Seznam použitých zkratek Úvod (L. Holubec, sen.)... 13

Obsah Seznam použitých zkratek... 9 Úvod (L. Holubec, sen.)... 13 1 Epidemiologie kolorektálního karcinomu (L. Holubec, sen., L. Pecen, L. Holubec, jr.)... 15 Literatura... 17 2 Etiologie a patogeneze kolorektálního karcinomu (L. Holubec, jr., L. Holubec, sen., R. Pikner)... 19 2.1 Hereditární faktory... 19 2.2 Exogenní faktory... 19 2.3 Predisponující změny... 19 2.4 Rizikové skupiny... 20 2.5 Vznik kolorektálního karcinomu... 20 2.6 Biologická aktivita nádoru... 22 2.6.1 Patofyziologie metastatického procesu... 23 2.6.2 Faktory metastatického procesu... 25 2.7 Klasifikace nádorů... 31 2.7.1 Anatomické dělení (dle lokalizace)... 31 2.7.2 Staging... 31 2.7.3 Histopatologický grading... 33 Literatura... 33 3 Patologie epitelových nádorů kolorekta (M. Ludvíková, L. Holubec, jr.)... 37 3.1 Histologie střevní stěny... 39 3.2 Klasifikace nádorů... 41 3.2.1 Epitelové nádory... 41 3.3 Intestinální polypózní syndromy... 48 3.3.1 Familiární adenomatózní polypóza (FAP)... 49 3.3.2 Gardnerův syndrom a Turcotův syndrom... 49 3.3.3 Hereditární nepolypózní kolorektální karcinom (Lynchův syndrom I a II)... 49 3.3.4 Muirův-Torrého syndrom... 50 3.3.5 Peutzův-Jeghersův syndrom... 50 3.3.6 Juvenilní polypóza... 50 3.3.7 Crowdenův syndrom... 51 3.3.8 Cronkhiteův-Canadové syndrom... 51 3.3.9 Hyperplastická polypóza... 51 3.3.10 Inflamatorní polypóza... 52

3.3.11 Lymfoidní polypóza... 52 Literatura... 53 4 Screening kolorektálního karcinomu (L. Holubec, sen., L. Holubec, jr.)... 57 4.1 Screening asymptomatických jedinců nad 45 let věku... 57 4.2 Screening vysokorizikových skupin obyvatel... 58 Literatura... 59 5 Prognóza kolorektálního karcinomu (L. Holubec, jr., O. Topolčan)... 61 5.1 Klasické ukazatele prognózy... 61 5.2 Prognostické faktory biologické aktivity nádoru... 62 Literatura... 63 6 Laboratorní diagnostika kolorektálního karcinomu (L. Holubec, jr., O. Topolčan, M. Pešta)... 65 6.1 Klasické biochemické parametry... 65 6.2 Nádorové markery... 65 6.2.1 Využití nádorových markerů pro screening... 66 6.2.2 Význam nádorových markerů pro primární a diferenciální diagnostiku... 66 6.2.3 Význam před- a pooperačních hodnot nádorových markerů... 66 6.2.4 Význam nádorových markerů pro kontrolu efektu terapie... 67 6.2.5 Význam nádorových markerů v průběhu pooperačního sledování... 67 6.2.6 Faktory ovlivňující stanovení a interpretaci nádorových markerů... 69 6.2.7 Doporučený postup sledování a vyhodnocení nádorových markerů... 70 6.3 Genetická diagnostika kolorektálního karcinomu... 70 6.3.1 Metody používané v genetické diagnostice u sporadických forem kolorektálního karcinomu... 72 6.3.2 Techniky molekulární genetiky v diagnostice kolorektálního karcinomu... 73 6.4 Průtoková cytometrie v diagnostice kolorektálního karcinomu... 74 Literatura... 75 7 Radiodiagnostika kolorektálního karcinomu (B. Kreuzberg)... 79 7.1 Konvenční radiodiagnostika... 79 7.1.1 Irigoskopie... 79 7.1.2 Pasáž gastrointestinálním traktem... 80 7.2 Ultrasonografické vyšetření... 81 7.3 Počítačová tomografie... 81 7.4 Magnetická rezonance... 83 Literatura... 87 8 Endoskopické vyšetření tlustého střeva a rekta (J. Koželuhová, L. Holubec, sen.)... 89 8.1 Anoskopie, rektoskopie... 89 8.2 Koloskopie... 89

8.2.1 Indikace koloskopie... 90 8.2.2 Kontraindikace koloskopie... 90 8.2.3 Příprava nemocného, premedikace... 90 8.2.4 Endoskopická polypektomie... 91 8.2.5 Možnosti paliativní endoskopické terapie... 94 8.2.6 Postavení koloskopie ve screeningových a dispenzárních programech... 94 8.2.7 Závěr... 95 Literatura... 96 9 Endosonografie rekta (Z. Chudáček)... 97 9.1 Benigní léze... 98 9.2 Maligní tumory... 99 Literatura... 101 10 Chirurgická léčba kolorektálního karcinomu (L. Holubec, sen.)... 103 10.1 Anatomie tlustého střeva a konečníku... 103 10.2 Klinický obraz karcinomu tlustého střeva a rekta... 107 10.2.1 Rakovina pravé poloviny tračníku... 107 10.2.2 Rakovina levé poloviny tračníku... 108 10.2.3 Rakovina rekta... 109 10.2.4 Rakovina anu... 109 10.3 Příprava nemocných před operací s kolorektálním karcinomem... 110 10.4 Karcinom tračníku... 110 10.4.1 Elektivní výkony... 110 10.4.2 Akutní výkony... 116 10.2.3 Dvoudobé resekce... 117 10.4.3 Paliativní výkony... 119 10.5 Karcinom rekta a rektosigmoidálního přechodu... 120 10.5.1 Elektivní výkony... 120 10.5.2 Paliativní výkony... 130 10.5.3 Léčba recidivujících karcinomů tračníku a rekta... 132 10.5.4 Léčba plicních metastáz u nemocných s karcinomem rektosigmatu... 133 11 Karcinom anu (L. Holubec, sen.)... 135 11.1 Prekancerózy... 135 11.2 Karcinom análního okraje... 135 11.3 Karcinom análního kanálu... 135 11.4 Terapie karcinomu anu... 136 Literatura... 136 12 Chirurgická léčba jaterních metastáz kolorektálního karcinomu (V. Třeška)... 139 12.1 Předoperační diagnostika metastáz... 139 12.2 Indikace k resekci metastáz... 140

12.3 Chirurgická anatomie jater... 141 12.4 Typy jaterních resekcí... 142 12.5 Základní principy operací jater... 144 12.6 Komplikace jaterních resekcí... 144 12.7 Další chirurgické metody léčby metastáz... 145 12.8 Časování chirurgických výkonů pro metastázy... 146 Literatura... 146 13 Chemoterapie a radioterapie kolorektálního karcinomu (J. Fínek, L. Holubec, jr.)... 149 13.1 Adjuvantní chemoterapie pro karcinom kolon... 149 13.1.1 Systémová adjuvantní chemoterapie... 149 13.2 Adjuvantní léčba pro karcinom rekta... 149 13.2.1 Radioterapie... 150 13.2.2 Radiochemoterapie... 150 13.3 Léčba pokročilého kolorektálního karcinomu... 150 13.3.1 Léky používané u kolorektálního karcinomu... 150 13.3.2 Nové léky u kolorektálního karcinomu... 151 13.3.3 Nová kombinační schémata v léčbě... 153 13.4 Neresekční léčba jaterních metastáz... 153 13.4.1 Intraarteriální chemoterapie do hepatické arterie... 153 13.4.2 Chemoembolizace... 154 Literatura... 155 14 Prevence a dispenzární péče (L. Holubec, jr., O. Topolčan)... 157 Literatura... 158 Rejstřík... 161

Seznam použitých zkratek 9 Seznam použitých zkratek ACF aberantní kryptový fokus AFP α-fetoprotein AGA Americká gastroenterologická společnost AJCC American Joint Commitee on Cancer Ang-1 angiopoetin-1 (angiogenní faktor) APTT aktivovaný parciální tromboplastinový čas ASA alelově specifická amplifikace ASCO American Society of Clinical Oncology Bcl 2 antiapoptotický proto-onkogen, lokalizovaný na chromozo mu-18 β-hcg β-podjednotka HCG CA karcinom bfgf bazický fibroblasty stimulující faktor CA 19-9 antigen CA 19-9 CA 72-4 antigen CA 72-4 CD 31 adhezivní molekula, umožňuje adhezi mezi leukocyty a endotelem CD 34 adhezivní molekula, ligand pro selektin L CD 44 adhezivní molekula, umožňuje adhezi leukocytů CD 45RB izoforma molekuly CD 45 (společný leukocytární antigen) cdna komplementární DNA CEA antigen karcinoembryonální antigen CK cytokeratiny CMD chemical mismatch detection CPT11 irinotecan = cytostatikum ze skupiny inhibitorů topoizomerázy I CRP C reaktivní protein CTA počítačově tomografická hepatická arteriografie CTAP počítačově tomografická arteriální portografie CUSA ultrazvukový disektor cut off hraniční (diskriminační) hladina ČSP Český screeningový program DALM dysplasia associated lesion or mass DCC deleted in colorectal cancer (tumor supresorový gen) 5 -DFCR 5 deoxy-5-fluorocitidine 5 -DFUR 5 deoxy-5-fluorouridine DGGE denaturing gradient gel electroforesis DNA deoxyribonukleová kyselina DNES difuzní neuroendokrinní systém DUSG duplexní ultrasonografie EC buňky enterochromafinní buňky EGF epidermal growth factor (epidermový růstový faktor)

10 Kolorektální karcinom EGTM European Group on Tumour Markers ELAM-1 selektin E (adhezivní molekula) EMA epitelový membránový antigen EMR endoskopická mukózní resekce ESMO European Society for Medical Oncology ESR endosonografie rekta FA leukovorin FAM kombinace 5-fluorouracil, adriamycin, mitomycin C FAP familiární adenomatózní polypóza FGF růstový faktor pro fibroblasty FOLFIRI FOLFOX chemoterapeutické schéma FUDR derivát 5-fluorouracilu 5-FU 5-fluorouracil Gd DTPA paramagnetická kontrastní látka gen APC adenomatous polyposis coli gen gen DCC deleted in colorectal cancer gen gen DPC 4 gen JV 18 tumor supresorový gen gen MADR 2 gen MLH gen MSH2 gen MSH6 gen PMS1 gen PMS2 gen mutovaný u hereditárních nepolypózních CA tlustého střeva gen p53 tumor supresorový gen GIST gastrointestinální stromální tumor HGF hepatální růstový faktor hmsh2 human mut S homolog HNPCC hereditary non-polyposis colorectal cancer HT Haemoccult test ICAM intercellular adhesion molecule IGF insuline-like growth factor IHC imunohistochemie IL interleukin KI Karnofski index KO krevní obraz KRK kolorektální karcinom LCA společný leukocytární antigen MALT mucosa associated lymfoid tissue MIB-1 antigen proliferace MKK metastáza kolorektálního karcinomu MMP matrix metaloproteinázy

Seznam použitých zkratek 11 MMP-2 MMP-9 metaloproteinázy MMP-13 MMR geny mismatch repair geny MRI magnetická rezonance s intravenózní aplikací mrna druh ribonukleové kyseliny MSI mikrosatelitní instabilita NCA antigen non-specific cross-reacting antigen NSE neuron specifická enoláza (nádorový marker) NuMA nuclear mitotic apparatus protein OK okultní krvácení OMED Organisation Mondiale D Endoscopie Digestive PAGE elektroforéza v SDS polyakrylamidovém gelu PCNA proliferating cell nuclear antigen (faktor buněčné proliferace) PCR polymerázová řetězová reakce PDGF plateled derived growth factor PECAM plateled endothelial cell adhesion molecule PEG polyetylenglykol PELPK peptidová sekvence PET pozitronová emisní tomografie PETACC-1 Pan-European trials in Adjuvant Colon Cancer PP Pražský projekt PR částečná remise PSC primární sklerozující cholangoitida PTEN genetická odchylka spočívající v zárodečné mutaci supresorového genu PTT protein truncation test (metoda k detekci mutací v DNA diagnostice) R0 nepřítomnost reziduálního nádoru R1, R2 přítomnost reziduálního nádoru RFA radiofrekvenční ablace RFLP restriction fragment length polymorphism RNA ribonukleová kyselina RT-PCR polymerázová řetězová reakce spojená s reverzní transkripcí SCT spirální computerová tomografie SDS druh detergentu užívaného laboratorně SMAD4 autozomální dědičný syndrom se zárodečnou mutací supresorového genu SSCP single strand conformation polymorphism STIR short T1 inversion recovery TAF tumor angiogenesis factor TGF transforming growth factor TIMP tissue inhibitor of metalloproteinase TK thymidinkináza

12 Kolorektální karcinom TNM TOKS Topo II-α TPA TPS UFT UICC USG VCAM VEGF klasifikace zhoubných novotvarů standardizovaný test na okultní krvácení topoizomeráza II-α (antigen proliferace) tkáňový polypeptidový antigen specifický tkáňový polypeptidový antigen Tegafur-Uracil, cytostatikum Union Internationale Contre le Cancer ultrasonografie vascular cell adhesion molecule vascular endothelial growth factor

Úvod 13 Úvod Kolorektální karcinom (KRK) je nejčastějším nádorem trávicího ústrojí a druhým nejčastějším nádorovým onemocněním u mužů a žen. Alarmující je neustále vzrůstající trend výskytu této choroby, který v naší populaci přetrvává již několik desetiletí. Česká republika se dostala na 1. místo v celosvětových tabulkách v incidenci nových onemocnění. Přestože KRK je jedním z mála nádorových onemocnění, kde je realizována primární i sekundární prevence nádoru, je současný stav diagnostiky a léčby KRK značně neuspokojivý. Navzdory tomu, že KRK je dobře přístupný vyšetření, přichází téměř polovina nemocných v pokročilých stadiích s postižením lymfatických uzlin a s výskytem vzdálených metastáz. To negativně ovlivňuje výsledky léčby a dlouhodobého přežití pacientů. Základem komplexní léčby tohoto nádorového onemocnění nadále zůstává chirurgický výkon. Rozsah chirurgické radikality však již nelze dále zvětšovat. Využíváme jen dokonalejšího technického vybavení na operačních sálech (např. peroperační ultrasonografii jater), staplery či nový šicí materiál při zakládání anastomóz. V oblasti rekta převažují sfinkter šetřící operace nad amputačními výkony. Rozvinula se chirurgická léčba metastáz jater díky dokonalejší předoperační diagnostice a znalosti jejich chirurgické anatomie. V onkologické terapii došlo v poslední době ke zlepšení kvality života a prodloužení přežití především u nemocných s pokročilým či metastatickým KRK. Výsledky však nadále nejsou uspokojivé. Úspěšná léčba KRK je možná jen při včasné diagnostice nádorového onemocnění za široké týmové mezioborové spolupráce. Stejně jako vývoj screeningových programů jsou důležité i metody rozvíjející primární a sekundární prevenci. Nezbytná je také pečlivá dispenzarizace pacientů po provedené primární terapii nádoru ve specializovaných centrech. Pouze tak lze včas diagnostikovat recidivu či progresi nádorového onemocnění. Budoucnost diagnostiky a léčby KRK spočívá ve výsledcích molekulární biologie a genové terapie, kdy bude možné posoudit individuální riziko a prognózu pacienta a podle těchto znaků bude volena kauzální terapie. Tato neutěšená situace vedla i autorský kolektiv Lékařské fakulty a Fakultní nemocnice v Plzni k zamyšlení nad současnými možnostmi prevence, diagnostiky, léčby a pooperačního sledování u nemocných s KRK. Kniha je určena především praktickým lékařům a širokému okruhu odborné i laické veřejnosti. Jednotlivé kapitoly na sebe chronologicky navazují a snahou autorů bylo, aby toto řazení umožnilo čtenáři jednoduchou a rychlou orientaci v dané problematice. Doc. MUDr. Luboš Holubec, CSc.

14 Kolorektální karcinom

Epidemiologie kolorektální karcinomu 15 1 Epidemiologie kolorektálního karcinomu Nádory tlustého střeva a konečníku patří celosvětově frekvencí svého výskytu a celkovou úmrtností mezi tři nejčastěji se vyskytující nádorová onemocnění (mimo karcinom kůže). V České republice tvoří kolorektální karcinom (KRK) l2,l % všech nádorů u mužů a 13,7 % všech nádorů u žen, což představuje po karcinomu plic u mužů a karcinomu prsu u žen hlavní nádorovou lokalizaci. Toto jsou data uváděná národním onkologickým registrem v letech 1977 1997. V roce 1997 bylo v ČR celkem nahlášeno 4201 nových případů nádorů tlustého střeva a rekta u mužů a 3088 u žen. Celkem tedy šlo o 7289 nových případů nádorů kolorekta. Naproti tomu v roce l980 šlo pouze o 4334 nových případů, což ukazuje na velmi rychlý nárůst onemocnění. Na nárůst výskytu počtu nemocných s KRK poukazuje i počet nových onemocnění v Plzni v letech 1955 1999 a průměrný počet ročně přijatých nemocných v tomto období (tab. l.1 a 1.2). Tab. 1.1 Průměrný počet nemocných ročně přijatých ve sledovaném období na chirurgické klinice v Plzni pro kolorektální karcinom (index 1955 1969 = 100 %) Období Ca kolon Ca rekta Celkem 1955 1969 28,4 = 100 % 26,5 = 100 % 54,9 = 100 % 1970 1984 40,0 = 141 % 35,5 = 134 % 75,5 = 138 % 1985 1999 59,7 = 210 % 70,8 = 267 % 130,6 = 238 % Tab. 1.2 Nárůst nových onemocnění kolorektálním karcinomem na chirurgické klinice v Plzni v letech 1955 1999 (n = 3914) Období Ca kolon Ca rekta Celkem 1955 1969 426 397 823 1970 1984 601 532 1133 1985 1999 896 1062 1958 Celkem 1923 1991 3914 V letech 2000 2002 bylo přijato na chirurgickou kliniku v Plzni 289 nemocných s karcinomem kolon a 245 s karcinomem rekta. Ročně šlo o 178 pacientů s KRK. Zatímco v Asii či v Africe incidence tohoto onemocnění vykazuje značný pokles a v USA a v zemích západní Evropy se incidence příliš nemění, v zemích střední

16 Kolorektální karcinom a jihovýchodní Evropy dramaticky narůstá. V ČR je v produktivním věku od 35 do 64 let incidence zhoubného nádoru tlustého střeva v Evropě nejvyšší u mužů a pátá nejvyšší u žen. Poslední statistické údaje jsou z roku 1999, kdy incidence KRK (muži a ženy) dosáhla 75/100 000 obyvatel. Geografická distribuce KRK v ČR (muži a ženy) ukázala jednu z nejvyšších incidencí v okresech Plzeň-město a Plzeň-jih. U nádorů konečníku je v ČR incidence v této věkové kategorii nejvyšší v Evropě u mužů i žen. V letech 1959 1991 došlo v ČR k nárůstu hrubé incidence o 341 % (muži 343 %, ženy 339 %) u nádorů tlustého střeva a o 164 % (muži 171 %, ženy 158 %) u nádorů rekta. Incidence výrazně narůstá s věkem (ve věku 50 let 0,39 nemocných na 1000 obyv./rok, ve věku 80 let 4,5 nemocných na 1000 obyv./rok). Nejvyšší výskyt je v pozdním věku nad 70 let, kde KRK tvoří 21,2 % všech nádorů u žen (je na prvním místě před nádory prsu) a 20,2 % všech nádorů u mužů (je na druhém místě po plicních nádorech) (tab. 1.3). Tab. 1.3 Incidence kolorektálního karcinomu v jednotlivých věkových kategoriích ve srovnání s ostatními nádorovými lokalizacemi Věk Incidence (počet na Pořadí Ca kolorekta v závislosti na incidenci 100 000 obyv.) ŽENY 31 40 9,9 5. za nádory cervixu, prsu, ovaria, melanomem 41 50 31,6 4. za nádory prsu, cervixu, ovaria 51 60 78,6 3. za nádory prsu, dělohy 61 70 176 2. za nádory prsu nad 70 339,4 1. v pořadí MUŽI 31 40 9,4 2. za nádory testes 41 50 40,9 2. za nádory plic 51 60 138,4 2. za nádory plic 61 70 337,1 2. za nádory plic nad 70 597,5 2. za nádory plic V ČR je u mužů 33 % nádorů tlustého střeva a rekta zachycováno ve stadiu I, 22 % ve stadiu II, 16 % ve stadiu III a 29 % ve stadiu IV. U žen je záchyt 34 % ve stadiu I, 19 % ve stadiu II, 20 % ve stadiu III, a 27 % ve stadiu IV. To znamená, že v pozdních stadiích III a IV je zachyceno celkem 45 % nádorů u mužů a 47 % nádorů u žen, což je situace velmi nepříznivá.

Epidemiologie kolorektální karcinomu 17 Nádory tlustého střeva se vyskytují stejně často u mužů i u žen, nádory konečníku jsou častější u mužů (1,5 : 1). Synchronní nádory tlustého střeva, tj. 2 nebo více tumorů, které se vyskytují současně, se nachází u 2 5 % nemocných, metachronní nádory (tj. nová primární léze u nemocného, kde již dříve byla provedena resekce pro karcinom) jsou popisovány u 20 30 % nemocných. Varovný je fakt, že ČR má u nádorů kolorekta celosvětově nejvyšší mortalitu (52,7/100 000 obyv.) ve srovnání např. s Albánií (4,2/100 000 obyv.), kde je nejnižší (graf 1.1). MUŽI ŽENY Albánie Finsko USA Singapur Norsko Austrálie Anglie Německo Irsko Slovinsko Rakousko Dánsko Nový Zéland Maďarsko ČR 35 30 25 20 15 10 5 0 5 10 15 20 25 30 35 Graf 1.1 Mortalita u nádorů kolorekta (na 100 000 obyv.) (podle: Lang, NP. Amer. J. Surg., 1997) Literatura ASCO SPECIAL ARTICEL: 2000 Update of Recommendations for the Use of Tumor Markers in Breast and Colorectal Cancer. Clinical practice guidelines of the American Society of Clinical Oncology. BARTOŇKOVÁ, H., HOLÍK, J., HRUBÁ, D., a kol. Screening kolorektálního karcinomu. In Manuál prevence a časné detekce nádorových onemocnění. Brno : MOÚ, 2002, s. 39 45. BAUER, J. Vznik nádoru. In Onkologie praktického lékaře. Praha : Anomal, 1994, s. 8 19. BOYLE, P., LEON, ME. Epidemiology of colorectal cancer. Br. Med. Bull. 2002, 64, p. 1 25. De VITA, VT., VINCENT, T., HELLMAN, S., ROSENBERG, A. Cancer of the colon. In Cancer: Principles practise of oncology. Philadelphia : Lippincott Raven Publishers, 1997, p. 1144 1182.

* 18 Kolorektální karcinom EUROPEAN GROUP ON TUMOUR MARKERS. Tumour Markers in Gastrointestinal Cancers EGTM Recommendations. Anticancer Research, 1999, 19, p. 2785 2820. GERYK, E., KOLCOVÁ, V. Epidemiologická charakteristika vybraných nádorů zažívacího traktu. Amireport, 1996, 2, s. 7 12. HOLUBEC, L., SEQUENS, R., VESELÝ, V., et al. Treatment of Rectal Cancer at the Department of Surgery University Hospital in Pilsen in the Period from 1955 till 1999. Monduzzi editore S. p. A. MEDOMONT Inc. (Italy), 2001, p. 59 65. JABLONSKÁ, M., a kol. Epidemiologie kolorektálního karcinomu. In Kolorektální karcinom časná diagnóza a prevence. Praha : Grada Publishing, 2000, s. 37 53. KOLCOVÁ, V., GERYK, E., JECHOVÁ, M. Malignant tumours in Czech Republic. Praha : Galén, 1999. KOLCOVÁ, V., GERYK, E., JECHOVÁ, M. Tlusté střevo. In Zhoubné novotvary. Praha : Galén, 1999, s. 18 19. LANG, NP. Colon Cancer from Ethiology to Prevention. Amer. J. Surg.,1997, 174(6), p. 578 582. LA VECCHIA, C., LLUCCHINI, F., NEGRI, E., et al. Trends in Cancer mortality in Europe. Eur. J. Cancer, 1992, 28, p. 132 235. PECEN, L.,TOPOLČAN, O., KOUKALOVÁ, H., et al. Epidemiology of colorectal carcinoma in the Czech Republic. J. Tumor Marker Oncology, 2000, 15(1), p. 55 56.

Etiologie a patogeneze kolorektálního karcinomu 19 2 Etiologie a patogeneze kolorektálního karcinomu Na vzniku KRK se podílejí faktory hereditární i exogenní. Faktory hereditární odpovídají především za familiární výskyt karcinomů v oblasti céka a vzestupného tračníku. Faktory exogenní odpovídají především za výskyt nádorů v sestupném tračníku, sigmoideu a konečníku. 2.1 Hereditární faktory Mezi hereditární faktory se řadí: Syndromy mnohotné adenomatózní polypózy (familiární adenomatózní polypóza, Gardnerův syndrom familiární autozomálně dominantní onemocnění zapříčiněné mutací APC genu-5 q; riziko maligního zvratu je až 100 %, a to již ve věku 20 25 let). Syndromy familiárního výskytu nepolypózních karcinomů tlustého střeva (Lynchův syndrom I, II většinou dochází k mutaci alel genu hmsh2-2 q, hmlh1-3 q, popř. hpms1, hpms2. Charakteristický je autozomálně dominantní typ přenosu, časný začátek onemocnění (i u osob mladších 40 let), dále výskyt synchronních a metachronních tumorů. 2.2 Exogenní faktory K udávaným exogenním faktorům převážně patří: nadbytek tuků v potravě nedostatek fermentabilní vlákniny v potravě nevhodná tepelná úprava stravy nadměrná exkrece žlučových kyselin do stolice a vznik fekapenů nedostatek vápníku v potravě (snížená schopnost detoxikace žlučových kyselin ve střevě); nedostatek vitaminů A, C, E a selenu (snížená ochrana před toxickým efektem volných kyslíkových radikálů) kouření a alkohol (významné pro oblast konečníku) 2.3 Predisponující změny Za predisponující změny se považují: Dysplastické léze (aberantní kryptový fokus, adenom polypózní a plochý, neadenomové polypy jakékoli etiologie): riziko maligního zvratu závisí na velikosti

20 Kolorektální karcinom a histologické skladbě polypů; stoupá od tubulárních, přes tubulovilózní a vilózní adenomy, maligní zvrat se uvádí ve 30 50 %. Adenomy v průměru menší než l cm se maligně zvrhávají asi v l % případů, adenomy velké 1 2 cm přibližně v 10 % případů a adenomy nad 2 cm až ve 46 %. Ulcerózní kolitida: maligní zvrat je častý, pravděpodobnost stoupá s délkou trvání kolitidy 5 % po 20 letech, 12 % po 25 letech; při zánětlivém postižení celého střeva je pravděpodobnost vzniku karcinomu až 35 %. Crohnova choroba: maligní zvrat je méně častý než u ulcerózní kolitidy. Karcinomy vznikají obvykle v postižené části střeva, ale mohou být též metachronní nebo se vyskytovat v jizvě po předcházející operaci. Prekancerózní změnou je u ulcerózní kolitidy a Crohnovy choroby dysplazie. Protože dysplazie kolické sliznice často předchází vzniku KRK, histologický průkaz buněčné atypie a poruchy architektoniky sliznice jsou základem dispenzárních programů u nemocných s idiopatickými záněty. (Dysplazie kolického epitelu viz kapitola 3.2.1.2.) Je-li při koloskopii prokázána těžká dysplazie nebo prominující sliznice s dysplazií DALM (dysplasia associated lesion or mass), doporučujeme provést kolektomii. Při průkazu lehké dysplazie se musí koloskopie opakovat u nemocného za 3 6 měsíců. Pravděpodobnost onemocnění KRK je různá. Od 45 let morbidita i mortalita u KRK přibývají. Podle směrnic pro efektivní léčebněpreventivní péči dělíme sekundární prevenci KRK obyvatel na 2 skupiny (populaci středního rizika a populaci vysokého rizika vzniku KRK). 2.4 Rizikové skupiny 1. skupina populace středního rizika vzniku KRK. Asymptomatičtí jedinci nad 45 let věku (viz kapitola 4.1). 2. skupina populace vysokého rizika vzniku KRK. Vysokorizikové skupiny obyvatel (viz kapitola 4.2). U exogenních faktorů: Tlusté střevo: věk nad 40 let, zvýšená hmotnost, převažující konzumace masa a uzenin, malý podíl zeleniny a ovoce, nedostatek fermentabilní vlákniny. Konečník: jako tlusté střevo, navíc kuřáci a pijáci alkoholu, především piva (za karcinogenní se považují především plísně v pivním sladu). 2.5 Vznik kolorektálního karcinomu Nádory tlustého střeva a rekta můžeme rozdělit na sporadické formy, které představují asi 80 % všech nádorů kolorekta, a familiární (hereditární) formy, které tvoří asi 20 % všech těchto nádorů.

Etiologie a patogeneze kolorektálního karcinomu 21 Sporadická forma KRK se vyznačuje kompletním vyřazením obou alel důležitého genu z funkce, nicméně k této změně je třeba ještě dalších dvou mutací v somatické buňce. Pravděpodobnost tohoto jevu je poměrně malá a takto způsobené nádory vznikají ve vyšším věku. Naproti tomu při hereditární formě KRK je zárodečná mutace přítomna ve všech buňkách jedince. Druhá alela genu má normální funkci a rozvoj nádorového bujení se projeví až tehdy, když je vyřazena somatickou mutací i druhá kopie identického genu a dojde k poruše regulace buněčného cyklu či opravě chyb deoxyribonukleové kyseliny (DNA). U hereditární formy nádorového onemocnění tedy stačí k vyřazení genu pouze jediná mutace somatické buňky. Oproti sporadické formě KRK je tedy u hereditárních forem riziko malignizace mnohem vyšší, pravděpodobnost takové mutace je vysoká a posouvá se do mladších věkových kategorií. Genetický model vzniku KRK předpokládá mutaci protoonkogenů a inaktivaci tumor supresorových genů. Pro vznik nádorového onemocnění musí dojít ke kumulaci těchto změn. Ke genetickým změnám (mutacím) vedou mutageny, jimiž mohou být rozličné exogenní faktory. Mutací pozměněné geny jsou navíc citlivější na změny zevního prostředí. Protoonkogeny jsou normální geny, které mohou být aktivovány mutací jedné alely. Takto aktivované protoonkogeny se nazývají onkogeny. Narušují normální buněčný růst a celulární diferenciaci. U kolorektálního karcinomu svědčí řada údajů o velkém významu mutace K-ras genu při vzniku dysplazií a v kancerogenezi. K-ras gen je nejčastějším onkogenem. Tumor supresorové geny (antionkogeny), respektive jejich proteinové produkty, kontrolují normální buněčnou proliferaci a diferenciaci. Při selhání této kontroly přejde diferenciace normálních kolonocytů do nádorové transformace. Ztráta funkce (inaktivace) při velké chromozomové aberaci obou kopií supresorových genů (otcovské a mateřské) má závažný význam v kancerogenezi KRK. Jde především o gen p53 (na krátkém raménku 17. chromozomu-p17), APC gen (na dlouhém raménku 5. chromozomu-q5) a DCC gen-q18. Ztráta heterozygozity (mutace a delece) těchto genů se zásadně podílí na přeměně adenomu v karcinom a na vývoji malignity. Tyto změny jsou zjistitelné u 70 80 % kolorektálních nádorů. V poslední době se ukazuje, že existují ještě další geny s vlastnostmi tumor supresorových genů: JV 18, DPC 4, MADR 2, což poukazuje na skutečnost, že genetický model kancerogeneze karcinomu tračníku je složitější, než se zprvu zdálo. Významnou roli u části sporadických karcinomů (cca 20 %) hrají také geny MLH1 a MSH2, MSH6, PMS1, PMS2 a jiné podobně fungující. Tyto geny kódují proteiny, které reparují chybné mísení nukleotidů (mismatch repair), které se objevují během replikace DNA. Ztráta funkce těchto genů vede k instabilitě genomu a k odpadnutí nápravy chybného mísení párových bází v nukleotidových sekvencích (mismatch repair). Zárodečné mutace těchto genů jsou zodpovědny za nepolypózní hereditární karcinomové syndromy (HNPCC), ale ukázalo se, že hrají roli i u sporadických nádorů. Asi 90 % hereditárních nepolypózních karcinomů vykazuje tzv. mikrosatelitovou instabilitu (MSI). Jde o mikrosatelity repetitivní DNA neznámé funkce v průběhu celého genomu. U karcinomů jde o poruchu genů udržujících integritu DNA. Vyšetření tohoto fenotypického znaku genetického defektu je možno použít jako testu ke zjištění suspektní heredity KRK.

22 Kolorektální karcinom Sekvenci jednotlivých změn vedoucích ke vzniku KRK znázorňuje Vogelsteinův model tumorigeneze lidského KRK (tab. 2.1). Tab. 2.1 Vogelsteinův model tumorigeneze kolorektálního karcinomu (podle: Klener, P. Vnitřní lékařství. Praha : Galén, 1999) normální epitel mutace APC genu, p16? (chromozom-5q, 9q) aberantní kryptový fokus hypometylace DNA adenom lehká dysplazie mutace K-ras (chromozom-12p) adenom střední dysplazie ztráta DCC (chromozom-18q) adenom těžká dysplazie ztráta p53 (chromozom-17p) karcinom jiné alterace (delece lp?) metastázy 2.6 Biologická aktivita nádoru Biologická aktivita nádoru má velký význam pro stanovení možné etiopatogeneze nádoru a dále pak pro pochopení průběhu nádorového onemocnění a vývoj nových terapeutických postupů. Trendem současného výzkumu je nejen snaha o komplexní charakteristiku příčin vzniku nádorového bujení, ale především podrobná charakteristika mnohastupňové kaskády metastatického procesu. Podrobný popis efektorových genů a jejich proteinových produktů, které ovlivňují jednotlivé pochody metastatické kaskády, má nejen velký význam pro včasnou diagnostiku možné invaze nádoru do okolí a tvorbu distančních metastáz, ale především pro vývoj nových terapeutických postupů, které v budoucnu umožní přechod od léčby empirické k léčbě kauzální. V praxi to znamená přechod od léčebných postupů, které vedou k pouhému zastavení buněčného dělení či buněčného růstu, k ovlivnění jednotlivých fází nádorového vývoje (korekce genetického defektu nádorových buněk, inhibice metastatické kaskády, inhibice angiogeneze apod.). Za účelem pochopení významu nádorových markerů ve vývoji a diagnostice nádorového bujení je v této kapitole rozebírán nádorový proces v širších souvislostech. Vznik nádoru je předurčen vznikem prvé nádorově transformované buňky v jinak zdravé tkáni. Ta vzniká v důsledku mutace nebo strukturálních změn genetické vý-

Etiologie a patogeneze kolorektálního karcinomu 23 bavy buňky. Výsledkem je nekontrolovatelná aktivita onkogenů a porucha regulačního vlivu onkosupresorových genů. Tak dochází ke klonální proliferaci, kdy z jedné nádorové buňky vzniká nádorové ložisko. Pokud nádorové buňky nemají schopnost invazivního růstu a metastazování, pak vede klonální proliferace primárně transformované buňky ke vzniku benigního nádoru. Teprve genetické a fenotypické změny, které dále mění vlastnosti již existujících a množících se nádorových buněk tak, že jsou schopné invazivně prorůstat do okolní tkáně nebo do cévního řečiště, umožní vznik skutečně zhoubného nádoru. 2.6.1 Patofyziologie metastatického procesu Ve většině případů je metastazování složitý mnohastupňový proces probíhající ve čtyřech etapách: 1. invaze nádoru do okolí 2. transport nádorových buněk 3. nidace nádorových buněk a jejich zpětný průnik do tkáně 4. růst metastáz v novém mikroprostředí Faktory a mechanizmy podílející se na procesu metastazování uvádí tabulka 2.2. Tab. 2.2 Faktory a mechanizmy podílející se na procesu metastazování (podle: Stevenson, SGW. J. of Clin. Investig., 1999) invaze nádoru do okolí transport nádorových buněk nidace nádorových buněk a jejich opětovný průnik do tkáně růst metastáz v nové tkáni Patofyziologie metastatického procesu matrix metaloproteinázy angiogeneze pasivní transport angiogeneze matrix metaloproteinázy hemokoagulační faktory adhezivní molekuly proliferace angiogeneze 2.6.1.1 Invaze nádoru do okolí Předpokládá průnik nádorových buněk bazální membránou extracelulární matrix, kdy po narušení její integrity dojde k invazi nádorových buněk do okolí mechanickou cestou při zvýšeném hydrostatickém tlaku uvnitř rostoucího nádoru. Na disrupci bazální membrány se podílí především proteolytické enzymy matrix metaloproteinázy. Svým proteolytickým účinkem působí nejen na bazální membránu extracelulární matrix, ale i na bazální membránu endotelií, čímž usnadňují angiogenezi (novotvorbu cév), která je také nezbytným faktorem expanze a invaze primárního nádorového ložiska.

24 Kolorektální karcinom 2.6.1.2 Transport nádorových buněk Transport nádorových buněk lymfatickou či krevní cestou se uskutečňuje formou pasivního transportu. Průnik nádorových buněk do cirkulace nemusí znamenat nutně vznik metastáz, protože nádorové buňky se ocitají v nepříznivém prostředí, ve kterém přežije zhruba 0,1 % jejich počtu. Za eliminaci nádorových buněk v cirkulaci zodpovídají různé mechanizmy. Jde především o nespecifickou destrukci (podíl makrofágů a granulocytů), imunologické mechanizmy (celulární imunitní mechanizmy), mechanické faktory (turbulence krevního proudu) a tzv. kyslíkový efekt (zvýšená tenze kyslíku v arteriální krvi a plicních kapilárách). 2.6.1.3 Nidace nádorových buněk a jejich zpětný průnik do tkáně Nidace nádorových buněk a jejich zpětný průnik do tkáně probíhá nejčastěji v kapilární síti parenchymatózních orgánů. V cirkulaci dochází k tvorbě agregátů nádorových buněk s krevními destičkami, k adhezi destiček k endotelu kapilár a k uvolnění různých aktivních látek. Adheze destiček a nádorových buněk k endotelu, stejně jako vzájemné kontakty buněk, jsou vázány na přítomnost speciálních adhezivních molekul, tzv. cytoadhezinů (CAMs cell adhesion moleculs). Z adherovaného agregátu krevních destiček a metastatických buněk se z trombocytů uvolňuje tromboxan A, který je zodpovědný za ireverzibilní agregaci, a tím definitivní fixaci mikrotrombu s nádorovými buňkami na cévní stěnu. Po ireverzibilní adhezi mikrotrombu následuje pochod obdobný první etapě metastatické kaskády za interakce matrix metaloproteináz, faktorů angiogeneze a dalších tkáňových působků. Významná úloha se v této fázi metastatického procesu připisuje růstovému faktoru z trombocytů (PDGF), který stimuluje proliferaci buněk mikrometastázy. Větší odolnost mikroembolu je způsobena i tím, že mikroembolus se záhy obaluje fibrinem, který vzniká jako produkt plazmatické koagulace aktivované při agregaci destiček a indukované tromboplastovými substancemi z nádorových buněk. Fibrinový obal chrání buňky mikrometastáz proti mechanické traumatizaci a maskuje nádorové buňky před imunokompetentními lymfocyty. 2.6.1.4 Růst metastáz v novém mikroprostředí Růst metastáz v novém mikroprostředí neprobíhá uniformně. Výjimečně se buňky v metastáze mohou diferencovat, jindy mohou zůstat dlouhou dobu v klidovém stavu, aniž ztratí svůj proliferační potenciál. Proliferace buněk v metastáze závisí na přítomnosti rozmanitých růstových (proliferačních) faktorů a jejich vzájemném poměru s faktory, které proliferaci inhibují. Rovněž inhibice apoptózy (programové smrti buněk) má za následek intenzivnější proliferaci. Kromě již zmíněného PDGF se na proliferaci mikrometastáz mohou podílet též humorální faktory produkované vlastními nádorovými buňkami (tzv. autokrinní stimulace). Uplatňují se též různé produkty onkogenů, zejména c-myc, c-erb a c-sic, které mají aktivitu růstových faktorů (FGF, TGF-α, EGF). Předpokladem růstu metastázy je též plynulý přísun živin a kyslíku, a proto je pro růst metastázy opět nezbytná novotvorba cév. Pro vlastní cévní zásobení metastáz je

Etiologie a patogeneze kolorektálního karcinomu 25 též nezbytná produkce fibrinu, který vytváří matrix, jež je oporou novotvořeným cévám, které vyživují metastatické ložisko. 2.6.2 Faktory metastatického procesu 2.6.2.1 Matrix metaloproteinázy Jde o skupinu proteolytických enzymů, které působí na bazální membránu endotelií a extracelulární matrix. V současné době je klasifikováno přes 20 matrix metaloproteináz, přehled uvádí tabulka 2.3. Dříve byla úloha matrix metaloproteináz spojována pouze s degradací bazální membrány extracelulární matrix. V poslední době se ukazuje, že matrix metaloproteinázy mají v procesu růstu nádoru a metastazování komplexnější úlohu. Degradací bazálních membrán kompartmentových systémů ovlivňují nejen invazi nádoru do bezprostředního okolí či intra- a extravazaci nádorových buněk, ale také migraci buněk v místě tvorby vzdálených metastáz. Hrají též významnou úlohu v procesu angiogeneze, a to vytvářením prostoru pro nově vznikající cévy, podporou mobility endotelií a invazí buněk nádoru do cév. U pacientů s KRK byly patologické hodnoty proteináz MMP-1, MMP-2 a MMP-7 spjaty s výskytem metastáz, při MMP-1 korelovaly hodnoty s Dukesovou klasifikací a stupněm postižení lymfatických uzlin. U pacientů se stadiem Dukes C a D se metaloproteinázy MMP-1 a MMP-7 jeví jako nezávislý prognostický faktor nepříznivé prognózy. Antagonisticky proti proteolytickému účinku matrix metaloproteináz působí inhibitory matrix metaloproteináz TIMP (tissue inhibitor of metalloproteinase). Jejich účinek spočívá ve stabilizaci bazální membrány, která se pod vlivem TIMP stává intaktní vůči účinku proteolytických enzymů a znesnadňuje invazi nádorových buněk a endotelií. Význam intenzivního zkoumání těchto látek spočívá především v možnosti léčebné intervence, kdy stabilizace bazální membrány a inhibice proteolytických enzymů může mít zásadní význam v kauzální léčbě metastáz. V současné době probíhá několik studií týkajících se možného významu stanovení metaloproteináz MMP-2, MMP-9 a jejich inhibitorů z hlediska včasné detekce metastatického procesu u pacientů s KRK. Kromě pilotních studií, které poukazují na možný klinický význam, však validní výsledky dosud nejsou k dispozici. Klinicky se také zkouší několik přípravků (Bay 12-9566 /fa Bayer/, BB94 /fa British Biotechnology/), které mají stabilizační účinek na bazální membránu a zabraňují tak možnému metastatickému procesu. 2.6.2.2 Buněčná adheze Adhezivní molekuly mají zásadní význam nejen v celé řadě fyziologických procesů (embryogeneze, imunitní reakce, reparace poškozených tkání), ale uplatňují se i v řadě procesů patologických. Při adhezi agregátů nádorových buněk s krevními destičkami působí především selektin E, a dále imunoglobuliny ICAM-1, ICAM-2 a VCAM-1, které se v interakci s cytokiny podílejí na aktivaci endotelu a následné adhezi agregátů destiček a metastatických nádorových buněk k endotelu.

26 Kolorektální karcinom Tab. 2.3 Přehled jednotlivých skupin matrix metaloproteináz Matrix metaloproteinázy skupina druh zkratka primární substrát (místo působení) kolagenázy intersticiální MMP-1 kolagen typu I. III. kolagenáza neutrofilní kolagenáza MMP-3 kolagenáza 3 P-13 xenopus kolagenáza P-18 gelatinázy gelatináza A MMP-2 kolagen typu IV. V. gelatináza B MMP-9 stromelyzin stromelyzin-1 MMP-3 proteoglykany, laminin, fibronektin stromelyzin-2 MMP-10 kolagen IV. V. typu matrilyzin MMP-7 proteoglykany stromelyzin-3 MMP-11 serinové proteázy elastázy metaloelastázy MMP-12 elastin, kolagen typu IV. V. metaloproteinázy MT1-MMP MMP-14 progelatináza A membránového MT2-MMP MMP-15 typu MT3-MMP MMP-16 MT4-MMP MMP-17 MT5-MMP MMP-21 neklasifikované metaloproteinázy enamelyzin MMP-20 MMP-19 MMP-23 MMP-24 Existuje nejméně 5 skupin adhezivních molekul, k nimž patří: integriny (β 1 β 8 ) selektiny (E-selektin, P-selektin, L-selektin) imunoglobuliny (ICAM-1, ICAM-2, ICAM-3, PECAM-1, VCAM-1) kadheriny (E-kadherin, P-kadherin, N-kadherin) rodina molekul CD 44 V souvislosti s metastatickým procesem KRK v játrech připisují některé experimentální práce významnou úlohu onkofetálnímu antigenu CEA, který se spolu s antigenem

Etiologie a patogeneze kolorektálního karcinomu 27 NCA (non-specific cross-reacting antigen) váže přes peptidovou sekvenci PELPK na receptory Kupfferových buněk v játrech, čímž je stimulována produkce cytokinů (IL-1β, IL-6), regulačního peptidu TNF-α a dalších působků, které působí aktivaci endotelu krevních jaterních kapilár, aktivaci adhezivních molekul (selektin E, VCAM-1, ICAM-1, ICAM-2), a tím vlastní adhezi agregátů krevních destiček a metastatických nádorových buněk k jaternímu endotelu. Tyto závěry podporují výsledky některých pilotních studií, které popisují patologické hodnoty selektinu E, VCAM-1, ICAM-1 u pacientů s jaterními metastázami, a to především v souvislosti s patologickými hodnotami CEA. V kombinaci s CEA se tedy tyto adhezivní molekuly jeví jako faktor včasného záchytu jaterních metastáz. 2.6.2.3 Vaskulogeneze a angiogeneze Během embryogeneze vznikají nové cévy 2 různými procesy vaskulogenezí a angiogenezí. Vaskulogeneze je iniciální proces vedoucí k tvorbě nových cév. Během tohoto procesu migrují prekurzory endotelových buněk (angioblasty) na určené místo, diferencují se a tvoří základní kostru, která v konečné fázi vede ke vzniku primárního kapilárního komplexu. Další růst, expanze a vývoj těchto primitivních cév se nazývá angiogeneze. Angiogeneze je charakterizována pučením cév z konců již preexistujících či longitudinálním dělením existujících cév pomocí tzv. periendotelových buněk (intususcepcí). V dalším vývoji aktivované endotelové buňky dále migrují, proliferují a vytvářejí tak nové cévy. Tyto cévy jsou u malých cév obklopeny vrstvami periendotelových buněk, tzv. pericytů, u velkých cév buňkami hladkého svalstva (tzv. proces vaskulární myogeneze). V konečném stadiu dochází následně k dalším funkčním modifikacím velkých cév (arteriogeneze, kdy cévy získávají tenký plášť svaloviny spolu s elastickými a vazomotorickými elementy). Vaskulogeneze a angiogeneze jsou tedy komplexní procesy, jejichž správný vývoj je regulován celkovou soustavou angiogenních a antiangiogenních faktorů, které integrují s celou řadou různých buněk a tkání. Endotelové buňky tedy samy o sobě pro novotvorbu cév nestačí a pro kompletní novotvorbu je nezbytná jejich součinnost s periendotelovými buňkami a matrix. Vaskulogeneze Prvním krokem je diferenciace pluripotentního embryonálního prekurzoru na hemangioblast, což je potencováno fibroblasty stimulujícím faktorem (FGF). Hemangioblasty vytvářejí malé ostrůvky, které se dále diferencují. Z okrajových buněk vznikají prekurzory endotelových buněk, zatímco z prostředních vznikají hematopoetické prekurzory. Mají některé společné znaky jako CD 31, CD 34 a receptor tyrozin kinázy typu-2 pro vaskulární endotelový růstový faktor (VEGF). Diferenciace angioblastů jsou dále podporovány VEGF, VEGFR2 a bazickým fibroblasty stimulujícím faktorem (bfgf).

28 Kolorektální karcinom Angiogeneze Molekulární bází angiogeneze je vícestupňový proces. Počáteční vazodilatace cév spolu se zvýšenou permeabilitou a degradací okolní matrix umožní aktivovaným endoteliím migrovat a tak tvořit lumina nových cév. Tyto nově tvořené cévy (vzniklé pučením) jsou podporovány okolní sítí periendotelových buněk a matrix. Vazodilatace, zvýšená permeabilita cév a degradace okolní matrix jako odpověď na NO (oxid dusný) jsou prvním krokem angiogeneze. VEGF, jehož transkripce je částečně regulována oxidem dusným, vede také ke zvýšení cévní permeability, redistribuci adhezivních molekul (platelet endothelial cell adhesion molecule PECAM-1, vascular endothelial cell adhesion molecule (VCAM-1 a kadheriny). Extravazace sérových proteinů, indukovaná VEGF, je pak základem strukturální podpory nově tvořených cév. VEGF iniciuje shlukování endotelových buněk, PDGF-BB kontroluje pericyty a buňky hladké svaloviny, zatímco angiopoetin-1(ang-1) a TGF-β1 stabilizují nově vytvořené cévy. Degradace extracelulární matrix je výsledkem práce celé řady proteináz, které nejen připravují prostor pro migrující endotelové buňky, ale rovněž uvolňují růstové faktory včetně bfgf, VEGF a insulin-like growth factoru-1 (IGF-1). Celkem již bylo identifikováno více než 20 matrixových metaloproteináz (MMPs), které se spolupodílejí na angiogenezi, tumorigenezi a buněčné proliferaci. Jak již bylo řečeno, MMPs mají klíčové postavení v degradaci extracelulárních membrán a bazální membrány. Nádorová angiogeneze neovaskularizace U dospělého jedince je angiogeneze vysoce potlačena a jen asi u 0,01 % endotelových buněk probíhá dělení. Většina nádorů u lidí perzistuje in situ po dlouhé měsíce až roky bez známek cévní novotvorby. Neovaskularizace začne, jakmile nádorové ložisko dosáhne velikosti 1 2 mm 3 (asi 10 6 buněk) a přívod kyslíku a živin prostou difuzí přestává pro výživu buněk a jejich dělení stačit. Limitace zásobení živinami udržuje rovnovážné tempo mezi replikujícími a zanikajícími buňkami, kdy je po určitou dobu v rovnováze proliferace s apoptózou. Hypoxický nádor je však geneticky nestabilní, vznikají v něm četné mutace (např. mutace genu p53, která vede k potlačení produkce antiangiogenního trombospondinu). Objevuje se nový fenotyp se zvýšenou produkcí VEGF a dalších angiogenních faktorů (tzv. TAF tumor angiogenesis factor). Tato změna se označuje též jako angiogenní switch. Angiogenní zvrat zahrnuje změnu lokální rovnováhy mezi stimulátory a inhibitory růstu mikrocév. Nádorové buňky mohou vytvářet zvýšené množství jednoho či více stimulátorů, mobilizovat angiogenní faktory z extracelulární matrix, nebo stimulují k jejich produkci buňky hostitelského organizmu jako např. makrofágy, popř. jde o kombinace těchto různých vlivů. Mezi nejčastěji prokázané stimulátory patří bfgf a VEGF, avšak v nádorových tkáních byla prokázána celá řada dalších faktorů. Nadprodukce angiogenních faktorů není však dostačující musí rovněž dojít k supresi inhibitorů, které za normálních okolností brání endotel před mitogenními stimuly. Proliferace je rovněž regulována pericyty (produkce mitogenů či snížení senzitivity k růstovým faktorům). Přehled angiogenních a antiangiogenních faktorů uvádějí tabulky 2.4 a 2.5.

Etiologie a patogeneze kolorektálního karcinomu 29 Tab. 2.4 Přehled angiogenních faktorů (podle: Nelson, et al. J. Clin. Oncology, 2000) Angiogenní faktory FGF (fibroblast growth factor) fibroblastový růstový faktor acidic FGF, basic FGF acidická a bazická forma FGF VEGF (vascular endothelial growth factor) endotelový růstový faktor angiogenin aktivátor fosfolipázy C angiopoetin-1 zajišťuje kontakty epitelií, zpevňuje cévy angiopoetin-2 receptor s tyrozinkinázovou aktivitou TNF-α (tumor necrosis factor-α) faktor nekrotizující nádory MMP (matrix metalloproteases) proteolytické enzymy PDGF (platelet-derived growth factor) destičkový růstový faktor PD-ECGF (platelet derived-endothelial destičkový endotelový faktor cell growth factor) TGF-α (transforming growth factor-α) transformující růstový faktor-α EGF (epidermal growth factor) epidermový růstový faktor HGF (hepatocyte growth factor) hepatální růstový faktor IL-1, IL-6, IL-8 interleukiny G-CSF (granulocyte-colony stimulating faktor stimulující kolonie granulocytů factor) prostaglandin E1, E2 prostaglandiny E1, E2 Tab. 2.5 Přehled antiangiogenních faktorů (podle: Nelson, et al. J. Clin. Oncology, 2000) trombospodin angiostatin endostatin TGF-β PF-4 (platelet factor-4) interferon-α, β IL-12, IL-18 TIMP (tissue inhibitor of metalloprotease) Antiangiogenní faktory inhibiční protein proteolytický fragment plazminogenu proteolytický fragment kolagenu transformující růstový faktor-β destičkový faktor-4 inhibitory endotelové proliferace antiangiogenní interleukiny inhibitor proteolytických enzymů

30 Kolorektální karcinom Na buněčné úrovni neovaskularizace dochází ke stimulaci nádorového růstu díky zvýšené perfuzi a parakrinním působkům, jako je produkce růstových faktorů (bfgf, IGFs, PDGF, granulocyte-colony stimulating factor), či jejich uvolněním z buněk hostitele a dopravením do nádorové tkáně. Z klinického pohledu umožňuje neovaskularizace nádoru růst a metastazovat, což často vede ke klinické symptomatologii nádorového onemocnění. Většinou nádory začínají být klinicky zřejmé až po angiogenním zvratu, což ale neznamená, že to povede k rychle rostoucímu nádoru. Za určitých okolností mohou být také distantní metastázy suprimovány cirkulujícími inhibitory z primárního ložiska a začnou růst až po jeho odstranění. Paradoxně neovaskularizace snižuje schopnost průniku chemoterapeutik do nádoru. Zatímco nádory menší než 1 cm (v počátečním stadiu neovaskularizace) jsou dobře prokrveny, větší nádory jsou díky útlaku cév prokrveny hůře. Útlak je způsoben zvýšeným intersticiálním tlakem při zvýšené permeabilitě nově tvořených cév a sníženým množstvím lymfatické drenáže, což často vede k centrálním nekrózám. Proto také není překvapující, že antiangiogenní látky snížením intranádorového tlaku zlepšují dostupnost chemoterapie. Novotvorba cév je tedy procesem, bez něhož nemůže organizmus přežít, ale je i základní podmínkou přežití a další progrese a metastazování nádorového onemocnění. Jde o komplexní proces řízený celou řadou faktorů a pouze o jeden z biologických rysů nádorového onemocnění. Z předchozího vyplývá, že existuje úzký vztah mezi angiogenezí a tvorbou metastáz. Čím je angiogeneze intenzivnější, tím je riziko metastáz větší a prognóza nádorového onemocnění horší. I v případě KRK se prokázalo, že intenzita angiogeneze v marginálním okraji nádoru koreluje s prognózou nádorového onemocnění. Z angiogenních faktorů je nejintenzivněji studován endotelový růstový faktor VEGF. Sérové hodnoty VEGF korelují u pacientů s KRK s nepříznivou prognózou a tato korelace nezávisí na výskytu distančních metastáz (Dirix, 1999). Nepodařilo se prokázat, že jde o nezávislý prognostický faktor. Z dalších prováděných studií publikovali Shimoyama, et al. (1999) signifikantně vyšší hodnoty angiogeninu u pacientů s KRK ve stadiu Dukes C ve srovnání se skupinou pacientů s karcinomem ve stadiu Dukes A. Sérové hodnoty signifikantně korelovaly s histologickým průkazem angiogeninu v nádorové tkáni. Různé mechanizmy inhibice angiogeneze mohou být v budoucnu přínosem v terapii nádorového onemocnění a výsledky prvních klinických studií jsou povzbudivé. Dle místa účinku jde o tři hlavní skupiny terapeutik: inhibitory stimulátorů a přirození antagonisté angiogeneze inhibitory endotelové proliferace a migrace stabilizátory bazální membrány

Etiologie a patogeneze kolorektálního karcinomu 31 2.7 Klasifikace nádorů 2.7.1 Anatomické dělení (dle lokalizace) Dle kritérií Union Internationale Contre le Cancer (UICC) je anatomické dělení nádorů střeva a konečníku následující: Kolon: apendix cékum vzestupný tračník hepatická flexura příčný tračník lienální flexura sestupný tračník sigmoideum (C18.1) (C18.0) (C18.2) (C18.3) (C18.4) (C18.5) (C18.6) (C18.7) Rektum: rektosigmoideum (C19) rektum (C20) řiť a řitní kanál (C21) řitní kanál (C21.1) kloakogenní zóna (C21.2) léze přesahující rektum, řiť a řitní kanál (C21.8) 2.7.2 Staging Základ stážování nádoru tvoří: stupeň penetrace nádoru střevní stěnou stupeň postižení regionálních uzlin přítomnost či nepřítomnost vzdálených metastáz Doposud bylo vymyšleno mnoho stagingových systémů, ale žádná z těchto užívaných klasifikací není zcela dostačující. Nejstarší a zároveň nejrozšířenější je Dukesova klasifikace vzniklá před více než 60 lety, rozdělující pacienty dle stupně postižení na stadia A C. V roce 1967 byla tato klasifikace doplněna Turnbullem, et al., o stadium D. Z Dukesovy klasifikace vychází i Astlerova-Kollerova klasifikace (1954), která se dosud hojně užívá především v německy mluvících zemích. V poslední době je nejvíce přijat systém TNM klasifikace, vyvinutý za pomoci American Joint Commitee on Cancer (AJCC) and Union Internationale Contre le Cancer (UICC), jehož současná podoba byla přijata v roce 1988. Dukesova klasifikace A: tumor neprorůstá muscularis propria B: tumor prorůstá muscularis propria C: postižení regionálních lymfatických uzlin D: vzdálené metastázy (doplněno Turnbullem, et al., v roce 1967) Astlerova-Kollerova klasifikace A: tumor neproniká mukózou karcinoma in situ B1: tumor proniká muscularis mucosa, ale ne muscularis propria