Wie Flüssigbiopsien Krebs aus einer Blutentnahme erkennen

Ein Bluttest, der Krebs findet

Jahrzehntelang bedeutete die Erkennung von Krebs das Eindringen in Gewebe. Chirurgen entnahmen Proben mit Nadeln oder Skalpellen, schickten sie an Pathologen und warteten Tage oder Wochen auf die Ergebnisse. Jetzt verändert ein einfacherer Ansatz die Onkologie: die Flüssigbiopsie, eine Standard-Blutentnahme, die aufdecken kann, ob ein Tumor vorhanden ist, welche Mutationen ihn antreiben und ob die Behandlung wirkt.

Die Technologie basiert auf einer biologischen Tatsache, die in den 1940er Jahren entdeckt, aber erst vor kurzem nutzbar gemacht wurde. Wenn Krebszellen wachsen, sich teilen und sterben, geben sie winzige Fragmente ihrer DNA in den Blutkreislauf ab. Diese Fragmente – zirkulierende Tumor-DNA (ctDNA) genannt – tragen die gleichen genetischen Mutationen wie der ursprüngliche Tumor. Indem man sie aus einer Blutprobe fischt, können Wissenschaftler den molekularen Fingerabdruck eines Krebses lesen, ohne den Tumor selbst berühren zu müssen.

Wie es funktioniert

Eine Flüssigbiopsie beginnt wie jede routinemäßige Blutentnahme. Ein Arzt entnimmt eine kleine Probe – typischerweise zwei bis vier Röhrchen – und schickt sie an ein spezialisiertes Labor. Dort trennen Techniker das Plasma (den flüssigen Teil des Blutes) mit einer Zentrifuge von den Blutzellen.

Das Plasma enthält eine Mischung aus zellfreier DNA, die von allen Zellen im Körper abgegeben wird. Die Herausforderung besteht darin, die von Krebs stammenden Fragmente zu isolieren, die weniger als 0,1 % der Gesamtmenge ausmachen können. Die Labore verwenden Next-Generation-Sequenzierung (NGS) oder Polymerase-Kettenreaktion (PCR), um diese Fragmente zu amplifizieren und zu lesen und nach bekannten, mit Krebs assoziierten Mutationen in Dutzenden oder sogar Hunderten von Genen zu suchen.

Laut Foundation Medicine analysiert der FoundationOne Liquid CDx-Test über 300 Gene aus einer einzigen Blutentnahme und ist damit die umfassendste von der FDA zugelassene Flüssigbiopsie, die erhältlich ist. Die Ergebnisse liegen in der Regel innerhalb von ein bis zwei Wochen vor – etwa zwei- bis dreimal schneller als bei herkömmlichen Gewebebiopsien, so die Cleveland Clinic.

Was Flüssigbiopsien leisten können

Ärzte setzen Flüssigbiopsien derzeit hauptsächlich auf drei Arten ein:

• Steuerung der Behandlung: Durch die Identifizierung spezifischer genetischer Mutationen können Ärzte Patienten mit gezielten Therapien zusammenbringen. Der von der FDA zugelassene Guardant360 CDx-Test beispielsweise erstellt Profile genomischer Veränderungen über alle soliden Tumore hinweg und dient als Begleitdiagnostikum für Behandlungen bei Lungen-, Brust- und Darmkrebs.
• Überwachung des Ansprechens: Wiederholte Blutentnahmen während der Behandlung ermöglichen es Onkologen, zu verfolgen, ob die ctDNA-Werte sinken, steigen oder sich in ihrer Zusammensetzung verändern – ein Echtzeitsignal dafür, wie gut die Therapie wirkt.
• Erkennung von Rezidiven: Nach dem Ende der Behandlung können Flüssigbiopsien ctDNA Monate oder sogar Jahre erkennen, bevor neue Tumore auf bildgebenden Verfahren sichtbar werden, so das National Cancer Institute.

Die Screening-Front

Das ehrgeizigste Ziel ist der Einsatz von Flüssigbiopsien, um gesunde Menschen auf Krebs zu screenen, bevor Symptome auftreten. Im Jahr 2024 genehmigte die FDA Shield, den ersten blutbasierten Screening-Test für Darmkrebs bei Erwachsenen mit durchschnittlichem Risiko. Er erkennt ctDNA mit einer Sensitivität von etwa 83 % für Darmkrebs, obwohl seine Fähigkeit, präkanzeröse Polypen zu erkennen, mit etwa 13 % deutlich geringer ist, so die AAMC.

Mehrere Unternehmen entwickeln Multi-Krebs-Früherkennungstests (MCED), die entwickelt wurden, um mit einer einzigen Blutentnahme gleichzeitig auf Dutzende von Krebsarten zu screenen. Diese Tests analysieren nicht nur ctDNA-Mutationen, sondern auch Methylierungsmuster – chemische Markierungen auf der DNA, die sich verändern, wenn Zellen krebsartig werden.

Wesentliche Einschränkungen

Flüssigbiopsien sind noch kein Ersatz für traditionelle Gewebebiopsien in jedem Szenario. Die grundlegende Herausforderung ist die Sensitivität: Tumore im Frühstadium geben sehr wenig DNA ins Blut ab, was die Erkennung erschwert. Wie Forscher am NCI festgestellt haben, ist eine unzureichende ctDNA-Menge im Blut nach wie vor ein Hauptgrund dafür, dass Flüssigbiopsie-Tests Krebserkrankungen übersehen.

Falsch-positive Ergebnisse sind ebenfalls ein Problem. Altersbedingte Mutationen in Blutzellen – ein Phänomen, das als klonale Hämatopoese bezeichnet wird – können Krebssignale imitieren und möglicherweise unnötige Folgeeingriffe auslösen. Die Kosten sind eine weitere Hürde: Viele Flüssigbiopsie-Tests kosten Tausende von Dollar, und die Versicherungsdeckung ist außerhalb der von der FDA zugelassenen Begleitdiagnostika nach wie vor uneinheitlich.

Wohin sich das Feld entwickelt

Trotz dieser Hürden stellen Flüssigbiopsien einen der sich am schnellsten entwickelnden Bereiche der Krebsforschung dar. Forscher arbeiten daran, die Sensitivität zu erhöhen, indem sie größere Blutvolumina entnehmen, die ctDNA-Analyse mit Protein-Biomarkern kombinieren und künstliche Intelligenz einsetzen, um subtile Muster zu erkennen. Wenn die Technologie ausgereift ist, ist die Vision einfach: ein routinemäßiger jährlicher Bluttest, der Krebs früh genug erkennt, um ihn zu heilen.