Fosfatasi alcalina elevata in un paziente con cancro: Think You Know the Source?

Presentazione del caso

Un uomo di 45 anni con sarcoma di Ewing metastatico ricorrente si è presentato al Memorial Sloan Kettering Cancer Center per un potenziale arruolamento in una sperimentazione clinica. I risultati di laboratorio iniziali erano notevoli per l’aumento dei livelli di fosfatasi alcalina e di γ-glutamil transferasi, ma erano altrimenti irrilevanti, compresi i livelli normali di aspartato aminotransferasi (AST) e alanina transaminasi (ALT). Gli aumenti dei livelli di ALP e GGT hanno suggerito una malattia del fegato, anche se il paziente non aveva una storia precedente di anomalie epatiche. Data l’anamnesi del paziente di malattia ossea metastatica, si sospettava che l’aumento osservato dell’ALP fosse dovuto all’aumento dell’isoenzima ALP osseo. Tuttavia, era importante documentare l’origine dell’aumento dell’ALP perché il paziente doveva essere arruolato in uno studio sperimentale che avrebbe definito il dosaggio del farmaco e gli effetti collaterali. Gli aumenti dell’ALP nel corso della sperimentazione che erano attribuibili agli isoenzimi specifici del fegato sarebbero stati segnalati come una tossicità limitante la dose e avrebbero potuto ritardare il trattamento o potenzialmente escludere il paziente dalla sperimentazione clinica. Al contrario, gli aumenti di ALP originati dall’osso e secondari alla malattia non sarebbero segnalati come tossicità.

Il laboratorio è stato consultato riguardo alle opzioni di test per identificare l’isoenzima specifico responsabile dell’aumento di ALP di questo paziente. A tal fine, è stato eseguito un test immunologico chemiluminescente ALP specifico per le ossa (Beckman Access Ostase). Il risultato di questo test è stato di 68,5 μg/L (intervallo di riferimento: 0,0-20,1 μg/L), che rappresenta un aumento significativo dell’ALP ossea. Per indagare il potenziale contributo di altri isoenzimi ALP, è stata eseguita l’elettroforesi presso un laboratorio di riferimento. Questo metodo utilizza l’elettroforesi per separare gli isoenzimi ALP seguiti dalla densitometria per la quantificazione. Simile ai risultati ottenuti al MSKCC, il livello di ALP totale del paziente era aumentato a 524 U/L (intervallo di riferimento: 45-115 U/L). È interessante notare che il livello di ALP osseo era anormalmente basso al 7,8% (intervallo di riferimento: 19,1-67,7%) del livello totale di ALP, mentre il livello di ALP epatico era aumentato e rappresentava il 92,2% dei livelli totali di ALP. Non sono stati rilevati né isoenzimi placentari né isoenzimi intestinali. Alla luce di questi risultati, il team di assistenza clinica ha iniziato un work-up per potenziali condizioni epatobiliari mentre il laboratorio ha ulteriormente studiato i risultati discrepanti.

Un metodo alternativo che utilizza una combinazione di attività enzimatica e inattivazione termica è stato eseguito presso un laboratorio di riferimento. Anche i risultati di questo test erano aumentati per entrambi gli isoenzimi del fegato (359 U/L; intervallo di riferimento: 0-94 U/L) e delle ossa (101 U/L; intervallo di riferimento: 0-55 U/L). Gli studi di imaging sono stati eseguiti e hanno rivelato la presenza di epatopatia congestizia derivante da un’anomalia di perfusione secondaria alla congestione venosa epatica. Questa condizione si presenta tipicamente con un aumento dei livelli di ALP e GGT con livelli normali di AST e ALT. Una risonanza magnetica ha confermato la progressione della malattia nell’omero destro e nuove lesioni metastatiche nel corpo scapolare. Gli studi di imaging hanno confermato la presenza di una disfunzione epatica e di una malattia ossea progressiva, che potrebbero entrambe comportare un aumento dei livelli di ALP epatica e ossea. A causa di queste complicazioni, il paziente è stato escluso dalla sperimentazione clinica.

Discussione

ALP è un enzima idrolasi responsabile della defosforilazione di molti tipi di molecole, tra cui proteine e nucleotidi. Ci sono 4 isoenzimi primari di ALP, tra cui osseo, epatico, intestinale e placentare. Circa il 95% dell’attività totale dell’ALP nel siero umano deriva da fonti ossee ed epatiche che si presentano in un rapporto di circa 1:1 negli adulti sani (1). Negli adulti, aumenti dell’ALP possono essere osservati in numerose condizioni, tra cui la gravidanza, l’insufficienza cardiaca congestizia, la colite ulcerosa e le infezioni batteriche. L’aumento del livello di ALP nel fegato è più frequentemente osservato nelle condizioni epatobiliari, in particolare nella colestasi, mentre gli aumenti dei livelli di ALP nell’osso si riscontrano nelle patologie con aumento dell’attività degli osteoblasti, come la malattia di Paget o alcuni tumori che hanno origine nell’osso o si sono diffusi all’osso (2). Poiché l’ALP può provenire da diverse fonti e può essere aumentata a seguito di una varietà di condizioni, è spesso necessario testare gli isoenzimi ALP per determinarne l’origine.

Ci sono 3 metodi principali disponibili per valutare gli isoenzimi ALP. L’elettroforesi è 1 metodo, dove gli isoenzimi ALP sono separati sulla base delle differenze di carica. Tuttavia, poiché la mobilità degli isoenzimi del fegato e delle ossa è praticamente equivalente, è necessario un ulteriore passaggio. La lectina del germe di grano (agglutina del germe di grano: WGA) viene aggiunta per sfruttare le differenze di sialazione tra gli isoenzimi del fegato e dell’osso. L’isoenzima osseo è tipicamente ricco di acido sialico e reagisce con la WGA nel gel di agarosio e precipita. Una volta separati, gli isoenzimi vengono letti su un densitometro per la quantificazione ed espressi come percentuali di ALP totale (3). Il secondo metodo sfrutta le differenze di stabilità termica tra gli isoenzimi. In questo metodo, l’attività ALP totale viene misurata dal campione direttamente e dopo il riscaldamento. L’ALP ossea è termolabile; pertanto, le misurazioni effettuate dopo il riscaldamento saranno assenti dall’attività dell’ALP ossea. L’ALP del fegato è stabile al calore e sarà attiva in entrambe le misurazioni. L’ALP ossea può quindi essere determinata sottraendo le 2 misurazioni (4). Il terzo metodo è un test immunologico utilizzato per quantificare esclusivamente i livelli di ALP ossea (5). Esistono diversi kit di immunodosaggio dell’ALP ossea disponibili in commercio, anche se in questo studio è stato utilizzato il test Beckman Access Ostase. Questo metodo è un saggio immunoenzimatico a 1 fase. In breve, un anticorpo monoclonale di topo specifico per l’ALP ossea viene aggiunto a particelle paramagnetiche rivestite di anticorpo policlonale antimouse di capra. Il siero del paziente viene quindi aggiunto alle particelle rivestite e qualsiasi ALP ossea presente si legherà all’anticorpo monoclonale anti ALP ossea. Viene aggiunto un substrato chemiluminescente e la luce generata dalla reazione è direttamente proporzionale alla concentrazione di ALP ossea nel campione.

In questo caso, data la storia di sarcoma di Ewing del paziente e la mancanza di sintomi o di una storia di disfunzione epatica, sono stati studiati prima gli aumenti dei livelli di ALP ossea. L’ALP ossea era aumentata; tuttavia, a causa di una differenza di unità tra il test immunologico dell’ALP ossea e il test enzimatico dell’ALP totale (test immunologico che misura la quantità in microgrammi per litro e test enzimatico che misura l’attività in unità per litro), i risultati non possono essere usati in modo intercambiabile e devono essere interpretati in modo appropriato. L’aumento osservato dell’ALP ossea ha fornito la prova che l’aumento dell’ALP totale era almeno parzialmente di origine ossea, ma non è stato possibile identificare definitivamente l’ALP ossea come unico contributore. I test successivi utilizzando l’elettroforesi e la stabilità al calore per identificare gli aumenti di altri isoenzimi ALP hanno rivelato un aumento dei livelli di ALP nel fegato, ma anche questi hanno dimostrato una discrepanza nel livello di ALP ossea. Gli studi di imaging hanno rivelato una patologia sottostante sia per l’aumento degli isoenzimi del fegato che dell’osso. Si è quindi concluso che i risultati discordanti erano il risultato di una diminuzione dell’ALP ossea determinata dal metodo dell’elettroforesi.

La capacità del metodo elettroforetico di distinguere l’ALP ossea dall’ALP epatica si basa sulla premessa che l’ALP ossea presente nel siero è ricca di acido sialico. Nel siero, ci sono 3 isoforme primarie di ALP ossea, cioè B1, B2 e B/I (6). È interessante notare che è stato dimostrato che queste isoforme differiscono nel numero di residui di acido sialico presenti. Uno studio precedente ha stimato il numero di residui di acido sialico a 29 e 45 per ogni omodimero B1 e B2, rispettivamente. B/I è composto per il 70% da isoenzima osseo e per il 30% da isoenzima intestinale e ha pochissimi residui di acido sialico (7). Le diverse isoforme precipitano in misura diversa in presenza di WGA in base al numero di residui di acido sialico presenti, con B2 che mostra il più alto livello di precipitazione seguito da B1 e B/I. Analogamente, uno studio di Farley et al. ha dimostrato che l’inattivazione termica e l’immunodosaggio erano superiori al test di precipitazione WGA per il rilevamento dell’ALP ossea nel siero di soggetti osteoporotici in postmenopausa (8). È plausibile che l’isoforma presente in questo paziente avesse meno residui di acido sialico che potrebbero spiegare il risultato discordante dell’ALP ossea normale usando il metodo elettroforetico. È interessante notare che le 3 isoforme dell’ALP hanno esibito una cinetica di inattivazione del calore simile (7).

In questo caso, sono stati utilizzati 3 metodi diversi per determinare la fonte dell’aumento dell’ALP in un paziente con malattia ossea metastatica e nessuna storia di disfunzione epatica. La corretta interpretazione del risultato iniziale dell’ALP ossea tramite immunodosaggio è stata determinante per la successiva diagnosi e il trattamento di una condizione epatica precedentemente non diagnosticata. Questa indagine evidenzia l’importanza di comprendere le metodologie specifiche e i limiti dei diversi test ALP.

2 Abbreviazioni non standard

• ALP

  fosfatasi alcalina

• AST

  aspartato aminotransferasi

• ALT

  alanina transaminasi

• GGT

  γ-glutamil transferasi

• WGA

  agglutin del germe di grano.