KI-basierte Analyse von Ki-67-positiven Zellen in der therapierefraktären rheumatoiden Arthritis
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Abstract
Hintergrund und Ziel der Arbeit - Definitionsgemäß stellt das „rebellische Gelenk“ pathogenetisch eine sogenannte therapierefraktäre Synovialitis bei rheumatoider Arthritis in einem oder einzelnen Gelenken dar. Die Pathomechanismen der lokalen Therapierefraktärität sind jedoch noch weitestgehend ungeklärt. In der Literatur wird Ki-67 als „synovialer Biomarker“ für die Synovialitis-Diagnostik verwendet. Es wurden Ki-67-exprimierende Zellen sowie die Gesamtzelldichte in insgesamt 81 Synovialitiden KI-gestützt quantifiziert. Daneben wurde die Zeitersparnis in der Quantifizierung durch Anwendung von KI exemplarisch erfasst.
Patienten und Methoden - Die Synovialitisfälle wurden nach dem Synovialitis-Score, dem Immunhistochemischen Synovialitis-Score und dem Generellen Synovialitis-Score in high- und low-grade Synovialitiden klassifiziert, sowie nach der klinischen Angabe „Therapierefraktärität“ bzw. „rebellisches Gelenk“. Die Ki-67-Positivität wurde immunhistochemisch analysiert und ebenso wie die Gesamtzelldichte KI-gestützt quantifiziert. Je fünf high- bzw. low-grade Fälle wurden zudem einmal visuell und einmal mit KI-Unterstützung auf Ki-67-Positivität ausgezählt und die Zeiten miteinander verglichen.
Ergebnisse - Die höchste Ki-67-Quantität zeigte sich in high-grade Synovialitiden (Mittelwert 21,5% nicht-therapierefraktäre bzw. 19,4% therapierefraktäre high-grade Synovialitiden), mit signifikant geringerer Quantität in low-grade Synovialitiden (Mittelwert 4,2%, p < 0,0001). Die höchste Gesamtzelldichte zeigte sich in therapierefraktären high-grade Synovialitiden (Mittelwert 2293 Zellen/HPF), mit signifikant geringerer Gesamtzelldichte in nicht-therapierefraktären high-grade Synovialitiden (Mittelwert 1446 Zellen/HPF, p = 0,025), sowie in low-grade Synovialitiden (Mittelwert 1313 Zellen/HPF, p = 0,011). Die Zeitersparnis in der Quantifizierung von Ki-67 anhand von je 5 Messungen (high-grade und low-grade Synovialitis) betrug im Mittel 79,6 s (high-grade), mit einem p-Wert von 0,001, bzw. 3,8 s (low-grade), mit einem p-Wert von 0,079.
Interpretation - Die hohe Gesamtzelldichte und Ki-67-Quantität in high-grade Synovialitiden kann als Substrat für das Maß der lokalen Entzündung gewertet werden, mit deutlich höherer Ki-67-Fraktion bei high- im Vergleich zu low-grade Synovialitiden und deutlich höherer Gesamtzelldichte bei therapierefraktären high-grade Synovialitiden im Vergleich zu low-grade Synovialitiden. Ebenso kann ein signifikanter Unterschied der Gesamtzelldichte zwischen therapierefraktären und nicht-therapierefraktären high-grade Synovialitiden festgestellt werden. Diese kann damit ggf. als Marker zur Risikostratifizierung für die Entwicklung einer Therapierefraktärität angewendet werden. Daneben ist eine Reduktion des histopathologischen Work Load durch signifikante Zeitersparnis bei der Quantifizierung von Ki-67 zu erwarten.