenntnissen der US 2014/0273428 A1 alleinig zu osteoblastischen Metastasen während bei Brustkrebs osteolytische Metastasen beobachten werden. Eine frühzeitige Diagnose bei Patienten bei denen z.B. auf Grund eines positiven PSA-Tests der unsichere Verdacht auf Prostata- Krebs besteht, ist nicht vorgesehen oder möglich.
Die Kalziumisotopenwerte der US 2014/0273428 A1 beziehen sich nicht auf einen vom Datensatz unabhängigen Schwellenwert, also wird keine klare Aussage darüber getroffen werden können, ob wirklich Mineralisation oder Demineralisation vorliegt. In Abbildung 2 in US 2014/0273428 A1 wird zwar ein ö44Cain, als Gleichgewichtswert erwähnt, aber nicht quantifiziert, so dass eine eindeutige Zuordnug zu "Mineralisierung" oder "Demineralisierung" aufgrund osteolytischer oder osteoblastärer Bedingungen im klinischen Alltag nicht getroffen werden kann. Die in US 2014/0273428 A1 getroffene Unterteilung ob "gesund" oder "krank" bezieht sich immer auf den statistischen Mittelwert des betrachteten Datensatzes, der aber auch aufgrund des kleinen Datensatzes mit einem hohem statistischen Fehler belastet ist, der die Interpretation in die eine oder andere Richtung generell erschwert, abgesehen davon dass es sich stets um Daten von Patienten mit Knochenkrebs handelt.
Weiterhin wird nicht darauf eingegangen, wie ein unter Osteoporose leidender Patient von einem metastasierenden Prostatakrebs im osteolytischen Zustand zu unterscheiden ist. Eine Vorauswahl muss daher anhand eines von den Kalziumisotopen unabhängigen Kriteriums, dem PSA Test, wie von der Erfindung vorgesehen vorgenommen werden. Das Problem ist dabei den Übergang vom MO zum M1 Stadium mittels der Kalzium Isotope zu erkennen, dies ist nur durch klar definierte Schwellenwerte möglich, die eine Abgrenzung und Differenzierung zwischen den Stadien MO, M1 und M2 ermöglichen. Dies gelingt im Unterschied zur US 2014/0273428 A1 mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung.
Ausgehend von der US 2014/0273428 A1, welche die Lehre vertritt, dass Metastasierung in Folge von Prostata- Krebs zu osteoblastischen Metastasen führt, hat der Fachmann keinen Grund anzunehmen, dass eine frühzeitige Diagnose bei Patienten, bei denen nur der Verdacht auf Prostata- Krebs besteht sinnvolle Ergebnisse oder gar die Zuordnung zu unterscheidbaren Zuständen liefern könnte. Insbesondere ein allgemeingültiger Schwellenwert zur Unterscheidung der MO, M1 und M2 Zustände und die Detektion des Zustands der Abwesenheit von Metastasen und der damit verbundenen Möglichkeit des Erhalts der Prostata im Rahmen einer abwartenden Diagnose, ist durch die US 2014/0273428 A1 nicht nahegelegt. In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können vor Schritt i zusätzlich folgende Schritte ausgeführt werden: eine Anamnese und/oder ein Test mit proteinbasiertem Marker.
Das erfindungsgemäße Diagnoseverfahren ist damit bevorzugt einzusetzen, um einen vorher festgestellten Verdacht aufgrund einer Anamnese und/oder positiv ausgewertetem proteinbasiertem Marker-Test weiter zu diagnostizieren und/oder diese zu ergänzen.
Das besonders vorteilhafte der Erfindung ist in einer bevorzugten Ausgestaltung daher insbesondere die Kombination eines Tests mit einem insensitiven Markers wie PSA, typischerweise mit einer Sensitivität im Bereich von nur 21%, mit einer sehr sensitiven Schwel lenwertbestim mung .
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur frühzeitigen Diagnose der Pathologie einer möglichen Prostatakrebserkrankung umfassend a) Mittel zur Bestimmung von Isotopenverhältnissen oder Mengenverhältnisse von Calciumisotopen in einer Blutprobe eines Patienten, b) ein Speichermedium zum Speichern des ermittelten Wertes der Isotopenverhältnisse oder Mengenverhältnisse, c) Mittel zum Vergleich des gespeicherten Wertes mit einem als Schwellenwert definierten Intervall -0,91%o < δ44/42 CaSerum-Wert < -0,79 %o, welches im Speichermedium hinterlegt ist, d) Auswerteeinheit zur Zuordnung des Vergleichs zu einem von drei zuvor definierten und im Speichermedium hiintergelgten Situationen MO, M1 und M2, wobei
MO: -0,91%o < δ44/42 CaSerum-Wert < -0,79 %o M1: δ44/42 CaSerum-Wert < -0,91%o
M2: δ44/42 CaSerum-Wert > -0,79%o darstellt, und e) Ausgabeeinheit zur Ausgabe der bei der Auswertung ermittelten Situation MO, M 1 oder M2. Die 8m3/m2 Ca Werte lassen sich nach der folgenden Formel auch auf andere Ca- Isotopenverhältnisse (beispielsweise unter Beteiligung von 40Ca, 41Ca, 46Ca, 48Ca, 43Ca) übertragen: ln(m3 /m2) äm3/m2Ca = äm3/mlCa x mit m3 > m2 > m1.
Auf diese Weise können in Sinne der Erfindung auch andere Calciumisotopenverhältnisse bestimmt werden, die dann auf den beanspruchten δ44/42 CaSerum-Wert des Schrittes ii) umgerechnet werden.
Im Folgenden soll die Allgemeinheit der Lehre nicht einschränkend das erfindungsgemäße Verfahren und seine Vorteile erläutert werden.
Die Abbildung 1 zeigt die δ44/42 CaSerum-Werte von 20 willkürlich ausgewählten Prostata- Krebspositiv getesteten Patienten als Funktion des Patientenalters.
Die Zuordnung zu den Situationen MO, M1 und M2 erfolgte vor der Messung der Ca- Isotopenverhältnisse anhand der dem derzeitigen Stand der Technik entsprechenden Diagnoseverfahren (Anamnese und positiver PSA Test) und zusätzlich durch bildgebende Verfahren.
Die dicke gestrichelte Linie zeigt den Gleichgewichtswert δ44/42CaGleichgewicht= -0,85 %o an.
Die beiden gepunkteten Linien zeigen den Toleranzbereich (±0.06 %o) des Schwellenwerts (-0.85 %o).
Es sind zwei Fälle, bezeichnet mit A und B zuerkennen, in denen eine Zuordnung aufgrund der traditionellen Verfahren (Anamnese, PSA-Wert, Bildgebende Verfahren) zur Situation MO nicht zutreffend ist.
Im Fall A zeigt sich eine Verminderung der Knochendichte, die möglicherweise auf nicht erkanntem osteolytischen Metastasen Befall zurückzuführen ist (M1).
Im Fall B zeigt sich eine nicht erkannte und nicht altersgerechte Mineralisierung der Knochen, so dass von einem wuchernden osteoblastischen Metastasen-Befund (M2) ausgegangen werden muss, der durch die traditionellen Verfahren jedoch noch als „ohne Befund, MO“ fälschlich klassifiziert wurde. Material und Methoden
Probenentnahme für Blut:
Dem Patienten wird durch den Arzt eine Blutprobe mit einer normalen für Blutuntersuchungen benötigten Blutmenge (ca. 8 ml) entnommen. Die Blutprobe wird eine halbe Stunde stehen gelassen danach zentrifugiert. Das so entstandene Blutserum wird vom Blutkuchen getrennt. Für die weiteren chemischen Aufbereitungen wird ausschließlich Blutserum verwendet.
Für die weitere chemische Aufbereitung wird eine Serummenge entnommen, die einer absoluten Menge von 50 pg Calcium entspricht.
Extraktion des Calciums aus den Proben:
In einem chemischen Verfahren wird das Calcium aus dem Blut extrahiert bis eine Lösung mit einer Konzentration von ca. 5 ppm zur massenspektrometrischen Messung zur Verfügung steht.
Die Aufbereitung des Blutes zur chemischen Extraktion des Calciums kann nach dem folgenden Verfahren erfolgen:
Chemische Probenaufbereitung zur Calcium Isotopenbestimmung in Blut
Tag 1
• Die für den Mikrowellen(MW)aufschluss vorgeschriebenen Gefäße werden mit HNO3 und H2O2 befüllt.
• Die vorbereiteten Proben und Standards werden zu dem jeweiligen Gefäß pipettiert.
• Gefäße werden verschlossen, das Mikrowellengerät wird gestartet und für 1.5 Stunden in die MW gestellt.
• Die aufgeschlossenen Proben werden aus der MW geholt. Im Abzug werden die Lösungen nacheinander in Becher umgefüllt und auf die Heizplatte zum Trocknen (über Nacht) gestellt.
Tag 2
• Die aufgeschlossenen und über Nacht getrockneten Proben werden mit 1ml HNO3 +0.5ml H2O2 aufgenommen und wieder verschlossen für 3 Stunden gekocht.
• Becher öffnen und Lösung eintrocknen. • Getrocknete Proben werden in 1ml 2M HNO3 aufgenommen.
Tag 3
• Die Konzentration des Calciums (Ca) wird an der Q-ICP-MS mittels Standardverfahren gemessen.
Tag 4
• Um für die Säulenchromatographie immer die gleiche absoluten Ca Mengen (50 gCa) zu haben, wird die Menge an Säure, die für die automatisierte Messung an einer ESI PrepFast benötigt wird, berechnet und die Proben entsprechend verdünnt.
• Die Proben werden aus den Bechern in die PrepFAST® Röhrchen (Fa. Elemental Scientific) überführt.
• Die Abtrennung der Erdalkalielemente erfolgt automatisch mittels des prepFAST® Gerätes (Fa. Elemental Scientific).
Tag 5
• Die nach Elementen getrennten Proben werden aus den Röhrchen wieder in die Becher überführt und zum Eintrocknen auf die Heizplatte gestellt.
• Nach Eintrocknung werden diese mit 1ml HNO3 und 0.5ml H2O2 erneut aufgenommen und für weitere 3 Stunden geschlossen gekocht.
Tag 6
• Die Becher mit den Proben werden geöffnet und eingetrocknet.
• Die Proben werden in10 ml HNO3 aufgenommen und 4 Stunden zur Equilibrierung stehen gelassen.
• Die Proben werden in die Röhrchen für die massenspektrometrische Messung an der Neptune® (Plasmamassenspektrometer, Fa. ThermoFisher) überführt und dort gemessen.
Zur Bestimmung der Isotopenverhältnissen oder Mengenverhältnisse von Calciumisotopen können neben den massenspektrometrischen Verfahren auch spektroskopische Verfahren verwendet werden, welche mittels Lichtemission die Masseabhängigkeit der Hyperfeinstruktur der Spektrallinien nutzen.
Das Vorgehen bei der Bestimmung der Isotopenverhältnisse oder Mengenverhältnisse von Calciumisotopen mit Hilfe der Laserinduzierten Fluoreszenz kann der Fachmann beispielsweise der US10302565B2 entnehmen.
Alle Messwerte werden insbesondere relativ zum internationalen Standard SRM915a angegeben. Die Allgemeingültigkeit des Verfahrens nicht einschränkend wird im Folgenden die massenspektroskopische Ermittlung der Werte beschrieben.
Massenspektrometrische Messung:
Diese Lösung wird in der Regel in einem Plasma-Massenspektrometer (MC-ICP-MS: Multi- Collector-Ionization Coupled - Mass-spectrometer) (z.B. ThermoFisher, Neptune) gemessen (Dieses Verfahren ist im Folgenden kurz beschrieben), können alternativ aber auch in einem Thermionenmassenspektrometer gemessen werden. Das Ziel ist es die Calciumisotopenzusammensetzung in Blutserum zu bestimmen. Im TIMS werden 44Ca/40Ca Verhältnisse und in dem MC-ICP-MS 44Ca/42Ca oder alternative Verhältnisse gemessen. Beide Isotopenverhältnisse sind in ihrer Aussage gleichwertig. Die Werte unterscheiden sich nur durch einen Faktor: 44Ca/40Ca = 2.05 · 44Ca/42Ca.
Bestimmung der Calciumisotopenzusammensetzung 44Ca/42Ca unter Verwendung eines Plasma-Masspektrometers:
Calciumisotopenmessungen werden an einem MC-ICPMS (Neptune®, Thermo Fisher Scientific) durchgeführt. Der Massenspektrometer ist mit neun Faraday-Bechern ausgestattet, von denen acht beweglich sind. Diese werden so eingerichtet, dass die atomaren Massen (u) 42, 43, 43.5 und 44 simultan gemessen werden können. Um störende Ca- und Ar-Hydride (z. B. 40AriH2 auf 42Ca) zu unterdrücken, wird ein Probeneinführungssystem APEX IR (Elemental Scientific®) verwendet. Alle Messungen werden in mittlerer Auflösung (m/Am - 4000) auf dem störungsfreien Plateau der massearmen Seite des zentralen Mess-Peaks durchgeführt. Dies wird erreicht, indem eine geeignete mittlere Bechermasse von 4.687±0.001 u ausgewählt und täglich verifiziert wird.
Die instrumentelle Fraktionierung („Mass-bias“) wird durch Anwendung des „Standard- Sample-Bracketing, (SSB)“ Verfahrens korrigiert. Die Messung einer Probe wird durch Messungen einer 5 pg/ml Ca Lösung, die aus einer 10000 pg/ml Ca-ICP-Standardlösung hergestellt wurde, korrigiert. Jede Probe wird mindestens vier Mal während einer Sitzung gemessen und deren Durchschnittswert für das weitere Vorgehen verwendet. Die Ca- Isotopenzusammensetzung wird als δ44/42Ca in Teilen pro Tausend (%o) angegeben: δ44/42Ca (%o) = [(44Ca/42Ca)Probe / (44Ca/42Ca)Referenz] - 1
Die gemessene Ca-ICP-Standardlösung dient als primäres Referenzmaterial. Die δ44/42CaICP- Werte werden dann unter Verwendung des gemessenen δ44/42CaICP-Wertes von NIST SRM 1486 in NIST SRM 915a umgewandelt: δ44/42CaSRM9i5a (Probe, %o) = δ44/42CaICP (Probe) - δ44/42CaICP (SRM 915a), d.h. alle Messwerte werden relativ zum internationalen Standard SRM915a angegeben.
Während jeder Sitzung wird zu Beginn und am Ende jeder Sitzung chemisch unverarbeitetes NIST SRM 915a Material gemessen und diese Ergebnisse mit denen von chemisch bearbeitetem NIST SRM 915a verglichen. Der durchschnittliche Unterschied zwischen prozessiertem und unverarbeitetem SRM 915a soll in der Regel weniger als 0.01 %o, so dass die Ca-Isotopenfraktionierung während der chemischen Reinigung vernachlässigbar angesehen werden kann.
Für die Hinterg rund korrektur wird der „On-Peak“-Ansatz verwendet. Die gemessenen Intensitäten einer 1% HNO3 -Lösung werden von den Intensitäten der nachfolgenden Probenmessungen subtrahiert.
Zusätzlich werden die Messungen auf Reste von doppelt geladenem Strontium (84Sr, 86Sr und 88Sr) überprüft, um die korrekte Messung der Intensitäten der Massen von 42Ca, 43Ca und 44Ca sicherzustellen. Dazu wird zu Beginn jeder Sitzung die Intensitätsverhältnisse der Massen 42/43.5, 43/43.5 und 44/43.5 einer 2 pg/ml Sr - Lösung gemessen. Diese Verhältnisse werden dann verwendet, um die Intensitäten von doppelt geladenem Sr aus den gemessenen Intensitäten der Masse 43.5 einer gegebenen Probe zu berechnen.
Zur Qualitätssicherung werden die während der Messphase gemessenen δ44/42Ca- Werte von NIST SRM 1486 und IAPSO Meerwasserstandard mit publizierten Werten verglichen. Die Langzeit-Reproduzierbarkeit (2 SD = Standardabweichung) über einen Zeitraum von etwa zwei Monaten ist in der Regel besser als ±0.06 %o für alle analysierten Referenzmaterialien.
Zur weiteren Qualitätssicherung werden mehrere Kriterien angewendet, um Daten einer einzelnen Messung, einer einzelnen Probe und ganzer Sequenzen abzulehnen. Eine einzelne Messung oder Sequenz wird verworfen, wenn:
• |δ44/42Ca - 2 δ43/42Ca|>0.2 %o gilt.
• Eine Probenmessung wird verworfen, wenn die durchschnittliche Intensität außerhalb eines Intensitätsfensters von 70 bis 130 % liegt, verglichen mit der durchschnittlichen Intensität der 5pg/ml Ca ICP -Lösung oder NIST SRM 915a-Lösung derselben Charge.
• Eine vollständige Sequenz wird abgelehnt, wenn mehr als eines der gemessenen internationalen Referenzmaterialien mehr als 0.2 %o vom Literaturwert entfernt ist oder die Daten nicht entlang der massenabhängigen Fraktionierungslinie fielen.
Auswertung der Calcium-Isotopendaten:
Die gemessenen Calcium Isotopenwerte werden in der üblichen ö-Notation berichtet: wobei (44Ca/42Ca)Probe das im Massenspektrometer gemessene Verhältnis der Blutprobe ist und (44Ca/42Ca)Standard das Calcium Isotopenverhältnis eines international bekannten und zertifizierten Verhältnisses ist. Diese Vorgehensweise erlaubt eine internationale Vergleichbarkeit der gemessenen Isotopenverhältnisse.
Verzeichnis der Abbildungen:
Abbildung 1 : δ44/42 CaSerum-Werte von Prostata-Krebspositiv getesteten Patienten

Claims

Patentansprüche
1.
Verfahren zur frühzeitigen Diagnose der Pathologie einer möglichen Erkrankung bei Patienten mit Verdacht auf Prostatakrebs, umfassend die folgenden Schritte: i. Bestimmen von Isotopenverhältnissen oder Mengenverhältnissen von Calciumisotopen in einer Probe von Blut des Patienten mit Verdacht auf Prostata krebs. ii. Vergleich des in Schritt i ermittelten Wertes mit dem durch einen Schwellenwert definiertem Intervall
-0,91%o < δ44/42 CaSerum-Wert < -0,79 %o iii. Zuordnung anhand des Vergleichs aus Schritt ii zu einem von drei definierten Situationen MO, M1 und M2 wobei
MO: -0,91%o < δ44/42 CaSerum-Wert < -0,79 %o
M1 : δ44/42 CaSerum-Wert < -0,91%o
M2: δ44/42 CaSerum-Wert > -0,79%o darstellt.
2.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Isotopenverhältnisse oder Mengenverhältnisse von Calciumisotopen mit Hilfe der Massenspektrometrie erfolgt.
3.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Isotopenverhältnisse oder Mengenverhältnisse von Calciumisotopen mit Hilfe der Laserinduzierten Fluoreszenz erfolgt.
4.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Isotopenverhältnisse oder Mengenverhältnisse von Calciumisotopen mit Hilfe von spektroskopischen Verfahren, welche mittels Lichtemission die Masseabhängigkeit der Hyperfeinstruktur der Spektrallinien nutzen, erfolgt.
5.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt i zusätzlich folgende Schritte ausgeführt werden: eine Anamnese und/oder ein Test mit proteinbasiertem Marker.
6.
Vorrichtung zur frühzeitigen Diagnose der Pathologie einer möglichen Prostatakrebserkrankung umfassend a) Mittel zur Bestimmung von Isotopenverhältnissen oder Mengenverhältnisse von Calciumisotopen in einer Blutprobe eines Patienten, b) ein Speichermedium zum Speichern des ermittelten Wertes der Isotopenverhältnisse oder Mengenverhältnisse, c) Mittel zum Vergleich des gespeicherten Wertes mit einem als Schwellenwert definierten Intervall -0,91%o < δ44/42 CaSerum-Wert < -0,79 %o, welches im Speichermedium hinterlegt ist, d) Auswerteeinheit zur Zuordnung des Vergleichs zu einem von drei zuvor definierten und im Speichermedium hiintergelgten Situationen MO, M1 und M2, wobei
MO: -0,91%o < δ44/42 CaSerum-Wert < -0,79 %o
M1: δ44/42 CaSerum-Wert < -0,91%o
M2: δ44/42 CaSerum-Wert > -0,79%o darstellt, und e) Ausgabeeinheit zur Ausgabe der bei der Auswertung ermittelten Situation MO, M 1 oder M2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE62230C (de) C. STEINBRENNER in Harn, bürg, St. Pauli, Hopfenstr. 19 Feuerfeste Decke mit Anwendung von Wellblech
JP2013528379A (ja) 2010-05-21 2013-07-11 オームクス コーポレーション Ｐｓａ酵素活性アッセイによる癌の検出
US20140273248A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Application of Ca Isotope Analysis to the Early Detection of Metastatic Cancer
US8846550B1 (en) 2013-03-14 2014-09-30 Asm Ip Holding B.V. Silane or borane treatment of metal thin films
WO2015126881A1 (en) 2014-02-19 2015-08-27 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University System and method for isotopic analysis of calcium using laser induced fluorescence
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