Cancer Antigen 72-4 for the Monitoring of Advanced Tumors of the Gastrointestinal Tract, Long, Borst en Eierstokken

CA125. CA125, gecodeerd door het MUC16-gen, is een lid van de mucinefamilie van glycoproteïnen en komt normaal tot expressie in de zich ontwikkelende foetale epitheliale bekleding van de lichaamsholten en het vrouwelijke voortplantingskanaal. Het eiwit werd voor het eerst ontdekt door Dr. Robert Bast en andere onderzoekers aan de Harvard Medical School in 1981 nadat was ontdekt dat muriene monoklonale antilichamen reactief waren met humaan epitheliaal ovariumcarcinoom maar niet met niet-maligne menselijke weefsels (32). CA125 wordt ook in verband gebracht met maligniteiten van het endometrium, de eileider, de borst, de long, slokdarm-, maag-, lever- en pancreaskanker (33-37). Verhoogingen in CA125 werden ook waargenomen in niet-maligne condities zoals tijdens de menstruatie, late zwangerschap, episodes van serosale irritatie zoals endometriose, goedaardige folliculaire ovariumcysten, en condities geassocieerd met ontsteking zoals pelvic inflammatory disease, peritonitis, ascites, pericarditis en pleurale effusies (38). CA125-expressie werd positief bevonden bij 83% van de patiënten met gevorderde epitheliale eierstokkanker, maar slechts bij 50% van de patiënten met stadium 1 ziekte, waardoor de rol ervan bij screening van eierstokkanker in de algemene bevolking beperkt is.

CA19-9. CA19-9 is gevalideerd als een serum tumormarker voor patiënten met gevorderde pancreaskanker. Stijgingen zijn echter ook aangetoond bij maligniteiten van de slokdarm, maag, galblaas, galwegen en pancreas (39). Met 37 U/ml als cut-off voor de bovengrens van normaal, zijn een sensitiviteit en specificiteit van respectievelijk 81% en 90% gerapporteerd bij patiënten met pancreaskanker, waarbij de specificiteit steeg tot bijna 100% wanneer een cut-off van 1.000 U/ml werd gebruikt (3). Waarden van meer dan 1.000 U/ml hebben ook implicaties voor het management en de voorspelling van de respons op therapie. Patiënten met een CA19-9 niveau hoger dan 1.000 U/ml op het moment van diagnose hadden bijvoorbeeld een grotere kans op onherstelbare ziekte (40). Biomarkeranalyse in grote fase 3 pancreaskankeronderzoeken toonde aan dat een daling van CA19-9 met ten minste 90% correleerde met een verhoogde overleving (41-43). Prognostische studies door Reni et al. toonden aan dat de basale waarde van CA19-9 in gevorderde pancreasziekte correleerde met overleving (44, 45). Uitkomstanalyse van CA19-9 nadir als respons op therapie beïnvloedde de algehele overleving, waarbij patiënten een overleving vertoonden van 6,5, 10 en 16,7 maanden voor een toename of afname van CA19-9 van respectievelijk <50%, afname met 50-89%, en meer dan 89% afname. Bovendien heeft een recentere studie ook gesuggereerd dat een daling van CA19-9 met 8 weken meer voorspellend kan zijn voor de overleving in vergelijking met radiologische respons, waardoor een betrouwbare meting van de tumormarker een belangrijk instrument wordt bij de behandeling van patiënten (41).

Ondanks het nut van CA19-9 bij het monitoren van pancreas- en galwegkanker, is de overexpressie ervan bij goedaardige inflammatoire aandoeningen zoals choledocholithiasis, acute en chronische pancreatitis, diverticulitis, Hashimoto’s thyroiditis, reumatoïde artritis en niet-inflammatoire aandoeningen zoals obstructieve geelzucht, ovariumcysten en hartfalen kunnen resulteren in hoge fout-positieve percentages van 10-30%, waardoor het nut van CA19-9 voor metastatische ziekte bij patiënten met deze aandoeningen beperkt is (46). Andere beperkingen van CA19-9 zijn de afhankelijkheid van fucosyltransferase voor de synthese, een enzym dat bij tot 5% van de bevolking afwezig is en dat ook nodig is voor de synthese van het Lewis-antigeen van de menselijke bloedgroep. Dientengevolge kan het meten van CA19-9 bij patiënten met een Lewis-nul bloedgroep resulteren in een potentieel vals-negatief resultaat, waardoor het nut ervan verder wordt beperkt (47).

CA72-4. De tumormarker CA72-4 werd voor het eerst beschreven door Dr. Jeffrey Schlom in het begin van de jaren tachtig als een nieuw antigeen dat reageert op muizenantilichamen die worden geproduceerd door muizen die zijn geïmmuniseerd met membraanverrijkte fracties van menselijke metastatische mammacarcinomacellen (5). Hiervan werden verschillende monoklonale antilichamen, waaronder B72.3, geïdentificeerd die bij voorkeur binden aan menselijke carcinoma cellen met sparing van normale volwassen weefsels (5).

De vooruitgang van het testen met monoklonale antilichamen in de late jaren ’80 maakte de verdere ontwikkeling van nieuwe identificatietechnieken mogelijk die de verdere opsporing en karakterisering van CA72-4 vergemakkelijkten (48). De eerste studies toonden een verhoging aan van CA72-4 in de sera van tot 40% van de patiënten met colorectale kanker en 42,6% van de patiënten met maagkanker, waarbij verhoogde niveaus significant gecorreleerd waren met gevorderde stadia van de ziekte (12, 49). Bovendien werd vastgesteld dat ongeveer 50% van de patiënten met colonkanker bij wie de CEA-waarden niet konden worden opgespoord, in feite positief waren voor CA72-4. Longitudinale studies van postoperatieve patiënten die geen initiële verhoging van het CEA in het bloed hadden, toonden aan dat er een vroege stijging van CA72-4 was voordat de klinische manifestatie van terugkerende ziekte optrad (50). In 1994 toonden onderzoekers van het Massachusetts General Hospital in een studie om de bruikbaarheid van CA72-4 verder te karakteriseren aan dat CA72-4 differentieel tot expressie kwam in zowel benigne als maligne pancreascystische laesies (51). Van 19 patiënten met ongekarakteriseerde pancreascysten toonden vloeistof aspiraties aan dat intra-cystische CA72-4 niveaus verhoogd waren in alle vijf patiënten met cystadenocarcinomen, met een gemiddelde CA72-4 niveau van meer dan 10.000 U/ml, vergeleken met 3,8 U/ml in patiënten met pseudocysten, <3 U/ml in tau sereuze cystadenomen en 44,2 U/ml in die met benigne mucineuze cystische neoplasma’s. CA72-4 in pancreascystevloeistof werd gezien als een veelbelovende nieuwe marker voor de differentiatie van mucineuze cystadenocarcinomen van pseudocysten, met intermediaire CA72-4 niveaus die wijzen op de aanwezigheid van goedaardige mucineuze cysteuze neoplasma’s (51). Meer recentelijk toonde preoperatieve evaluatie van CA72-4 bij patiënten met maagkanker een correlatie aan tussen serum CA72-4 niveaus en de aanwezigheid van lymfekliermetastase, terwijl verhogingen in peritoneale vloeistof overeenkwamen met zowel het T- als het N-stadium van de ziekte (52), (53) wat wijst op een mogelijke rol in de stadiëring van bepaalde gastro-intestinale maligniteiten.

Ondanks deze vroege studies die wijzen op een mogelijke rol van CA72-4 bij het monitoren van gevorderde ziekte, is het testen op CA72-4 niet wijdverbreid aangenomen in de Verenigde Staten. Studies uitgevoerd bij Japanse en Oost-Aziatische patiënten met gastro-intestinale maligniteiten waarbij CA72-4 met CEA en CA19-9 werd gecombineerd, hebben nuttige correlatie met de ziekte aangetoond, met een sensitiviteit tot 74% zonder afbreuk te doen aan de specificiteit (54). Detecteerbare niveaus van CA72-4 zijn ook gevonden bij patiënten met tumoren van meerdere oorsprong, waaronder longkanker (36%), eierstokkanker (24%, waarvan meer dan de helft stadium IV-ziekte had) en colonkanker (40%) (50). Een gevoeligheid tot 40% bij patiënten met colorectale en maagcarcinomen en 50% bij eierstokkanker, met een algemene specificiteit van meer dan 95%, is gerapporteerd (55). Bovendien hebben wiskundige modellen die preoperatieve metingen van tumorbiomarkers in serum combineren een verdere toename van de gevoeligheid en specificiteit aangetoond bij de opsporing van eierstokkanker in een vroeg stadium, wat de klinische waarde aantoont van een gecombineerde analyse van meerdere biomarkers bij patiënten met eierstokkanker (56). Meting van CA72-4 heeft ook een goede correlatie met ziektelast aangetoond en is voorspellend voor ziekteherval (50).

In onze studie hebben we een ELISA-gebaseerde methode gebruikt die in een poliklinisch laboratorium of ziekenhuisomgeving kan worden gebruikt om het CA72-4-niveau van patiënten met verschillende maligniteiten betrouwbaar te meten. Hoewel verschillende ELISA-gebaseerde assays voor de opsporing van CA72-4 momenteel reeds beschikbaar zijn en actief klinisch gebruikt worden, heeft deze methode enkel goedkeuring gekregen in landen buiten Noord-Amerika. Onze studie ondersteunt het potentiële gebruik en de rol van CA72-4 in ziektebewaking en toezicht bij verschillende gastro-intestinale en gynaecologische maligniteiten, vooral van pancreas- en ovariumoorsprong, in een Noord-Amerikaanse populatie. Wij vonden dat het percentage positieve uitslagen van CA72-4 bij pancreaskanker bij een detectiedrempel van 0,8 U/ml, vergelijkbaar was met het door de FDA goedgekeurde CA19-9 in ons cohort, respectievelijk 82% versus 85%, gebruikmakend van de CC-49 antilichaam ELISA-test. Verhoging van de detectiedrempel tot 4 U/ml, zoals beschreven in eerder gerapporteerde studies, verminderde het positiviteitspercentage tot 58%. We ontdekten ook dat CA72-4 verhoogd was in ongeveer 64% van degenen met gevorderde ovariummaligniteiten, terwijl bestaande positiviteitspercentages van ongeveer 80% voor CA125 in dezelfde populatie werden bevestigd.

Een specifiek voorbeeld van concordantie van het CA72-4 niveau met CA19-9 in klinisch resultaat en respons op therapie wordt geïllustreerd door een 60-jarige patiënt met gemetastaseerde pancreaskanker. Deze patiënt vertoonde aanvankelijk een daling in zowel CA19-9 als CA72-4 niveaus, dit correleerde met klinische en radiologische respons na de start van systemische chemotherapie. Beide biomarkers bleven stabiel gedurende ongeveer 6 maanden, waarna een stijging in CA72-4 (0,8 U/ml tot 4,6 U/ml) en CA19-9 (177 U/ml tot 1734 U/ml) werd waargenomen, wat wijst op ziekteprogressie. Een voortdurende stijging van beide biomarkers werd waargenomen, met CA72-4 en CA19-9 niveaus die een piek bereikten van respectievelijk 15 en 30 maal hun uitgangsniveau, op het tijdstip van overlijden. Hoewel de klinische resultaten in onze studie gebaseerd waren op de beoordeling van de onderzoeker, kunnen toekomstige studies met gestandaardiseerde maatstaven zoals RECIST-criteria en gezondheidsgerelateerde instrumenten voor levenskwaliteit nauwkeurigere resultaten garanderen.

Een ander voorbeeld van het nut van CA72-4 is bij patiënten met pancreaskanker die geen CA19-9 tot expressie brengen. Dit wordt geïllustreerd door een 67-jarige met wijdverspreide gemetastaseerde pancreaskanker met een normale CA19-9-spiegel ondanks een enorme tumorlast. Deze patiënte bleef een normaal niveau van CA19-9 hebben gedurende haar klinische verloop, dat correleerde met het niveau van CA72-4. Interessant was dat zij bloedgroep A-positief bleek te zijn, een onverwachte bevinding omdat fucosylatie die nodig is voor CA19-9 productie en Lewis antigeensynthese niet aangetast is bij patiënten van deze bloedgroep.

Voorzichtigheidshalve kan CA72-4 tijdelijk en vals verhoogd zijn bij sommige patiënten met biliaire obstructie. Een voorbeeld hiervan was dat van een patiënt met gevorderde pancreaskanker die biliaire obstructie veroorzaakte met een duidelijke verhoging van CA19-9 bij presentatie. De patiënt onderging een biliaire stentplaatsing gevolgd door chemotherapie, met als resultaat een daling van CA19-9. Drie maanden later werd een abrupte stijging van CA72-4 niveau (2 U/ml tot 14,53 U/ml) vastgesteld. Beeldvorming van de buik toonde migratie van de stent aan, wat een recidiverende obstructie van de galwegen veroorzaakte, waardoor de stent vervangen moest worden. Een daling van CA72-4 werd waargenomen met een voortdurende normalisatie van de waarden. Interessant is dat de CA19-9-spiegel van de patiënt niet beïnvloed werd en bleef dalen in de setting van de galobstructie, wat het belang en de potentiële waarde versterkt van combinatietests van CA19-9 en CA72-4 bij patiënten die vatbaar zijn voor galobstructie.

Concluderend, door middel van deze prospectieve studie hebben we aangetoond dat het niveau van tumormarker CA72-4 varieert in verschillende metastatische kankers van gastro-intestinale en gynaecologische oorsprong, met de hoogste positiviteitspercentages gevonden in pancreas-, ovarium- en colorectale carcinomen. Deze meerjarige studie toont, ondanks de beperkte steekproefgrootte, aan dat CA72-4 een betekenisvolle correlatie heeft met ziekteactiviteit en mogelijk een nuttige aanvulling kan zijn op conventionele biomarkers bij het monitoren van verschillende gastro-intestinale en gynaecologische maligniteiten.