Diagnostische Marker der Tumor-assoziierten Fatigue

Abstract

Einleitung: Tumor-assoziierte Fatigue (CrF) ist eines der häufigsten, die Lebensqualität einschränkenden und zugleich nicht adäquat behandelten Herausforderungen in der Nachsorge von Tumorpatienten. Veränderungen in der Zytokinproduktion, genetische Polymorphismen und Dysregulationen in der Hypothalamus-Hypophysen-Achse gelten als mögliche pathogenetische Mechanismen. Wir analysierten deshalb die Korrelationen zwischen pro-inflammatorischen Zytokinen, Monozytenpopulationen, Symptomausprägung und genetischen Varianten in den Genen für Methyltetrahydrofolatreduktase (MTHFR), Monoaminoxidase B (MAOB) und Catechol-O-Methyltransferase (COMT). Methodik: 26 Tumorpatienten, die sich seit mindestens 6 Monaten in der Nachsorge befanden, erfüllten die diagnostischen Kriterien für CrF, gaben eine Mindestschwere von 4 auf der Linear-Analog-Self-Assessment-(LASA) Skala für Fatigue an und wurden zwischen April 2014 und November 2015 in die Studie eingeschlossen. 22 Blutproben konnten gewonnen und mit 22 für Alter und Geschlecht vergleichbaren Gesunden (HC) und 22 an Chronischem Fatigue Syndrom (CFS) leidenden Patienten verglichen werden. Die Zytokinspiegel der Patienten für Tumor-Nekrose-Faktor-α (TNF-α), Interleukin-1ß (IL-1ß), Interferon-γ (IFN-γ) und IL-5 wurden nach Vollblutstimulation mit Lipopolysaccharid (LPS) und Concanavalin A (ConA) aus dem Überstand mittels ELISA ermittelt. Monozytensubpopulationen wurden durch Mehr-Farben-Durchflusszytometrie (FACS) über die Oberflächenmarker CD14, CD16, CD169, CD19, CD3, CD56, identifiziert. Weiterhin wurden die Proben auf Single Nucleotide Polymorphismen (SNPs) in den Genen für MTHFR (C677T), MAOB (int 13 A>G) and COMT (G158A) mittels PCR untersucht. Ergebnisse: Die Schwere der Fatigue korrelierte signifikant mit einer verminderten Lebensqualität (p=0,002, r=-0,63) und eingeschränkter kognitiver Leistung (p=0,007, r=-0,55). Für CrF-Patienten konnten signifikant erhöhte IL-1ß-Spiegel (im Vergleich HC p=0,001) und verringerte intermediäre Monozyten nachgewiesen werden (im Vergleich HC p=0,005; im Vergleich CFS p=0,001). Für die Verteilungen der Allele für MTHFR, MAOB und COMT innerhalb der 3 Kohorten ergaben sich keine Unterschiede. Signifikante Zusammenhänge konnten zwischen dem SNP (C677T) im MTHFR-Gen und einer verminderten kognitiven Leistungsfähigkeit (p=0,0006), sowie einer reduzierten Lebensqualität (p=0,03) bei CrF-Patienten identifiziert werden. Weiterhin waren die Varianten mit verringerter Enzymfunktion im MTHFR- und COMT-Gen mit niedrigeren TNF-α (p=0,06 und 0,02) und für MTHFR auch mit niedrigeren IFN-γ Konzentrationen assoziiert (p=0,04). Schlussfolgerungen: Diese Arbeit unterstützt die Hypothese einer gestörten Immunregulation als Ursache der CrF und zeigt eine mögliche Beeinflussung von Symptomausprägung und Zytokinspiegeln durch genetisch determinierte eingeschränkte Funktionen im Methylierungszyklus. Die Untersuchung auf Polymorphismen scheint bei der Betrachtung von Subgruppen eine wichtige Rolle zu spielen und könnte in Zukunft neue zielgerichtete Therapiemöglichkeiten für Patienten eröffnen.

Purpose: Cancer-related Fatigue (CrF) is one of the most severe and frequent problems in cancer survivors. Alterations in cytokine production, genetic variants and dysregulation in hypothalamic pituitary adrenal (HPA) axis are considered as potential underlying mechanisms. We therefore analyzed the correlation of cytokine production and monocyte subpopulations with symptom severity and allelic variations in methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR), monoamine oxidase B (MAOB) and catechol-O-methyltransferase (COMT). Methods: Between April 2014 and November 2015, 26 cancer patients in remission with persistent fatigue for more than 6 months posttreatment fulfill diagnostic criteria for CrF and marked at least 4 on LASA-Scale. 22 blood samples could be collected and compared to age and sex matched healthy persons (HC, n=22) and patients with Chronic Fatigue Syndrome (CFS, n=22). Whole blood was stimulated with Lipopolysaccharide (LPS) and Concanavalin A (ConA) and assessed for Tumor-Necrosis-Factor-α (TNF-α), Interleukin-1β (IL-1β), Interferon-γ (IFN-γ) and IL-5 by ELISA. Monocyte subpopulations were identified with the help of cell surface markers CD14, CD16, CD169, CD19, CD3, CD56 by fluorescence activated cell sorting (FACS). Moreover single nucleotide polymorphisms in MTHFR (C677T), MAOB (int 13 A>G) and COMT (G158A) were analyzed by allelic discrimination PCR. Results: Severity of fatigue correlates significantly with a lower quality of life (p=0,002, r=-0,63) and diminished cognitive functioning (p=0,007, r=-0,55). CrF-patients showed significant elevated IL-1β concentration (compared to HC p=0,001) and lower intermediate monocytes (compared to HC p=0,005, compared to CFS p=0,001). We observed no significant differences in distribution of MTHFR, MAOB and COMT genotypes in all groups. The low function MTHFR C677T allele was associated with lower cognitive functioning (p=0,0006) and diminished quality of life (p=0,03). Further, low function alleles in MTHFR and COMT were associated with lower TNF-α (p=0,06 and 0,02) and in MTHFR with lower IFN-γ production (p=0,04). Conclusion: This study supports the inflammatory hypothesis of CrF and suggests that a diminished function of the methylation cycle influences symptom severity and cytokine levels in CrF. Thus, allele typing may be important to identify subgroups of patients who need specific therapy strategies.