mRNA-basierte Quantifizierung von Biomarkern zur Diagnostik von zervikalen intraepithelialen Neoplasien und von Zervixkarzinomen: Validierung des QuantiGene® 2.0 Plex Assays

Abstract

Hintergrund: Das Zervixkarzinom stellt eine durch Humane Papillomviren (HPV) induzierte Neoplasie dar, die aus Präkanzerosen, den zervikalen intraepithelialen Neoplasien (CIN), hervorgeht. Herkömmliche Screening-Methoden basieren auf wenig spezifischer HPV-Testung oder subjektiver und wenig sensitiver Zytologie.

Ziel: Das Ziel dieser Studie ist die Validierung des neuen, mRNA-basierten und quantitativen QuantiGene® 2.0 Plex Assays (QG) zur Diagnostik und zum Screening des Zervixkarzinoms und seiner Vorstufen.

Methoden: Die zervikalen Abstriche der flüssigkeitsbasierten Zytologie von 1438 Patientinnen einer Dysplasiesprechstunde wurden mittels QG analysiert. Dabei wurde die mRNA-Expression von 18 high-risk HPV-Typen und 23 Biomarkern quantifiziert. Auf Basis dieser Ergebnisse und der von Vergleichstests (Multiplex Genotyping, BD OnclarityTM, Histologie) wurden mittels ROC-Analysen Cutoffs für die HPV-Diagnostik und mittels multivariater logistischer Regression Risikoscores für verschiedene Krankheitsschwellen (CIN2+, CIN3+, Zervixkarzinom) ermittelt.

Ergebnisse: Die HPV-Diagnostik mittels QG erreichte 77 % Konkordanz (κ = 0,49) mit Multiplex Genotyping und 80 % Konkordanz (κ = 0,57) mit BD OnclarityTM. Sie erzielte 84 % bzw. 87 % Sensitivität und 53 % bzw. 40 % Spezifität für die Diagnose von CIN2+ bzw. CIN3+. Der Risikoscore für CIN2+ beinhaltete das E7 des führenden HPV, HPV 16 E6*I und E1^E4, p16 und Stathmin und erreichte 73 % Sensitivität und 78 % Spezifität. Der Risikoscore von CIN3+ (E7 des führenden HPV, HPV 16 E6*I und E1^E4, p16, MCM2) erzielte 82 % Sensitivität und 63 % Spezifität. Der Risikoscore für das Zervixkarzinom (E7 des führenden HPV, MCM2, BIRC5, ALDH1A1, TERT) erreichte 90 % Sensitivität und 80 % Spezifität. Diskussion: Die Sensitivität der HPV-Diagnostik mittels QG für CIN ist bei vergleichbarer Spezifität 7¬–10 % geringer als die der Vergleichstests. Die Risikoscores erreichen eine höhere Sensitivität bei niedrigerer Spezifität als die Zytologie und eine höhere Spezifität bei niedrigerer Sensitivität als die HPV-Testung.

Schlussfolgerung: Der QG ist ein objektiver, quantitativer und mRNA-basierter Test, der HPV- und Dysplasiediagnostik und somit Screening und Triagierung von HPV-positiven Patientinnen kombiniert. Dadurch besitzt er das Potenzial, das Zervixkarzinom-Screening zuverlässiger, ökonomischer und effizienter zu gestalten.

Background: Cervical cancer is a neoplasia induced by human papillomavirus (HPV) that develops from precancerous lesions called cervical intraepithelial neoplasia (CIN). Conventional screening methods are based on poorly specific HPV testing or on subjective and poorly sensitive cytology. Objective: The aim of this study is the validation of the new, mRNA-based and quantitative QuantiGene® 2.0 Plex Assay (QG) for the diagnosis and screening of cervical cancer and its precursors. Methods: The cervical smears of liquid-based cytology of 1438 patients from a specialized dysplasia clinic were analyzed by use of QG. The mRNA expression of 18 high-risk HPV types and 23 biomarkers was quantified. On the basis of these results and those of comparison tests (multiplex genotyping, BD OnclarityTM, histology) cutoffs for the HPV diagnosis were defined by ROC-analysis and riskscores for different thresholds of disease (CIN2+, CIN3+, cervical cancer) were identified by multivariate logistic regression. Results: The HPV diagnosis by use of QG reached 77 % concordance (κ = 0.49) with multiplex genotyping and 80 % concordance (κ = 0.57) with BD OnclarityTM. It attained 84 % and 87 % sensitivity and 53 % and 40 % specificity for the diagnosis of CIN2+ and CIN3+ respectively. The riskscore for CIN2+ included E7 of the strongest HPV, HPV 16 E6*I and E1^E4, p16 and stathmin and achieved 73 % sensitivity and 78 % specificity. The riskscore for CIN3+ (E7 of the strongest HPV, HPV 16 E6*I and E1^E4, p16, MCM2) reached 82 % sensitivity and 63 % specificity. The riskscore for cervical cancer (E7 of the strongest HPV, MCM2, BIRC5, ALDH1A1, TERT) achieved 90 % sensitivity and 80 % specificity. Discussion: The HPV diagnosis by use of QG is comparably specific for CIN but 7–10 % less sensitive than the comparison tests. The riskscores reach a higher sensitivity and lower specificity than cytology and a higher specificity and lower sensitivity than HPV testing. Conclusion: QG is an objective, quantitative and mRNA-based test that combines the diagnosis of HPV infections with that of cervical dysplasia and therefore combines screening and triage of HPV positive patients. As a consequence the QG has the potential to make cervical cancer screening more reliable, economic and efficient