Co jsou nádorové markery. Perspektivní nádorové markery. Biologické nádorové markery. Onkogen. Dihydropyrimidin dehydrogenáza (DPD)

Transkript

1 Co jsou nádorové markery Nádorově specifické antigeny ( TSA) - jejich přítomnost musí být prokázána výlučně na nádorových buňkách Perspektivní nádorové markery Nekulová M. S nádorem asociované antigeny (TAA) - za určitých okolností prokazatelné i jinde. Jsou malým dílem TSA Biochemické nádorové markery lze dělit na: hormony (hcg, kalcitonin, katecholaminy) onkofetální antigeny ( AFP, CEA) enzymy ( PAcP, NSE) specifické proteiny (imunoglobuliny, PSA) muciny, glykoproteiny (CA 125, CA 15-3, CA 19-9) Biologické nádorové markery Jsou uváděny jako prognostické parametry. Jedná se o heterologní kategorii enzymů a proteinů, z nichž mnohé jsou spojeny s onkogeny a antionkogeny.patřísem: solubilní markery krevní a humorální, s tkání spojené markery ( HL antigeny, horm.receptory) cytoskeletální proteiny,faktory angiogeneze, adhezivity, růstové faktory, onkogeny, antionkogeny, geny apoptózy, cykliny, součásti telomerového systému Tyto parametry jsou též schopné předvídat relaps dříve než je detekovatelný klinicky Onkogen Gen buněčného nebo virového původu zodpovědný za rychlý a nekontrolovaný růst živočišných buněk, mutovaný gen vznikne z protoonkogenu (potenciálního onkogenu), který po aktivaci je schopen vyvolat neoplastickou trnsformaci aktivace formou bodové mutace, amplifikace, translokace, transdukce apod. HER2/neu a telomeráza HER2/neu ( c-erbb-2) onkogen kóduje stejnojmenný protein transmembránový, který je z části homologní s receptorem růstového epidermálního faktoru, jehož intracelulární doména vykazuje tyrozinkinázovou aktivitu, přechází do séra a může být stanovena také imunochemicky. Gen je amplifikován u 20-40% ca prsu a ovaria a exprese onkoproteinu je výrazně zvýšena. Tyto nádory zvýšeně proliferují a jsou agresivnější. Zkouší se specifická terapie antiher2/neu herceptinem. Telomeráza je ribonukleoproteinový enzym zaručující immortalitu buňky tím, že udržuje telomery v dostatečné délce - přidává sekvenci několika nukleotidů (u nádorových, kmenových a zárodečných buněk). Ostatní buňky ji nemají, stárnou zkracováním specifických zakončení eukaryotických chromozomů - telomer. Telomeráza je prognostickým markerem vývoje nádoru. Dihydropyrimidin dehydrogenáza (DPD) Je prediktorem léčebné odpovědi terapie 5-FU u kolorektálního ca (je prvním metabolickým krokem 5FU, degraduje 80% 5-FU a její vysoká aktivita v buňce působí předčasnou inaktivaci cytostatika. Naopak deficience v organismu může vést k toxicitě. Spolu s tymidylát syntázou a tymidin fosforylázou ( též enzymů metabolismu 5-FU) umožňuje optimalizaci terapie 1

2 Klasifikace současných nádorových markerů nádorem tvořených: 1/ antigeny onkofetální(afp,cea), onkoplacentární (hcg), karbohydratové Ag,muciny, Ag krevních skupin (CA 125), specifické (PSA, SCC, CYFRA 21-1), proliferační (TPA-S), paraproteiny 2/ metabolicky aktivní látky (hormony, enzymy, metabolity) 3/ onkogeny a antionkogeny ( p53) s nádorem sdružených: 1/ plasmatické bílkoviny (CRP) 2/ receptory (ER,PR) 3/ jiné (KM, polyaminy, neopterin, Hb ve stolici) Klasifikace nádorových markerů dle biologické reakce při neoplasii Diferenciace: CEA, AFP, hcg, CA CA 125, CA 19-9, PSA, NSE) Proliferace: TPS ROZPAD: CYFRA 21-1 Základní předpoklady správného užití TM: nádorové markery jsou součástí diagnosticko-léčebných protokolů k výběru vhodného nádorového markeru existují doporučen specializovaných pracovních skupin nutná správná indikace vyšetření (výjimečně screening, diagnostika), staging, nejčastěji monitorování v optimálních časových intervalech a hodnocení efektu terapie Diagnostická efektivita = SN+SP/ SN+SP+FN+FP OR (odds ratio, poměr šancí) nebo též relativní riziko RR = výskyt faktoru u nemocných / výskyt faktoru u zdravých EGTM ( European Group on Tumor Markers) se věnuje aspektům vyšetřování markerů i kriteriím, která musí být při jejich vyšetřování splněna ( specificita nejméně 90%, hodnocení senzitivity, pozitivní a negativní prediktivní hodnoty, užité metody statistického vyhodnocení jednorozměrná i mnohorozměrná analýza ). Do medicíny vstupuje vedle genomiky i proteomika, nové postupy molekulární biologie, stejně jako nové přístupy v diagnostice i monitorování průběhu choroby. Vyvstává nutnost standardizace vyšetřování markerů, vytváření dalších doporučení podobných těm, které ASCO vytvořilo v r. 1996, 1998 a 1999 pro vyšetřování karcinomu prsu i kolorekta. EBM (medicína založena na důkazech) musí zajišťovat racionální odborné užití nových diagnostických i monitorovacích metodik tak, aby nedocházelo k nadměrné ani nedostatečné terapii. 2

3 Historie Klasifikace tumor markerů 1847: Bence-Jones protein precipitated protein i acidified boiled urine (monoclonal light chain) 1928 ectopic hormone syndrome 1930 hcg 1985 Knudson - a two hit hypothesis enzymes: (LDH, NSE, etc hormones: catecholamines, hcg, ACTH oncofetal antigens: AFP, CEA, PSA specific antigens: CA15-3, CA19-9, CA125 hormone receptors genetic markers: oncogenes, tumor suppressors Metody analýzy tumor markerů Carcinoembryonic antigen (CEA) Quantitative automated immunoassays dominant analytical approach manual ELISAs determination of activity (enzymes) determination of ligand binding activity chromatographic techniques (catecholamines) glykoprotein (M.H.180,000D) 6 antigenních determinant produkován během embryonálního a fetálního období v GIT a séru fetu hladina je ovlivněna u kuřáků zvýšen u adenoca (colorectal, pancreatic, breast, gastric, lung) hlavní využití pro dg návratu choroby a efekt terapie Alfa-fetoprotein (AFP) Cancer antigen 15-3 (CA 15-3) glykoprotein ( mol.weight of 70,000D) v žloutkovém vaku, fetálních játrech a GIT peak ve fetálním séruv týdnu v mateřském séru je peak v týdnu gravidity (parameter antenatální péče) pro dg defektů neurálních, Down sy (v plodové vodě ) pro dg a monitorováníf hepatocelulárního ca pro monitoring terapie germ cell tumors (varle, vaječník) pro screening chronické HBs-positive hepatitis (2x/rok) mucin-glykoprotein (M.H.300,000D) sensitivita zejména pro karcinom prsu hlavní indikace je monitoring průběhu a terapie C50 zvýšená hodnota také u pokročilých stadií jiných adenoca (ovarian, cervical, endometrial ca) 3

4 Cancer antigen 125 (CA 125) ROC křivky CA15-3, CEA a TPS u ca mammae Je diferenciační antigen z coelom. epitelial. derivátů výskyt u serosních adenoca, zejména ovaria důležitý pro monitoring průběhu a efektu terapie serózního ca ovaria (sensitivita až nad 80% při 90% specificitě!) falešná pozitivita v přítomnosti ascitu Carbohydrate antigen 19-9 (CA 19-9) Squamous cell carcinoma antigen (SCC) glykolipid, v mucinosních ca pacienti s vzácnou krevní skupinou (Le a-b-) ho neprodukují ( 3-7% populace) je marker volby pro pankreatický ca (82% sensitivity je zvýšen u gastrointestinálních tumorů a in mucinosních ovarialních tumorů je vylučován žlučí - cholestasa může působit falešnou positivitu glykoprotein (M.H.42,000D) inhibuje apoptotické proteinázy a podporuje růst tumoru kontaminace kůží nebo slinami působí falešnou positivitu pro monitoring a terapii of squamousníchl ca (cervix uteri (sensitivita 70-85%), squamous cell lung cancer (SCLC - sensitivita 30-40%), ORL tumory ( sensitivita 60%) Cytokeratin 19 fragment (CYFRA21-1) Chorionic gonadotropin (HCG) Cytokeratiny jsou nerozpustné podpůrné proteiny buněk charakterizovanépomocí monoklonálních Pt cytokeratinové fragmenty jsou rozpustné v séru CYFRA 21-1 (M.H. 30,000D) je marker vhodný pro non-small-cell lung cancer (NSCLC) - sensitivita 40-80% dle klinického stadia je markerem muscle-invasive bladder carcinoma falešná positivitau renálního a jaterního poškození glykoproteinový hormon (M.H.46,000D) sestává z 2 nekovalentně vázaných jednotek hcg-specifická antisera jsou přímo proti beta řetězci je tvořen syncytiotrophoblastem placenty v germ cell tumorech je tvořen trofoblastickými strukturami nebo syncytiotrofoblastickými giant buňkami (seminoma cells) hlavní využití pro dg a monitoring těhotenství u nepregnantních žen au mužů = maligní tumory 100% sensitivity pro placentální a testikulární choriocarcinomy 97% sensitivitapro hydatidiformní molu, 48-86% sensitivita pro non-seminomatosní germ cell tumory 4

5 Prostate-specific antigen (PSA) Neuron-specific enolase ( NSE) glykoprotein (M.H. 34,000D) je excretor. produktem prostaty (vztah ke kalikreinu) jde o serinovou proteasu částečně je vázán na alfa-1-antichymotrypsin total PSA < 2.5 ng/ml pod 50 let, PSA< 5 nad 50 let důležitý je poměr: free PSA / total PSA (u ca <18%) pro screening, dg a monitoring prostatického ca falešná positivita u prostatitidy a po digitalním vyšetření p.r. Je enzym metabolismu glukózy v neuronech Je tvořen 2 polypeptidovými řetězi (každý má M.H. 39,000 D) Nalézá se též v neuroendokrinní tkáni, APUD sy (Amine Precursor Uptake and Decarboxylation), ten je neuroektodermálního původu. Sensitivita pro apudomy je kolem 34% je marker volby pro SCLC ( lung cancer) dg a monitoring je vhodný parameter pro neuroblastom (85%sensitivita) Hemolysa a stání plné krve delší než 1 hod. působí falešnou positivitu. Beta-2-microglobulin je identický s lehkým řetězcem HLA antigen M.H. 11,800 D - nízké koncentrace (free and bound to HLA) jsou prokazovány ve většině tělních tekutin je filtrován glomerularní membránou a je z 99,8% reabsorbován v proximálním tubulu jeho fysiologický poločas (half-life) je pouze 40 minut hraje důležitou roli v imunitní odpovědi (Tlymphocyte activation) pro dg glomerulární a tubulární nefropatie (nestabilita v moči!) pro prognózu non-hodgkinského lymfomu a mnohočetného myelomu Tissue polypeptide antigen ( TPA) Tissue polypeptide-specific antigen (TPS) TPA je keratinový antigen s M.H D patří k proliferačním antigenům zvýšené hladiny nacházíme také u zánětů a benigních chorob plic, jater a urogenitálního traktu pro ca bronchiální má sensitivitu kolem 51% ( dle histologického typu, je vhodným markerem též pro ca močového měchýře TPS je specifickou formou TPA characterizovanou pomocí monoclonálních protilátek proti M3 epitope je vhodný pro monitoring efektu terapie některých solidních tumorů ( prso, ovarium) Biologický poločas tumormarkerů v séru CEA CA 125 CA 15-3 CA 19-9 TPA AFP PSA TG TK 7-14 days b-hcg 1 h 2-6 days B 2 M 1 h 7 days Prl 0,3 h 4-6 days SCC 0,3 h 7-8 days CT 0,2 h 5 days TATI 0,1 h 1-3 days 2 days 2 days CRACTES output Breast carcinoma patient (Female 53 years old, mastectomy May 1994) : Last results from: December 1st, 1995 : CA15-3 : suspect concentration (cut off 30) CEA : 3.30 normal concentration TPA : suspect concentration (cut off 140) Time dynamics of tumor marker levels: date: CA15-3 CEA TPA Estimated concentrations after 3 months : CA15-3 : pathologic concentration CEA : 3.42 normal concentration TPA : suspect concentration Disease progression (distant metastases) up to 3 months predicted with probability : 71 % Necessary visit after : 2 weeks (repeating of measurements) Possible locations of metastases : bone, lung, liver, pleura, ovary, soft. tissue, CNS C50 (174,175) ca mammae, breast carcinoma Recommended tumor markers for follow up : CA15-3, TK, TPS (TPA, m-tpa), MCA, CEA (especially for bone metastases), CA125 (for metastases in ovary, pleura, lung), {ggt, ev. AST, ALT for liver metastases; P_III_NP, Osteocalcin for bone metastases} Probability of 5-years survival for breast carcinoma: 75 % Risk periods: 1st year (mostly N+), 2-3 years, 5-6 years after surgery 5

6 6