News vom Horten Zentrum, Mai 2008

Patienten-orientierte Forschung: Die wissenschaftliche Grundlage medizinischer Praxis

Der Bogen medizinischer Forschung spannt sich von der Forschung im Labor zu Forschungsfragen, deren Antworten die Basis für die korrekte Anwendung von Erkenntnissen und Produkten der grundlagen-orientierten Laborforschung in der medizinischen Praxis bilden. Grundlagen-orientierte Forscher schaffen Erkenntnisse über den Aufbau und die Funktion ganzer Organsysteme und einzelner Zellen bis hin zu molekularen Strukturen. Diese Ergebnisse vergrössern das Wissen über Struktur und Funktion des menschlichen Körpers und führen zu innovativen Produkten für die medizinische Praxis, z.B. neuen diagnostischen oder prognostischen Biomarkern oder einem Wirkstoff für die Therapie einer Erkrankung.
Die patienten-orientierte Forschung beschäftigt sich mit fundamental anderen Fragen, konkret mit den Fragen, die ein Patient dem Arzt stellt. Ein Patient will über die Diagnose informiert werden, er möchte wissen, welche Massnahmen seine Prognose verbessern und was die Ursache seiner Krankheit ist. Die primäre Aufgabe des Arztes ist also, Wissen über den Gesundheitszustand des Patienten und die Ursachen der Krankheit zu schaffen sowie den Patienten darüber zu informieren mit welchen Massnahmen der Gesundheitszustand erhalten oder verbessert werden kann. Die patienten-orientierte Forschung schafft die Grundlagen, die es dem Arzt ermöglichen, die Fragen der Patienten zu beantworten, und sie liefert das Wissen über die korrekte Anwendung der Produkte, die aufgrund der Erkenntnisse der grundlagen-orientierten Forschung entwickelt werden. Das möchte ich an einigen Beispielen erläutern. Wenn das Blut in einer Vene gerinnt, entsteht ein Thrombus und sofort werden im Körper Substanzen frei gesetzt, die mit dem Abbau des Blutgerinnsels beginnen. Dabei entsteht ein Produkt, D - Dimer genannt, das im Blut des Patienten gemessen werden kann und für die Diagnose einer Thrombose eingesetzt wird. Das Problem dabei ist, dass bei einem Teil der Patienten mit einer Thrombose dieses Abbauprodukt nicht nachweisbar ist und dass einige Patienten, bei denen D-Dimer im Blut nachweisbar ist, keine Thrombose haben. Ein weiteres Beispiel aus dem Bereich der Therapie. Brustkrebszellen einiger Frauen produzieren ein Protein, Her2 genannt. Dieses Protein stimuliert das Wachstum der Tumorzellen, und Forscher entwickelten ein Medikament, das die Wirkung von Her2 neutralisiert und das Risiko eines Tumor-Rezidivs halbiert. Das Problem ist, dass dieses Medikament nicht bei allen Frauen, deren Tumorzellen Her2 produziert, ein Rezidiv verhindert, und dass das Medikament bei einigen Frauen, deren Tumorzellen kein Her2 produzieren trotzdem einen Effekt zeigt.
Diese Beispiele verdeutlichen ein zentrales Phänomen der Medizin. Aus den Erkenntnissen der grundlagenorientierten Forschung allein können keine sicheren Angaben über den Wert eines diagnostischen Tests oder die Wirksamkeit einer Therapie gemacht werden. Die zentrale Aufgabe der patienten-orientierten Forschung ist, herauszufinden, wie gross der Effekt einer Therapie oder die Aussagekraft eines diagnostischen Tests im Allgemeinen ist. Die Zukunft ist, nicht nur Aussagen über Patientenkollektive, sondern konkrete und korrekte Aussagen über den individuellen Patienten zu machen.
Im Bereich der diagnostischen Forschung zeichnet sich eine Entwicklung ab, die dies ermöglicht. Bisher wurde fast ausschliesslich die Aussagekraft eines einzelnen Tests untersucht, zum Beispiel des D-Dimers. Die Resultate dieser Forschung – die Sensitivität und Spezifität eines Tests – sind kaum interpretierbar und werden von den Ärzten bei ihren diagnostischen Überlegungen sehr selten verwendet. Das Ziel zukünftiger Forschung ist die Entwicklung diagnostischer Prävalenzfunktionen, das heisst die Entwicklung mathematischer Formeln mit denen die Wahrscheinlichkeit einer Erkrankung unter Berücksichtigung aller für die Diagnose relevanten Fakten – nicht nur eines einzelnen Tests – für den einzelnen Patienten berechnet werden kann. Zu den relevanten Fakten zählen zum Beispiel das Alter, Risikofaktoren für die entsprechende Krankheit, Dauer und Ausprägung von Symptomen (Fieber, Schmerzen…), die Resultate der körperlichen Untersuchung und eventuell Laborresultate. Gibt man die Fakten in die Formel ein, generiert der Computer die Diagnose, das heisst das Wissen über die korrekte Wahrscheinlichkeit einer Erkrankung beim individuellen Patienten.
Im Bereich der Therapie findet eine ähnliche Entwicklung statt. Die ‚Zauberworte’ lauten, individualisierte oder massgeschneiderte Therapie. Die Entschlüsselung des genetischen Codes und das Verständnis der Funktion einzelner Gene sowie der Interaktionen verschiedener Gene mit deren Produkten ermöglicht im Prinzip eine für den einzelnen Patienten massgeschneiderte Therapie.

Diese Formeln, mit denen die Wahrscheinlichkeit von Krankheiten und die Wahrscheinlichkeit eines Therapieerfolges für den individuellen Patienten berechnet werden, bilden die medizinische Wissensbasis der Zukunft. Dieses Wissen wird in Zukunft im Computer des Arztes oder im „world-wide-web“ gespeichert und ist die wissenschaftliche Grundlage der medizinischen Praxis.
Dieses Szenario – die Realisierung ist eine Frage der Zeit – wird zu massiven Veränderungen der medizinischen Praxis führen. Die Rolle des Arztes verändert sich, seine Hauptaufgabe wird primär die Vermittlung des computergenerierten Wissens an die Patienten sein. Die Speicherung des Wissens im Computer führt zur Frage, wie Ärzte in Zukunft aus- und weitergebildet werden. Die Frage wird sich stellen, welches Wissen die Ärzte in Zukunft in ihren Köpfen speichern müssen und was im „Cyberspace“ gespeichert wird.

Prof. Dr. med. Johann Steurer, Leiter, Horten Zentrum für praxisorientierte Forschung und Wissenstransfer, Universität Zürich