Personalisierte Medizin

Grundlagen der Präzisionsmedizin

Personalisierte Medizin, in der Fachsprache zunehmend als Präzisionsmedizin bezeichnet, nutzt molekulare, genomische und phänotypische Daten, um medizinische Entscheidungen zu individualisieren. Der Unterschied zur konventionellen Medizin: Statt einer Standardtherapie für alle Patienten mit derselben Diagnose erhalten Patienten eine Therapie, die auf ihr biologisches Profil zugeschnitten ist.

Biomarker

Biomarker sind messbare biologische Indikatoren, die den Krankheitsstatus, das Ansprechen auf eine Therapie oder die Prognose anzeigen. Prädiktive Biomarker (sagen das Therapieansprechen vorher, z.B. HER2 bei Brustkrebs), prognostische Biomarker (sagen den Krankheitsverlauf vorher, z.B. Ki 67) und diagnostische Biomarker (identifizieren eine Krankheit, z.B. Troponin bei Myokardinfarkt) bilden die Grundlage der Präzisionsmedizin.

Companion Diagnostics

Companion Diagnostics sind diagnostische Tests, die mit einem bestimmten Therapeutikum gekoppelt sind. Die Zulassung des Medikaments ist an die vorherige Testung gebunden. Beispiel: Trastuzumab (Herceptin) nur bei HER2 positivem Brustkrebs, Pembrolizumab (Keytruda) bei bestimmten PD L1 Expressionsniveaus.

Onkologische Präzisionsmedizin

Molekulares Tumorboard

Molekulare Tumorboards diskutieren die genomischen Profile individueller Tumoren und empfehlen zielgerichtete Therapien. Next Generation Sequencing (NGS) analysiert Hunderte tumorrelevanter Gene gleichzeitig. Die Comprehensive Cancer Centers der Deutschen Krebshilfe betreiben molekulare Tumorboards, an denen Onkologen, Pathologen, Humangenetiker und Bioinformatiker teilnehmen.

Zielgerichtete Therapien

Tyrosinkinase Inhibitoren (Imatinib bei BCR ABL positivem CML), BRAF Inhibitoren (Vemurafenib bei BRAF V600E mutiertem Melanom), ALK Inhibitoren (Crizotinib bei ALK positivem Lungenkarzinom) und Checkpoint Inhibitoren (Pembrolizumab, Nivolumab) sind Beispiele für molekular stratifizierte Therapien, die die Onkologie transformiert haben.

Tumoragnostische Therapie

Larotrectinib und Entrectinib wirken unabhängig von der Tumorlokalisation bei Vorliegen einer NTRK Fusion. Pembrolizumab ist für MSI H/dMMR Tumoren unabhängig von der Entität zugelassen. Dieses tumoragnostische Prinzip bricht mit der organbasierten Onkologie.

Pharmakogenomik

Die Pharmakogenomik untersucht, wie genetische Varianten den Arzneimittelstoffwechsel beeinflussen. Cytochrom P450 Enzyme (CYP2D6, CYP2C19, CYP3A4) metabolisieren einen Großteil aller Arzneimittel. Genetische Polymorphismen führen zu Ultra Rapid, Extensive, Intermediate oder Poor Metabolizern.

Klinische Anwendung

DPYD Testung vor Fluoropyrimidin Therapie (5 FU, Capecitabin): Patienten mit DPYD Defizienz haben ein hohes Risiko für lebensbedrohliche Toxizität. Die DPYD Testung vor Therapiebeginn ist in Leitlinien empfohlen und wird von den Krankenkassen erstattet.

HLA B*5701 Testung vor Abacavir (HIV): Vermeidet lebensbedrohliche Hypersensitivitätsreaktionen.

CYP2C19 Testung bei Clopidogrel: Poor Metabolizer profitieren nicht von Clopidogrel, sie benötigen Ticagrelor oder Prasugrel.

Die klinische Implementierung der Pharmakogenomik steht noch am Anfang. Das Ubiquitous Pharmacogenomics Consortium (U PGx) erprobt die präemptive Genotypisierung (Testung vor dem ersten Arzneimittelkontakt) in mehreren europäischen Ländern.

Liquid Biopsy

Liquid Biopsy analysiert zirkulierende Tumor DNA (ctDNA), zirkulierende Tumorzellen (CTCs) und Exosomen aus einer Blutprobe. Sie ergänzt die Gewebebiopsie und bietet Vorteile: weniger invasiv, wiederholbar, bildet die Tumorheterogenität besser ab.

Minimal Residual Disease

Nach kurativer Therapie kann die Liquid Biopsy minimale Tumorreste (Minimal Residual Disease, MRD) nachweisen, bevor bildgebende Verfahren ein Rezidiv erkennen. Studien beim Kolonkarzinom zeigen, dass ctDNA positive Patienten nach Resektion ein signifikant höheres Rezidivrisiko haben.

Therapiemonitoring

Unter laufender Therapie zeigt der ctDNA Verlauf das Ansprechen oder eine Resistenzentwicklung an. Molekulare Resistenzmechanismen lassen sich identifizieren und die Therapie entsprechend anpassen, ohne erneute Gewebebiopsie.

Genomsequenzierung

Technologien

Whole Genome Sequencing (WGS) sequenziert das gesamte Genom (3 Milliarden Basenpaare). Whole Exome Sequencing (WES) konzentriert sich auf kodierende Bereiche (etwa 1,5 Prozent des Genoms, aber 85 Prozent der krankheitsrelevanten Varianten). Genpanels sequenzieren eine vordefinierte Auswahl therapierelevanter Gene (typischerweise 50 bis 500 Gene). Die Kosten für WGS sind von 3 Milliarden USD (Human Genome Project, 2003) auf unter 200 USD (2025) gefallen.

Gendiagnostikgesetz

Das Gendiagnostikgesetz (GenDG) regelt genetische Untersuchungen in Deutschland. Es schreibt eine genetische Beratung vor und nach diagnostischer Gendiagnostik vor, verbietet genetische Diskriminierung durch Arbeitgeber und Versicherer und regelt die prädiktive Diagnostik bei Gesunden.

Dateninfrastruktur und Herausforderungen

Infrastruktur

Genomdatenbanken, Biobanken und vernetzte Datenintegrationszentren bilden das Rückgrat der Präzisionsmedizin. Genomics England hat 100.000 Genome sequenziert und in eine nationale Datenbank integriert. In Deutschland baut die MII Datenintegrationszentren an 37 Universitätsklinika auf.

Herausforderungen

Die Kosten für NGS Panels und Companion Diagnostics sind hoch und die Erstattung nicht in allen Indikationen geklärt. Die Interpretation genomischer Varianten erfordert spezialisierte Expertise, die nicht flächendeckend verfügbar ist. Ethische Fragen (Zufallsbefunde, prädiktive Information, Datensouveränität) und versicherungsrechtliche Aspekte (Darf die PKV genomische Informationen nutzen?) bleiben offen.

Zukunft: Multiomics und Digital Twins

Die Integration von Genomik, Proteomik, Metabolomik und Mikrobiomdaten (Multiomics) ergibt ein detailliertes molekulares Patientenprofil. Digitale Zwillinge simulieren die individuelle Physiologie und ermöglichen die virtuelle Erprobung von Therapien. Federated Learning Ansätze verbinden Klinikdaten über Institutionsgrenzen hinweg und schaffen die Datenbasis für genomweite Assoziationsstudien mit klinischer Relevanz.

Personalisierte Medizin: Kommunikation und Positionierung

• Companion Diagnostic Marketing: Vermarktung diagnostischer Tests an Onkologen und Pathologen.
• Pharma Kommunikation: Biomarker stratifizierte Zulassungen und Studienergebnisse kommunizieren.
• Patienteninformation: Verständliche Erklärung genomischer Testung und ihrer Konsequenzen.

Sanofeld unterstützt als Healthcare Agentur Pharma, Diagnostik und Biotech Unternehmen bei Medical Writing und wissenschaftlicher Kommunikation.

Siehe auch: KI Medizin · Gesundheitsdaten · Arzneimittelentwicklung · Regulatory Affairs · GEO

Regelversorgung in Deutschland: Modellvorhaben Genomsequenzierung

Lange war die umfassende Genomsequenzierung in Deutschland Sache einzelner Universitätskliniken und Forschungsprojekte. Mit dem Modellvorhaben nach § 64e SGB V soll sie schrittweise in die Regelversorgung der gesetzlichen Krankenversicherung überführt werden. Das Vorhaben bildet den Kern der Nationalen Strategie für Genommedizin des Bundesgesundheitsministeriums und stützt sich auf die zuvor vom Ministerium geförderte Initiative genomDE, die das Konzept für die Dateninfrastruktur entwickelt hat.

Eckpunkt	Stand	Quelle
Indikationen	seltene und onkologische Erkrankungen	BfArM, 2024
Vertragsstart mit den Kostenträgern	GKV zum 31. Juli 2024, PKV zum 1. September 2024	GKV-Spitzenverband, 2024
Plattformträger	BfArM, lässt klinische Datenknoten und Genomrechenzentren zu	BfArM, 2024

Parallel zeigt das Nationale Netzwerk Genomische Medizin Lungenkrebs (nNGM), wie sich Präzisionsdiagnostik flächendeckend organisieren lässt. Aus dem Kölner Netzwerk Genomische Medizin von 2010 hervorgegangen, wird das nNGM seit dem 1. April 2018 von der Deutschen Krebshilfe gefördert. Es arbeitet nach dem Prinzip zentral testen, dezentral behandeln: Spezialisierte Zentren übernehmen die NGS-Diagnostik und Befundung, während rund 500 regionale Netzwerkpartner die Patienten wohnortnah weiterbehandeln. Für die Healthcare-Kommunikation entsteht daraus eine doppelte Aufgabe, nämlich behandelnde Ärzte über Teststrukturen zu informieren und Patienten den Weg durch diese Netzwerke verständlich zu erklären.