Cancer Antigen 72-4 for the Monitoring of Advanced Tumors of the Gastrointestinal Tract, Lung, Breast and Ovaries

Discussion

A tumor biomarkerek döntő szerepet játszanak a különböző gasztrointesztinális és nőgyógyászati malignitások terápiára adott válaszának nyomon követésében és a kezelés utáni felügyeletben (13). Míg az FDA által jóváhagyott tumormarkerek, mint például a CEA, a CA19-9 és a CA125 klinikai értéke bizonyított, a CA72-4 mint potenciális biomarker FDA általi jóváhagyását alátámasztó megfelelő adatok hiányoznak, és mérése csak kísérleti és vizsgálati célúnak tekinthető. Itt röviden áttekintjük a jelenleg validált tumormarkerek természetét, és megvitatjuk a CA72-4 lehetséges szerepét az armamentáriumban.

CEA. A CEA egy 180 kDa onkofetális sejtfelszínen lehorgonyzott glikoprotein, amelyet először 1965-ben izoláltak a McGill Egyetem kutatói humán vastagbélszöveti kivonatokból (14). A kb. 7 napos felezési idejű glikoproteinről megállapították, hogy a magzati fejlődés során a gasztrointesztinális és nyálkahártya-szövetekben expresszálódik, de felnőtt szövetekben csak minimálisan expresszálódik (15, 16). További vizsgálatok kimutatták, hogy különböző eredetű adenokarcinómákban, többek között gyomor-, máj-, tüdő-, hasnyálmirigy-, petefészek- és prosztatarákokban is overexpresszálódik (17-24). Vastagbélrákban a CEA specificitása és szenzitivitása a tumor stádiumának előrehaladtával változik, a specificitás 37% és 86% között változik előrehaladott betegségben, ami hasznos eszköz a betegség nyomon követésére (25-27). A CEA jóindulatú állapotokban, például gyulladásos bélbetegségben, hasnyálmirigy-gyulladásban és dohányosoknál is emelkedett lehet, ami korlátozza hasznosságát a korai stádiumú rákban és az ilyen állapotú betegeknél (28-31).

CA125. A MUC16 gén által kódolt CA125 a glikoproteinek mucin családjának tagja, és normálisan a testüregek és a női reproduktív traktus fejlődő magzati hámbélésében fejeződik ki. A fehérjét először Dr. Robert Bast és más kutatók fedezték fel a Harvard Medical Schoolban 1981-ben, miután egér monoklonális antitestek reakcióképességét mutatták ki emberi epiteliális petefészekrákkal, de nem rosszindulatú emberi szövetekkel (32). A CA125 a méhnyálkahártya-, petevezeték-, emlő-, tüdő-, nyelőcső-, gyomor-, máj- és hasnyálmirigyrák rosszindulatú daganataival is összefüggésbe hozható (33-37). A CA125 emelkedését nem rosszindulatú állapotokban is megfigyelték, mint például a menstruáció alatt, késői terhességben, szerózairritációs epizódokban, mint például endometriózis, jóindulatú follikuláris petefészekciszták, és gyulladással járó állapotokban, mint például kismedencei gyulladásos betegség, peritonitis, ascites, pericarditis és pleurális folyadékgyülem (38). A CA125 expresszióját az előrehaladott epithelialis petefészekrákban szenvedő betegek 83%-ánál találták pozitívnak, de csak az 1-es stádiumú betegségben szenvedő betegek 50%-ánál, ami korlátozza szerepét a petefészekrák szűrésében az általános populációban.

CA19-9. A CA19-9-et előrehaladott hasnyálmirigyrákban szenvedő betegek szérum tumormarkereként validálták. Emelkedést mutattak ki azonban a nyelőcső, a gyomor, az epehólyag, az epeutak és a hasnyálmirigy rosszindulatú daganataiban is (39). A 37 U/ml-t használva a normálérték felső határának határértékeként, 81%-os és 90%-os szenzitivitásról és specificitásról számoltak be hasnyálmirigyrákos betegek esetében, a specificitás pedig csaknem 100%-ra emelkedett, amikor 1000 U/ml-es határértéket használtak (3). Az 1000 U/ml feletti értékek a kezelésre és a terápiára adott válasz előrejelzésére is hatással voltak. Például azoknál a betegeknél, akiknél a diagnózis felállításakor a CA19-9 szintje 1000 U/ml-nél magasabb volt, nagyobb valószínűséggel fordult elő inoperálhatatlan betegség (40). A nagy, 3. fázisú hasnyálmirigyrák-kísérletek biomarker-elemzése azt mutatta, hogy a CA19-9 legalább 90%-os csökkenése a túlélés növekedésével korrelált (41-43). Reni és munkatársai prognosztikai vizsgálatai kimutatták, hogy a CA19-9 alapértéke előrehaladott hasnyálmirigybetegségben korrelált a túléléssel (44, 45). A CA19-9 nadírjának a terápiára adott válaszként történő eredményelemzése befolyásolta az általános túlélést: a betegek túlélése 6,5, 10 és 16,7 hónap volt a CA19-9 <50%-os növekedése vagy csökkenése, 50-89%-os csökkenése, illetve 89%-nál nagyobb csökkenése esetén. Emellett egy újabb vizsgálat azt is felvetette, hogy a CA19-9 8 hétig tartó csökkenése a radiológiai válaszhoz képest jobban előre jelzi a túlélést, így a megbízható tumormarker-mérés fontos eszközzé válik a betegek kezelésében (41).

A CA19-9 hasznos volta ellenére a hasnyálmirigy- és epeúti rákok monitorozásában, túlreprezentáltsága jóindulatú gyulladásos állapotokban, mint például choledocholithiasis, akut és krónikus pancreatitis, diverticulitis, Hashimoto thyreoiditis, reumatoid artritisz és nem gyulladásos állapotok, például obstruktív sárgaság, petefészekciszták és szívelégtelenség esetén magas, 10-30%-os hamis pozitív arányt eredményezhet, ami korlátozza hasznosságát az ilyen állapotú betegek metasztatikus betegségében (46). A CA19-9 további korlátai közé tartozik, hogy szintézise a fukozil-transzferáztól függ, amely enzim a populáció akár 5%-ában hiányzik, és amely a humán vércsoport Lewis antigén szintéziséhez is szükséges. Ennek eredményeképpen a CA19-9 mérése Lewis-null vércsoportú betegeknél potenciálisan hamis negatív eredményt adhat, ami tovább korlátozza hasznosságát (47).

CA72-4. A CA72-4 tumormarkert először Dr. Jeffrey Schlom írta le az 1980-as évek elején, mint olyan új antigént, amely reagál a humán metasztatikus emlőráksejtek membránnal dúsított frakcióival immunizált egerek által termelt egér antitestekkel (5). Ezek közül több monoklonális antitestet, köztük a B72.3-at is azonosították, amelyek előnyösen kötődtek a humán karcinóma sejtekhez, a normál felnőtt szövetek megkímélése mellett (5).

A monoklonális antitestek vizsgálatának fejlődése az 1980-as évek végén lehetővé tette az új azonosítási technikák további fejlesztését, amelyek megkönnyítették a CA72-4 további kimutatását és jellemzését (48). A kezdeti vizsgálatok a CA72-4 emelkedését mutatták ki a vastagbélrákos betegek akár 40%-ának és a gyomorrákos betegek 42,6%-ának szérumában, és a megnövekedett szintek szignifikánsan korreláltak a betegség előrehaladott stádiumával (12, 49). Ezenkívül azt találták, hogy a kimutathatatlan CEA-szintű vastagbélrákos betegek körülbelül 50%-ánál a CA72-4 valójában pozitív volt. Olyan posztoperatív betegek longitudinális vizsgálatai, akiknél a vérben a CEA kezdeti emelkedése nem volt kimutatható, azt mutatták, hogy a CA72-4 szintje már a kiújuló betegség klinikai manifesztációja előtt korán emelkedik (50). 1994-ben a Massachusetts General Hospital kutatói által a CA72-4 hasznosságának további jellemzésére végzett vizsgálat kimutatta, hogy a CA72-4 differenciáltan expresszálódik mind a jó-, mind a rosszindulatú hasnyálmirigy-cisztás elváltozásokban (51). A 19, nem jellemzett hasnyálmirigy-cisztában szenvedő beteg közül a folyadékaspiráció kimutatta, hogy a cisztán belüli CA72-4 szintje mind az öt cystadenocarcinomás betegnél emelkedett volt, az átlagos CA72-4 szint több mint 10 000 U/ml volt, szemben a pseudocystás betegek 3,8 U/ml-es, a tuw serosus cystadenomás betegek <3 U/ml-es és a jóindulatú mucinosus cystás neoplasmás betegek 44,2 U/ml-es szintjével. A CA72-4-et a hasnyálmirigy-ciszta folyadékában ígéretes új markernek tekintették a mucinosus cystadenocarcinomák és az álciszták megkülönböztetésére, az intermedier CA72-4-szintek a jóindulatú mucinosus cystás daganatok jelenlétére utalnak (51). Nemrégiben a CA72-4 műtét előtti értékelése gyomorrákos betegeknél összefüggést mutatott a szérum CA72-4 szintje és a nyirokcsomó-metasztázisok jelenléte között, míg a peritoneális folyadékban mért emelkedés a betegség T és N stádiumának is megfelelt (52), (53) ami arra utal, hogy a CA72-4-nek lehetséges szerepe lehet bizonyos gasztrointesztinális malignitások stádiumbeosztásában.

A CA72-4 lehetséges szerepére utaló korai vizsgálatok ellenére az előrehaladott betegség monitorozásában a CA72-4 vizsgálatát az Egyesült Államokban nem fogadták el széles körben. Japán és kelet-ázsiai, gyomor-bélrendszeri rosszindulatú daganatos betegeken végzett vizsgálatok, amelyekben a CA72-4-et CEA-val és CA19-9-cel kombinálták, hasznos betegségkorrelációt mutattak ki, akár 74%-os érzékenységgel, a specificitás romlása nélkül (54). A CA72-4 kimutatható szintjét találták többféle eredetű daganatban szenvedő betegeknél is, beleértve a tüdőrákot (36%), a petefészekrákot (24%, amelynek több mint felénél a betegség IV. stádiumban volt) és a vastagbélrákot (40%) (50). A vastagbél- és gyomorrákos betegek esetében akár 40%-os, petefészekrák esetében pedig 50%-os érzékenységről számoltak be, 95% feletti általános specificitás mellett (55). Emellett a preoperatív szérum tumor biomarker méréseket kombináló matematikai modellek további érzékenység- és specificitásnövekedést mutattak ki a korai stádiumú petefészekrák kimutatásában, bizonyítva a több biomarker kombinált elemzésének klinikai értékét petefészekrákos betegeknél (56). A CA72-4 mérése jó korrelációt mutatott a betegség terhelésével is, és előrejelzi a betegség kiújulását (50).

Vizsgálatunkban egy ELISA-alapú módszert alkalmaztunk, amely ambuláns laboratóriumban vagy kórházi környezetben is megbízhatóan mérhető a CA72-4 szintje különböző malignitású betegeknél. Bár a CA72-4 kimutatására jelenleg már számos ELISA-alapú teszt áll rendelkezésre és aktív klinikai használatban van, a módszer csak Észak-Amerikán kívüli országokban kapott engedélyt. Vizsgálatunk alátámasztja a CA72-4 potenciális használatát és szerepét a betegség monitorozásában és felügyeletében különböző gasztrointesztinális és nőgyógyászati rosszindulatú daganatokban, különösen hasnyálmirigy- és petefészek eredetű daganatokban, észak-amerikai populációban. Megállapítottuk, hogy a CA72-4 pozitivitási aránya hasnyálmirigyrákban 0,8 U/ml kimutatási határérték mellett hasonló volt az FDA által jóváhagyott CA19-9-hez a mi kohorszunkban, 82%, illetve 85%, a CC-49 antitest ELISA-teszt alkalmazásával. A kimutatási küszöbérték 4 U/ml-re történő emelése a korábban ismertetett vizsgálatokban leírtak szerint 58%-ra csökkentette a pozitivitási arányt. Azt is megállapítottuk, hogy a CA72-4 a petefészek előrehaladott rosszindulatú daganatában szenvedők körülbelül 64%-ánál volt emelkedett, miközben megerősítette a CA125 esetében ugyanebben a populációban a meglévő, körülbelül 80%-os pozitivitási arányt.

A CA72-4 szint és a CA19-9 egyezőségének konkrét példáját a klinikai kimenetel és a terápiára adott válasz tekintetében egy 60 éves, áttétes hasnyálmirigyrákban szenvedő beteg mutatja be. Ez a beteg kezdetben mind a CA19-9, mind a CA72-4 szintek csökkenését mutatta, ez korrelált a klinikai és radiológiai válasszal a szisztémás kemoterápia megkezdése után. Mindkét biomarker körülbelül 6 hónapig stabil maradt, majd a CA72-4 (0,8 U/ml-ről 4,6 U/ml-re) és a CA19-9 (177 U/ml-ről 1734 U/ml-re) emelkedését észlelték, ami a betegség progresszióját jelezte. Mindkét biomarker folyamatos emelkedését észlelték, a CA72-4 és a CA19-9 szintje a halál időpontjában a kiindulási szint 15, illetve 30-szorosát érte el. Bár vizsgálatunkban a klinikai eredmények a vizsgáló értékelésén alapultak, a jövőbeni, standardizált mérésekkel, például RECIST-kritériumokkal és az egészséggel kapcsolatos életminőséget mérő eszközökkel végzett vizsgálatok pontosabb eredményeket biztosíthatnak.

A CA72-4 hasznosságának másik példája a CA19-9-et nem expresszáló hasnyálmirigyrákos betegeknél. Ezt példázza egy 67 éves, kiterjedt metasztatikus hasnyálmirigyrákban szenvedő beteg, akinél a CA19-9 szintje a hatalmas tumorterhelés ellenére normális volt. Ennek a betegnek a CA19-9 szintje a klinikai lefolyása során továbbra is normális volt, ami korrelált a CA72-4 szintjével. Érdekes módon A-pozitív vércsoportúnak találták, ami váratlan eredmény, mivel a CA19-9 termeléséhez, valamint a Lewis antigén szintéziséhez szükséges fukozilációról nem ismert, hogy e vércsoportba tartozó betegeknél sérülne.

Az óvatosságra int, hogy a CA72-4 átmenetileg és tévesen emelkedett lehet néhány epeúti obstrukcióban szenvedő betegnél. Erre példa volt egy előrehaladott, epeúti elzáródást okozó hasnyálmirigyrákos beteg, akinek a megjelenésekor a CA19-9 értéke jelentősen emelkedett volt. A betegnél epeúti stentet helyeztek be, majd kemoterápiát alkalmaztak, aminek eredményeképpen a CA19-9 csökkent. Három hónappal később a CA72-4 szint hirtelen emelkedését észlelték (2 U/ml-ről 14,53 U/ml-re). A hasi képalkotás a sztent migrációját mutatta ki, ami visszatérő epeúti elzáródást okozott, ami sztentcserét tett szükségessé. A CA72-4 csökkenését figyelték meg az értékek folyamatos normalizálódásával. Érdekes módon a beteg CA19-9 szintje nem változott, és az epeúti elzáródás mellett tovább csökkent, ami megerősíti a CA19-9 és CA72-4 kombinált vizsgálatának fontosságát és potenciális értékét az epeúti elzáródásra hajlamos betegeknél.

Végeredményben ezzel a prospektív vizsgálattal kimutattuk, hogy a CA72-4 tumormarker szintje különböző gasztrointesztinális és nőgyógyászati eredetű metasztatikus rákokban változik, a legmagasabb pozitivitási arányt a hasnyálmirigy-, petefészek- és kolorektális karcinómákban találtuk. Ez a többéves vizsgálat a korlátozott mintanagyság ellenére bizonyítja, hogy a CA72-4 jelentőségteljes korrelációt mutat a betegség aktivitásával, és potenciálisan hasznos kiegészítője lehet a hagyományos biomarkereknek a különböző gasztrointesztinális és nőgyógyászati malignitások monitorozásában.