Biologiczne aspekty rozwoju raka jajnika

Transkrypt

1 Nr 2 (18) Listopad 2008 ISSN CEA i CA 15-3 w diagnostyce chorych na raka piersi rekomendacje organizacji międzynarodowych Biologiczne aspekty rozwoju raka jajnika Przydatność oznaczeń stężeń markerów nowotworowych u chorych na raka jajnika

2 Awidność gwarancją bezpieczeństwa Awidność Toxo-IgG wynik, na który nie można czekać. Określenie odporności na Toxoplasma gondii oraz ocena ryzyka infekcji jest szczególnie istotne u kobiet ciężarnych. Nowy test na analizatorze ARCHITECT opracowano, aby stworzyć kompletne narzędzie diagnostyczne przedstawiające pełniejszy obraz serologiczny pacjenta. Pomiar awidności Toxo-IgG jest szczególnie wskazany, kiedy w czasie pierwszego badania u kobiety ciężarnej obserwuje się dodatnie wyniki przeciwciał w obu klasach IgG jak i IgM. Wysoka awidność z dużym prawdopodobieństwem wskazuje, że zakażenie miało miejsce przed 3 5 miesiącami. Anty-Toxo IgM Anty-Toxo IgG Względna odpowiedź AwidnośćToxo IgM 1 tydzień 1 miesiąc Czas 6 miesięcy 1 rok 2 lata Komitet Naukowy Dagna Bobilewicz Warszawa Jan Kulpa Kraków Wies aw Piechota Warszawa Redakcja Miros awa Nowacka Abbott Laboratories Poland Abbott Laboratories Poland Sp. z o.o. ul. Post pu 18 A, Warszawa tel. (0-22) , fax (0-22) (17)

3 CEA i CA 15-3 w diagnostyce chorych na raka piersi rekomendacje organizacji międzynarodowych CEA and CA 15-3 in the diagnostics of breast cancer patients the international recommendations Ewa Wójcik, Jan Kanty Kulpa Zakład Analityki i Biochemii Klinicznej,Centrum Onkologii instytut im. M. Skłodowskiej-Curie, Oddział w Krakowie Streszczenie Diagnostyka chorych na nowotwory oraz kontrola podczas leczenia i po jego zakończeniu przeprowadzana jest w oparciu o badania kliniczne oraz radiologiczne, natomiast ciągle poddawana jest dyskusji użyteczność w tym względzie oznaczeń markerów nowotworowych. Panuje zgodność opinii pomiędzy ASCO, NACB i EGTM odnośnie braku przydatności wyników oznaczeń CEA i CA 15-3 w badaniach przesiewowych, czy rozpoznawaniu nowotworu. ASCO nie zaleca również oznaczania tych markerów podczas kontroli chorych bez oznak reaktywizacji procesu nowotworowego po leczeniu podstawowym. Odmienny pogląd prezentuje EGTM wskazując na celowość oznaczeń CA 15-3 u chorych bezobjawowych po operacji co 2 do 4 miesięcy przez okres 5 lat, przez kolejne 3 lata co 6 miesięcy; a następnie raz do roku. W opinii tych badaczy uzyskane wyniki ułatwią wczesne wykrycie wznowy i/lub odległych przerzutów, a wdrożone leczenie w momencie wzrostu stężenia markera przed wystąpieniem objawów klinicznych mogłoby przyczynić się do poprawy przeżycia chorych. ASCO neguje ponadto użyteczność oznaczeń CA 15-3 w monitorowaniu leczenia chorych na zaawansowanego raka piersi. NACB i EGTM przeciwnie, zalecają wykorzystywanie u chorych na zaawansowanego raka piersi oznaczeń CA 15-3 celem monitorowania chemioterapii. Stosownie do zaleceń EGTM stężenie markera powinno być oznaczane przed każdym cyklem chemioterapii oraz w 3 miesięcznych interwałach w grupie chorych otrzymujących terapie hormonalną. Wyniki badań sugerują także celowość wykonywania oznaczeń CEA komplementarnie do CA 15-3 w kontroli chorych po leczeniu podstawowym jak i dla oceny reakcji na uzupełniającą chemioterapię i hormonoterapię. Swoistość diagnostyczna wykrycia nawrotu choroby, przy stężeniach CEA wyższych od 10 ng/ml i CA 15-3 wyższych od 60 U/ml w dwóch kolejnych badaniach kontrolnych, oceniana jest na blisko 100%, a czułość diagnostyczna podwyższonego stężenia przynajmniej jednego z markerów kształtuje się w granicach 60 70%. Summary Diagnostics, monitoring of treatment and follow-up of cancer patients are carried out by physical and radiological examinations, whereas the utility of tumor markers in this respect is still discussed. ASCO, NACB and EGTM agree with the opinions, that tumor markers are not useful for screening or diagnosis of breast cancer. Furthermore, ASCO does not recommend determinations of tumor markers for routine breast cancer followup in asymptomatic patients after primary treatment. Another point of view presented by EGTM, suggest the usefulness of serum CEA and CA 15-3 determinations during follow-up of asymptomatic women, every 2-4 months during the initial 5 years after diagnosis, then every 6 months over the next 3 years and at yearly intervals thereafter. In the of opinion these researchers the obtained results would facilitate early detection of recurrence and/or metastasis, and earlier initiation of systemic treatment at the time of tumor marker concentrations growth before clinical signs of progression, could prolong survival. Moreover, ASCO negates the routine use of tumor markers for monitoring treatment in advanced breast cancer. On the contrary, NACB and EGTM recommend determining tumor markers in patients with advanced breast cancer in order to monitor chemotherapy. According to EGTM opinions, the tumor markers concentrations in these patients should be determined before each course of chemotherapy and at every 3 months in patients receiving hormonal therapy. The results also suggest the usefulness of CEA and Ca

4 determining during follow-up of patients after primary treatment as well as for assessment of response to complementary chemo- and hormone therapy. The diagnostic specificity for detection of disease recurrence in the two subsequent determinations is close to 100% when using cut-off values for CEA 10 ng/ml and Ca U/ml and the diagnostic sensitivity of these complementary determinations reach 60 70%. Słowa kluczowe: rak piersi, markery nowotworowe: CEA, CA 15-3, rekomendacje międzynarodowe Key words: breast cancer, tumor markers: CEA, CA 15-3, international recommendations Rak piersi w Polsce, podobnie jak w wielu krajach na świecie, należy do najczęstszych nowotworów złośliwych, stanowiąc blisko 25 30% wszystkich nowotworów u kobiet. Ocenia się, że obecnie liczba nowo rejestrowanych zachorowań w naszym kraju kształtuje się na poziomie przypadków rocznie. Pomimo systematycznego rozwoju i doskonalenia metod diagnostycznych i terapeutycznych wskaźniki umieralności z powodu raka piersi utrzymują się na prawie niezmienionym poziomie, tylko 60 70% chorych przeżywa ponad 5 lat. W niezaawansowanych stadiach raka piersi leczenie chirurgiczne jest metodą z wyboru. Jednak u znacznego odsetka chorych, pomimo radykalnego w założeniu leczenia, dochodzi do rozsiewu nowotworu, powstania odległych przerzutów. Z tego względu rak piersi jest traktowany jako przewlekła choroba ogólnoustrojowa, wymagająca leczenia systemowego. Fakt ten stymuluje poszukiwania odpowiednio czułych i swoistych metod diagnostycznych, w tym także wskaźników biochemicznych, które mogłyby być użyteczne w ocenie rokowania chorych, monitorowaniu reakcji na leczenie uzupełniające. Diagnostyka raka piersi opiera się w głównej mierze na badaniach mammograficznych oraz ultrasonograficznych, których wyniki są podstawą dla podjęcia decyzji o wykonaniu biopsji lub tumorektomii i uzyskania materiału komórkowego do badania mikroskopowego celem ustalenia rozpoznania choroby. Od szeregu lat podejmowano próby wykorzystania badań krążących markerów nowotworowych na różnych etapach diagnostyki raka piersi. Jednak dotychczas uzyskiwane w tym względzie rezultaty nie są zadowalające. Historycznie pierwszym markerem nowotworowym, którego użyteczność diagnostyczną weryfikowano u chorych na raka piersi był antygen karcynoembrionalny (CEA). Wieloośrodkowe badania wykazują, że czułość i swoistość diagnostyczna oznaczeń tego markera u chorych na raka piersi jest niska, podwyższone stężenia spotykane są głównie w zaawansowanych stadiach choroby, w obecności odległych przerzutów, szczególnie do kości lub wątroby. Częstość podwyższonych wyników CEA w I stadium zaawansowania kształtuje się na poziomie 10%, w stadium II -19%, III 31% to w stadium IV 64%. Opinie odnośnie wartości prognostycznej oznaczeń tego markera przed leczeniem nie są jednoznaczne. O ile Lang i wsp. oraz Gaglia i wsp. wykazywali, że podwyższone przed rozpoczęciem leczenia stężenie CEA jest niekorzystnym czynnikiem prognostycznym, to inni badacze kwestionują tę opinie. (8, 12) Panuje natomiast stosunkowo znaczna zgodność stanowisk odnośnie możliwości wykorzystania oznaczeń CEA w kontroli chorych po leczeniu operacyjnym w celu wczesnego wykrycia nawrotu choroby, wznowy lokoregionalnej i/lub odległych przerzutów. W badaniach kontrolnych chorych po operacjach, prawidłowy poziom CEA stwierdzano u 96% chorych w grupie bez oznak reaktywizacji procesu nowotworowego, podczas gdy u chorych z nawrotem choroby, podwyższone stężenie markera obserwowano u 50%, przy czym wykazano, że u pewnego odsetka z nich wzrost jego stężenia może wyprzedzać kliniczne objawy reaktywizacji procesu nowotworowego o ok. 3 8 miesięcy. Według opublikowanych w 1996 r. rekomendacji ASCO brak jest jednak uzasadnienia dla wykonywania oznaczeń CEA zarówno w badaniach przesiewowych, jak i w celu rozpoznawania nowotworu lub kontroli chorych po pierwotnym leczeniu chirurgicznym. Nie zaleca się również wykonywania oznaczeń CEA jako samodzielnego testu u chorych z przerzutami w celu oceny odpowiedzi na stosowane leczenie uzupełniające. (1) W ostatnim okresie, ze względu na wyniki badań przeprowadzonych w reprezentatywnych liczebnościowo grupach chorych, opinie te uległy pewnym modyfikacjom. Wyniki tych badań sugerują celowość wykonywania oznaczeń CEA komplementarnie do CA 15-3 w kontroli chorych po leczeniu podstawowym jak i dla oceny reakcji na uzupełniającą chemioterapię i hormonoterapię. Znajduje to swoje odzwierciedlenie w formułowanych przez National Academy of Clinical Biochemistry (NACB) i European Group on Tumor Markers (EGTM) zaleceniach i rekomendacjach, odnośnie możliwości wykorzystania badań biochemicznych w diagnostyce chorych na raka piersi (7, 14). Swoistość diagnostyczna wykrycia nawrotu choroby, przy utrzymujących się stężeniach CEA wyższych od 10 ng/ml i CA 15-3 wyższych od 60 U/ml w dwóch kolejnych badaniach kontrolnych, oceniana jest na blisko 100%, a czułość diagnostyczna podwyższonego stężenia przynajmniej jednego z markerów kształtuje się w granicach 60 70%. Za marker nowotworowy z wyboru dla raka piersi uznawany jest obecnie antygen CA Jest to transbłonowa glikoproteina, za której wytwarzanie odpowiedzial- 4 2(18)

5 ny jest gen MUC-1, kodujący mucyny o dużym ciężarze cząsteczkowym ok kda. Ekspresja mucyn (MUC-1, MUC-2, MUC-3, MUC-4, MUC-5, i MUC-6) stwierdzana jest w większości nabłonków gruczołowych. W komórkach prawidłowych ekspresja MUC-1 obserwowana jest w szczytowej części sekrecyjnej nabłonka, natomiast w ulegających transformacji nowotworowej komórkach gruczołu piersiowego ich ekspresja często występuje na całej powierzchni i cechuje się zróżnicowanym nasileniem. (10,16) Fizjologiczna rola MUC 1 nie jest dokładnie poznana, uważa się, że odgrywa ona ważną rolę w adhezji komórkowej m.in. wpływając hamująco na oddziaływania pomiędzy komórkami gruczołu piersiowego jak i z komórkami macierzy zewnątrzkomórkowej. Cytoplazmatyczna domena MUC 1 wykazuje podobną sekwencję aminokwasową do E-kadheryny, i sugeruje się że na tej drodze może dochodzić do zahamowania tworzenia się kompleksów E-kadheryna β-katenina. Zakładając, że MUC 1 wykazuje działanie antyadhezyjne, to nadekspresja tego białka w komórkach pierwotnych guzów mogłaby ułatwiać ich odłączenie od guza, co sprzyja inicjacji fenotypu inwazyjnego i tworzenia przerzutów. (6) Jednak należy zwrócić uwagę, że o ile w pewnych warunkach MUC 1 wykazuje własności antyadhezyjne, to w innych może promować adhezję komórek. MUC 1 może być ligandem dla białka adhezyjnego ICAM1, którego ekspresja stwierdzana jest w komórkach śródbłonka. Wiązanie komórek nowotworowych, zawierających MUC1, do komórek śródbłonka naczyń może prowadzić następnie do ich przechodzenia poza naczynia, co z kolei promuje rozsiew nowotworu. Wewnatrzkomórkową domenę antygenu CA 15-3 stanowi 69 reszt aminokwasowych, natomiast domena zewnątrzkomórkowa jest znacznie większa, tworzy ją reszt aminokwasowych, zbudowanych z powtarzającego się tandemu 20 aminokwasów. Liczba tych powtórzeń waha się od 25 do 100, co związane jest z genetycznym polimorfizmem cząsteczki. Domena zewnątrzkomórkowa cechuje się ponadto wysokim stopniem glikozylacji. Antygen CA 15-3 opisano przy pomocy dwóch monoklonalnych przeciwciał: jednego DF3 uzyskanego wskutek immunizacji myszy komórkami pochodzącymi z przerzutów ludzkiego raka piersi i drugiego 115D8 otrzymanego na drodze immunizacji myszy antygenami pochodzącymi z błon komórek tłuszczu mleka ludzkiego. Przeciwciało DF3, służące jako detekcyjne, rozpoznaje epitop zbudowany z 8 aminokwasów: Asp-Thr-Arg-Pro-Ala-Pro-Gly-Ser i jest zlokalizowany na powtarzającym się fragmencie mucyny. Przeciwciało 115D8, opłaszczone na fazie stałej, wiązane jest z epitopem białka bogatego w węglowodany na tym samym powtarzającym się tandemie mucyny. Przy pełnej świadomości relatywnie niskiej czułości i swoistości diagnostycznej wyników oznaczeń stężenia CA 15-3, a także obecności podwyższonych stężeń tego markera u pewnego odsetka chorych na nowotwory złośliwe o innej lokalizacji narządowej (m.in. rak jajnika, rak szyjki macicy, rak płuca, rak żołądka) badania tego antygenu są powszechnie stosowane w diagnostyce biochemicznej chorych na raka piersi. Częstość podwyższonych wyników wykazuje zależność od stopnia zaawansowania procesu nowotworowego; w stadium I -9%, w stadium II 20%, w stadium III 38% i w stadium IV 75%. (5,9) U chorych na raka piersi nie obserwuje się zależności pomiędzy stężeniem markera a stanem sprawności chorych (Karnofsky, WHO), menopauzą, stopniem złośliwości histologicznej nowotworu a także stanem receptorów hormonalnych. (19) Panuje zgodność opinii pomiędzy ASCO, NACB i EGTM odnośnie braku przydatności wyników oznaczeń CA 15-3 w badaniach przesiewowych, czy rozpoznawaniu nowotworu. Jednak wysokie stężenia CA 15-3 wskazują na zaawansowanie procesu chorobowego; uważa się że stężenie markera 5-10 krotnie przekraczające górną granicę zakresu referencyjnego (28,0 U/ml) z dużym prawdopodobieństwem potwierdza obecność odległych przerzutów. Szczególnie wysokie stężenia markera obserwowane są u znacznego odsetka chorych z przerzutami do wątroby i kośćca, zwłaszcza przy zmianach wieloogniskowych. Dodatnia wartość predykcyjna podwyższonego stężenia CA 15-3 dla potwierdzenia przerzutów do kośćca oceniana jest na 60 65%, jednak niski poziom markera nie wyklucza obecności odległych przerzutów. Przedmiotem licznych badań była ocena przydatności wyników oznaczeń CA 15-3 w kontroli chorych po chirurgicznym leczeniu podstawowym. W grupie chorych bezobjawowych u 92% z nich stwierdzano prawidłowe stężenie CA 15-3, wyniki fałszywie dodatnie u 6 8%, zaś podwyższony poziom markera u ok. 70% z nawrotem choroby. (17) Wzrost stężenia markera w kontroli po leczeniu operacyjnym u znacznego odsetka chorych wyprzedza o 2-9 miesięcy objawy kliniczne reaktywizacji procesu nowotworowego. Może to być argumentem przemawiającym za celowością wykonywania oznaczeń CA 15-3 u chorych bezobjawowych po operacji co 2 do 4 miesięcy przez okres 5 lat, przez kolejne 3 lata co 6 miesięcy; a następnie raz do roku. (14) Niska czułość diagnostyczna wyników oznaczeń CA 15-3, szczególnie we wczesnych stadiach zaawansowania, znajdująca swój wyraz w ograniczeniach użyteczności diagnostycznej tego markera w kontroli chorych po leczeniu chirurgicznym były podstawą dla negatywnej opinii ASCO (American Society of Clinical Oncology) Present data are insufficient to recommend CA 15-3 or CA for screening, diagnosis, staging or surveillance following primary treatment. (2) W uzasadnieniu 5

6 prezentowanego stanowiska odnośnie użyteczności wyników oznaczeń stężenia CA 15-3, szczególnie w kontroli chorych po leczeniu chirurgicznym, ASCO odwołuje się do trzech zasadniczych argumentów. Po pierwsze niski odsetek podwyższonych wyników we wczesnych stadiach choroby sugeruje, że marker posiada niską czułość dla wykrywania mikroprzerzutów, a podwyższone stężenie CA 15-3 może być obserwowane właściwie tylko przy dużej masie guza. Stwierdzenie wzrostu stężenia markera, wyprzedzającego o ok. 6 miesięcy kliniczne potwierdzenie objawów reaktywizacji procesu nowotworowego, nie ma wartości praktycznej ze względu na brak możliwości podjęcia tzw. ratujących życie terapii. Ponadto mediana czasu wystąpienia nawrotu choroby wynosi ok. 51 miesięcy, zatem należałoby wykonać ok. 17 oznaczeń markera w interwałach 3 miesięcznych, aby udokumentować obecność nawrotu procesu nowotworowego, co znacznie podnosi koszty diagnostyki. Trzecim wg ASCO argumentem przeciwko wykorzystaniu w tym zakresie oznaczeń CA 15-3 u chorych po radykalnym leczeniu operacyjnym jest fakt, że u 1/3 chorych u których doszło do reaktywizacji procesu chorobowego stężenie markera nie ulega podwyższeniu. (1) Przeciwne stanowisko reprezentuje European Group on Tumor Markers. Postuluje ona seryjne oznaczanie CA 15-3 celem wykrycia nawrotu choroby, wznowy i/lub przerzutów, jeśli mogłoby to wpłynąć na zmianę leczenia. (14) Dyskutowany jest problem, czy w momencie stwierdzenia wzrostu stężenia markera należy od razu wdrożyć leczenie, czy czekać do momentu radiologicznego potwierdzenia zmian. Saur i wsp. i Nicolini i wsp. wykazali, że u chorych, u których nie zastosowano leczenia, przy stwierdzanym wzroście stężenia markera, mediana czasu jaki upływa do momentu potwierdzenia radiologicznego przerzutów wynosi 4 miesiące, natomiast w grupie chorych u których podjęto takie leczenie przekracza 36 miesięcy. (15,18) Pozwala to wysuwać niektórym badaczom sugestię, że wdrożenie leczenia uzupełniającego w momencie udokumentowanego wzrostu stężenia markera mogłoby przyczynić się do wydłużenia czasu przeżycia chorych w porównaniu do tych, u których takie leczenie zostaje wdrożone dopiero w czasie manifestacji objawów klinicznych reaktywizacji procesu nowotworowego. Stosownie do wytycznych Międzynarodowej Unii Przeciwrakowej (UICC) dla oceny reakcji chorych na leczenie powinny być wykorzystywane m.in. badanie fizykalne, radiologiczna lub izotopowa ocena zmiany chorobowej. Badania prowadzone w wielu ośrodkach wskazują, że u chorych na zaawansowanego raka piersi poddanych chemioterapii zmiany stężenia CA 15-3 korelują z odpowiedzią na leczenie. Po indukcyjnej chemioterapii spadek stężenia markera o ponad 1/4 obserwowano u 66% chorych z regresją guza, u 73% chorych ze stabilizacją procesu nowotworowego nie stwierdzano istotnych zmian w poziomie CA 15-3, a u 80% chorych z progresją obserwowano wzrost jego stężenia. Podejmowane były próby oceny efektów ekonomicznych zastąpienia w kontroli chorych, badań klinicznych i radiologicznych (KT, MNR, PET) z oznaczeniami CA Według niektórych badaczy mogłoby to przyczynić się do zmniejszenia kosztów diagnostyki o 50%. ASCO neguje użyteczność oznaczeń CA 15-3 w monitorowaniu leczenia chorych na zaawansowanego raka piersi. Swoje stanowisko motywuje m.in. tym, że w momencie rozpoczęcia terapii przeciwnowotworowej u pewnego odsetka chorych może dochodzić do przejściowego wzrostu stężenia CA 15-3 w następstwie uwalniania antygenu z rozpadających się komórek guza. Ponadto zysk czasowy w opinii ASCO nie byłby tak znaczny ze względu na konieczność potwierdzenia wzrostu stężenia markera w kolejnych badaniach. NACB i EGTM przeciwnie, zalecają wykorzystywanie u chorych na zaawansowanego raka piersi oznaczeń CA 15-3 celem monitorowania chemioterapii. Stosownie do zaleceń EGTM stężenie markera powinno być oznaczane przed każdym cyklem chemioterapii oraz w 3 miesięcznych interwałach w grupie chorych otrzymujących terapie hormonalną. (1,14) W piśmiennictwie panuje zgodność opinii, że podwyższony przed leczeniem operacyjnym poziom CA 15-3 u chorych na raka piersi jest związany z gorszym rokowaniem chorych. Zarówno czas przeżycia bezobjawowego jak i całkowitego jest istotnie krótszy u chorych ze stężeniem przekraczającym 30 U/l w porównaniu do grupy z niższym stężeniem markera. W opinii niektórych autorów, CA 15-3 może być niezależnym od wielkości guza oraz stanu węzłów chłonnych czynnikiem prognostycznym. (4,11) Z tego względu EGTM sugeruje, że wykonywanie oznaczeń CA 15-3 u chorych na raka piersi przed leczeniem operacyjnym może dostarczyć dodatkowych w stosunku do klasycznych czynników prognostycznych informacji odnośnie rokowania chorych. Sugeruje się, że oznaczenia CEA w uzupełnieniu do CA 15-3 mogą przyczyniać się do poprawy wartości prognostycznej. Przydatne w ocenie rokowania chorych mogą być również wyniki oznaczeń stężenia tego markera podczas kontroli chorych operowanych z powodu raka piersi. W grupie z reaktywizacją procesu nowotworowego wykazano, że lepszym rokowaniem charakteryzują się chore, u których utrzymuje się niższe od 30 U/ml stężenie CA Ponadto według La Lande i wsp. istotnie dłuższym przeżyciem całkowitym charakteryzują się chore, u których wzrost stężenia markera wyprzedza kliniczne lub radiologiczne objawy reaktywizacji procesu nowotworowego o ponad 30 dni w porównaniu do grupy z krótszym czasem wyprzedzenia ( lead time ). (3) 6 2(18)

7 W dążeniu do podniesienia efektywności diagnostyki biochemicznej u chorych na raka piersi rozważa się możliwość uzupełnienia wyników oznaczeń krążących markerów nowotworowych badaniami szeregu cytokin, czynników wzrostu i ich wolnych receptorów. W diagnostyce chorych na raka piersi weryfikowana była m.in. użyteczność diagnostyczna naczyniowo-śródbłonkowego czynnika wzrostu (VEGF) jak i hematopoetycznych czynników wzrostu odpowiedzialnych za proliferację i dalsze różnicowanie macierzystych komórek układu krwiotwórczego. (13) Wiele doniesień wskazuje na bardziej agresywny przebieg i gorsze rokowanie chorych z wzmożoną ekspresją receptora dla naskórkowego czynnika wzrostu HER-2 stwierdzaną w materiale komórkowym metodami immunohistochemicznymi lub FISH. Podejmowane są również próby oceny stężenia zewnątrzkomórkowej domeny HER-2 w surowicy krwi. Potwierdzono użyteczność oznaczeń sher-2 celem wczesnego wykrywania reaktywizacji procesu nowotworowego zwłaszcza u chorych z prawidłowym poziomem CEA i CA (5) Rozważa się możliwość wykorzystania oznaczeń tego białka (sher-2) przed leczeniem operacyjnym chorych na raka piersi jako prediktora rozwoju odległych przerzutów, zwłaszcza w grupie chorych z brakiem ekspresji receptorów hormonalnych. W ostatnich latach duże zainteresowanie budzą możliwości wykorzystania badań ekspresji aktywatora plazminogenu (μpa) jak i jego inhibitora (PAI) w ocenie rokowania chorych na raka piersi, zwłaszcza w grupie z niezajętymi węzłami chłonnymi. (14) Piśmiennictwo 1. Bast RC, Bates S, Bredt AB i wsp.(asco expert panel) Clinical practice guidelines for the use of tumor markers in breast and colorectal cancer. J Clin Oncol, 1996, 14: Bast RC, Ravdin P., Hayes DF. i wsp. (ASCO expert panel) 2000 update of recommendations for use of tumor markers in breast and colorectal cancer: clinical practice guidelines of the American Society of Clinical Oncology. J Clin Oncol., 2001, 19: de La Lande B., e K., Floiras J-L. i wsp.: Prognostic value of Ca 15-3 kinetics for metastatic breast cancer. Int J Biol Markers, 2002, 17: Duffy MJ, Duggan C, Keane R. i wsp. High preoperative CA 15-3 concentrations predict adverse outcome in node-negative and node positive breast cancer: study of 600 patients with histologically confirmed breast cancer. Clin Chem, 2004, 50: Duffy MJ.: Serum tumor markers in breast cancer: are they of clinical value? Clin. Chem., 2006, 52(3): Duffy MJ., Shering S., Sherry F., McDermott E., O Higgins N.: Ca 15-3: a prognostic marker in breast cancer. Int J Biol Markers, 2000, 15 (4): Fleisher M., Lamerz R., Dnistrian AM. i wsp. (NACB expert panel): Practice guidelines and recommendations for use of tumor markers in the clinic. 2002, 15: Gaglia P, Caldarola B, Bussone R i wsp.: Prognostic value of CEA and ferritin assay in breast cancer. A multivariate analysis. Eur J Cancer Clin Oncol., 1988, 24: Gion M, Ruggeri G, Mione R, i wsp. A new approach to tumor marker assessment by perioperative determination in breast and colorectal cancer. Int J Biol Markers, 1993, 8 (1): Klee GG, Schreiber WE: MUC1 gene-derived glycoprotein assays for monitoring breast cancer (CA 15-3, CA 27.29, BR). Arch Pathol Lab Med, 2004, 128: Kumpulainen EJ, Keskikuru R, Johansson RT.: Serum tumor markers CA 15-3 and satge are the two most important predictors of survival in primary breast cancer. Breast Nancer Res Treat 2002, 76: Lang BA, Kocet A, Nekulova M i wsp.: Three follow-up of carcinoembryonic antigens levels in the serum of patients with breast cancer. Neoplasma, 1984, 31: Ławicki S.: Cytokiny hematopoetyczne (HGFs) jako markery raka piersi. Diag Lab, 2005, 2: Molina R, Barak V, van Dalen A, i wsp.: Tumor markers in breast cancer European Group on Tumor Markers recommendations. Tumor Biol., 2005, 26: Nicolini A, Carpi A, Michelassi C, i wsp.: Tumor guided salvage treatment prolongs survival of breast cancer patients: final report of a 7-year study. Biomed, Biother, 2003, 57: Rakha EA, Boyce RWG, El-Rehim DA, I wsp. Expression of mucins (MUC1, MUC2, MUC3, MUC4, MUC5 and MUC6) and their prognostic significance In human breast cancer. Modern pathology, 2005, 18: Safi F, Kohler I, Rottinger E i wsp.: The value of the tumor marker Ca 15-3 in diagnosing and monitoring breast cancer. Cancer, 1991, 68: Sauer H.: Significance of tumor markers during the follow-up of women without symptoms after treatment of primary breast cancer. Anticancer Res, 1997, 17: Tsavaris N, Vonorta K, Sarafidou M i wsp. Comparison of tumor markers CEA, Ca 125, Ca 15.3 and prolactin levels in patients with advanced brast cancer. Diagn Oncol, 1992, 2:

8 Biologiczne aspekty rozwoju raka jajnika The biology of ovarian cancer development Magdalena Chechlińska Zakład Immunologii, Centrum Onkologii-Instytut im. M Skłodowskiej-Curie, ul. Roentgena 5, Warszawa, chech@coi.waw.pl Streszczenie Rak jajnika wywodzi się z jednowarstwowego nabłonka jajników, który odgrywa ważną rolę w owulacji. Jego funkcje zmieniają się w cyklu owulacyjnym i podlegają regulacji przez hormony i cytokiny. Wraz z rozwojem raka jajnika pojawiają się zaburzenia reaktywności komórek, oddziaływań międzykomórkowych i oddziaływań z macierzą pozakomórkową, które warunkują progresję nowotworu. W mechanizmach tych zaburzeń istotną rolę odgrywają cytokiny wraz z hormonami, cząsteczki adhezyjne i proteazy. Niniejszy artykuł zarysowuje udział tych czynników w patogenezie raka jajnika. Przedstawiono również niektóre aspekty specyfiki progresji raka jajnika. Summary Epithelial ovarian cancers are thought to arise from a single layer of cells covering the ovary or lining the inclusion cysts. Normal ovarian epithelial cells play a crucial role in ovulation and have an inherent ability to respond to cytokines and hormones and to undergo an epithelial-mesenchymal transformation. With the progression of cancer, a deregulation of cellular interactions as well as of cell-extracellular matrix interactions enable cancer invasion and metastatic spread. This paper outlines the involvement of cytokin, hormones, adhesion molecules and proteases in ovarian cancer development. Some aspects of ovarian cancer progression specificity are also described. Wstęp Nowotwory jajnika, pomimo postępu wiedzy i rozwoju nowych metod wykrywania i terapii nowotworów, stanowią nadal poważny problem diagnostyczny, a uzyskiwane wyniki leczenia są niezadowalające. Na świecie notuje się ciągłą tendencję wzrostu wskaźników zachorowalności i umieralności z powodu nowotworów jajnika. Według danych Krajowego Rejestru Nowotworów (1) w 2005 roku zanotowano w Polsce 3355 nowych zachorowań na nowotwory złośliwe jajnika (standaryzowany współczynnik zachorowalności 11,1/ , wskaźnik struktury 5,44%), a 2357 kobiet zmarło z powodu tych nowotworów (standaryzowany współczynnik umieralności 7/ , wskaźnik struktury 5,99%). Główną przyczyną wysokiej umieralności z powodu nowotworów jajnika jest bezobjawowy przebieg choroby aż do późnych stadiów zaawansowania oraz brak metod wczesnego wykrywania choroby. Rak jajnika wywodzi się z jednowarstwowego nabłonka jajników i stanowi ok. 90% złośliwych nowotworów żeńskiej gonady (pozostałe wywodzą się z komórek ziarnistych, komórek podścieliska i komórek zarodkowych). Nabłonek powierzchniowy jajnika odgrywa ważną rolę w owulacji. Jego funkcje zmieniają się w cyklu owulacyjnym i podlegają regulacji przez hormony i cytokiny. W przebiegu procesów nowotworowych pojawiają się zaburzenia w oddziaływaniach międzykomórkowych i w oddziaływaniach komórek z macierzą pozakomórkową, warunkujące zarówno dynamikę wzrostu guza 8 2(18)

9 jak i zdolność komórek nowotworowych do naciekania zdrowych tkanek i tworzenia przerzutów. W niniejszym opracowaniu zarysowano istotne elementy tych oddziaływań: cytokiny w kontekście ich współzależności z hormonami, cząsteczki powierzchniowe i proteazy. Przedstawiono również niektóre aspekty specyfiki progresji raka jajnika. Związki pomiędzy cytokinami i hormonami w regulacji funkcji jajnika W fizjologii jajnika, obok hormonów, ważną aczkolwiek słabo poznaną rolę odgrywają cytokiny. Cytokiny są białkowymi mediatorami międzykomórkowymi, regulującymi wzrost, różnicowanie, migrację i apoptozę komórek. Odgrywają kluczową rolę w procesach rozwoju, w reakcjach odpornościowych i zapalnych, w procesach regeneracji i utrzymania homeostazy tkanek. Charakteryzują się wysoką aktywnością w niskich stężeniach. W warunkach fizjologicznych występują miejscowo lub w płynach ustrojowych, zazwyczaj w niewielkich ilościach. (2) Komórki nabłonka jajnika nie tylko ujawniają receptory dla hormonów i cytokin, ale mają także zdolność do uwalniania wielu mediatorów. Jak wykazały badania ostatnich lat w oddziaływaniu hormonów i cytokin istnieje wiele wzajemnych powiązań i podobieństw. Oba te typy mediatorów mają zdolność stymulowania lub hamowania proliferacji nabłonka jajnika. Gonadotropiny i kortykosterydy oraz wiele cytokin, w tym EGF (naskórkowy czynnik wzrostu), TGF (transformujący czynnik wzrostu)-α, TNF (czynnik martwicy nowotworów)-α, HGF/SF (czynnik wzrostu hepatocytów/ scatter factor ), PDGF (płytkopochodny czynnik wzrostu), bfgf (zasadowy czynnik wzrostu fibroblastów) i IL (interleukina)-1, ma zdolność pobudzania wzrostu normalnych ludzkich komórek nabłonka jajnika. Inne hormony estrogeny, progesteron i androgeny, których receptory znajdują się na powierzchni komórek nabłonka jajnika, nie wpływają bezpośrednio na proliferację tych komórek, mogą jednak oddziaływać na ich rozplem pośrednio, poprzez zwiększenie ekspresji HGF/SF i jego receptorów, a także przez obniżenie ekspresji receptorów dla hormonu uwalniającego gonadotropiny (GnRH) i TGF-β. (3 5) GnRH oraz TGF-β hamuje wzrost normalnych komórek nabłonka jajnika. (4) Cytokiny, wraz z hormonami, pełnią również szereg innych funkcji w jajniku, regulując wzrost i różnicowanie pęcherzyków Graafa oraz proces owulacji, a także warunkując obecność i funkcje komórek układu odpornościowego w jajniku. Dla przykładu EGF wpływa na różnicowanie komórek tekalnych jajnika, hamuje funkcje hormonu follikulotropowego (FSH) i indukcję receptorów dla hormonu luteinizującego (LH), hamuje produkcję estrogenów i stymuluje produkcję progestagenów. Istnieją sugestie, że HGF/SF reguluje nie tylko aktywność proliferacyjną, ale również apoptozę komórek nabłonka jajnika przed i po owulacji, a produkcja HGF/SF jest regulowana na poziomie transkrypcji przez hormony sterydowe i cytokiny. (3,4) Z kolei M-CSF (czynnik wzrostu kolonii makrofagów), jak pokazują badania na modelu mysim (6), wpływa na zależny od hormonów sterydowych rozwój gonad oraz bierze udział w owulacji. Źródłem cytokin w środowisku jajnika są różne typy komórek. Normalne ludzkie komórki nabłonka jajnika produkują TGF-α, TGF-β, HGF, TNF-α, IL-1, IL-6, M-CSF, GM-CSF (czynnik wzrostu kolonii granulocytów i makrofagów) i G-CSF (czynnik wzrostu kolonii granulocytów). EGF i PDGF są uwalniane przez płytki w czasie procesów krzepnięcia zachodzących podczas owulacji. HGF uwalniany jest głównie przez komórki podścieliska i mezenchymy. Badania nad pochodzeniem IL-1 i TNF-α w płynie pęcherzykowym u człowieka wskazują, że głównym źródłem IL-1 są komórki ziarniste i makrofagi; te ostatnie są prawdopodobnie także źródłem TNF-α. (3,4,7,8) Cytokiny w patogenezie raka jajnika. Współzależność oddziaływania cytokin i hormonów Na udział hormonów w rozwoju nowotworów jajnika wskazywano już od dawna. Przedmiotem szczególnego zainteresowania w badaniach patogenezy nowotworów tego narządu są obecnie cytokiny. Rak jajnika zyskał miano choroby napędzanej przez cytokiny. Wielu autorów uważa, że o ile uwalnianie cytokin jest normalną funkcją nabłonka jajnika w procesie karcynogenezy następuje dodatkowo uruchomienie ich oddziaływań autokrynnych. (3,4,9) Cytokiny mogą m.in. stymulować proliferację komórek, hamować apoptozę, pobudzać angiogenezę, promować migrację i inwazyjność komórek nowotworowych. Niekiedy szlaki molekularne mechanizmów działania cytokin i hormonów są wspólne. Gonadotropina kosmówkowa (hcg) oraz estradiol regulują wzrost komórek raka jajnika poprzez szlaki przekazywania sygnałów IGF (insulinopodobnego czynnika wzrostu)-i i EGF. Sterydowe hormony płciowe indukują zwiększenie produkcji TGF-α i HGF/SF oraz regulują ekspresję receptora dla EGF, a także dla IGF-I. W odpowiedzi na estrogeny niektóre linie komórek raka jajnika, w przeciwieństwie do normalnych komórek nabłonka jajnika, proliferują. TGF-β, który hamuje proliferację komórek normalnego nabłonka jajnika i komórek raka jajnika izolowanych z wysięków nowotworowych, nie ma takiego oddziaływania wobec ustalonych linii komórkowych raka jajnika i komórek świeżo izolowanych z zaawansowanych nowotworów jajnika. TGF-α, który oddziałuje poprzez receptor dla EGF, promuje wzrost linii raka jajnika in vitro prawdopodobnie poprzez mechanizm autokrynny. 9

10 Komórki raka jajnika charakteryzuje zwiększona ekspresja receptorów dla EGF w stosunku do komórek normalnych, jak i komórek łagodnych nowotworów jajnika. Przeciwciała przeciwko TGF-α i przeciwko receptorowi dla EGF hamują proliferację komórek raka jajnika. Podwyższona ekspresja receptora dla EGF koreluje ze złym rokowaniem u chorych na raka jajnika. Pobudzenie szlaku receptora dla EGF stymuluje nie tylko proliferację komórek, ale także ich zdolność do migracji i inwazji; obserwuje się zmianę połączeń pomiędzy komórkami nabłonka, zmianę ekspresji integryn, a tym samym zdolności przylegania komórek do elementów macierzy pozakomórkowej, aktywację metaloproteazy (MMP) 9. (3,4,10 13) HGF/SF stymuluje proliferację i migrację linii komórkowych raka jajnika o wysokiej ekspresji receptora C-Met (receptor dla HGF/SF), a komórki raka jajnika izolowane z guzów wykazują nadekspresję tego receptora. Ekspresja C-Met podlega regulacji przez gonadotropiny i hormony sterydowe oraz cytokiny, w tym autoregulacji przez HGF/SF. (4,7) Insulinopodobne czynniki wzrostu mają in vitro działanie mitogenne i antyapoptotyczne wobec komórek raka jajnika. Ekspresja IGF i ich receptorów jest zwiększona w komórkach raka jajnika. Oddziaływanie antysensownych oligonukleotydów receptora dla IGF-I i IGF-II na komórki raka jajnika in vitro powoduje, odpowiednio, zahamowanie proliferacji i indukcję apoptozy. (4) Szczególne znaczenie w raku jajnika ma VEGF (naczyniowo-śródbłonkowy czynnik wzrostu), który działa nie tylko jako czynnik proangiogenny i immunosupresyjny, ale również jako czynnik przepuszczalności naczyń, odgrywający ważną rolę w tworzeniu wysięków w jamie otrzewnej u chorych na raka jajnika. (4,14,15) Jednym ze źródeł VEGF są komórki raka jajnika. (16,19) Wysoka ekspresja VEGF w raku jajnika negatywnie koreluje z przeżyciem. (20) Ponadto, dzięki zdolności do indukcji aktywności metaloproteaz, VEGF może mieć wpływ na migrację i inwazyjność komórek raka jajnika. (21,22) Linie komórek raka jajnika produkują i odpowiadają na bfgf, a komórki z guzów raka jajnika ujawniają receptor dla bfgf. (4,14) IL-8 w ma związek z progresją raka jajnika i potencjałem tworzenia przerzutów poprzez autokrynną i parakrynną stymulację rozplemu komórek raka, indukcję angiogenezy i wpływ na migrację komórek. Ekspresja IL-8 jest wyższa w przerzutach niż w guzach pierwotnych i w komórkach z wysięków nowotworowych. (14,19,23) M-CSF produkowany jest przez normalny nabłonek jajnika, a także przez linie raka jajnika i komórki świeżo izolowane z guzów jajnika. Natomiast receptor dla M-CSF eksponowany jest przez komórki raka jajnika, zwłaszcza przez komórki niskozróżnicowanego raka jajnika, nie ma go natomiast ani na komórkach zmian łagodnych, ani na normalnych komórkach nabłonka jajnika. M-CSF odgrywa przypuszczalnie rolę autokrynnego czynnika wzrostu w raku jajnika. Jednoczesna ekspresja M-CSF i jego receptora związana jest z gorszym rokowaniem i koreluje ze stopniem zaawansowania choroby i stopniem złośliwości histologicznej. Produkcję M-CSF pobudzają gonadotropiny, z kolei M-CSF może współwarunkować promocyjne działanie gonadotropin. (4,8,24,25) TNF-α, który jest fizjologicznie uwalniany podczas gojenia ran poowulacyjnych, stymuluje proliferację komórek raka jajnika in vitro. Uwalnianie TNF-α hamowane jest przez estrogeny. (4,7,26) Brak estrogenów przy wysokich poziomach gonadotropin u starszych kobiet może prowadzić do trwałej indukcji uwalniania TNF-α i M-CSF i przyczyniać się do zwiększonej zapadalności na raka jajnika u kobiet po menopauzie. (4) Egzogenny TNF-α indukuje endogenną syntezę tej cytokiny w komórkach raka jajnika. (27,28) Oddziaływanie uwalnianego przez makrofagi i komórki ziarniste TNF-α mogłoby mieć również udział w rozwoju raka jajnika z nabłonka przestrzeni torbielowatych, powstających na skutek inwaginacji nabłonka powierzchniowego jajnika w czasie owulacji. (3 5,26) IL-6 uwalniana przez komórki raka jajnika in vivo i in vitro może mieć ważne znaczenie w patogenezie tego nowotworu jako czynnik antyapoptotyczny i proangiogenny. Istnieją również dane wskazujące na jej działanie stymulujące rozplem komórek raka jajnika na drodze autokrynnej i parakrynnej. (4,16,29) Immunosupresyjna IL-10 prawdopodobnie uczestniczy w mechanizmach upośledzenia odpowiedzi immunologicznej u chorych na raka jajnika. Nie jest ona uwalniana przez komórki raka jajnika, jednak jest ujawniana w złośliwych guzach jajnika, a jej wysokie stężenia występują w płynach z otrzewnej i surowicach od chorych na raka jajnika. (16,30,31) Cytokiny odgrywają znaczącą rolę w rozwoju i progresji nowotworów, w tym raka jajnika. U chorych na ten nowotwór stężenia krążących cytokin korelują ze stopniem klinicznego zaawansowania (sil-2r, IL-6, M-CSF, stnfrii, VEGF), są także niezależnymi czynnikami rokowniczymi (EGFR, stnfrii, VEGF). (32), por. Kamińska i Kowalska str. 16 niniejszego numeru The Abbott Voice. Cytokiny nie znalazły jednak jak dotychczas zastosowania w praktyce klinicznej u chorych na raka jajnika, a jedynie nieliczne cytokiny są rutynowo oznaczane u chorych na inne nowotwory. (32) Kadheryny Powierzchniowy nabłonek jajnika (ang. ovarian surface epithelium, OSE), zbudowany jest z pojedynczej warstwy komórek mezotelialnych o mieszanej charakterystyce ko- 10 2(18)

11 mórek epitelialnych i mezenchymalnych. Obok typowych cech nabłonka prostego, jak np. ekspresja niektórych keratyn, komórki OSE posiadają niektóre własności komórek wywodzących się z mezodermy. I tak, w większości nabłonków, w tym nabłonka jajowodów, szyjki i trzonu macicy, w skład kompleksu tworzącego tzw. połączenia przylegające (ang. adherens junctions), warunkujące m.in. ścisłe przyleganie komórek, wchodzi E-kadheryna (Epithelial cadherin), będąca śródbłonową glikoproteiną, która odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu prawidłowej struktury nabłonków. Ponadto E-kadheryna indukuje różnicowanie komórek mezenchymalnych w kierunku komórek epitelialnych. Brak bądź uszkodzenie połączeń międzykomórkowych zależnych od E-kadheryny powoduje nabycie przez te komórki cech fibroblastów. (4,33 37) W progresji większości nowotworów nabłonkowych E-kadheryna ma działanie hamujące inwazyjność, jej najniższą ekspresję lub aktywność obserwuje się w niskozróżnicowanych nowotworach inwazyjnych. (37) W normalnym OSE składnikiem połączeń przylegających jest typowa dla komórek mezenchymalnych N-kadheryna, a ekspresja E-kadheryny jest niska lub białko to w ogóle nie występuje. Ta cecha OSE wpływa na zwiększoną ruchliwość i proliferację komórek oraz zdolność do modyfikowania macierzy pozakomórkowej, co sprzyja procesom naprawy uszkodzeń nabłonka jajnika powstających w czasie owulacji. (4) Według hipotezy Auersperg i wsp. (4) zdolność normalnych komórek OSE do zmiany fenotypu, czyli tzw. transformacji epitelialno-mezenchymalnej, jest ponadto mechanizmem homeostatycznym, pozwalającym na wchłonięcie komórek OSE uwięzionych podczas owulacji w zrębie jajnika w strukturę zrębu, w formie fibroblastów. Innymi słowy pozbawienie komórek OSE zdolności do nabywania cech komórek mezenchymalnych, a więc zróżnicowanie w kierunku komórek epitelialnych sprzyjałoby tworzeniu z komórek OSE przestrzeni torbielowatych w jajniku, które są częstym miejscem zmian metaplastycznych, dysplastycznych i wczesnych rakowych. W komórkach zmian metaplastycznych i dysplastycznych oraz komórkach raka jajnika z guzów pierwotnych występuje znaczny wzrost ekspresji E-kadheryny, jej dalsze podwyższenie obserwuje się w komórkach z wysięków otrzewnowych, natomiast w komórkach z przerzutów ekspresja E-kadheryny jest często słaba lub niewykrywalna. (38,39) Ponadto pokazano, że w normalnym OSE pochodzącym od kobiet obciążonych rodzinnie występującym rakiem jajnika ekspresja E-kadheryny, zarówno na poziomie mrna jak i białka, jest znacząco częstsza, co sugeruje ich obniżoną zdolność do przyjmowania fenotypu mezenchymalnego. (34) Uważa się, że E-kadheryna, indukując nieprawidłowe różnicowanie OSE w kierunku fenotypu epitelialnego, ma udział w powstawaniu zmian przednowotworowych oraz we wczesnych etapach patogenezy raka jajnika. (4,33,40) Ekspresja E-kadheryny, obok obecności choroby resztkowej, okazała się niezależnym, niekorzystnym czynnikiem prognostycznym. (41) Najnowsze analizy wykazały jednak, że E-kadheryna, choć ma związek z rokowaniem u chorych na raka jajnika, wartością prognostyczną nie dorównuje klasycznym czynnikom kliniczno-patologicznym. (42) CA125 Antygen CA125 (43) jest glikoproteiną powierzchniową o nieznanej funkcji. Podobnie jak E-kadheryna, CA125 w zasadzie nie występuje w normalnym OSE. Typowo występuje w normalnym epitelium wywodzącym się z przewodu Mullera (nabłonek jajowodów oraz trzonu i szyjki macicy), a także m.in. w normalnym mezotelium otrzewnej i opłucnej. Ze znaczącą częstością CA125 ujawnia się na komórkach OSE przestrzeni torbielowatych. Ekspresja CA125 charakteryzuje również komórki większości zmian łagodnych i raka jajnika, a więc komórki, które nabyły cechy nabłonka typu Mullera i między innymi ujawniają E-kadherynę. (4,5) Indukcja ekspresji E-kadheryny w normalnych komórkach OSE in vitro powoduje ich epitelializację, zanika fenotyp mezenchymalny, pojawiają się funkcjonalne połączenia przylegające, następuje pobudzenie produkcji i uwalnianie CA125. (33) Płyny ustrojowe u chorych na raka jajnika charakteryzują się podwyższonymi stężeniami CA125, który jest obecnie jedynym markerem standardowo oznaczanym w przebiegu tej choroby. Jednak czułość i swoistość diagnostyczna tego markera jest ograniczona. (44) Podwyższone stężenia krążącego CA125 występują jedynie u 22-50% chorych w I stopniu klinicznego zaawansowania oraz u prawie 10% chorych na nowotwory łagodne, u 15% zdrowych kobiet przed menopauzą i u 2% po menopauzie, a także m.in. w stanach zapalnych miednicy mniejszej, w mięśniakach macicy, w raku żołądka i kilku innych nowotworach złośliwych. (16,43 49) Wynika to z uwalniania CA125 nie tylko przez komórki raka jajnika i innych nowotworów, ale również przez komórki zmian łagodnych i mezotelium otrzewnej oraz wskazuje na rolę barier biologicznych (błony podstawne, otrzewna) w przenikaniu tego antygenu do surowicy. (49,50) Stąd oznaczanie stężenia CA125 znajduje rutynowe zastosowanie jedynie w monitorowaniu chorych. (49) Metaloproteazy Metaloproteazy macierzy pozakomórkowej (MMP) są zależnymi od wapnia enzymami proteolitycznymi zawierającymi w centrum aktywnym atom cynku. Obecnie poznano 22 MMP. Pełnią one ważną rolę w stanach fizjologicznych i patologicznych. Produkowane są przez fibroblasty, komórki śródbłonka, leukocyty, monocyty 11

12 i makrofagi, komórki nowotworowe i w postaci proenzymów są uwalniane lub zakotwiczone w błonie komórkowej, a następnie ulegają aktywacji przez proteazy lub MMP. Odgrywają istotną rolę w progresji nowotworów wpływając na wzrost, różnicowanie, migrację, inwazyjność komórek nowotworowych, na tworzenie nowych naczyń krwionośnych (angiogenezę), programowaną śmierć komórek (apoptozę) i odpowiedź immunologiczną. Działanie MMP polega na degradacji elementów macierzy pozakomórkowej, aktywowaniu czynników wzrostowych lub uwalnianiu ich z macierzy pozakomórkowej (np.: IGF, TGF-α, TGF-β), uwalnianiu zewnątrzkomórkowych fragmentów receptorów błonowych (FGFRI, HER2/neu, HER4, receptor HGF c-met), co powoduje powstawanie receptorów kompetycyjnych (ang. decoy receptor) hamujących działanie właściwych ligandów, degradowaniu cząsteczek adhezyjnych (E-kadheryna, CD44), czy receptora α dla IL-2 (działanie immunosupresyjne). Zwiększoną ekspresję MMP stwierdzono w wielu nowotworach. (51,52) Wydaje się, że w raku jajnika szczególnie ważną rolę odgrywają MMP2 i MMP9. Oba te enzymy degradują kolagen typu IV, który jest głównym składnikiem błony podstawnej i oba są związane z procesem angiogenezy. (53) Ekspresja MMP2 i MMP9, zarówno na poziomie mrna jak i białka, oraz aktywność tych kolagenaz w raku jajnika jest wyższa niż w normalnych jajnikach, w zmianach łagodnych i granicznych jajnika oraz koreluje z progresją nowotworu i złym rokowaniem. W szczególności ekspresja MMP2 i MMP9 w komórkach zrębu koreluje ze złym rokowaniem, a nadekspresja MMP9 w tych komórkach okazała się niezależnym czynnikiem rokowniczym (54), natomiast nadekspresja MMP2 niezależnym wskaźnikiem czasu przeżycia wolnego od choroby. (55) Spośród innych badanych metaloproteaz, nadekspresję MMP8, mającej zdolność degradacji kolagenu typu I, stwierdzono w 95% raków jajnika i wykazano, że poziom ekspresji koreluje ze stopniem zróżnicowania histologicznego, stopniem zaawansowania klinicznego i ze złym rokowaniem. Ekspresja metaloproteaz, jak wykazano w badaniach na liniach komórkowych, może być pobudzana przez cytokiny prozapalne, np. IL-1β, oraz hormony, np. GnRH. (56,57) Z kolei metaloproteazy (MMP2 i MMP9) indukują uwalnianie VEGF przez komórki raka jajnika. (15,22) In vivo, aktywność MMP jest hamowana przez swoiste inhibitory tkankowe metaloproteaz (TIMP), oraz przez α2-makroglobulinę, trombospondyny, cytokiny przeciwzapalne IFN-γ, IL-4, także przez indometacynę, deksametazon i tetracykliny. (51,52,58 60) Istotna rola metaloproteaz w progresji nowotworów, szczególnie w zaawansowanych nowotworach o wysokiej agresywności, stała się podstawą badań skuteczności terapeutycznego wykorzystania substancji hamujących MMP. Badania te trwają już od ponad 20 lat, jednak jak dotychczas nie uzyskano klinicznych dowodów poprawy przeżycia u chorych leczonych inhibitorami MMP. Możliwe przyczyny tych niepowodzeń zostały szczegółowo przedyskutowane przez Overalla i Kleifelda. (52) Rozsiew raka jajnika Środowiskiem rozwoju raka jajnika jest jama otrzewna. Otrzewna jest półprzepuszczalną błoną biologiczną pokrywającą narządy jamy brzusznej (otrzewna trzewna) i ścianę brzuszną (otrzewna ścienna). Przez tę błonę przenikają zwłaszcza substancje zawarte w surowicy oraz przedostają się leukocyty. Otrzewna wyściełana jest warstwą komórek mezotelium. Otrzewna jest głównym miejscem rozsiewu raka jajnika, a jama otrzewna często gromadzi patologiczny wysięk. Rozsiew raka jajnika zazwyczaj przebiega odmiennie niż w przypadku większości innych raków. Następuje bowiem przede wszystkim poprzez bezpośredni kontakt i zajęcie sąsiadujących narządów (jajowody, macica, odbytnica, pęcherz) oraz w efekcie uwalniania komórek do jamy otrzewnej, które następnie przenoszone są przez normalny płyn jamy brzusznej lub wysięk i wysiewane na otrzewnej, na powierzchni żołądka, jelita, wątroby, przepony. Wydaje się, że rozsiew poprzez naczynia limfatyczne jest częstszy niż się na ogół uważa, natomiast zajęcie narządów odległych w wyniku transportu komórek raka jajnika przez naczynia krwionośne jest bardzo rzadkie. Rozsiew raka jajnika ma więc często charakter względnie bierny, gdyż komórki nie muszą aktywnie naciekać sąsiadujących tkanek, przechodzić przez ściany naczyń, mieć zdolności przeżycia w krwioobiegu. Być może dlatego ekspresja genów w komórkach raka jajnika z guzów pierwotnych i z przerzutów do otrzewnej różni się jedynie nieznacznie. (Innym wytłumaczeniem tego zjawiska może być nabywanie przez komórki raka jajnika potencjału inwazyjnego we wczesnej fazie onkogenezy). (13,61) Poza dostępnością otrzewnej dla komórek nowotworowych, poznano kilka mechanizmów molekularnych, które mogą ułatwiać wzrost ognisk wtórnych raka jajnika w otrzewnej. Opisana wcześniej nadekspresja E-kadheryny w komórkach raka jajnika, nietypowa dla komórek większości raków, umożliwia wzajemne przyleganie komórek raka jajnika i tworzenie występujących w wysiękach agregatów komórek nowotworowych ( sferoidów ), które z kolei wykazują zdolność przylegania do komórek mezotelialnych. (53) Ponadto komórki raka jajnika ujawniają na swojej powierzchni CXCR4 receptor dla CXCL12, chemokiny stymulującej migrację komórek raka jajnika in vitro, obecnej w wysiękach otrzewnowych i w komórkach mezotelium. (61,62) Również ekspresja CD44, powierzchniowej glikoproteiny na komórkach raka jajnika wydaje się mieć istotne znaczenie w tworzeniu przerzutów 12 2(18)

13 do otrzewnej. CD44 łączy się z hialuronanem glikozaminoglikanem opłaszczającym komórki mezotelium, co nie tylko ułatwia wzajemne przyleganie komórek nowotworowych i komórek mezotelium, ale może indukować sygnały promujące wzrost komórek raka jajnika i tworzenie nowego ogniska. W rozsiewie komórek raka jajnika w otrzewnej istotną rolę może również odgrywać antygen CA125, który ujawnia się na powierzchni komórek raka jajnika i wiąże się z mezoteliną glikoproteiną występującą na normalnych komórkach mezotelium. (13) Powstawanie wysięków otrzewnowych koreluje ze znacznym obniżeniem wskaźnika 5-letnich przeżyć chorych na raka jajnika w III i IV stadium zaawansowania (5% z wysiękiem, względem 45% bez wysięku). (63) Gromadzenie się patologicznego płynu wysiękowego w jamie otrzewnej u chorych na raka jajnika tłumaczy się zaburzeniami przepływu chłonki, zwiększonym przesączem do jamy otrzewnej i zwiększoną produkcją płynu przez otrzewną ścienną. W mechanizmie powstawania wysięków istotną rolę odgrywa czynnik zwiększający przepuszczalność naczyń VEGF, którego stężenia korelują z objętością wysięków (4,15), a pośrednio także metaloproteazy, szczególnie MMP9, które indukują uwalnianie VEGF przez komórki nowotworowe, a mogą także aktywować czynniki pobudzające uwalnianie VEGF przez komórki lub mobilizować VEGF z przestrzeni pozakomórkowych. (15,22) Wysięki otrzewnowe charakteryzują się nie tylko wysokimi stężeniami VEGF, ale również licznych innych cytokin, w tym immunosupresyjnych IL-10, sil-2rα i IL-6, a także antygenu CA125. (4,16,31,61,64) Źródłem cytokin w płynach wysiękowych u chorych na raka jajnika są nie tylko komórki guza, w tym komórki nowotworowe i komórki zrębu, ale również komórki mezotelium i leukocyty. Istotnym źródłem CA125 są obok komórek raka jajnika również komórki mezotelium. Jeśli chodzi o miejsce syntezy i uwalniania cytokin występujących w podwyższonych stężeniach w surowicach krwi u chorych na nowotwory złośliwe, początkowo uważano, że wzrost stężenia cytokin w krwioobiegu u chorych na nowotwory jest dowodem reakcji immunologicznej ustroju na nowotwór. Obecnie wiadomo, że u chorych na raka jajnika znaczącym źródłem krążących cytokin i CA125 jest guz nowotworowy i jego środowisko (w tym wysięk), a ich stężenia w krwioobiegu, zazwyczaj wielokrotnie niższe niż w wysiękach otrzewnowych i nie są prostym odzwierciedleniem ich stężeń w środowisku guza. (16,50,61,64) Dla rutynowych oznaczeń markerów nowotworowych krew pozostaje jednak najdogodniejszym materiałem do badań. Zrozumienie mechanizmów rozwoju i progresji tego wyjątkowo groźnego nowotworu, jakim jest rak jajnika, jest podstawą poszukiwania nowych markerów diagnostycznych, czynników rokowniczych i cząsteczek, które mogą być przydatne w terapii. Piśmiennictwo Krajowy Rejestr Nowotworów, Chechlińska M. Rola cytokin w procesach nowotworzenia. Nowotwory Journal of Oncology, 2003; 6: Wong AST, Auersperg N. Normal ovarian surface epithelium. Cancer Treat Res 2002; 107: Auersperg N, Wong AS, Choi KC, Kang SK, Leung PC. Ovarian surface epithelium: biology, endocrinology, and pathology. Endocr Rev 2001; 22: Lukanova A i Kaaks R. Endogenous Hormones and Ovarian Cancer: Epidemiology and Current Hypotheses. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2005;14: Pollard JW. Role of colony-stimulating factor-1 in reproduction and development. Mol Reprod Dev. 1997; 46: 54-60; discussion Terranova PF, Rice VM. Review: cytokine involvement in ovarian processes. Am J Reprod Immunol 1997; 37: Parrott JA, Skinner MK. Expression and action of hepatocyte growth factor in human and bovine normal ovarian surface epithelium and ovarian cancer. Biol Reprod 2000; 62:

14 9. Westermann AM, Beijnen JH, Moolenaar WH i Rodenhuis S. Growth factors in human ovarian cancer. Cancer Treat Rev 1997; 23: Simpson BJ, Langdon SP, Rabiasz GJ, Macleod KG, Hirst GL, Bartlett JM, Crew AJ, Hawkins RA, Macineira-Perez PP, Smyth JF, Miller WR. Estrogen regulation of transforming growth factor-alpha in ovarian cancer. J Steroid Biochem Mol Biol 1998; 64: Ridderheim M, Stendahl U, Backstrom T. Progesterone and estradiol stimulate release of epidermal growth factor/transforming growth factor alpha by ovarian tumours in vitro. Anticancer Res 1994; 14: Chen T, Triplett J, Dehner B, Hurst B, Colligan B, Pemberton J, Graff JR, Carter JH. Transforming growth factor-beta receptor type I gene is frequently mutated in ovarian carcinomas. Cancer Res 2001; 61: Naora H, Montell DJ. Ovarian cancer metastasis: integrating insights from disparate model organisms. Nat Rev Cancer. 2005, 5: Fidler IJ, Yoneda J, Herrera C, Wood J, Xu L. Specific keynote: molecular determinants of angiogenesis in ovarian cancer. Gynecol Oncol. 2003; 88: S Belotti D, Paganoni P, Manenti L, Garofalo A, Marchini S, Taraboletti G, Giavazzi R. Matrix metalloproteinases (MMP9 and MMP2) induce the release of vascular endothelial growth factor (VEGF) by ovarian carcinoma cells: implications for ascites formation. Cancer Res. 2003;63: Berek JS, Martinez-Maza O, Hamilton T, Trope C, Kaern J, Baak J, Rustin GJ. Molecular and biological factors in the pathogenesis of ovarian carcinoma. Annals of Oncology 1993; 4: S3-S Barton DP, Cai A, Wendt K, Young M, Gamero A, De Cesare S. Angiogenic protein expression in advanced epithelial ovarian cancer. Clin Cancer Res 1997; 3: Boocock CA, Charnock-Jones DS, Sharkey AM, McLaren J, Barker PJ, Wright KA, Twentyman PR, Smith SK. Expression of vascular endothelial growth factor and its receptors flt and KDR in ovarin carcinoma. J Natl Cancer Inst 1995; 87: Davidson B, Reich R, Kopolovic J, Berner A, Nesland JM, Kristensen GB, Trope CG, Bryne M, Risberg B, van de Putte G, Goldberg I. Interleukin-8 and vascular endothelial growth factor mrna and protein levels are downregulated in ovarian carcinoma cells in serous effusions. Clin Exp Metastasis 2002; 19: Yamamoto S, Konishi I, Mandai M, Kuroda H, Komatsu T, Nanbu K, Sakahara H, Mori T. Expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) in epithelial ovarian neoplasms: correlation with clinicopathology and patient survival, and analysis of serum VEGF levels. Br J Cancer 1997; 76: Wang FQ, So J, Reierstad S, Fishman DA. Vascular endothelial growth factor-regulated ovarian cancer invasion and migration involves expression and activation of matrix metalloproteinases. Int J Cancer 2006; 118: Belotti D, Calcagno C, Garofalo A, Caronia D, Riccardi E, Giavazzi R, Taraboletti G. Vascular endothelial growth factor stimulates organ-specific host matrix metalloproteinase-9 expression and ovarian cancer invasion. Mol Cancer Res 6: , So J, Navari J, Wang FQ, Fishman DA. Lysophosphatidic acid enhances epithelial ovarian carcinoma invasion through the increased expression of interleukin-8. Gynecol Oncol 2004; 95: Asschert JG, Vellenga E, Hollema H, van der Zee AG, de Vries EG. Expression of macrophage colony-stimulating factor (M-CSF), interleukin-6, (IL-6), interleukin-1 beta (IL-1 beta), interleukin-11 (IL-11) and tumour necrosis factor-alpha (TNF-alpha) in p53-characterised human ovarian carcinomas. Eur J Cancer 1997; 33: Ramakrishnan S, Xu FJ, Brandt SJ, Niedel JE, Bast RC Jr, Brown EL. Constitutive production of macrophage colony-stimulating factor by human ovarian and breast cancer cell lines. J Clin Invest 1989; 83: Ness RB i Cottreau C. Possible role of ovarian epithelial inflammation in ovarian cancer. J Natl Cancer Inst 1999; 91: Spriggs DR, Imamura K, Rodriguez C, Sariban E, Kufe DW. Tumor necrosis factor expression in human epithelial tumor cell lines. J.Clin. Invest1988; 81: Wu S, Boyer CM, Whitaker RS, Berchuck A, Wiener JR, Weinberg JB, Bast RC Jr. Tumor necrosis factor alpha as an autocrine and paracrine growth factor for ovarian cancer: monokine induction of tumor cell proliferation and tumor necrosis factor alpha expression. Cancer Res 1993; 53: Lu C, Rak JW, Kerbel RS. Interleukin 6 in progression of human solid tumors: transitional changes in the regulation of cell growth, apoptosis and angiogenesis. Cancer J 1997; 10: Merogi AJ, Marrogi AJ, Ramesh R, Robinson WR, Fermin CD, Freeman SM. Tumor-host interaction: analysis of cytokines, growth factors, and tumorinfiltrating lymphocytes in ovarian carcinomas. Hum Pathol 1997; 28: Chechlińska M, Kamińska J, Markowska J, Kramar A, Steffen J. Peritoneal fluid cytokines and the differential diagnosis of benign and malignant ovarian tumors and residual/recurrent disease examination. Int J Biol Markers, 22: , Chechlińska M, Kowalska M, Kamińska J. Cytokines as potential tumour markers. Expert Opin Med Diagn 2, 6: , Auersperg N, Pan J, Grove BD, Peterson T, Fisher J, Maines-Bandiera S, Somasiri A, Roskelley CD.E-cadherin induces mesenchymal-to-epithelial transition in human ovarian surface epithelium. Proc Natl Acad Sci U S A 1999; 96: Wong AS, Maines-Bandiera SL, Rosen B, Wheelock MJ, Johnson KR, Leung PC, Roskelley CD, Auersperg N. Constitutive and conditional cadherin expression in cultured human ovarian surface epithelium: influence of family history of ovarian cancer. Int J Cancer. 1999; 81: Marques FR, Fonsechi-Carvasan GA, De Angelo Andrade LA, Bottcher- Luiz F. Immunohistochemical patterns for alpha- and beta-catenin, E- and N-cadherin expression in ovarian epithelial tumors. Gynecol Oncol. 2004; 94: Davies BR, Worsley SD, Ponder BA. Expression of E-cadherin, alpha-catenin and beta-catenin in normal ovarian surface epithelium and epithelial ovarian cancers. Histopathology 1998; 32: Marrs JA, Nelson WJ. Cadherin cell adhesion molecules in differentiation and embryogenesis. Int Rev Cytol 1996; 165: Davidson B, Berner A, Nesland JM, Risberg B, Berner HS, Trope CG, Kristensen GB, Bryne M, Ann Florenes V. E-cadherin and alpha-, beta-, and gamma-catenin protein expression is up-regulated in ovarian carcinoma cells in serous effusions. J Pathol 2000; 192: Cowden Dahl KD, Symowicz J, Ning Y, Gutierrez E, Fishman DA, Adley BP, Stack MS, Hudson LG. Matrix metalloproteinase 9 is a mediator of epidermal growth factor-dependent e-cadherin loss in ovarian carcinoma cells. Cancer Res 68: , Sundfeldt K. Cell-cell adhesion in the normal ovary and ovarian tumors of epithelial origin; an exception to the rule. Mol Cell Endocrinol 2003;202: Faleiro-Rodrigues C, Macedo-Pinto I, Pereira D, Lopes CS. Prognostic value of E-cadherin immunoexpression in patients with primary ovarian carcinomas. Ann Oncol 2004; 15: Voutilainen KA, Anttila MA, Sillanpaa SM, Ropponen KM, Saarikoski SV, Juhola MT, Kosma VM. Prognostic significance of E-cadherin-catenin complex in epithelial ovarian cancer. J Clin Pathol 2006; 59: Bast RC Jr, Badgwell D, Lu Z, Marquez R, Rosen D, Liu J, Baggerly KA, Atkinson EN, Skates S, Zhang Z, Lokshin A, Menon U, Jacobs I, Lu K. New tumor markers: CA125 and beyond. Int J Gynecol Cancer 2005; 15 Suppl 3: Badgwell D, Bast RC Jr. Early detection of ovarian cancer. Dis Markers 23: , Meyer T i Rustin GJ. Role of tumour markers in monitoring epithelial ovarian cancer. Br J Cancer 2000; 82: Mann WJ, Patsner B, Cohen H, Loesch M. Preoperative serum CA-125 levels in patients with surgical stage I invasive ovarian adenocarcinoma. J Natl Cancer Inst 1988; 80: Jacobs IJ, Skates S, Davies AP, Woolas RP, Jeyerajah A, Weidemann P, Sibley K, Oram DH. Risk of diagnosis of ovarian cancer after raised serum CA 125 concentration: a prospective cohort study. BMJ 1996; 313: Crump C, McIntosh MW, Urban N, Anderson G, Karlan BY. Ovarian cancer tumor marker behavior in asymptomatic healthy women: implications for screening. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2000; 9: Whitehouse C, Solomon E. Current Status of the Molecular Characterization of the Ovarian Cancer. Antigen CA125 and Implications for Its Use in Clinical Screening. Gynecol Oncol 2003; 88: S152 S Fleuren GJ, Nap M, Aalders JG, Trimbos JB, de Bruijn HW. Explanation of the limited correlation between tumor CA 125 content and serum CA 125 antigen levels in patients with ovarian tumors. Cancer 1987; 60: Egeblad M, Werb Z. New functions for the matrix metalloproteinases in cancer progression. Nat Rev Cancer 2002; 2: Overall CM i Kleifeld O. Tumour microenvironment - opinion: validating matrix metalloproteinases as drug targets and anti-targets for cancer therapy. Nat Rev Cancer 2006; 6: (18)

15 53. Lafleur MA, Handsley MM, Edwards DR. Metalloproteinases and their inhibitors in angiogenesis. Expert Rev Mol Med 2003; 2003: Kamat AA, Fletcher M, Gruman LM, Mueller P, Lopez A, Landen CN Jr, Han L, Gershenson DM, Sood AK. The clinical relevance of stromal matrix metalloproteinase expression in ovarian cancer. Clin Cancer Res 2006; 12: Torng PL, Mao TL, Chan WY, Huang SC, Lin CT. Prognostic significance of stromal metalloproteinase-2 in ovarian adenocarcinoma and its relation to carcinoma progression. Gynecol Oncol 2004; 92: Stadlmann S, Pollheimer J, Moser PL, Raggi A, Amberger A, Margreiter R, Offner FA, Mikuz G, Dirnhofer S, Moch H. Cytokine-regulated expression of collagenase-2 (MMP-8) is involved in the progression of ovarian cancer. Eur J Cancer 2003; 39: Cheung LW, Leung PC, Wong AS. Gonadotropin-releasing hormone promotes ovarian cancer cell invasiveness through c-jun NH2-terminal kinase-mediated activation of matrix metalloproteinase (MMP)-2 and MMP-9. Cancer Res 2006; 66: Zhang Y, McCluskey K, Fujii K, Wahl LM. Differential regulation of monocyte matrix metalloproteinase and TIMP-1 production by TNF-alpha, granulocyte-macrophage CSF, and IL-1 beta through prostaglandin-dependent and -independent mechanisms. J Immunol 1998;161: Beppu M, Ikebe T, Shirasuna K. The inhibitory effects of immunosuppressive factors, dexamethasone and interleukin-4, on NF-kappaB-mediated protease production by oral cancer. Biochim Biophys Acta 2002; 1586: Gohji K, Nomi M, Hara I, Arakawa S, Kamidono S. Influence of cytokines and growth factors on matrix metalloproteinase-2 production and invasion of human renal cancer. Urol Res 1998; 26: Freedman RS, Deavers M, Liu J, Wang E. Peritoneal inflammation A microenvironment for Epithelial Ovarian Cancer (EOC). J Transl Med 2004; 2: Scotton CJ, Wilson JL, Scott K, Stamp G, Wilbanks GD, Fricker S, Bridger G, Balkwill FR. Multiple actions of the chemokine CXCL12 on epithelial tumor cells in human ovarian cancer. Cancer Res 2002; 62: Puls LE, Duniho T, Hunter JE, Kryscio R, Blackhurst D, Gallion H. The prognostic implication of ascites in advanced-stage ovarian cancer. Gynecol Oncol 1996; 61: Chechlińska M, Kamińska, Kowalska M, Radziszewski J, Steffen J. The origin of cytokines, soluble cytokine receptors and CA125 in ascitic fluids and sera of ovarian cancer patients. Tumor Biol 2003; 24 (Suppl 1):

16 Przydatność oznaczeń stężeń markerów nowotworowych u chorych na raka jajnika Clinical significance of serum tumor markers measurements in patients with ovarian cancer Janina Kamińska, Maria Kowalska, Zakład Markerów Nowotworowych, Centrum Onkologii-Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie, Warszawa, Streszczenie W diagnostyce i monitorowaniu leczenia chorych na raka jajnika, w zależności od typu histopatologicznego, rutynowo oznaczanym markerem jest u chorych z typem nieśluzowym CA 125, a u chorych z typem śluzowym CA Ponieważ czułość diagnostyczna badanych markerów zwłaszcza u chorych w niskich stopniach zaawansowania jest niezadowalająca, stale poszukuje się nowych markerów, które mogłyby być pomocne w diagnostyce tej grupy chorych. Z doniesień literaturowych, nadzieje takie wiązano z cytokinami, jako potencjalnymi markerami nowotworowymi. Jednak cytokin i ich wolnych receptorów nie można zaliczyć do klasycznych krążących markerów nowotworowych. Stężenia wielu z nich w surowicy krwi, pomimo że są znacznie podwyższone u chorych na nowotwory złośliwe, to jednak ich podwyższone stężenia występują również w wielu innych ostrych i przewlekłych stanach patologicznych. Przydatność oznaczeń cytokin i ich wolnych receptorów w surowicy krwi chorych w przebiegu leczenia jest więc sprawą otwartą, wymagającą dalszych badań. Na podstawie własnych badań, a także prac innych autorów, można scharakteryzować cytokiny i ich wolne receptory jako markery klinicznie przydatne u chorych na nowotwory przed podjęciem leczenia. Stężenia niektórych cytokin i ich wolnych receptorów w surowicy krwi są niezależnymi czynnikami rokowniczymi i dzięki temu mogą tworzyć dodatkowe przesłanki dla indywidualnego doboru optymalnych metod leczenia. Oznaczanie stężeń cytokin w surowicy krwi chorych na nowotwory złośliwe, może być szczególnie użyteczne w niskich stopnia zaawansowania klinicznego, zwłaszcza wtedy, kiedy stężenia klasycznych markerów nowotworowych są w normie. U wszystkich badanych chorych na raka jajnika stwierdzono podwyższone stężenia wielu cytokin, jednak czułość diagnostyczna była najwyższa dla CA 125. U chorych w niskich stopniach zaawansowania stwierdzono pod- 16 2(18)

17 wyższone stężenia przynajmniej jednej z cytokin tj. IL-6, IL-8, stnf RI, VEGF lub bfgf przy stężeniach CA 125 w normie. Poza tym VEGF i stnf RII, okazały się niezależnymi czynnikami prognostycznymi. Summary In the diagnosis and monitoring of ovarian cancer, CA 125 in the non-mucinous, and CA19.9 in the mucinous cancer type are the routinely assessed tumour markers. However, these markers present unsatisfactory sensitivity, especially for the early diagnosis of ovarian cancer. Therefore, there is still a need for novel markers of better reliability for diagnostic and prognostic purposes. Cytokines and cytokine receptors have been extensively studied as potential tumour markers. However, cytokines are substantially different from the classical tumour markers. Their circulating levels in cancer patients often significantly differ from that in healthy persons, but this is also the case in patients with many other, noncancerous pathological conditions, including chronic diseases. The use of cytokines as cancer markers remains an open question and deserves further studies. As we and others have shown, cytokines and their soluble receptors have a potential of clinical markers in cancer patients before treatment, especially in those with non-advanced disease, when the routine tumour markers present normal levels. In addition, some cytokine and cytokine receptor levels have a value of independent prognostic markers in different cancers, thus they can be used to predict the possible disease course and can serve as supplementary markers for optimisation of treatment. In our studies, all patients with ovarian cancer presented elevated concentrations of many circulating cytokines, but CA 125 presented the highest diagnostic sensitivity. In patients with early ovarian cancer and with serum CA 125 within the normal range, at least one out of the following cytokines, IL-6, IL-8, stnf RI, VEGF and bfgf, was always found elevated. In addition, VEGF and stnf RII were shown to be independent prognostic factors in ovarian carcinoma. Słowa kluczowe: rak jajnika, markery nowotworowe, cytokiny. Key words: ovarian cancer, tumour markers, cytokines. Wstęp Według przyjętych definicji krążącymi markerami nowotworowymi nazywamy substancje wielkocząsteczkowe o różnych funkcjach biologicznych, których podwyższone stężenia występują w surowicy krwi chorych na nowotwory złośliwe. Miejscem syntezy markerów nowotworowych mogą być zarówno komórki nowotworowe jak i komórki prawidłowe, zazwyczaj jednak, wytwarzają je i uwalniają w znacznym nadmiarze komórki nowotworowe. Wartość diagnostyczną każdego markera określa swoistość, czułość oraz wartość predykcyjna dodatnia i ujemna. Idealny marker powinien charakteryzować się 100% swoistością, czyli jego stężenia powinny być zawsze w normie u osób zdrowych lub chorych na choroby nienowotworowe i 100% czułością czyli podwyższone stężenia występują tylko u chorych na nowotwory złośliwe. Wartość predykcyjna dodatnia określa prawdopodobieństwo, z jakim badany mający wynik dodatni jest rzeczywiście chory, natomiast wartość predykcyjna ujemna z jakim badany mający wynik w normie jest zdrowy. Niestety powyższe warunki spełniają tylko niektóre markery nowotworowe, np. gonadotropina kosmówkowa (hcg) w ciążowej chorobie trofoblastycznej, hcg i AFP (α-fetoproteina) w zarodkowych nowotworach jądra oraz PSA w raku gruczołu krokowego. Wydzielanie markerów nowotworowych do płynów ustrojowych, w tym także do krwi, zależy od wielu czynników miedzy innymi takich jak: ukrwienia guza, masy guza oraz sprawności nerek i wątroby. Dotychczas stosowane markery nowotworowe znalazły zastosowanie przede wszystkim w prognozowaniu i monitorowaniu leczenia, stosunkowo niska czułość markerów nie pozwala na wykorzystanie ich w badaniach przesiewowych. Do najczęściej oznaczanych markerów nowotworowych w surowicy krwi, należą markery, które odzwierciedlają fazę różnicowania się komórek nowotworowych, czyli stężenia ich są proporcjonalne do masy żywych komórek nowotworowych. Oznaczanie markerów nowotworowych należy do jednych z licznych badań wykonywanych w diagnostyce chorych na nowotwory złośliwe. Metody ich oznaczania w przeciwieństwie do innych technik diagnostycznych są nieinwazyjne i pozwalają na wielokrotne wykonywanie badań. Oznaczanie markerów nowotworowych, może być pomocne zarówno w diagnostyce różnicowej jak i w określeniu stopnia zaawansowania choroby. Niektóre z markerów nowotworowych są również uznawane jako niezależne czynniki prognostyczne. Jednak główne ich zastosowanie, to przede wszystkim monitorowanie leczenia, celem wczesnego wykrycia wznowy choroby. Wzrost stężeń markerów wyprzedza często objawy kliniczne o parę miesięcy. Przy oznaczaniu stężeń markerów nowotworowych, w trakcie chemioterapii i/lub radioterapii, należy pamiętać, że może dochodzić do przejściowego wzrostu ich stężeń, 17

18 na skutek rozpadu masy guza i wydzielaniu markerów do krwioobiegu, co może być przyczyną fałszywie pozytywnych wyników. W czasie monitorowania leczenia należy zwracać uwagę nie tylko na fakt obniżania się stężeń oznaczanego markera, ale również brać pod uwagę okres biologicznego zaniku. Nie wolno także w trakcie monitorowania chorych, zmieniać metody oznaczania markerów, ze względu na brak standaryzacji metod. Przy interpretacji uzyskanych wyników należy również pamiętać, że tylko nieliczne ze znanych, stosowanych obecnie markerów charakteryzują się swoistością narządową. Markery nowotworowe w raku jajnika W nieśluzowym raku jajnika rutynowo oznaczanym markerem jest CA 125, charakteryzujący się czułością diagnostyczną, od 60% do 90% w zależności od stopnia zaawansowania klinicznego. Podwyższone stężenia CA 125 występują również w chorobach nienowotworowych narządu rodnego takich jak endometrioza, torbiele, stany zapalne narządu rodnego. CA 125 nie wykazuje swoistości narządowej. Stężenia jego mogą być podwyższone również w innych umiejscowieniach nowotworu tj. w raku płuca, piersi i nowotworach przewodu pokarmowego. Drugim markerem, który może być przydatny w diagnostyce i monitorowaniu leczenia raka jajnika jest CA Oznaczanie jego stężeń ma szczególne znaczenie u chorych na śluzowego raka jajnika. (1, 2) Ponieważ czułość diagnostyczna badanych markerów u chorych na raka jajnika zwłaszcza w niskich stopniach zaawansowania jest niezadowalająca, stale poszukuje się nowych markerów, które mogłyby być pomocne w diagnostyce tej grupy chorych. Z doniesień literaturowych, nadzieje takie wiązano z cytokinami, jako potencjalnymi markerami nowotworowymi. W myśl obecnych poglądów cytokiny mogą odgrywać istotną rolę w patogenezie i progresji nowotworów. Z doniesień literaturowych wynika, że cytokiny i ich wolne receptory u chorych na nowotwory złośliwe mogą być uwalniane w nadmiarze przez komórki nowotworowe, komórki łącznotkankowego zrębu guza i pobudzone komórki układu odpornościowego. (3-5) Dlatego podkreśla się rolę czynników wzrostowych w patogenezie nowotworów złośliwych, w tym cytokin jako czynników stymulujących proliferację komórek nowotworowych, hamujących procesy apoptozy, stymulujących neoangiogenezę w guzie oraz umożliwiających zagnieżdżanie i namnażnie się komórek nowotworowych w narządach odległych. (3, 6-10) Jednak cytokin i ich wolnych receptorów nie można zaliczyć do klasycznych krążących markerów nowotworowych. Stężenia wielu z nich w surowicy krwi mimo, że są znacznie wyższe u chorych na nowotwory złośliwe niż u osób zdrowych, to jednak ich podwyższone stężenia występują również w wielu innych ostrych i przewlekłych chorobach i stanach patologicznych. W szczególności trzeba uwzględnić przejściowy wzrost stężeń cytokin w surowicy krwi u chorych z przebytym zabiegiem chirurgicznym (4, 11, 12), a także możliwość wzrostu ich stężeń po leczeniu cytostatykami jako następstwo uszkodzenia zarówno komórek nowotworowych jak i prawidłowych. Przydatność oznaczeń cytokin i ich wolnych receptorów w surowicy krwi chorych w przebiegu leczenia jest więc sprawą otwartą, wymagającą dalszych badań. Na podstawie własnych badań, a także z prac innych autorów, można natomiast scharakteryzować cytokiny i ich wolne receptory jako markery klinicznie przydatne u chorych na nowotwory przed podjęciem leczenia. Oznaczanie stężeń cytokin w surowicy krwi chorych na nowotwory złośliwe, może być szczególnie użyteczne w niskich stopnia zaawansowania klinicznego, zwłaszcza wtedy, kiedy stężenia klasycznych markerów nowotworowych są w normie. Stężenia niektórych cytokin i ich wolnych receptorów w surowicy krwi są również niezależnymi czynnikami rokowniczymi w różnych umiejscowieniach nowotworu i dzięki temu mogą być pomocne w określeniu dalszego przebiegu choroby tworząc dodatkowe przesłanki dla indywidualnego doboru optymalnych metod leczenia. (13-18) U chorych na nowotwory w surowicy krwi występuje bardzo często równoległy wzrost stężeń kilku cytokin i/lub ich wolnych receptorów. Wynika to zapewne stąd, że indukcja uwalniania cytokin ma charakter kaskadowy. U wszystkich badanych chorych na raka jajnika stwierdzono podwyższone stężenia IL-6, stnf RI, IL-8, M-CSF, IL-10 i IL-1ra oraz cytokin proangiogennych VEGF i bfgf (Tab 1). Jednak czułość diagnostyczna oznaczanych cytokin w całej grupie badanych chorych, bez względu na stopień zaawansowania była najwyższa dla CA 125. W związku z tym, zwrócono szczególną uwagę na zachowanie się stężeń badanych cytokin u chorych w niskich stopniach zaawansowania. W tej grupie chorych, stwierdzono podwyższone stężenia przynajmniej jednej z cytokin tj. IL-6, IL-8, stnf RI, VEGF lub bfgf przy stężeniach CA 125 w normie. (19, 20) W badaniach własnych zwrócono uwagę na bardzo częste występowanie podwyższonych stężeń receptorów dla TNFα u chorych na nowotwory nielimfoidalne. 18 2(18)

19 Tabela 1. Wartości median, zakres stężeń oraz odsetek chorych z podwyższonymi stężeniami CA 125 i cytokin Cytokiny (pg/ml) rak jajnika n 71 Marker (IU/ml) Mediana min. max. % podwyższonych wyników CA , IL-6 11,0 0, TNF RI >5000* 71 IL-8 18,8 10,0 >2000* 68 M-CSF >5000* 63 bfgf 7,2 0,5 >500* 59 IL-10 8,9 2,0 119,0 55 IL-1ra >5000* 53 sil-2r VEGF >2000* 43 TNF RII >5000* 40 TNFα 4,4 4,4 15,8 25 * powyżej zakresu krzywej Stężenia obu rozpuszczalnych receptorów korelowały ze stopniem zaawansowania klinicznego, a stnf RII okazał się również niezależnym czynnikiem rokowniczym. Z szerokiego badanego spektrum cytokin, stężenia wielu z nich korelowały ze stopniem zaawansowania klinicznego (Ryc. 1). Z danych literaturowych, jak i z badań własnych, wynika, że u chorych na raka jajnika markerem o najwyższej czułości diagnostycznej, szczególnie u chorych w wyższych stopniach zaawansowania jest CA 125. Natomiast wyselekcjonowane cytokiny, mogą być przydatne u chorych w niskich stopniach zaawansowania, Ryc. 1. Rozkład stężeń i median cytokin i CA 125 w zależności od stopnia zaawansowania klinicznego u chorych na raka jajnika. 19

20 szczególnie u tych chorych, u których CA 125 nie jest wydzielane przez komórki do krwioobiegu. Na uwagę także zasługuje cytokina proangiogenna VEGF i rozpuszczalny receptor stnf RII, jako niezależne czynniki prognostyczne (Ryc. 2, 3). Badania, w kierunku poszukiwania nowych niezależnych czynników prognostycznych, mogą być pomocne w doborze optymalnej metody leczenia. W ostatnich latach prowadzone badania koncentrują się również nie tylko na pojedyńczych parametrach, ale na profilach różnych białek, w tym także, oprócz uznanych klasycznych markerów nowotworowych także cytokin i innych produktów genów. Ta nowa dziedzina dia- gnostyki laboratoryjnej, zwana proteomiką, poszukuje nie tylko charakterystycznych profili białek dla różnych nowotworów złośliwych, ale również różnic w profilach tych białek pomiędzy chorymi już we wczesnych stopniach zaawansowania, a osobami wolnymi od choroby nowotworowej. (21, 22) Określenie charakterystycznego profilu białek dla odpowiedniej lokalizacji nowotworu złośliwego oraz zwiększenie czułości technik pomiarowych, powinno umożliwić standaryzację metod i rozpoczęcie klinicznych wieloośrodkowych badań (23, 24). Jednak mimo bardzo obiecujących wyników badań, na obecnym etapie wiedzy, nie mają one jeszcze zastosowania w praktyce klinicznej. Ryc.2. Prawdopodobieństwo przeżycia chorych na raka jajnika w zależności od stężenia VEGF w surowicy krwi PRAWDOPODOBIEŃSTWO PRZEŻYCIA W ZALEŻNOŚCI OD STĘŻENIA VEGF kumulowana prop. przeżywajàcych kumulowana prop. przeżywajàcych Ryc. 3. Prawdopodobieństwo przeżycia chorych na raka jajnika w zależności od stężenia stnf RII w surowicy krwi < Czas/dni pow. normy w normie w normie PRAWDOPODOBIEŃSTWO PRZEŻYCIA W ZALEŻNOŚCI OD STĘŻENIA STNF RII pow. normy Czas/dni < 20 2(18)