Wybrane cytokiny hematopoetyczne jako markery nowotworów narządu rodnego

Transkrypt

1 diagnostyka laboratoryjna Journal of Laboratory Diagnostics 2011 Volume 47 Number Praca poglądowa Review Article Wybrane cytokiny hematopoetyczne jako markery nowotworów narządu rodnego A selected hematopoietic cytokines as tumor markers of gynecological cancers Katarzyna Kościuk 1, Sławomir Ławicki 2, Maciej Szmitkowski 2 1 Samodzielny Publiczny Zakład Opieki Zdrowotnej w Działdowie, 2 Zakład Diagnostyki Biochemicznej, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku Streszczenie Nowotwory narządu rodnego i rak piersi należą do najczęstszych nowotworów złośliwych u kobiet. Markery nowotworowe wykazują przydatność w wykrywaniu nowotworów ginekologicznych, w rozpoznawaniu, w określeniu stopnia zaawansowania, w monitorowaniu skuteczności chemioterapii lub radioterapii i w wykrywaniu wznowy. W niniejszej pracy oceniano przydatność diagnostyczną cytokin hematopoetycznych jako markerów nowotworów narządu rodnego w porównaniu do markerów stosowanych dotychczas, tj. CA 125, SCC-Ag, CA 72-4, obserwując również wzrost czułości diagnostycznej przy ich łącznej analizie. Summary Gynecological and breast cancers are the most frequent cancers in women. The tumor markers may be helpful in diagnosis of gynecological cancers, in the initial assesment of the extent disease, and in monitoring of the tumor growth or tumor volume reduction, and recurrence of cancer, and have been used for monitoring of the clinical course of chemotherapy and radiotherapy. In this paper studies we have focused on the role of hematopoietic cytokines as a tumor markers in comparison to CA 125, SCC-Ag, CA We have also observed that the diagnostic sensitivity increased when combined use of hematopoietic cytokines with classical markers. Słowa kluczowe: rak jajnika, rak endometrium, rak szyjki macicy, markery nowotworowe, cytokiny hematopoetyczne Key words: ovarian cancer, endometrial cancer, cervical cancer, tumor markers, hematopoietic cytokines Diagnostyka nowotworów narządu rodnego Nowotwory narządu rodnego są przyczyną zgonów ok Polek rocznie. Najczęściej występującym nowotworem z tej grupy jest rak endometrium. W Polsce odnotowuje się rocznie ponad 4500 nowych zachorowań, co daje, wg Krajowego Rejestru Nowotworów, trzecią pozycję wśród wszystkich nowotworów złośliwych (2007). Wysoka zachorowalność cechuje również nowotwory jajnika i szyjki macicy, gdyż każdego roku rozpoznaje się ponad 3000 nowych przypadków tych chorób. Rzadziej występującymi nowotworami wśród nowotworów narządów rozrodczych są rak pochwy i rak sromu stanowiące odpowiednio 0,8% i 3,7% [57]. Chore na nowotwory złośliwe diagnozowane są kompleksowo z wykorzystaniem informacji uzyskanych różnymi technikami i metodami diagnostycznymi, wśród których ważną rolę pełni wciąż specjalistyczne badanie lekarskie [23]. Rozpoznanie nowotworów narządów rozrodczych opiera się na ocenie mikroskopowej materiału biopsyjnego (nowotwory jajnika i endometrium), lub wyskrobin z kanału szyjki i jamy macicy (nowotwory szyjki i trzonu macicy). Do oceny zaawansowania choroby stosuje się metody obrazowe: USG przezbrzuszne, przezpochwowe i transrektalne, tomografię komputerową oraz rezonans magnetyczny jamy brzusznej i miednicy mniejszej [21]. Elementem diagnostyki nowotworów narządu rodnego są również badania laboratoryjne. Nieinwazyjność, możliwość wielokrotnego ich powtarzania i wynik pozbawiony elementu subiektywnej oceny wykonawcy analiz powoduje, że badania laboratoryjne, choć mające charakter głównie pomocniczy, zajmują znaczącą pozycję w procesie diagnostycznym. W onkologii ginekologicznej szerokie zastosowanie znalazły szczególnie badania krążących markerów nowotworowych [23]. Diagnostyka laboratoryjna nowotworów narządu rodnego Markerem nowotworowym nazywamy substancję wielko- 309

2 Wybrane cytokiny hematopoetyczne jako markery nowotworów narządu rodnego cząsteczkową, najczęściej białko z komponentą węglowodanową lub lipidową, albo glikolipid, która bez względu na spełniane funkcje (enzym, hormon, biologicznie nieczynna), jest wytwarzana albo wyłącznie w komórkach nowotworowych, albo zarówno w komórkach nowotworowych, jak i w komórkach prawidłowych, jeżeli jej produkcja jest znacząco wyższa od wytwarzania w komórce prawidłowej [48]. Markery nowotworowe znajdują zastosowanie w procesie diagnostycznym nowotworów narządu rodnego, na który składa się wykrywanie, lokalizacja zmian nowotworowych, określenie stopnia zaawansowania, monitorowanie leczenia i wczesne wykrycie nawrotu choroby po zakończeniu leczenia [25]. Markerami nowotworowymi przydatnymi w diagnostyce raka jajnika są między innymi: CA 125, podfrakcja 4 ludzkiego białka z komórek nabłonkowych najądrza (HE4), CA 72-4, alfa-fetoproteina (AFP), gonadotropina kosmówkowa (hcg), tkankowy polipeptydowy swoisty antygen (TPS), tkankowy polipeptydowy antygen (TPA), rozpuszczalny fragment cytokreatyny 19 (CYFRA 21-1). Spośród wymienionych markerów największe, udokumentowane znaczenie w procesie diagnostycznym ma CA 125. Badania kliniczne potwierdziły jego przydatność diagnostyczną również w guzach złośliwych płuc, trzustki, wątroby, jelita grubego i macicy [49, 52]. Zbyt niska czułość i swoistość diagnostyczna w mało zaawansowanych rakach jajnika powoduje, że CA 125, podobnie jak i pozostałe wymienione markery, nie może służyć jako badanie przesiewowe wykrywające wczesne stadia nowotworu jajnika [5]. Znaczenie w wykrywaniu potwierdzono jedynie w przypadku połączenia oznaczenia stężenia CA 125 we krwi i badania ultrasonograficznego u kobiet ze zwiększonym ryzykiem zapadalności [16]. CA 125 stanowi natomiast potwierdzony klinicznie marker monitorujący przebieg leczenia pomocny w ocenie jego skuteczności i wczesnym wykrywaniu wznowy procesu nowotworowego [34]. Wzrost przydatności diagnostycznej markerów z przedstawionej wyżej grupy można uzyskać przy ich łącznej analizie, tj. CA 125 z βhcg, z TPS, z CA 72-4, z IL-6, z TPS, z CA 19.9, z CASA (antygen surowiczy związany z rakiem), z CA 72-4, a także z CEA [35, 53, 55]. Nowym markerem mającym zastosowanie do diagnostyki, a zwłaszcza do monitorowania nawrotu (wznowy) raka jajnika jest podfrakcja 4 ludzkiego białka z komórek nabłonkowych najądrza (HE4) [24]. Prowadzone intensywnie w ostatnich latach badania wykazały jego znacznie wyższą (sięgającą ponad 80%) czułość diagnostyczną w wykrywaniu tego nowotworu w porównaniu z CA 125 [1, 2]. Przydatność diagnostyczna wykrywania raka jajnika wzrasta przy łącznej analizie HE4 z CA 125, tworząc algorytm prawdopodobieństwa wykrycia tego nowotworu (ROMA the Risk of Ovarian Malignancy Algorithm). Połączenie obu parametrów powoduje wzrost czułości diagnostycznej w wykrywaniu raka jajnika niezależnie od jego stopnia zaawansowania do ponad 90% i do 85% we wczesnym stadium tego nowotworu [1, 38]. Możliwość różnicowania raka jajnika i zmian łagodnych daje szansę wykorzystania łącznej analizy HE4 i CA 125 jako testu diagnostycznego do wczesnej diagnostyki raka jajnika. Coraz większe znaczenie w diagnostyce nowotworów złośliwych jajnika upatruje się także w grupie cytokin wydzielanych przez komórki raka jajnika, tj. interleukin (IL-1, IL-6, IL-8), naskórkowym czynniku wzrostu (EGF) i niektórych cytokinach hematopoetycznych, np. M-CSF [11, 24, 41, 52]. Bardzo duże nadzieje na poprawę wczesnej diagnostyki tego nowotworu budzą też molekularne markery karcinogenezy [18]. W diagnostyce nowotworów macicy potwierdzoną przydatność wykazują: CA 125, antygen raka płaskonabłonkowego (SCC-Ag), HE4, TPS, TPA, a także IL-2 i jej rozpuszczalny receptor (sil-2ra), naczyniowy czynnik wzrostu (VEGF), czynnik martwicy nowotworów (TNFα), naskórkowy czynnik wzrostu (EGF) [6, 11, 12, 13, 37]. W przypadku nowotworów szyjki macicy znaczenie diagnostyczne posiadają również CYFRA 21-1 i CEA [17]. Podobnie jak w raku jajnika przedstawione markery mogą być przydatne w ocenie stopnia zaawansowania raka (TPS, TNFα, IL-2, SCC-Ag, VEGF, TPA), i wykrywania wznowy procesu nowotworowego (SCC-Ag, CA 125, CYFRA 21-1) [12, 13, 17, 26, 37, 54]. Lepsze efekty diagnostyczne przynosi łączna ich analiza, np. jednoczesne oznaczenie SCC-Ag i CA 125 znacznie zwiększa ich użyteczność w wykrywaniu przerzutów do węzłów chłonnych a skojarzone oznaczenie SCC-Ag i CY- FRY 21-1 podwyższa czułość diagnostyczną w wykrywaniu wznowy do 78% [35, 50]. Trwają również badania oceniające wykorzystanie w diagnostyce chorób nowotworowych narządu rodnego cytokin hematopoetycznych, w tym zwłaszcza M-CSF i SCF [27, 28]. Cytokiny hematopoetyczne jako markery nowotworów narządu rodnego Cytokinami określa się peptydy i niskocząsteczkowe białka, które wykazują działanie hormonopodobne regulujące funkcje wielu komórek i warunkujące wzajemne oddziaływanie pomiędzy tymi komórkami [3]. Częścią tej grupy odpowiedzialną za wzrost i dojrzewanie komórek progenitorowych odpowiednich krwinek są cytokiny hematopoetyczne. Zalicza się tu głównie: czynnik wzrostu komórek pnia (SCF), interleukinę 3 (IL-3), czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytarno-makrofagowych (GM-CSF), czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytarnych (G-CSF), czynnik stymulujący tworzenie kolonii makrofagowych (M-CSF), czynnik stymulujący tworzenie kolonii megakariocytarnych (Meg-CSF), czynnik stymulujący trombopoezę (TSF), i erytropoetynę (Epo). Stwierdzenie wytwarzania cytokin hematopetycznych przez komórki nowotworowe doprowadziło do odkrycia ich autokrynnego wpływu na rozwój nowotworów [39]. Dotyczy to zarówno nowotworów hematologicznych, jak i guzów litych [14]. Wydzielanie tych czynników przez nowotwory złośliwe do krwi i innych płynów ustrojowych oraz zależność pomiędzy ich stężeniem a stopniem zaawansowania choroby nowotworowej stwarza możliwość wykorzystania cytokin hematopoetycznych jako marke- 310

3 K. Kościuk, S. Ławicki i M. Szmitkowski rów nowotworowych [32]. W nowotworach narządu rodnego stwierdzono obecność receptorów i wydzielanie m.in. czynnika wzrostu komórek pnia (SCF), czynnika stymulującego tworzenie kolonii makrofagowych (M-CSF), czynnika stymulującego tworzenie kolonii granulocytarnych (G-CSF), i czynnika stymulującego tworzenie kolonii granulocytów-makrofagów (GM-CSF) [18, 22, 32, 19]. Przydatność cytokin hematopoetycznych w diagnostyce raka jajnika Badania wydzielania cytokin hematopoetycznych przez komórki raka jajnika, w tym głównie M-CSF, prowadzono intensywnie już na początku lat 90-tych ubiegłego stulecia. W pracy przedstawionej przez Choprę i wsp. [8] badano 56 chorych z rakiem jajnika w różnym stopniu zaawansowania i 12 kobiet zdrowych, które stanowiły grupę kontrolną. Podwyższony poziom M-CSF stwierdzono jedynie w grupie pacjentek w III i IV stopniu zaawansowania choroby. Podobne badania przeprowadzili Suzuki i wsp. [46]. Oceniając przydatność diagnostyczną M-CSF w nowotworach złośliwych jajnika, stwierdzili podwyższony jego poziom w surowicy krwi u 61% pacjentek z nabłonkowym rakiem jajnika. Łączna analiza tego czynnika z CA 125 spowodowała wzrost czułości diagnostycznej do 96%. Nie zaobserwowano natomiast znaczących statystycznie różnic w stężeniu M-CSF pomiędzy grupą 55 pacjentek z łagodnymi nowotworami jajnika a 634 kobietami zdrowymi. Podwyższony poziom przynajmniej jednego markera stwierdzono w surowicy tylko u 7,3% kobiet z łagodnymi guzami jajnika. Ten sam zespół, w kolejnym badaniu znaczenia M-CSF jako markera nowotworowego, objął obserwacją 441 kobiet z różnymi chorobami narządu rodnego, wśród których pacjentki z rakiem jajnika stanowiły grupę 88 osób, a zwiększone stężenie czynnika stymulującego tworzenie kolonii makrofagowych stwierdzono u 56 z nich (64%). Wykryto również pozytywną korelację poziomu tej cytokiny ze stopniem zaawansowania raka jajnika [47]. Analizę stężenia M-CSF w porównaniu z markerem stosowanym dotychczas w diagnostyce raka jajnika, tj. CA 125, przeprowadzili Scholl i wsp. [44]. W badaniu, którym objęto 82 pacjentki z rakiem jajnika stwierdzono podwyższony poziom M-CSF u 61% i zwiększone wartości CA 125 u 90% badanych. Łączna analiza obu markerów zwiększyła czułość diagnostyczną w wykrywaniu procesu nowotworowego do 96%. Zaobserwowano, iż u kobiet z I stopniem zaawansowania nowotworu, czułość diagnostyczna dla M-CSF i CA 125 wyniosła odpowiednio 31% i 69%. Przy użyciu obu markerów wartość ta wzrosła do 81%. Znaczenia diagnostycznego m.in. M-CSF w wykrywaniu wczesnego stadium raka jajnika poszukiwał również zespół badawczy van Haaften-Day a [51]. Oznaczono stężenia M-CSF, CA 125 i OVX1 w surowicach pochodzących od 281 chorych z guzami jajnika, wśród których znajdowało się 175 pacjentek ze zmianami złośliwymi. Grupę kontrolną stanowiło 117 kobiet zdrowych. W doświadczeniu tym zaobserwowano podwyższony poziom przynajmniej jednego badanego parametru w 85% próbek. Spośród trzech markerów odrębne oznaczenie jedynie w przypadku CA 125 dało możliwość zróżnicowania wczesnego stadium i zdrowej tkanki (czułość diagnostyczna 66%). Badanie wzajemnej korelacji M-CSF i CA 125 i ich przydatności diagnostycznej przeprowadzili także Menditto i wsp. [36]. Analizie poddano próbki surowicy krwi 222 kobiet, wśród których były 43 pacjentki z zaawansowanym rakiem jajnika, 31 z łagodnymi guzami oraz 148 kobiet zdrowych. Wykazano wysoką, sięgającą 95,3% dodatnią korelację pomiędzy podwyższonym stężeniem CA 125 a M-CSF występującym u 67% chorych z rakiem jajnika. Analizę przydatności dwóch cytokin hematopoetycznych M-CSF i G-CSF w diagnostyce raka jajnika wykonali Ławicki i wsp. [31]. Badaniem objęto grupę 60 kobiet, tj. 30 pacjentek z różnymi typami histologicznymi i różnym stopniu zaawansowania raka jajnika oraz 30 kobiet zdrowych stanowiących grupę kontrolną. W I stopniu zaawansowania nowotworu były 24 pacjentki a w II stopniu 6 pacjentek. Czułości diagnostyczne w przypadku obu cytokin były różne i wynosiły 57% dla M-CSF i 50% dla G-CSF. Jednocześnie oznaczono stężenie w osoczu CA 125, którego czułość diagnostyczna była równa 53%. Łączne zestawienie tych trzech parametrów wykazało, że maksymalne zwiększenie czułości diagnostycznej, do 93%, uzyskuje się poprzez jednoczesne oznaczenie G-CSF, M-CSF i CA 125. Skojarzone analizy obu cytokin oraz każdej cytokiny z CA 125 dały identyczną wartość czułości diagnostycznej wynoszącą 80%. Próby zwiększenia czułości diagnostycznej w wykrywaniu raka jajnika przeprowadzono również, oznaczając jednocześnie M-CSF i CA 125 z innymi markerami, tj. CA 72-4 i CA Tego typu badanie opisali m.in. Zhang [56] i Donach [10]. W pierwszym przypadku analizę surowic przeprowadzono w trzech ośrodkach badawczych. Materiał badany pochodził od 142 pacjentek z rakiem jajnika, 101 z łagodnymi zmianami w obrębie tego narządu i od 225 kobiet zdrowych. Uzyskane wyniki wykazały, iż łączne oznaczenie wymienionych parametrów podnosi czułość diagnostyczną w wykrywaniu wczesnego raka jajnika do 71% przy swoistości równej 98%. Natomiast badanie opisane przez Donacha przeprowadzone zostało w liczącej 102 osoby grupie kobiet z wysokim ryzykiem wykrycia raka jajnika: z pierwotnym rakiem jajnika, z nawrotem choroby, z łagodnymi zmianami jajnika, i z innymi nowotworami. Oprócz markerów badanych w pracy zespołu prowadzonego przez Zhanga, oznaczano również stężenie OVX1 i CA Analizując wyniki zaobserwowano, że czułość diagnostyczna w wykrywaniu raka jajnika u osób z wysokim ryzykiem wzrasta od 72% (uzyskanego dla CA 125), do 88% przy jednoczesnym oznaczeniu CA 125, CA 72-4, CA 15.3 i M-CSF. Swoistość metody wyniosła 92,5%. Zestawienie wyników opisanych badań przedstawiają ryciny 1 i

4 Wybrane cytokiny hematopoetyczne jako markery nowotworów narządu rodnego Rycina 1. Porównanie czułości i swoistości diagnostycznej M-CSF w raku jajnika w opracowaniach różnych autorów. Rycina 2. Porównanie czułości diagnostycznej przy łącznej analizie M-CSF i CA 125 w opracowaniach różnych autorów. Przydatność cytokin hematopoetycznych w diagnostyce nowotworów macicy Znaczenia w diagnostyce nowotworów złośliwych macicy poszukuje się w oznaczaniu we krwi czynnika stymulującego tworzenie kolonii granulocytów (G-CSF), czynnika stymulującego tworzenie kolonii granulocytarno-makrofagowych (GM-CSF), czynnika wzrostu komórek pnia (SCF) i czynnika pobudzającego tworzenie kolonii makrofagów (M-CSF). Wydzielanie GM-CSF przez komórki nowotworowe raka endometrium i możliwość wykorzystania tego czynnika w diagnostyce nowotworowej badali m.in. Chopra [9] i Ripley [43]. Chopra i wsp. oznaczali zmiany w stężeniu wybranych cytokin (w tym GM-CSF), w surowicach pacjentek z rakiem trzonu macicy o różnym stopniu zaawansowania w porównaniu z grupą kontrolną, którą stanowiło 20 kobiet zdrowych. Analiza wyników wskazała znacząco podwyższony poziom GM-CSF w materiale pochodzącym od pacjentek z II i III stopniem zaawansowania raka endometrium. Czułość diagnostyczna wyniosła 30%. Natomiast praca przygotowana przez zespół Ripley a przedstawiała badania ekspresji GM- CSF i jego receptorów oraz TGF-b w komórkach raka trzonu macicy. Wyniki analiz dowiodły zwiększonej ekspresji badanych czynników w komórkach nowotworowych w porównaniu z prawidłowym postmenopauzalnym endometrium. Komórki nowotworowe raka endometrium wydzielają SCF i M-CSF. Wykazały to badania przeprowadzone przez zespoły badawcze, kierowane przez Baiocchi [4] i Inocue [15]. Inocue i wsp. w swoim doświadczeniu wykryli mrna dla SCF i jego receptorów w warunkach in vitro w tkance linii nowotworowej raka endometrium z towarzyszącą dużą ekspresją tego czynnika. Zespół badawczy Baiocchi natomiast oznaczał poziom czynnika stymulującego tworzenie kolonii makrofagów i jego receptora c-fms w raku endometrium i innych chorobach narządów rozrodczych. W tym celu zostały pobrane 42 próbki, wśród których było: 15 próbek zdrowej tkanki i 9 tkanki nowotworowej. Badania wykazały obecność M-CSF w 5, a jego receptora w 6 próbkach tkanki nowotworowej. W tkankach zdrowych nie stwierdzono oznaczanej cytokiny, a jej receptor c-fms był wykrywalny w nieznacznych ilościach w dwóch z nich. Wydzielanie obu tych cytokin hematopoetycznych w raku trzonu macicy badali Ławicki i wsp. [27]. Badaniami objęto 50 kobiet: 25 chorych z rakiem endometrium o różnym stopniu zaawansowania (I - 17, II 4, III 4), oraz 25 osób zdrowych, stanowiących grupę kontrolną. Stężenie badanych parametrów w osoczu kobiet chorych było wyższe niż w grupie kontrolnej, ale różnicę istotną statystycznie uzyskano tylko w przypadku czynnika wzrostu komórek pnia. Czułość i swoistość diagnostyczna obu ocenianych czynników wzrostu były takie same i wynosiły odpowiednio 40% i 92%. Jednocześnie oznaczono poziom CA 125 i SCC Ag jako markery porównawcze. Zaobserwowano, że czułość diagnostyczna znacznie wzrastała przy łącznym oznaczeniu badanych cytokin (64%) oraz markerów porównawczych (SCF z CA %, M-CSF z CA %). Najwyższe wartości (80%) uzyskano w przypadku jednoczesnej analizy M-CSF i SCF z CA 125 lub wszystkich badanych parametrów. Trzy lata później ci sami autorzy rozszerzyli badania na większą grupę chorych wraz z oznaczeniem kolejnej cytokiny - G-CSF. Analizowano surowice pochodzące od pacjentek z I i II stopniem zaawansowania raka endometrium (55 osób), ze zmianami łagodnymi macicy (30 osób) i od kobiet zdrowych (30 osób). Stwierdzono podwyższony poziom wszystkich badanych czynników hematopoetycznych u chorych na raka trzonu macicy w porównaniu, zarówno z próbkami kobiet zdrowych, jak i pacjentek z mięśniakami macicy. Różnice istotne statystycznie zauważono jedynie w przypadku SCF i M-CSF w odniesieniu do grupy kontrolnej oraz w przypadku M-CSF w odniesieniu do grupy kobiet ze zmianami łagodnymi. Czułość diagnostyczna osiągnęła większą wartość dla M-CSF (51%) i nieznacznie niższą dla SCF (24%) niż w poprzednim doświadczeniu przy nieznacznie wyższej swoistości (93%). Łączne oznaczenie cytokin powodowało wzrost czułości diagnostycznej do wartości maksymalnej równej 93% przy jednoczesnej analizie wszystkich badanych czynników hematopoetycznych i CA 125 [30]. Ławicki i wsp. [29] oceniali przydatność SCF w różnicowaniu 312

5 K. Kościuk, S. Ławicki i M. Szmitkowski raka trzonu macicy z guzami łagodnymi. Analizie poddano próbki krwi 50 osób z rakiem endometrium o różnym typie histopatologicznym i stopniu zaawansowania (I 25; II 25), 25 chorych z łagodnymi zmianami trzonu macicy i 25 kobiet zdrowych. Istotne statystycznie różnice w stężeniu czynnika wzrostu komórek pnia w stosunku do grupy kontrolnej uzyskano zarówno w przypadku chorych z rakiem trzonu (oprócz I stopnia zaawansowania), jak i z jego łagodnymi guzami. Zaobserwowano wyższy poziom SCF w grupie chorych z rakiem niż z łagodnymi zmianami endometrium oraz zwiększenie stężenia tej cytokiny w przypadku większego zaawansowania nowotworu złośliwego. Swoistość diagnostyczna badanego czynnika wynosiła 92%. Czułość metody była różna w zależności od stopnia zaawansowania: 16% w stopniu I i 68% w stopniu II. Zwiększenie czułości diagnostycznej uzyskano, podobnie jak w poprzednim badaniu, poprzez jednoczesne oznaczenie czynnika wzrostu komórek pnia z CA 125 i SCC-Ag (odpowiednio 44% i 88% w I i II stopniu zaawansowania raka endometrium). Przydatność diagnostyczną M-CSF w raku, zarówno trzonu jak i szyjki macicy, oceniano w badaniach przeprowadzonych przez Suzuki i wsp. [47] na grupie 441 kobiet z różnymi schorzeniami narządu rodnego. W skład tej grupy wchodziło 60 pacjentek z rakiem szyjki i 61 z rakiem trzonu macicy. Podwyższony poziom oznaczanej cytokiny stwierdzono u 27% (16/60) osób z rakiem szyjki, u 25% (15/61) z rakiem endometrium i u 7% pacjentek z łagodnymi zmianami trzonu macicy. Ocenę wydzielania M-CSF przez komórki raka szyjki macicy przeprowadził również zespół badawczy prowadzony przez Kirmę i wsp. [20]. Badaniu poddano 25 próbek, wśród których 17 pochodziło od chorych z rakiem szyjki macicy a 8 od kobiet zdrowych. Uzyskane wyniki wskazywały znacząco wyższą ekspresję M-CSF i jego ligandu c-fms w komórkach nowotworowych niż w zdrowej tkance. Badania wydzielania M-CSF przez komórki raka szyjki macicy zostały przeprowadzone także przez Ławickiego i wsp. [28]. Oznaczano stężenie w osoczu czynnika stymulującego tworzenie kolonii makrofagów i czynnika wzrostu komórek pnia u 25 pacjentek z rakiem szyjki macicy o różnym stopniu zaawansowania i typie histopatologicznym, a także w grupie kontrolnej tworzonej przez 25 kobiet zdrowych. Stwierdzono wyższe wartości badanych cytokin u chorych na raka szyjki macicy w porównaniu z grupą kontrolną, ale tylko w przypadku M-CSF była to różnica istotna statystycznie. Czułość diagnostyczna dla SCF i M-CSF wynosiła odpowiednio 25% i 50% a swoistość dla obu tych czynników była równa 92%. Podobnie jak w przypadku badań cytokin hematopoetycznych w przebiegu raka endometrium, zwiększenie czułości diagnostycznej metody (do 80%), uzyskano poprzez łączne oznaczenie obu czynników z CA 125 i SCC-Ag. Komórki nowotworowe raka szyjki macicy wydzielają także czynnik stymulujący kolonie granulocytarne. Potwierdzają to prace przedstawione m.in. przez zespoły badawcze Nasu [40], Matsumoto [33] i Kyo [22]. Nasu i wsp. opisali przypadek 71-letniej pacjentki z rakiem płaskonabłonkowym szyjki macicy w stadium III B. Badania krwi obwodowej wykazały utrzymującą się przez wiele miesięcy podwyższona wartość leukocytozy bez objawów infekcji lub chorób hematologicznych. Stwierdzono również zwiększone stężenie G-CSF w surowicy krwi. Dowodem na produkcję tej cytokiny przez komórki nowotworowe było wykrycie G-CSF w badaniu immunohistochemicznych bioptatu tkanek nowotworowo zmienionych, a także spadek jego poziomu do wartości prawidłowych po zakończeniu leczenia radiologicznego. Podobne obserwacje wykazali Matsumoto i wsp. Opisano tu cztery przypadki chorych na raka szyjki macicy, u których stwierdzono, podobnie jak poprzednio, podwyższony poziom G-CSF we krwi i towarzyszącą temu zwiększoną liczbę leukocytów bez objawów infekcji. Potwierdzeniem produkcji badanego czynnika był spadek jego stężenia po zastosowaniu leczenia i ponowny wzrost w nawrocie choroby. Kyo i wsp. opisali przypadek pacjentki, u której po radykalnej histerektomii z powodu raka szyjki macicy w stadium I B, nastąpiła wznowa z zajęciem przydatków i gwałtownym wzrostem masy guza. Podobnie jak u przedstawionych wyżej kobiet, stwierdzono wysoką leukocytozę (>50 tys./ml) i gorączkę bez towarzyszącej infekcji. Badania surowicy krwi pod względem obecności cytokin G-CSF i IL-6 wykazały ich znacząco podwyższone stężenie w porównaniu z grupą kontrolną. Na podstawie analiz przeprowadzonych w celu potwierdzenia wydzielania badanych cytokin przez komórki nowotworowe raka szyjki macicy stwierdzono występowanie G-CSF i IL-6 w cytoplazmie komórek nowotworowych oraz ich receptorów w cytoplazmie i na powierzchni tych komórek. Porównanie parametrów diagnostycznych opisanych badań przydatności diagnostycznej oznaczeń M-CSF i SCF w surowicy w nowotworach złośliwych macicy przedstawiono na rycinie 3. Znaczenie M-CSF i G-CSF jako markerów nowotworowych oceniano również oznaczając ich poziom w płynie z jamy otrzewnej. W grupie badanych znalazły się pacjentki z rakiem jajnika, trzonu i szyjki macicy o różnym stopniu zaawansowania, a także z łagodnymi guzami jajnika i mięśniakami macicy. Przeprowadzone badania wykazały wysokie stężenie tych cytokin u wszystkich pacjentek bez istotnych Rycina 3. Porównanie czułości diagnostycznej M-CSF i SCF w raku trzonu i szyjki macicy w opracowaniach różnych autorów. 313

6 Wybrane cytokiny hematopoetyczne jako markery nowotworów narządu rodnego statystycznie różnic między chorymi z różnymi rozpoznaniami [42]. Analizy poziomu M-CSF i innych cytokin a także CA 125 w płynach z jam ciała oraz jego zmian w przypadku łagodnych i złośliwych guzów jajnika, dokonał też zespół badawczy Chechlińskiej [7]. Zbadano próbki 61 pacjentek z rakiem jajnika (53 przed leczeniem i 18 po leczeniu), oraz 17 kobiet z łagodnymi zmianami tego narządu. Podobnie jak w doświadczeniu Punnona [42], wykazano brak istotnych statystycznie różnic w stężeniach M-CSF w raku jajnika i jego łagodnych zmianach. Podsumowanie Nowotwory złośliwe narządu rodnego to jedne z najpoważniejszych problemów zdrowotnych w Polsce. Wzrastająca wciąż liczba zachorowań dotykających coraz młodszych kobiet i zbyt późne wykrywanie choroby sprawiają, że umieralność z powodu tych nowotworów jest bardzo wysoka. Sposobem na wczesne wykrycie procesu nowotworowego zapewniające największy odsetek przeżyć, mogłoby być oznaczenie markerów nowotworowych we krwi, które jest badaniem nieinwazyjnym. Analiza przytoczonego piśmiennictwa wykazuje, że badane cytokiny hematopoetyczne są przydatne w diagnostyce nowotworów złośliwych narządu rodnego, ale nie spełniają jednak wymagań stawianych markerom nowotworowym stosowanym do badań przesiewowych wykrywających wczesne stadia nowotworu. Mogą być one natomiast wykorzystywane do monitoringu przebiegu leczenia i kontroli chorych po jego zakończeniu w celu wykrycia wznowy procesu nowotworowego. Na postawie przeanalizowanych prac można stwierdzić, że największą przydatnością diagnostyczną, spośród ocenianych cytokin hematopoetycznych w diagnostyce raka jajnika i szyjki macicy, cechował się czynnik stymulujący tworzenie kolonii makrofagowych (M-CSF). Wykazywał on nawet wyższą czułość diagnostyczną niż dotychczas stosowany rutynowo marker CA 125, przy jednakowej swoistości diagnostycznej obu oznaczeń [28, 31]. Spośród cytokin hematopoetycznych opisanych w pracach poświęconych diagnostyce raka endometrium, najlepszym parametrem diagnostycznym jest czynnik wzrostu komórek pnia (SCF) [27]. Przedstawiona ocena przydatności diagnostycznej cytokin hematopoetycznych w nowotworach narządu rodnego nie jest oceną ostateczną, ponieważ czynniki te wciąż pozostają przedmiotem badań, zwłaszcza w większych grupach badawczych. Piśmiennictwo 1. Abdel-Azeez HA, Labib HA, Sharaf SM i wsp. HE4 and mesothelin: novel biomarkers of ovarian carcinoma in patients with pelvic masses. Asian Pac J Cancer Prev 2010; 11: Anastasi E, Marchei GG, Viggiani V i wsp. HE4: a new potential early biomarker for the recurrence of ovarian cancer. Tumour Biol 2010; 31: Arai K, Lee F, Miyajima A i wsp. Cytokines: coordinators of inflammatory responses. Ann Rev Inc 1990; 59: Baiocchi G, Kavanagh JJ, Talpaz M i wsp. Expression of the macrophage- colony stimulating factor and its receptor in gynecologic malignancies. Cancer 1991; 67: Bell R, Petticrew M, Sheldou T. The performance of screening tests for ovarian cancer: results of systematic review. Br J Ostet 1998; 105: Boran A, Solaroglu A, Tulunay G i wsp. The value of CA 125 levels in endometrial cancer. Int J Gynecol Cancer 2004; 14: Chechlińska M, Kamińska J, Markowska J i wsp. Peritoneal fluid cytokines and the differential diagnosis of benign and malignant ovarian tumors and residual / recurrent disease examination. Int J Biol Markers 2007; 22: Chopra V, Dinh TV, Hannigan EV. Angiogenin, interleukins and growth-factor levels in serum of patients with ovarian cancer: correlation with angiogenesis. Cancer J Sci Am 1996; 2: Chopra V, Dinh TV, Hannigan EV. Serum levels of interleukins, growth factors and angiogenin in patients with endometrial cancer. J Cancer Res Clin Oncol 1997; 123: Donach M, Yu Y, Artioli G, Banna G i wsp. Combined use of biomarkers for detection of ovarian cancer in high-risk women. Tumour Biol 2010; 31: Ebert AD, Wechselberger C, Martinez-Lacaci I i wsp. Expression of function of EGF-related peptides and their receptors in gynecological cancer - from basic science to therapy. J Recept Signal Transdukt Res 2000; 20: Ferdeghini M, Gadducci A, Prontera C i wsp. Serum soluble interleukin-2 receptor (sil-2r) assay in cervical and endometrial cancer Preliminary data. Anticancer Res 1993; 13: Hashimoto I, Kodama J, Seki N i wsp. Vascular endothelial growth factor-c expression and its relationship to pelvic lymph node status in invasive cervical cancer. Br J Cancer 2001; 85: Hus I, Dmoszyńska A. Udział cytokin w patogenezie ostrych białaczek. Część I. Cytokiny w ostrej białaczce szpikowej. Acta Haemat Pol 1999; 30: Inoue M, Kyo S, Fujita M. Coexpression of the c-kit receptor and the stem cell factor in gynecological tumors. Cancer Res 1994; 54: Jacobs IJ, Skates SJ, MacDonald N i wsp. Screening for ovarian cancer: a pilot randomised controlled trial. Lancet 1999; 353: Juang CM, Wang PH, Yen MS i wsp. Application of tumor markers CEA, TPA, and SCC-Ag in patients with low-risk FIGO stage IB and IIA squamous cell carcinoma of the uterine cervix. Gynecol Oncol 2000; 76: Juengel JL, Quirke LD, Tisdall DJ i wsp. Gene expression in abnormal ovarian structures of eweshomozygous for the inverdale prolificacy gene. Biol Reproduction 2000; 62: Kawamura K, Komohara Y, Takaishi K i wsp. Detection of M2 macrophages and colony-stimulating factor 1 expression in serous and mucinous ovarian epithelial tumors. Pathol Int 2009; 59: Kirma N, Hammes LS, Liu YG i wsp. Elevated expression of the oncogene c-fms and its ligand, the macrophage colony-stimulating factor-1 in cervical cancer and the role of transforming growth factor-beta 1 in inducing c-fms expression. Cancer Res 2007; 67: Kozakiewicz B. Nowotwory złośliwe narządu rodnego. Nowa Med 2003; 122: Kyo S, Kanaya T, Takakura M, Inoue M. A case of cervical cancer with aggressive tumor growth: possible autocrine growth stimulation by G-CSF and IL-6. Gynecol Oncol 2000; 78: Kulpa J. Diagnostyka biochemiczna chorób nowotworowych narządu rodnego. Ginekologia onkologiczna, red. Markowska J. Wydawnictwo Medyczne, Wrocław 2006; Lamy PJ, Roques S, Viglianti C i wsp. HE4, a novel marker for epithelial ovarian cancer: evaluation of analytical performances. Ann Biol Clin 2010; 63:

7 K. Kościuk, S. Ławicki i M. Szmitkowski 25. Lindblom A, Liljegren A. Tumour markers in malignancies. Br Med J 2000; 320: Lo SS, Khoo US, Cheng DK i wsp. Role of serial tumor markers in the surveillance for recurrence in endometrial cancer. Cancer Detect Prev 1999; 23: Ławicki S, Będkowska E, Gacuta-Szumarska E i wsp. Ocena stężeń i przydatności diagnostycznej czynnika wzrostu komórek pnia (SCF) oraz czynnika stymulującego kolonie makrofagowe (M-CSF) w osoczu pacjentek z rakiem endometrium. Przegląd Lek 2007; 64: Ławicki S, Będkowska E, Gacuta-Szumarska E i wsp. Ocena stężenia i przydatności diagnostycznej czynnika wzrostu komórek pnia (SCF) oraz czynnika stymulującego kolonie makrofagowe (M-CSF) w osoczu chorych na raka szyjki macicy. Pol Merk Lek 2008; 25: Ławicki S, Będkowska E, Gacuta-Szumarska E i wsp. Ocena stężenia i przydatności diagnostycznej czynnika wzrostu komórek pnia w osoczu chorych na raka endometrium oraz ze zmianami łagodnymi (mięśniakami) macicy. Pol Merk Lek 2009; 26: Ławicki S, Będkowska E, Gacuta-Szumarska E i wsp. Ocena stężenia i przydatności diagnostycznej wybranych cytokin hematopoetycznych w osoczu chorych na raka endometrium i ze zmianami łagodnymi (mięśniakami) macicy. Pol Merk Lek 2010; 28: Ławicki S, Czygier M, Gacuta-Szumarska E i wsp. Stężenie i przydatność diagnostyczna czynnika stymulującego kolonie granulocytarne (G-CSF) i makrofagowe (M-CSF) w osoczu chorych na raka jajnika. Pol Merk Lek 2006; 125: Ławicki S, Mroczko B, Szmitkowski M. Cytokiny hematopoetyczne jako markery choroby nowotworowej. Post Hig Med Dośw 2001; 55: Matsumoto Y, Mabuchi S, Muraji M i wsp. Squamous cell carcinoma of the uterine cervix producing granulocyte colony-stimulating factor: a report of 4 cases and a review of the literature. Int J Gynecol Cancer 2010; 20: Mazurek A, Nikliński J, Laudański T i wsp. Clinical tumor markers in ovarian cancer. Eur J Cancer Prev 1998; 7: Mazurek A, Łapuć G, Laudański T. Markery nowotworowe w ginekologii. Medipress Ginekologia-Położnictwo 1998; 4: Menditto A, Piscittelli V, Cassese F i wsp. Macrophage-colony stimulating factor and ovarian cancer. Minerva Ginecol 1999; 51: Moore RG, Brown AK, Miller MC i wsp. Utility of a novel serum tumor biomarker HE4 in patients with endometrioid adenocarcinoma of the uterus. Gynecol Oncol 2008; 110: Moore RG, Jabre-Raughley M, Brown AK i wsp. Comparison of a novel multiple marker assay vs the Risk of Malignancy Index for the prediction of epithelial ovarian cancer in patients with a pelvic mass. Am J Obstet Gynecol 2010; 203: Mroczko B, Szmitkowski M. Rola cytokin jako markerów nowotworowych. Pol Arch Med Wewn 1997; 97: Nasu K, Inoue C, Takai N i wsp. Squamous cell carcinoma of the cervix producing granulocyte-colony stimulating factor. Obstet Gynecol 2004; 104: Padungsutt P, Thirapagawong C, Senapad S i wsp. Accuracy of tissue polypeptide specific antigen (TPS) in the diagnosis of ovarian malignancy. Anticancer Res 2000; 20: Punnonen R, Teisala K, Kuoppala T i wsp. Cytokine production profiles in the peritoneal fluids of patients with malignant or benign gynecologic tumors. Cancer 1998; 83: Ripley D, Tang XM, Ma C i wsp. The expression and action of granulocyte macrophage-colony stimulating factor and its interaction with TGF-beta in endometrial carcinoma. Gynecol Oncol 2001; 81: Scholl SM, Bascou CH, Mosseri V. Circulating levels of colonystimulating factor 1 as a prognostic indicator in 82 patients with epithelial ovarian cancer. Br J Cancer 1994; 69: Shaarawy M, Abdel-Aziz O. Serum tumour necrosis factor alpha levels in benign and malignant lesions of the endometrium in postmenopausal women. A preliminary study. Acta Oncol 1992; 31: Suzuki M, Ohwada M, Aida I i wsp. Macrophage colony-stimulating factor as a tumor marker for epithelial ovarian cancer. Obstet Gynecol 1993; 82: Suzuki M, Ohwada M, Sato I i wsp. Serum level of macrophagecolony stimulating factor as a marker for gynecologic malignancies. Oncology 1995; 52: Szymendera JJ, Góźdź SS. Rola krążących markerów nowotworowych w diagnostyce i monitorowaniu leczenia chorych na nowotwory. Nowotwory 1995; 45: Szymendera JJ. Clinical usefulness of three monoclonal antibody defined tumor markers: CA 19-9, CA 50 and CA 125. Tumour Biol 1986; 7: Takeda M, Sakuragi N, Okamoto K i wsp. Preoperative serum SCC, CA125, and CA19-9 levels and lymph node status in squamous cell carcinoma of the uterine cervix. Acta Obstet Gynecol Scand 2002; 81: Van Haaften-Day C, Shen Y, Xu F i wsp. OVX1, macrophagecolony stimulating factor, and CA 125-II as tumor markers for epithelial ovarian carcinoma: a critical appraisal. Cancer 2001; 92: Yedema CA, Kenemans P, Wobbes T i wsp. Use of serum tumor markers in the differential diagnosis between ovarian and colorectal adenocarcinomas. Tumor Biol 1992; 13: Zakrzewska I, Poznański J. Wartość IL-6 jako markera pomocniczego w stosunku do CA 125 i TPS w ocenie odpowiedzi na leczenie cytostatyczne u chorych na nabłonkowe nowotwory jajnika. Diagn Lab 2001; 37: Zakrzewska I. Wartość oznaczania antygenów TPS, SCC i CEA w diagnostyce, ocenie typu histologicznego i stopnia zaawansowania procesu klinicznego u chorych na raka szyjki macicy. Pol Merkur Lek 2001; 10: Zakrzewska I. Antygen CA 125. Post Hig Med Dośw 2002; 56: Zhang Z, Yu Y, Xu F i wsp. Combining multiple serum tumor markers improves detection of I epithelial ovarian cancer. Gynecol Oncol 2007; 107: Krajowy Rejestr Nowotworów. Raporty na podstawie danych Centrum Onkologii Instytut w Warszawie. Interaktywna baza internetowa; ( ). Adres do korespondencji: Zakład Diagnostyki Biochemicznej Uniwersytet Medyczny w Białymstoku ul. Waszyngtona 15A, Białystok Tel , fax zdb@umwb.edu.pl; k.kosciuk@spzoz-dzialdowo.pl Zaakceptowano do publikacji: