Cancer Antigen 72-4 til overvågning af avancerede tumorer i mave-tarmkanalen, Lunge, bryst og æggestokke

Diskussion

Tumorbiomarkører spiller en afgørende rolle i overvågningen af respons på terapi og i overvågningen efter behandlingen af forskellige gastrointestinale og gynækologiske maligniteter (13). Mens den kliniske værdi af FDA-godkendte tumormarkører som CEA, CA19-9 og CA125 er blevet fastslået, mangler der tilstrækkelige data til at understøtte FDA-godkendelse af CA72-4 som en potentiel biomarkør, og målingen heraf betragtes kun som eksperimentel og undersøgende. Her gennemgår vi kort karakteren af de i øjeblikket validerede tumormarkører og diskuterer den potentielle rolle, som CA72-4 kan spille i dette arsenal.

CEA. CEA, et 180 kDa oncofetalt celleoverfladeforankret glykoprotein, blev første gang isoleret i 1965 af forskere på McGill University fra humane kolonvævsekstrakter (14). Glykoproteinet, der har en halveringstid på ca. 7 dage, blev fundet udtrykt i gastrointestinal- og slimhindevæv under fosterudviklingen, men kun minimalt udtrykt i voksent væv (15, 16). Yderligere undersøgelser viste, at det også blev overeksprimeret i adenocarcinomer af forskellig oprindelse, herunder mave-, lever-, lunge-, bugspytkirtel-, ovarie- og prostatacarcinomer (17-24). I tyktarmskræft har det vist sig, at CEA’s specificitet og sensitivitet varierer med fremadskridende tumorstadie, idet specificiteten varierer mellem 37 % og 86 % ved fremskreden sygdom, hvilket giver et nyttigt middel til overvågning af sygdommen (25-27). CEA kan også være forhøjet ved godartede tilstande som inflammatorisk tarmsygdom, pancreatitis og hos rygere, hvilket begrænser dets anvendelighed ved kræft i tidligt stadie og hos patienter med sådanne tilstande (28-31).

CA125. CA125, der er kodet af MUC16-genet, er et medlem af mucin-familien af glykoproteiner og udtrykkes normalt i foster epithelforing under udvikling i kropshulrummene og det kvindelige reproduktionstrakt. Proteinet blev først opdaget af Dr. Robert Bast og andre forskere på Harvard Medical School i 1981, efter at murine monoklonale antistoffer viste sig at have reaktivitet med humant epithelial ovariecarcinom, men ikke med ikke-malignt humant væv (32). CA125 er også forbundet med maligniteter i endometrium, æggeleder, bryst, lunge, spiserør, mave, lever og bugspytkirtelkræft (33-37). Forhøjelser af CA125 er også blevet observeret ved ikke-maligne tilstande som f.eks. under menstruation, sen graviditet, episoder med serøs irritation som endometriose, benigne follikulære ovariecyster og tilstande forbundet med inflammation som f.eks. bækkenbetændelse, peritonitis, ascites, perikarditis og pleuraeffusioner (38). CA125-ekspression har vist sig at være positiv hos op til 83 % af patienter med fremskreden epithelial ovariecancer, men kun hos 50 % af patienter med sygdomsstadium 1, hvilket begrænser dens rolle i forbindelse med screening for ovariecancer i den almindelige befolkning.

CA19-9. CA19-9 er blevet valideret som en serumtumormarkør for patienter med fremskreden bugspytkirtelkræft. Der er imidlertid også påvist forhøjelser ved maligniteter i spiserøret, maven, galdeblæren, galdeblæren, galdevejene og bugspytkirtlen (39). Ved anvendelse af 37 U/ml som cut-off for den øvre grænse for normalen er der rapporteret en sensitivitet og specificitet på henholdsvis 81 % og 90 % hos patienter med pancreascancer med en specificitet, der steg til næsten 100 %, når der blev anvendt en cut-off på 1 000 U/ml (3). Værdier over 1.000 U/ml havde også betydning for håndtering og forudsigelse af respons på behandling. For eksempel var der større sandsynlighed for, at patienter med et CA19-9-niveau på over 1.000 U/ml på diagnosetidspunktet havde en ikke-resektabel sygdom (40). Biomarkøranalyse i store fase 3-forsøg med pancreascancer viste, at et fald i CA19-9 på mindst 90 % korrelerede med øget overlevelse (41-43). Prognosticeringsundersøgelser af Reni et al. viste, at basalværdien af CA19-9 ved fremskreden pancreas sygdom korrelerede med overlevelsen (44, 45). Resultatanalyse af CA19-9 nadir som respons på terapi påvirkede den samlede overlevelse, idet patienterne viste en overlevelse på 6,5, 10 og 16,7 måneder for en stigning eller et fald i CA19-9 på henholdsvis <50 %, et fald på 50-89 % og et fald på mere end 89 %. Derudover har en nyere undersøgelse også antydet, at et fald i CA19-9 inden 8 uger kan være mere forudsigende for overlevelse sammenlignet med radiologisk respons, hvilket gør pålidelig måling af tumormarkører til et vigtigt redskab i behandlingen af patienterne (41).

På trods af CA19-9’s anvendelighed til overvågning af pancreas- og galdecancer, er dets overekspression i benigne inflammatoriske tilstande såsom choledocholithiasis, akut og kronisk pancreatitis, divertikulitis, Hashimoto’s thyroiditis, reumatoid arthritis og ikke-inflammatoriske tilstande som obstruktiv gulsot, ovariecyster og hjertesvigt kan resultere i en høj falsk-positiv rate på 10-30 %, hvilket begrænser dens anvendelighed i forbindelse med metastatisk sygdom hos patienter med disse tilstande (46). Andre begrænsninger ved CA19-9 omfatter dens afhængighed af fucosyltransferase til syntese, et enzym, der mangler i op til 5 % af befolkningen, og som også er nødvendigt for syntese af humant blodgruppe Lewis-antigen. Som følge heraf kan måling af CA19-9 hos patienter med Lewis-null blodtype resultere i et potentielt falsk-negativt resultat, hvilket yderligere begrænser dens anvendelighed (47).

CA72-4. Tumormarkøren CA72-4 blev først beskrevet af Dr. Jeffrey Schlom i begyndelsen af 1980’erne som et nyt antigen, der reagerer på murine antistoffer produceret af mus, der blev immuniseret med membranberigede fraktioner af humane metastaserende mammacarcinomceller (5). Heraf blev flere monoklonale antistoffer, herunder B72.3, identificeret til at have en præferentiel binding til humane carcinomceller med skånelse af normale voksne væv (5).

Fremskridtet inden for monoklonale antistoffer i slutningen af 1980’erne tillod fortsat udvikling af nye identifikationsteknikker, der lettede yderligere påvisning og karakterisering af CA72-4 (48). De første undersøgelser viste forhøjelse af CA72-4 i sera af op til 40 % af patienter med kolorektal cancer og 42,6 % af patienter med mavekræft, idet de forhøjede niveauer var signifikant korreleret med avancerede sygdomsstadier (12, 49). Desuden blev det konstateret, at ca. 50 % af patienter med tyktarmskræft med ikke påviselige CEA-niveauer i virkeligheden var positive for CA72-4. Longitudinale undersøgelser af postoperative patienter, der ikke havde en initial forhøjelse af CEA i blodet, viste, at der var en tidlig stigning i CA72-4 før den kliniske manifestation af tilbagevendende sygdom (50). I 1994 viste en undersøgelse for yderligere at karakterisere CA72-4’s anvendelighed foretaget af forskere på Massachusetts General Hospital i 1994, at CA72-4 blev udtrykt forskelligt i både benigne og maligne pancreascystiske læsioner (51). Af 19 patienter med ukarakteriserede pancreascyster viste væskeaspirationer, at de intracystiske CA72-4-niveauer var forhøjede hos alle fem patienter med cystadenocarcinomer, med et gennemsnitligt CA72-4-niveau på over 10.000 U/ml, sammenlignet med 3,8 U/ml hos patienter med pseudocyster, <3 U/ml hos tuw serøse cystadenomer og 44,2 U/ml hos patienter med benigne mucinøse cystiske neoplasmer. CA72-4 i pancreascystevæske blev set som en lovende ny markør til differentiering af mucinøse cystadenokarcinomer fra pseudocyster, idet intermediære CA72-4-niveauer tyder på tilstedeværelsen af benigne mucinøse cystiske neoplasmer (51). For nylig viste præoperativ evaluering af CA72-4 hos patienter med mavekræft en korrelation mellem serum CA72-4-niveauerne og tilstedeværelsen af lymfeknudemetastaser, mens forhøjelser i peritonealvæske svarede til både T- og N-sygdomsstadiet (52), (53), hvilket tyder på en mulig rolle i stadieinddelingen af visse gastrointestinale maligniteter.

Trods disse tidlige undersøgelser, der indikerer en mulig rolle for CA72-4 i overvågningen af fremskreden sygdom, er testning for CA72-4 ikke blevet bredt indført i USA. Undersøgelser udført på japanske og østasiatiske patienter med gastrointestinale maligniteter, der kombinerer CA72-4 med CEA og CA19-9, har vist en nyttig sygdomskorrelation med en sensitivitet på op til 74 % uden at forringe specificiteten (54). Der er også fundet påviselige niveauer af CA72-4 hos patienter med tumor af forskellig oprindelse, herunder kræft i lunge (36 %), æggestokke (24 %, hvoraf mere end halvdelen havde stadium IV-sygdom) og tyktarm (40 %) (50). Der er rapporteret om en følsomhed på op til 40 % hos patienter med kolorektal- og mavekarcinomer og 50 % hos ovariecancer med en samlet specificitet på over 95 % (55). Desuden har matematiske modeller, der kombinerer præoperative målinger af tumorbiomarkører i serum, vist en yderligere forøgelse af sensitiviteten og specificiteten ved påvisning af ovariecancer i tidligt stadie, hvilket viser den kliniske værdi af kombinationsanalyse af flere biomarkører hos patienter med ovariecancer (56). Måling af CA72-4 har også vist god korrelation med sygdomsbyrden og er prædiktiv for sygdomsrecidiv (50).

I vores undersøgelse anvendte vi en ELISA-baseret metode, der kan bruges i et ambulant laboratorium eller på et hospital til pålidelig måling af CA72-4-niveauet hos patienter med forskellige maligniteter. Selv om flere ELISA-baserede assays til påvisning af CA72-4 allerede er tilgængelige og i aktiv klinisk brug, er de kun blevet godkendt i lande uden for Nordamerika. Vores undersøgelse understøtter den potentielle anvendelse og rolle af CA72-4 i forbindelse med sygdomsovervågning og overvågning af forskellige gastrointestinale og gynækologiske maligniteter, især af pancreas- og ovariehinde, i en nordamerikansk befolkning. Vi fandt, at CA72-4’s positivitetsrate for pankreaskræft ved en detektionsgrænse på 0,8 U/ml var sammenlignelig med den FDA-godkendte CA19-9 i vores kohorte, henholdsvis 82 % mod 85 %, ved hjælp af CC-49-antistof-ELISA-assayet. En forøgelse af detektionsgrænsen til 4 U/ml som beskrevet i tidligere rapporterede undersøgelser reducerede positivitetsraten til 58 %. Vi fandt også, at CA72-4 var forhøjet hos ca. 64 % af dem med avancerede maligniteter i æggestokkene, samtidig med at vi bekræftede eksisterende positivitetsrater på ca. 80 % for CA125 i samme population.

Et specifikt eksempel på overensstemmelse mellem CA72-4-niveauet og CA19-9 med hensyn til det kliniske resultat og respons på behandling illustreres af en 60-årig patient med metastatisk bugspytkirtelkræft. Denne patient udviste indledningsvis et fald i både CA19-9- og CA72-4-niveauet, hvilket korrelerede med klinisk og radiologisk respons efter iværksættelse af systemisk kemoterapi. Begge biomarkører forblev stabile i ca. 6 måneder, hvorefter der blev påvist en stigning i CA72-4 (0,8 U/ml til 4,6 U/ml) og CA19-9 (177 U/ml til 1734 U/ml), hvilket indikerer sygdomsprogression. Der blev konstateret en fortsat stigning i begge biomarkører, idet CA72-4- og CA19-9-niveauerne toppede med henholdsvis 15 og 30 gange deres baseline-niveau på dødstidspunktet. Mens de kliniske resultater i vores undersøgelse var baseret på investigatorens vurdering, kan fremtidige undersøgelser med standardiserede målinger såsom RECIST-kriterier og sundhedsrelaterede livskvalitetsinstrumenter sikre mere præcise resultater.

Et andet eksempel på CA72-4’s anvendelighed er hos patienter med bugspytkirtelkræft, som ikke udtrykker CA19-9. Dette er eksemplificeret ved en 67-årig med udbredt metastatisk bugspytkirtelkræft med et normalt niveau af CA19-9 på trods af en enorm tumorbyrde. Denne patient havde fortsat et normalt niveau af CA19-9 i hele sit kliniske forløb, hvilket korrelerede med niveauet af CA72-4. Interessant nok viste hun sig at være blodtype A-positiv, hvilket var et uventet fund, da fucosylering, der er nødvendig for CA19-9-produktion såvel som Lewis-antigen-syntese, ikke vides at være påvirket hos patienter med denne blodgruppe.

Der skal dog advares om, at CA72-4 kan være forbigående og fejlagtigt forhøjet hos nogle patienter med galdeobstruktion. Et eksempel herpå var en patient med fremskreden pancreascancer, der forårsagede galdeobstruktion, med en markant forhøjet CA19-9 ved præsentationen. Patienten fik indopereret en galde-stent efterfulgt af kemoterapi, hvilket medførte et fald i CA19-9. Tre måneder senere blev der konstateret en pludselig stigning i CA72-4-niveauet (2 U/ml til 14,53 U/ml). Abdominal billeddannelse afslørede stentmigration, der forårsagede tilbagevendende galdeobstruktion, hvilket krævede stentudskiftning. Der blev observeret et fald i CA72-4 med fortsat normalisering af værdierne. Interessant nok var patientens CA19-9-niveau upåvirket og fortsatte med at falde i forbindelse med galdeobstruktion, hvilket styrker vigtigheden og den potentielle værdi af kombinationstestning af CA19-9 og CA72-4 hos patienter, der er tilbøjelige til at få galdeobstruktion.

Sammenfattende viste vi gennem denne prospektive undersøgelse, at niveauet af tumormarkøren CA72-4 varierer i forskellige metastaserende kræftformer af gastrointestinal og gynækologisk oprindelse, med de højeste positivitetsrater fundet i pancreas-, ovarie- og kolorektalcarcinomer. Denne flerårige undersøgelse viser på trods af den begrænsede stikprøvestørrelse, at CA72-4 har en meningsfuld korrelation med sygdomsaktivitet og potentielt kan være et nyttigt supplement til konventionelle biomarkører i forbindelse med overvågning af forskellige gastrointestinale og gynækologiske maligniteter.