Cancerantigen 72-4 för övervakning av avancerade tumörer i mag-tarmkanalen, Lung, bröst och äggstockar

Diskussion

Tumörbiomarkörer spelar en avgörande roll i övervakningen av svaret på terapi och i övervakningen efter behandling av olika gastrointestinala och gynekologiska maligniteter (13). Medan det kliniska värdet av FDA-godkända tumörmarkörer som CEA, CA19-9 och CA125 har fastställts, saknas adekvata data för att stödja FDA-godkännande av CA72-4 som en potentiell biomarkör och dess mätning betraktas endast som experimentell och undersökande. Här går vi kortfattat igenom arten av för närvarande validerade tumörmarkörer och diskuterar CA72-4:s potentiella roll i armamentariet.

CEA. CEA är ett 180 kDa oncofetalt glykoprotein som är förankrat på cellytan och isolerades först 1965 av forskare vid McGill University från vävnadsextrakt från mänsklig tjocktarmsvävnad (14). Glykoproteinet, med en halveringstid på cirka 7 dagar, visade sig uttryckas i gastrointestinal och mukosal vävnad under fosterutvecklingen men endast minimalt uttryckas i vuxen vävnad (15, 16). Ytterligare studier visade att det också var överuttryckt i adenokarcinom av varierande ursprung, bland annat i magsäck, lever, lungor, bukspottkörtel, äggstockar och prostata (17-24). Vid tjocktarmscancer har CEA:s specificitet och sensitivitet visat sig variera med framskridande tumörstadium, med en specificitet som varierar mellan 37 % och 86 % vid avancerad sjukdom, vilket ger ett användbart sätt att övervaka sjukdomen (25-27). CEA kan också vara förhöjt vid godartade tillstånd som inflammatorisk tarmsjukdom, pankreatit och hos rökare, vilket begränsar dess användbarhet vid cancer i tidigt stadium och hos patienter med sådana tillstånd (28-31).

CA125. CA125 kodas av MUC16-genen och tillhör mucinfamiljen av glykoproteiner och uttrycks normalt i den fosterlika epitelväggens utveckling i kroppshålorna och i den kvinnliga reproduktionskanalen. Proteinet upptäcktes först av dr Robert Bast och andra forskare vid Harvard Medical School 1981 efter att murina monoklonala antikroppar visat sig ha reaktivitet med humant epiteliala ovariecancer men inte med icke-maligna mänskliga vävnader (32). CA125 är också förknippat med maligniteter i endometrium, äggledare, bröst-, lung-, esofagus-, mag-, lever- och bukspottkörtelcancer (33-37). Förhöjningar av CA125 har också observerats vid icke-maligna tillstånd såsom under menstruation, sen graviditet, episoder av serosal irritation såsom endometrios, godartade follikulära ovariecystor och tillstånd som är förknippade med inflammation såsom bäckeninflammatorisk sjukdom, peritonit, ascites, perikardit och pleurautgjutningar (38). CA125-uttryck har visat sig vara positivt hos upp till 83 % av patienterna med avancerad epitelial ovariecancer men endast hos 50 % av patienterna med sjukdomsstadium 1, vilket begränsar dess roll i screening av ovariecancer i den allmänna befolkningen.

CA19-9. CA19-9 har validerats som en tumörmarkör i serum för patienter med avancerad bukspottkörtelcancer. Förhöjningar har dock även påvisats vid maligniteter i matstrupe, magsäck, gallblåsa, gallvägar och bukspottkörtel (39). Med 37 U/ml som gränsvärde för den övre normalgränsen har sensitivitet och specificitet på 81 % respektive 90 % rapporterats hos patienter med bukspottkörtelcancer, med en specificitet som ökar till nästan 100 % när ett gränsvärde på 1 000 U/ml används (3). Värden över 1 000 U/ml hade också betydelse för hanteringen och för att förutsäga svaret på behandlingen. Patienter med en CA19-9-nivå över 1 000 U/ml vid diagnostillfället hade till exempel större sannolikhet att ha en icke-resektabel sjukdom (40). Biomarkeranalys i stora fas 3-studier av pankreascancer visade att en minskning av CA19-9 med minst 90 % korrelerade med ökad överlevnad (41-43). Prognosticeringsstudier av Reni et al. visade att basvärdet av CA19-9 vid avancerad bukspottkörtelsjukdom korrelerade med överlevnad (44, 45). Resultatanalys av CA19-9 nadir som svar på behandling påverkade den totala överlevnaden, där patienterna hade en överlevnad på 6,5, 10 och 16,7 månader för en ökning eller minskning av CA19-9 med <50 %, minskning med 50-89 % respektive en minskning med mer än 89 %. Dessutom har en nyare studie också föreslagit att en minskning av CA19-9 inom 8 veckor kan vara mer förutsägande för överlevnad jämfört med radiologiskt svar, vilket gör tillförlitlig mätning av tumörmarkörer till ett viktigt verktyg i hanteringen av patienter (41).

Trots CA19-9:s användbarhet vid övervakning av cancer i bukspottkörteln och gallan, är dess överuttryck vid godartade inflammatoriska tillstånd som koledokolithiasis, akut och kronisk pankreatit, divertikulit, Hashimotos tyreoidit, reumatoid artrit och icke-inflammatoriska tillstånd som obstruktiv gulsot, ovariecystor och hjärtsvikt kan resultera i höga falskt positiva siffror på 10-30 %, vilket begränsar dess användbarhet vid metastatisk sjukdom hos patienter med dessa tillstånd (46). Andra begränsningar av CA19-9 inkluderar dess beroende av fucosyltransferas för syntesen, ett enzym som saknas hos upp till 5 % av befolkningen och som också krävs för syntesen av humant blodgrupp Lewis-antigen. Därför kan mätning av CA19-9 hos patienter med Lewis-null blodgrupp resultera i ett potentiellt falskt negativt resultat, vilket ytterligare begränsar dess användbarhet (47).

CA72-4. Tumörmarkören CA72-4 beskrevs först av dr Jeffrey Schlom i början av 1980-talet som ett nytt antigen som reagerar på murina antikroppar som produceras av möss som immuniserats med membranberikade fraktioner av humana metastatiska bröstcancerceller (5). Av dessa identifierades flera monoklonala antikroppar, däribland B72.3, som föredrar att binda till humana karcinomceller utan att skada normala vuxna vävnader (5).

Förbättringen av testning av monoklonala antikroppar i slutet av 1980-talet gjorde det möjligt att fortsätta att utveckla nya identifieringstekniker som underlättade ytterligare upptäckt och karakterisering av CA72-4 (48). Initiala studier visade en förhöjning av CA72-4 i serum hos upp till 40 % av patienter med kolorektalcancer och 42,6 % av patienter med magsäckscancer, och de ökade nivåerna var signifikant korrelerade med avancerade sjukdomsstadier (12, 49). Dessutom fann man att cirka 50 % av patienter med tjocktarmscancer med odetekterbara CEA-nivåer i själva verket var positiva för CA72-4. Longitudinella studier av postoperativa patienter som inte hade någon initial förhöjning av CEA i blodet visade att det fanns en tidig ökning av CA72-4 före klinisk manifestation av återkommande sjukdom (50). År 1994 visade en studie för att ytterligare karakterisera användbarheten av CA72-4 av forskare vid Massachusetts General Hospital att CA72-4 uttrycktes differentiellt i både godartade och maligna pankreascystiska lesioner (51). Av 19 patienter med okarakteriserade pankreascystor visade vätskeaspirationer att de intracystiska CA72-4-nivåerna var förhöjda hos alla fem patienter med cystadenokarcinom, med en genomsnittlig CA72-4-nivå på över 10 000 U/ml, jämfört med 3,8 U/ml hos patienter med pseudocystor, <3 U/ml hos tuw serösa cystadenom och 44,2 U/ml hos dem med godartade mukinösa cystiska neoplasmer. CA72-4 i pankreascystvätska sågs som en lovande ny markör för differentiering av mukinösa cystadenokarcinom från pseudocystor, med intermediära CA72-4-nivåer som tyder på förekomst av godartade mukinösa cystiska neoplasmer (51). På senare tid visade preoperativ utvärdering av CA72-4 hos patienter med magsäckscancer en korrelation mellan CA72-4-nivåer i serum och förekomst av lymfkörtelmetastaser, medan förhöjningar i peritonealvätska motsvarade både T- och N-stadiet av sjukdomen (52), (53) vilket tyder på att det kan spela en möjlig roll i stadieindelningen av vissa maligniteter i mag-tarmkanalen.

Trots dessa tidiga studier som tyder på en möjlig roll för CA72-4 i övervakningen av avancerad sjukdom har testning av CA72-4 inte fått något brett genomslag i USA. Studier som utförts på japanska och östasiatiska patienter med gastrointestinala maligniteter där CA72-4 kombineras med CEA och CA19-9 har visat på användbar sjukdomskorrelation, med en sensitivitet på upp till 74 % utan att försämra specificiteten (54). Detekterbara nivåer av CA72-4 har också påträffats hos patienter med tumör av flera olika ursprung, bland annat lungcancer (36 %), äggstockscancer (24 %, varav mer än hälften hade sjukdomsstadium IV) och tjocktarmscancer (40 %) (50). Sensitivitet på upp till 40 % hos patienter med kolorektal- och magsäckscancer och 50 % vid äggstockscancer, med en total specificitet på över 95 %, har rapporterats (55). Dessutom har matematiska modeller som kombinerar preoperativa mätningar av tumörbiomarkörer i serum visat en ytterligare ökning av sensitivitet och specificitet vid upptäckt av äggstockscancer i tidigt stadium, vilket visar på kliniskt värde i kombinationsanalys av flera biomarkörer hos patienter med äggstockscancer (56). Mätning av CA72-4 har också visat god korrelation med sjukdomsbördan och är prediktiv för sjukdomsrecidiv (50).

I vår studie använde vi en ELISA-baserad metod som kan användas i ett öppenvårdslaboratorium eller på sjukhus för att tillförlitligt mäta CA72-4-nivån hos patienter med olika maligniteter. Även om flera ELISA-baserade tester för detektion av CA72-4 redan finns tillgängliga för närvarande och är i aktiv klinisk användning, har den endast fått godkännande i länder utanför Nordamerika. Vår studie stöder CA72-4:s potentiella användning och roll för sjukdomskontroll och övervakning av olika gastrointestinala och gynekologiska maligniteter, särskilt av pankreas- och ovariehinnor, i en nordamerikansk population. Vi fann att CA72-4:s positivitetsgrad vid bukspottkörtelcancer vid en gränsvärde på 0,8 U/ml var jämförbar med den FDA-godkända CA19-9 i vår kohort, 82 % respektive 85 %, med hjälp av CC-49-antikropps-ELISA-analysen. En höjning av detektionströskeln till 4 U/ml enligt beskrivningen i tidigare rapporterade studier minskade positivitetsgraden till 58 %. Vi fann också att CA72-4 var förhöjt hos cirka 64 % av dem med avancerade maligniteter i äggstockarna, samtidigt som vi bekräftade befintliga positivitetsfrekvenser på cirka 80 % för CA125 i samma population.

Ett specifikt exempel på överensstämmelse mellan CA72-4-nivån och CA19-9 när det gäller kliniskt utfall och svar på terapi illustreras av en 60-årig patient med metastaserad bukspottkörtelcancer. Denna patient uppvisade initialt en nedgång i både CA19-9- och CA72-4-nivåerna, detta korrelerade med kliniskt och radiologiskt svar efter initiering av systemisk kemoterapi. Båda biomarkörerna förblev stabila i cirka 6 månader, varefter en ökning av CA72-4 (0,8 U/ml till 4,6 U/ml) och CA19-9 (177 U/ml till 1734 U/ml) upptäcktes, vilket tyder på sjukdomsprogression. En fortsatt ökning av båda biomarkörerna noterades, med CA72-4- och CA19-9-nivåer som toppade 15 respektive 30 gånger sin utgångsnivå vid dödstillfället. Även om de kliniska resultaten i vår studie baserades på utredarens bedömning kan framtida studier med standardiserade mått som RECIST-kriterier och instrument för hälsorelaterad livskvalitet säkerställa mer exakta resultat.

Ett annat exempel på användbarheten av CA72-4 är hos patienter med bukspottkörtelcancer som inte uttrycker CA19-9. Detta exemplifieras av en 67-åring med utbredd metastaserad bukspottkörtelcancer med en normal nivå av CA19-9 trots enorm tumörbörda. Denna patient fortsatte att ha en normal nivå av CA19-9 under hela sitt kliniska förlopp, vilket korrelerade med nivån av CA72-4. Intressant nog visade det sig att hon var blodgrupp A-positiv, ett oväntat resultat eftersom fukosylering som krävs för CA19-9-produktion samt Lewis-antigen-syntesen inte är känd för att vara påverkad hos patienter med denna blodgrupp.

En försiktighetsåtgärd är att CA72-4 kan vara övergående och falskt förhöjt hos vissa patienter med gallvägsobstruktion. Ett exempel på detta var en patient med avancerad bukspottkörtelcancer som orsakade gallvägsobstruktion med en markant förhöjning av CA19-9 vid presentationen. Patienten fick en stent i gallan följt av kemoterapi, vilket ledde till att CA19-9 sjönk. Tre månader senare noterades en plötslig ökning av CA72-4-nivån (2 U/ml till 14,53 U/ml). Bilddiagnostik i buken visade att stentmigrationen orsakade återkommande gallvägsobstruktion, vilket krävde ett stentbyte. En minskning av CA72-4 observerades med fortsatt normalisering av värdena. Intressant nog var patientens CA19-9-nivå opåverkad och fortsatte att sjunka i samband med biliär obstruktion, vilket förstärker vikten och det potentiella värdet av kombinationstestning av CA19-9 och CA72-4 hos patienter som är benägna att drabbas av biliär obstruktion.

Slutningsvis visade vi genom denna prospektiva studie att nivån av tumörmarkören CA72-4 varierar i olika metastaserande cancerformer av gastrointestinal och gynekologisk härkomst, där de högsta positivitetsnivåerna återfinns i pankreas-, ovarie- och kolorektala karcinom. Denna fleråriga studie visar, trots sin begränsade urvalsstorlek, att CA72-4 har en meningsfull korrelation med sjukdomsaktivitet och kan potentiellt vara ett användbart komplement till konventionella biomarkörer vid övervakning av olika gastrointestinala och gynekologiska maligniteter.