Elevated Alkaline Phosphatase in a Cancer Patient:

Tapauksen esittely

45-vuotias mies, jolla oli uusiutuva metastaattinen Ewingin sarkooma, esiteltiin Memorial Sloan Ketteringin syöpäkeskuksessa mahdollista kliiniseen tutkimukseen osallistumista varten. Alkuvaiheen laboratoriotuloksissa oli havaittavissa kohonneita alkalisen fosfataasin ja γ-glutamyylitransferaasin pitoisuuksia, mutta ne olivat muuten merkitsemättömiä, mukaan lukien normaalit aspartaattiaminotransferaasin (AST) ja alaniinitransaminaasin (ALT) pitoisuudet. ALP- ja GGT-pitoisuuksien kohoaminen viittasi maksasairauteen, vaikka potilaalla ei ollut aiemmin todettu maksan poikkeavuuksia. Koska potilaalla oli aiemmin ollut metastaattinen luusairaus, epäiltiin, että havaittu ALP-arvon nousu johtui luun ALP-isoentsyymin lisääntymisestä. Oli kuitenkin tärkeää dokumentoida kohonneen ALP:n alkuperä, koska potilas oli tarkoitus ottaa mukaan tutkimukseen, jossa määriteltäisiin lääkkeen annostus ja sivuvaikutukset. ALP:n nousu tutkimuksen aikana, joka johtui maksaspesifisistä isoentsyymeistä, ilmoitettaisiin annosta rajoittavana toksisuutena, ja se voisi viivästyttää hoitoa tai mahdollisesti sulkea potilaan pois kliinisestä tutkimuksesta. Sitä vastoin luustosta peräisin olevia ja sairaudesta johtuvia ALP:n nousuja ei raportoitaisi toksisuutena.

Laboratoriota konsultoitiin testausvaihtoehdoista, joiden avulla voitaisiin tunnistaa tämän potilaan kohonneesta ALP:stä vastuussa oleva(t) erityinen(t) isoentsyymi(t). Tätä varten tehtiin luustospesifinen ALP-kemiluminesenssi-immunomääritys (Beckman Access Ostase). Tämän määrityksen tulos oli 68,5 μg/l (vertailuväli: 0,0-20,1 μg/l), mikä merkitsee luun ALP:n merkittävää nousua. Muiden ALP-isoentsyymien mahdollisen osuuden tutkimiseksi tehtiin elektroforeesi vertailulaboratoriossa. Tässä menetelmässä käytetään elektroforeesia ALP-isoentsyymien erottamiseen ja sen jälkeen densitometriaa kvantifiointia varten. Samoin kuin MSKCC:ssä saadut tulokset, potilaan ALP:n kokonaispitoisuus oli kohonnut 524 U/L (vertailuväli: 45-115 U/L). Mielenkiintoista oli, että luun ALP-taso oli epänormaalin alhainen, 7,8 % (vertailuväli: 19,1-67,7 %) ALP:n kokonaistasosta, kun taas maksan ALP-taso oli kohonnut ja sen osuus ALP:n kokonaistasosta oli 92,2 %. Istukan isoentsyymejä tai suoliston isoentsyymejä ei havaittu. Näiden tulosten valossa kliininen hoitotiimi aloitti mahdollisten hepatobiliääristen sairauksien selvittämisen, kun laboratorio tutki edelleen ristiriitaisia tuloksia.

Vaihtoehtoinen menetelmä, jossa käytettiin entsyymiaktiivisuuden ja lämpöinaktivoinnin yhdistelmää, suoritettiin vertailulaboratoriossa. Myös tämän määrityksen tulokset olivat koholla sekä maksan (359 U/L; vertailuväli: 0-94 U/L) että luun (101 U/L; vertailuväli: 0-55 U/L) isoentsyymien osalta. Kuvantamistutkimukset tehtiin, ja niissä todettiin kongestiivinen hepatopatia, joka johtui maksan laskimotukoksesta johtuvasta perfuusiohäiriöstä. Tämä tila ilmenee tyypillisesti kohonneina ALP- ja GGT-pitoisuuksina ja normaaleina AST- ja ALT-pitoisuuksina. Magneettikuvaus vahvisti taudin etenemisen oikeassa olkaluussa ja uudet etäpesäkkeet lapaluussa. Kuvantamistutkimukset vahvistivat maksan toimintahäiriön ja etenevän luusairauden, jotka molemmat voivat johtaa kohonneisiin maksan ALP- ja luun ALP-tasoihin. Näiden komplikaatioiden vuoksi potilas suljettiin pois kliinisestä tutkimuksesta.

Keskustelu

ALP on hydrolaasientsyymi, joka vastaa monenlaisten molekyylien, kuten proteiinien ja nukleotidien, defosforylaatiosta. ALP:llä on 4 primaarista isoentsyymiä, mukaan lukien luun, maksan, suolen ja istukan isoentsyymit. Noin 95 % ihmisen seerumin ALP:n kokonaisaktiivisuudesta on peräisin luu- ja maksalähteistä, joita esiintyy terveillä aikuisilla noin 1:1-suhteessa (1). Aikuisilla ALP:n kohoamista voidaan havaita lukuisissa tiloissa, kuten raskauden, sydämen vajaatoiminnan, haavainen paksusuolen tulehduksen ja bakteeri-infektioiden yhteydessä. Maksan ALP-tason kohoamista havaitaan useimmiten hepatobilitaarisissa tiloissa, erityisesti kolestaasissa, kun taas luun ALP-tason kohoamista esiintyy patologioissa, joissa osteoblastien aktiivisuus on lisääntynyt, kuten Paget’n taudissa tai tietyissä syövissä, jotka ovat joko peräisin luusta tai levinneet luuhun (2). Koska ALP voi olla peräisin useista lähteistä ja sen määrä voi olla suurentunut useiden eri tilojen seurauksena, on usein tarpeen testata ALP-isoentsyymit alkuperän määrittämiseksi.

ALP-isoentsyymien arvioimiseksi on käytettävissä kolme ensisijaista menetelmää. Elektroforeesi on 1 menetelmä, jossa ALP-isoentsyymit erotetaan toisistaan varauserojen perusteella. Koska maksan ja luun isoentsyymien liikkuvuus on kuitenkin käytännöllisesti katsoen sama, tarvitaan lisävaihe. Vehnänalkiolektiiniä (vehnänalkioagglutiini: WGA) lisätään maksan ja luun isoentsyymien sialaatioerojen hyödyntämiseksi. Luun isoentsyymi sisältää tyypillisesti runsaasti sialiinihappoa, ja se reagoi WGA:n kanssa agaroosigeelissä ja saostuu. Kun isoentsyymit on erotettu, ne luetaan densitometrillä kvantifiointia varten ja ilmaistaan prosentteina ALP:n kokonaismäärästä (3). Toisessa menetelmässä hyödynnetään isoentsyymien lämpöstabiilisuuden eroja. Tässä menetelmässä ALP:n kokonaisaktiivisuus mitataan näytteestä suoraan ja kuumennuksen jälkeen. Luun ALP on lämpökestävä, joten kuumentamisen jälkeen tehdyissä mittauksissa ei ole luun ALP-aktiivisuutta. Maksan ALP on lämpöstabiili ja on aktiivinen molemmissa mittauksissa. Luun ALP voidaan sitten määrittää vähentämällä nämä kaksi mittausta (4). Kolmas menetelmä on immunomääritys, jota käytetään yksinomaan luun ALP-tasojen kvantifiointiin (5). Kaupallisesti on saatavilla useita luun ALP-immunomäärityssarjoja, mutta tässä tutkimuksessa käytettiin Beckman Access Ostase -määritystä. Tämä menetelmä on yksivaiheinen immunoentsymaattinen määritys. Lyhyesti sanottuna luun ALP:lle spesifinen hiiren monoklonaalinen vasta-aine lisätään paramagneettisiin hiukkasiin, jotka on päällystetty vuohen antimouse-polyklonaalisella vasta-aineella. Potilaan seerumi lisätään sitten päällystettyihin partikkeleihin, ja mahdollinen läsnä oleva luun ALP sitoutuu luun ALP:n vastaiseen monoklonaaliseen vasta-aineeseen. Lisätään kemiluminesenssisubstraatti, ja reaktiossa syntyvä valo on suoraan verrannollinen luun ALP:n pitoisuuteen näytteessä.

Tässä tapauksessa tutkittiin ensin luun ALP-tasojen kohoamista, koska potilaalla oli ollut Ewingin sarkooma ja koska hänellä ei ollut oireita tai maksan toimintahäiriöitä. Luun ALP oli suurentunut; koska luun ALP:n immunomäärityksen ja kokonais-ALP:n entsymaattisen määrityksen yksiköt eroavat toisistaan (immunomääritys mittaa määrän mikrogrammoina litrassa ja entsymaattinen määritys mittaa aktiivisuuden yksikköinä litrassa), tuloksia ei kuitenkaan voida käyttää keskenään vaihdellen, vaan niitä on tulkittava asianmukaisesti. Havaittu luun ALP:n lisääntyminen osoitti, että ALP:n kokonaisarvon nousu oli ainakin osittain peräisin luusta, mutta luun ALP:tä ei voitu lopullisesti tunnistaa ainoaksi tekijäksi. Myöhemmät testit, joissa käytettiin elektroforeesia ja lämpöstabiilisuutta muiden ALP-isoentsyymien kohoamisen tunnistamiseksi, paljastivat kyllä maksan ALP-tasojen kohoamisen, mutta nämä testit osoittivat myös poikkeavuutta luun ALP-tasossa. Kuvantamistutkimukset paljastivat sekä maksan että luun lisääntyneiden isoentsyymien taustalla olevan patologian. Näin ollen pääteltiin, että ristiriitaiset tulokset johtuivat elektroforeesimenetelmällä määritetystä luun ALP:n alenemisesta.

Elektroforeettisen menetelmän kyky erottaa luun ALP maksan ALP:stä perustuu siihen, että seerumissa esiintyvä luun ALP sisältää runsaasti sialiinihappoa. Seerumissa on kolme ensisijaista luun ALP:n isoformia, nimittäin B1, B2 ja B/I (6). Mielenkiintoista on, että on osoitettu, että nämä isoformit eroavat toisistaan sialiinihappojäämien määrän suhteen. Aiemmassa tutkimuksessa arvioitiin sialiinihappojäämien määräksi 29 ja 45 kussakin B1- ja B2-homodimeerissä. B/I koostuu 70-prosenttisesti luun ja 30-prosenttisesti suolen isoentsyymistä, ja siinä on hyvin vähän sialiinihappojäännöksiä (7). Eri isoformit saostuvat eriasteisesti WGA:n läsnäollessa sialiinihappojäämien määrän perusteella, ja B2:lla saostuminen on suurinta, ja seuraavina ovat B1 ja B/I. Vastaavasti Farleyn ja muiden tekemässä tutkimuksessa osoitettiin, että lämpöinaktivointi ja immunomääritys olivat WGA-saostumismääritystä parempia luun ALP:n osoittamisessa postmenopausaalisten osteoporoottisten henkilöiden seerumista (8). On todennäköistä, että tässä potilaassa esiintyvässä isomuodossa oli vähemmän sialiinihappojäämiä, mikä voisi selittää poikkeavan normaalin luun ALP-tuloksen elektroforeettisella menetelmällä. On mielenkiintoista huomata, että kolmella ALP:n isoformilla oli samanlainen lämpöinaktivaatiokinetiikka (7).

Tässä tapauksessa käytettiin kolmea eri menetelmää kohonneen ALP:n lähteen määrittämiseksi potilaalla, jolla oli metastaattinen luustosairaus ja jolla ei ollut maksan toimintahäiriöitä. Alkuperäisen immunomäärityksellä saadun luun ALP-tuloksen oikea tulkinta oli ratkaisevassa asemassa aiemmin diagnosoimattoman maksasairauden myöhemmässä diagnosoinnissa ja hoidossa. Tämä tutkimus korostaa, että on tärkeää ymmärtää eri ALP-määritysten taustalla olevat erityiset menetelmät ja rajoitukset.

2 Epästandardit lyhenteet

• ALP

  alkalifosfataasi

• AST

  aspartaattiaminotransferaasi

• ALT

  alaniinitransaminaasi

• GGT

  γ-glutamyylitransferaasi

• WGA

  vehnänalkioagglutiini.