Nádorové markery MUDr. Michaela Králíková Biochemický ústav LF MU E-mail: mkralik@med.muni.cz 1 • Definujte pojem nádorový marker! • Jak se nádorový marker liší od látek produkovaných organismem za fyziologických podmínek? 2 • Definujte pojem nádorový marker! 1 látka produkovaná maligními buňkami (markery s nádorem asociované) nebo organismem (markery indukované) jako odpověď na nádorové bujení 4 Nádorové markery • antigeny lokalizované na povrchu biomembrán, enzymy, fragmenty cytoplazmatických struktur uvolňované při zániku buňky do okolí ad. • prokázat je lze v tělních tekutinách (krev, moč) nebo přímo v nádorové tkáni 5 • Definujte pojem nádorový • Jak se nádorový marker liší od látek produkovaných organismem za fyziologických podmínek? 6 • kvalitativně - jsou nádorově specifické, normální (adultní) buňky je neprodukují • kvantitativně - s nádory asociované, jsou přítomny i u normálních buněk, u tumoru vzestup hladiny 7 Ideální tumor marker by měl splňovat tato kritéria: • je produkován pouze u maligních onemocnění • je orgánově specifický • v biologických tekutinách je přítomen ve vysokých koncentracích (dostatečná senzitivita) • jeho hladina koreluje s velikostí tumoru • se stadiem choroby • s prognózou • s efektem léčby • umožňuje průkaz zbytkové nádorové tkáně • V současné době takovýto ideální marker * +___ není znám. 8 Orgánová specifita • při vyšetření jednoho izolovaného markeru nízká • zvýšit ji lze především kombinací více nádorových markerů • u jednotlivých malignit pak rozlišujeme markery hlavní, vedlejší a doplňkové 9 Hlavní marker • marker první volby s vysokou senzitivitou a specifitou pro daný druh nádoru • lze i více hlavních markerů pro jeden typ nádoru 10 Vedlejší marker • marker 2. volby • většinou stanovujeme paralelně s hlavním • senzitivita a specifita pro daný tumor menší, ale v kombinaci s hlavním markerem zvýší záchyt tumoru 11 Doplňkový marker • většinou nízká senzitivita a specifita pro detekci maligního onemocnění, ale • je vysoce specifický pro konkrétní orgán • vysoká pozitivita také signálem generalizace onemocnění 12 TŘÍDĚNÍ NÁDOROVÝCH MARKERŮ • podle průkazu • podle chemické struktury • podle funkce • podle orgánové specifity 13 TŘÍDĚNÍ NÁDOROVÝCH MARKERŮ • podle průkazu pod le chemické struktury lite/ pod .e funkce Wjm'.. pod: le orgánové spe.cjfjty / 14 • humorální - průkaz v tělních tekutinách • celulární- průkaz imunohistochemicky přímo v nádorové tkáni 15 Metodika stanovení solubilních markerů • imunoenzymatická analýza pomocí komerčních setů • Při hodnocení výsledků nutno vycházet z hodnot udávaných konkrétní provádějící laboratoří. 16 TŘÍDĚNÍ NÁDOROVÝCH MARKERŮ I • podle průkazu • podle chemické struktury • podle funkce • podle orgánové spe.cmíy • glykoproteiny • cukerné determinanty glykoproteinů • sacharidy • glykolipidy • polypeptidy • imunoglobuliny • polyaminy 18 TŘÍDĚNÍ NÁDOROVÝCH MARKERŮ • podle průkazu • podia chemická struktury • podle funkce • podle orgánová specmiy • onkofetální antigeny • onkoplacentární antigeny • enzymy • hormony • sérové bílkoviny • receptory • ostatní 20 • onkofetální antigeny • onkoplacentární antigeny • sérové bílkoviny ^ 21 Onkofetální antigeny • látky vyskytující se ve vysokých koncentracích u plodu (na povrchu diferencujících se buněk) a při přítomnosti nádorového onemocnění u dospělých • u zdravých dospělých osob hladina velmi nízká • hladina koreluje s velikostí nádorové masy • stanovení má význam hlavně pro určení prognózy a kontrolu léčby př.: CEA, AFP, CA, CYFRA 21-1, SCC, MCA, MSA, TATI 22 • onkofetální antigeny • onkoplacentární antigeny • sérová bílkoviny ^ 23 Onkoplacentární antigeny • produkovány trofoblastickými buňkami placenty v těhotenství i za patologických podmínek a také některými germinativními Tu jako známka nádorové dediferenciace. • t hladina svědčí o t malignitě Tu a potenciálu tvořit metastázy • př.: hCG, SP-1 24 lift ^nkóje&Mní^^ • enzymy • sérová bílkoviny ^ 25 Enzymy • můžeme je rozdělit na dvě skupiny: 1. enzymy uplatňující se hlavně při buněčném dělení Jejich hladina je při nadměrné proliferaci výrazně zvýšená, proto se uplatňují při určování prognózy a stadia choroby. 2. enzymy vyskytující se i ve zdravé tkáni, kde plní své biologické funkce Jsou většinou vysoce orgánově specifické, proto je používáme k určení primární lokalizace nádoru. př.: 1) TK, 2) PSA, NSE, izenzymy LD, ALP 26 lift 'tfrEkoJěfá^^ • hormony • sérová bjJkoviny ^ 27 Hormony 1. produkovány endokrinními buňkami samotnými (např. kalcitonin u medulárního Ca štítné žlázy) nebo 2. ektopicky (ACTH u malobuněčného Ca plic) • používáme ke kontrole účinnosti léčby • př.: ACTH, ADH, PTH, kalcitonin, prolaktin 28 • sérové bílkoviny ^ 29 Sérové bílkoviny • produkovány buď přímo nádorovými bb. nebo organismem ve zvýšené nebo snížené míře jako odpověď na nádorové bujení • nespecifické • využití hlavně pro monitoring • př.: p2-mikroglobulin, feritin, paraprotein 30 lift 'tfrEkoJěf^ • sérová bjjkoyíriý • receptorý ^ 31 Receptory • celulární markery • stanovení u hormonálně aktivních nádorů • důležité pro volbu a kontrolu léčby a pro určení prognózy • př.: estrogenové, progesteronové rec., Her2/neu, EGFR 32 lift 'Onkojěiáfafcan^ • sérové bílkoviny • ostatní ^ 33 Ostatní • tkáněmi produkované látky, které nelze zařadit do žádné z předchozích skupin • př.: TPA, TPS, CgA, neuropeptid Y, 5-HIOK, S-100P 34 TŘÍDĚNÍ NÁDOROVÝCH MARKERŮ Wmi\ pod le průkazu pod le chemické struktury IpK .pod; le funkce • podle orgánové specifity i 35 • dobrá: kalcitonin - medulární Ca tyroidey PSA - Ca prostaty NSE - malobuněčný Ca plic hCG - Tu ze zárodečných buněk AFP - primární Ca jater, Tu ze zárodečných buněk • relativně dobrá: CA 19-9 - Ca pankreatu CA 125 - ovariální Ca CA 15-3 - mammární Ca • relativně malá CEA, TPA 36 INDIKACE K VYŠETŘENÍ NÁDOROVÝCH MARKERŮ screening primární diagnostika a dif. dg. staging monitoring prognóza sledování účinnosti protinádorové léčby 37 • Screening - většina Tu markem nevhodná. Omezeně lze použít u rizikových skupin: • AFP u jaterní cirhózy • kalcitonin, příp. RET onkogen v rodinách s MEN sy a u příbuzných pacienta s medulárním Ca thyroidey • PSA u mužů nad 50 let pro vyloučení Ca prostaty • primární diagnostika a dif. dg. - doplnění jiných vyš. 38 • staging - většinou nevhodné. Vysoká hodnota může upozornit na špatně stanovené nižší stadium nemoci. • monitoring a sledování účinnosti protinádorové léčby - hlavní a zásadní uplatnění Tu markerů • prognóza - většinou nevhodné. Vysoké hodnoty ukazují pokročilé stadium choroby. 39 FREKVENCE VYŠETŘENÍ NÁDOROVÝCH MARKERŮ doporučovány (WHO) tyto intervaly: - před zahájením léčby - po ukončení léčby (větš. 3.-4. týden) - 1 měsíc v 1. 1%roce po primární terapii - 2 měsíce ve 2. 1% 1. roku - 3 měsíce v 1. 1% následujícího roku (1-1,5 r.) - 6 měsíců po 1,5 roku a v dalších letech sledování - při změně léčby - při nejasném průběhu onemocnění Minimální odstup mezi dvěma stanoveními u jednoho pacienta je 14 dní. 40 Kinetika Tu markerů • zdvojovaci čas = cas, za který marker zdvojnásobí svou hladinu. dm kratší, tím agresivnější r u st Tu. • biologický poločas: Marker Dny Hodiny Marker Dny Hodiny ACTH 0,2 FER 2 AFP 5 NSE 1 B2M 0,7 P-ACP 2 CA 125 4 PRL 0,3 CA 15-3 7 PSA 2 CA 19-9 5 SCCA 0,3 CEA 14 TG 2,5 CT 0,2 TK 2 CYFRA 21-1 3 TPA 7 41 (Klinická biochemie a metabolismus, 2009) Marker • Charakteristika • Příklady zvýšení:*u „typické" malignity *u „méně typické" malignity *u nemaligních onemocnění *u jiných stavů • Indikace vyšetření (In) • cut off nebo ref. rozmezí 42 • onkofetální antigeny: • onkoplacentární antigeny • sérová bílkoviny 43 CEA (karcinoembryonální antigen) • onkofetální glykoprotein vyskytující se především v epitelu GIT, bronchů a prsní žlázy; nejdéle stanovovaný Tu marker • |: *Ca tlustého střeva, pankreatu, žaludku, žlučových cest *Ca vaječníku, dělohy, prostaty, plic, prsu *chronické selhání ledvin, jater, nespecifické střevní záněty, TBC, autoimunitní choroby ad. *kuřáci • In: kontrola léčby kolorektálního Ca a Ca prsu, určení prognózy kolorektálního Ca • cut off < 5,0 ng/ml 44 CEA Senzitivita u vybraných Tu Bronchiální Ca 74% Kolorektální Ca 60% Ca prsu 54% Ca žaludku 50% Marker 1. volby pro kolorektální Ca: výskyt odpovídá klinickému stadiu: Dukes A 8-15 % Dukes B 40-42 % Dukes C 56-60 % Dukes D S0-94 % lokální recidiva 52 % jaterní metastázy 78 % 45 Markery kolorektálního Ca -doporučení European Group on Tumour Markers • Nedostatečná senzitivita a specificita neumožňuje doporučit kterýkoliv sérový marker (CEA, CA 19-9, CA 242, CA 72-4 TPA nebo TPS), pro řasnou detekci kolorektálního karcinomu. • Predoperační vyšetření CEA je nutné (obligátní), přináší nezávislé prognostické informace a je výchozí hladinou pro další sledování, • U pacientů klinického stadia 2 a 3 (Dukes B a C), kteří jsou schopni případně podstoupit parciální resekci jater při nálezu metastázy, doporučují měření CEA ve 2-3měsíčÉh intervalech minimálně po 3 roky od stanovení diagnózy, • Při léčbě generalizované nemoci se doporučuje sledovat její vliv na hladinu CEA ve 2-3měsíčních intervalech. Duffy, 2003, zdroj: Adam, Vorlíček, 2004 Kolorektální Ca • Evropa: 370 000 nových případů / rok 200 000 na něj zemře • ČR: cca 8 000 nových případů / rok cca 4 500 na něj zemře • 25% diagnostikováno ve stadiu metastáz! (medián přežití cca 1 rok, 5 let přežití < 5 %) 47 (EDUKAFARM medinews, 10 / 2009) AFP (oc1-fetoprotein) • onkofetální protein fyziologicky produkovaný žloutkovým váčkem a játry plodu, má transportní fci (vazba steroidů, těžkých kovů, bil, MK, retinoidů, drog, ATB) • t: *primární Ca jater (kromě anaplastického), metastázy jiných malignit do jater, germinální Tu *Ca GIT, pankreatu, prsu, bronchů *jaterní cirhóza, hepatitída, chronické renální selhání *Downův sy a rozštěpy neurální trubice v graviditě • In: dg a monitoring primárního Ca jater a germinálních Tu, monitorování HbsAg a antiHCV pozitivních pacientů • cutoff< 10 mg/l 48 AFP (a1-fetoprotein) Senzitivita u vybraných Tu (Klinická biochemie a metabolismus, 2009) Nádor Senzitivita / % Hepatocelulární Ca 80 Embryonální Tu 80 Teratomy 20 Tu žloutkového váCku 80 49 CA 19-9 (carbohydrate antigen 19-9) • glykoprotein fetálního epitelu GIT, pankreatu a jater; u dospělých je velice omezeně produkován epitelem bronchů a GIT, obsahuje determinant krevní skupiny sialylovaný antigen Lewis a (gen na chr. 19, Ag netvoří 5-10% populace) • |: *Ca pankreatu *Ca žlučníku a žlučových cest, jater, GIT; prsu, dělohy, ovarií *onemocnění žlučových cest, jater, žaludku a střeva • In: monitoring Ca pankreatu, žaludku a kolorektálního Ca, dg a monitoring Ca žlučníku, žlučových cest a jater • cutoff < 40 IU/ml 50 CA 19-9 Senzitivita u vybraných Tu (Klinická biochemie a metabolismus, 2009) karcinom Senzitivita / % pankreatu 70-90 kolorektální 18-58 cholangiocelulární 22-49 žlučových cest 55-79 žaludku 25-60 51 CA 50 (carbohydrate antigen 50) • mucin epitelu žaludku, žlučníku a pankreatu, prekursor CA 19-9 • |: *Ca jícnu, žaludku, pankreatu, žlučových cest, kolorektální Ca *Ca ovarií, jater, dělohy, prsu, plic • In: monitoring Ca pankreatu, kolorektálního, žaludku a ovarií • cutoff < 25 IU/ml 52 CA 195 (carbohydrate antigen 195) CA 242 (carbohydrate antigen 242) • podobné využití jako CA 19-9 • CA 19-9, 50, 195 a 242 společně označujeme jako prototyp CA 19-9 - • marker 1. volby pro Ca pankreatu a mucinózní Ca ovarií, 2. volby pro kolorektální Ca a společně s CA 72-4 pro Ca žaludku 53 CA 72-4 (carbohydrate antigen 72-4, = Tu asociovaný antigen - TAG 72) • glykoprotein produkovaný epitelem jícnu, žaludku a pankreatu plodu, v malé míře též dospělých • |: *Ca jícnu, žaludku, ovarií *Ca pankreatu, dělohy, tlustého střeva, plic (NSCLC) *cirhóza, vředová choroba žaludku, záněty GIT, akutní pankreatitida • In: monitoring Ca žaludku (marker 1. volby), pankreatu a ovarií • cutoff < 7 IU/ml 54 CA 125 (carbohydrate antigen 125) • glykoprotein epitelu dýchacích a trávicích cest plodu i dospělých • |: *Ca ovarií, kolorektální *Ca dělohy (endometriální), prsu, pankreatu, jater, žaludku, plic *benigní onemocnění ovarií a endometria, hepatitída, ikterus, pankreatitida *těhotenství a v mateřském mléce (fyziologicky) • In: dg a monitoring léčby nemucinózního Ca ovarií doplňkový marker u Ca pankreatu a kolorektálního • cutoff < 35 IU/ml 55 CA 15-3 (carbohydrate antigén 15-3) • glykoprotein, u plodu se vyskytuje v buňkách bronchů a jater, u dospělých v buňkách mléčné žlázy • f: *Ca prsu, bronchogenní Ca *Ca jater, žaludku, pankreatu, ovarií, dělohy, prostaty *chronická onemocnění výše zmíněných orgánů, AIDS, revmatická onemocnění *těhotenství (fyziologicky) • In: monitoring Ca prsu • cut off < 35 lU/ml 56 CA 15-3 • výskyt u Ca prsu odpovídá klinickému stadiu: Stadium I 9% Stadium II 19% Stadium III 38% Stadium IV 75% • Další mucinové glykoproteiny s podobnou senzitivitou a specifitou: MCA, CA 549, CA 27/29, CA M26/M29 57 MCA (mucinous carcinoma antigen), MSA (mamární sérový antigen) • |: Ca prsu TATI (tumor associated trypsin inhibitor) • |: Ca GIT a mucinózní cystadenoCa ovarií 58 CA marker Nádorová specifičnost CA 15-3, CA M26, CA M29 Mamma CA 549 Mamma, GIT CA 19-9, CA 72-4, CA 50 Pankreas, GIT CA 125, CA 54/61, CA 602 Ovarium CA 130 Plíce, ovarium CA 242, CA 195 Pankreas, tlusté střevo CA 170 AdenoCa CA 174 Spinocelulární Ca Racek, 2006 59 SCC, lépe SCCA (squamous cell carcinoma antigen) • glykoproteinový receptor pro polymerní Ig (hl. IgA) lokalizovaný v bazolaterální PM slizničních buněk • |: *epidermoidní Ca plic, děložního čípku, vaginy, vulvy, jícnu, hlavy, krku, anu - spinocelulární Ca *Ca endometria, prsu *onemocnění plic, jaterní a renální selhání; psoriáza, ekzém *těhotenství (fyziologicky) • In: monitorování nádorů orofaciální oblasti, plic a genitálu • cut off < 1,5 mg/l (pozor na kontaminaci vzorku slinami a CYFRA 21-1 (cytokeratin fragment) • fragment cytokeratinu 19, podobně jako TPA a TPS. Výskyt v buňkách plicní tkáně, dělohy a GlT; vyšší tkáňová specifita než TPA/TPS. Slouží jako ukazatel degradace maligních tkání a nekrózy. • f: *nemalobuněčný Ca plic (především spinocelulární) *Ca čípku, prsu, močového měchýře, ovaria, jícnu,rekta *cirhóza, astma, TBC aj. respirační infekty, chronické renální selhání • In: monitorování Ca čípku a plic • cut off < 3,3 mg/l 61 CYFRA 21-1 Senzitivita u vybraných Tu (Klinická biochemie a metabolismus, 2009) Druh nádoru Senzitivita / % epidermoidní Ca plic 55 velkobuněčný Ca plic 35 adenoCa plic 28 Ca moč. měchýře 30 62 • onkofetální antigený • onkoplacentární antigenýi • sérové bílkoviný 63 hCG (lidský choriový gonadotropin) • glykoprotein tvořený trofoblastickými buňkami placenty. Skládá se z a a p podjednotky, která může být štěpena na močový gonadotropinový peptid p-core fragment. Stanovuje se celk. hCG, p-podjednotka (nejčastěji) nebo p-core fragment. • |: *mola hydatidosa, chorioCa, Ca testes, ovarií *malobuněčný Ca plic, Ca GIT, jater, ledvin, prsu *ovariální cysta, myom *těhotenství (FYZIOLOGICKY), menopauza • In: dg a monitoring moly a nádorů germinativního původu • cut off < 2,00 IU/l muži, < 10,00 lU/l netěhotné ženy (phCG) Druh nádoru Senzitivita / % neseminomy 50 seminomy 10-20 chorioCa 100 ostatní do 20 65 SP-1 (Schwangerschaftsprotein; p1-specifický těhotenský glykoprotein) • směs glykoproteinů produkovaných trofoblastickými buňkami placenty • f: *stejnéjako hCG, tj. chorioCa, germinativní Tu *těhotenství 66 • onkořeháJnl arjíjgjeny • enzymy: • sérová bíJkovlny 67 PSA (prostatický sérový antigen) objev 1979, nejvýznamnější marker pro včasnou detekci a monitoring. Glykoproteinová proteáza (1 řet., 237 AK, Mr = 33 000) produkovaná epiteliálními bb. prostaty zdravé i maligně transformované, secernována do seminální tekutiny, kt. zkapalňuje. V séru 85% ve formě vázané (a1-antichymotrypsin, a2-makroglobulin) a volné - fPSA. f: *Ca prostaty (senzitivita 73%) *Ca kolorektální, plic, prsu, nadledvin, jater *jiná postižení prostaty (zánět, ben. hyperplázie BHP), urologické manipulace • In: screening (muži > 50 let 1x ročně, rodinná zátěž, mikční obtíže), dg a monitoring průběhu a léčby Ca prostaty, monitoring BHP • cut off 4,0 Mg/l (= ng/ml) (> 50 let), 2,5 pg/l (< 50 let, viz. dále věkově specifické intervaly) PSA (prostatický sérový antigen) • f (více náchylný je fPSA) i při: • zánětu • ejakulaci • invazivním výkonu (biopsie, cystoskopie, katetrizace) • vyšetření per rectum - vždy provádět po odběru krve na stanovení PSA! 69 PSA (prostatický sérový antigen) • Riziko uzlinových metastáz a invaze do semenných váčků: • < 5% při 4-10 pg/l • 15% při 20-30 pg/l • Riziko extraprostatické progrese Tu: • 80% při >20 pg/l 70 Další dg vyšetření a odvozené parametry • index f/t PSA - free/total PSA: < 15% CaP, > 25% není Ca, cut off 20% • tPSAD (tPSA density, poměr [tPSA]/uTz objem prostaty v cm3): pro rozlišení BHP a CaP cut off 0,15 ug/l • tPSA-TZ (poměr [tPSA]/objem přechodové zóny -transition zone) • PSAV (tPSA velocity, růst [tPSA]/rok): zdraví 0,04 ug/l/rok, BHP 0,07-0,27 ug/l/rok, CaP > 0,75 ug/l/rok • věkově specifické koncentrační intervaly tPSA: nárůst 0,04 ug/l/rok; cut off 40-49 let 2,5 ug/l, 50-59 let 3,5 ug/l, 60-69 let 4,5 ug/l, 70 a více let 6,5 ug/l • tPSADT (tPSA doubling time, doba ke zdvojnásobení [tPSA]): rozlišení lokální recidivy x metastázy (kratší čas) po radikální prostatektomii 71 NSE (neuron specifická enoláza) • enzym glykolýzy (2-fosfoglycerát — fosfoenolpyruvát), výskyt v neuroendokrinních strukturách • t= *Tu neuroektodermového původu (neuroblastom, meduloblastom, retinoblastom), neuroendokrinního původu (malobuněčný plicní Ca, medulární Ca tyroidey, karcinoid, feochromocytom), APUDomy *seminom, Ca ledvin *choroby plic a jater, renální selhání • In: dg a monitoring malobuněčného Ca plic aj. neuroendokrinních a neuroektodermálních nádorů doplňkový marker pro dg seminomu • cut off < 15 mg/l 72 ProGRP (pro-gastrin-releasing peptide) • není enzym!; prekursor tzv. gastrin-releasing peptidů - hormonů vyskytujících se v GIT, nervové tkáni a u malobuněčného plicního Ca • f: * malobuněčný plicní Ca * benigní onemocnění plic * i renálních fcí • In: dg a monitoring malobuněčného Ca plic, dif. dg plicních ložisek (malobuněčný x nemalobuněčný) • cut off 22,3 ng/l (zdravý), 38,3 ng/l (při benigním postižení plic) 73 TK (thymidinkináza) • enzym syntézy DNA (thymidin — thymidinmonofosfát). 2 izoenzymy: 95% TK1 (fetální, cytoplazmatická), 5% TK2 (adultní, mtch). • |: *hematologické malignity *melanom,Ca tyroidey, plic, prsu, prostaty, testes, kolorektální, močového měchýře *psoriáza, virózy, sarkoidóza, kolagenózy, revmatická onemocnění, perniciózní a megaloblastická anémie • In: dg a monitoring hemoblastóz a lymfomů doplňkový marker u všech nádorových diagnóz pro určení stupně proliferace, signalizuje | agresivitu • cut off < 9 lU/l (hladinu stanovit před zahájením chemoterapie, inhibitory syntézy DNA způs. falešnou pozitivitu TK!) 74 LD (laktátdehydrogenáza) • enzym glykolýzy (laktát pyruvát). Vyšetření je velmi nespecifické. Hladina koreluje s velikostí nádorové masy. • V současnosti LD i její izoenzymy řadíme k obsoletním vyšetřením! • |: *hematologické malignity, zvláště akutní leukemie, non-hodgkinský lymfom * ostatní nádory *| izoenzymu LD5 spojeno s jaterními metastázami. * srdeční selháni, hypotyreoza, anémie, onemocněni plic, jater (izoenzymy) • In: monitoring léčby akutní leukemie, non- lymfomu, testikulárního Ca a Ewingova Sa • ref. hodnoty : S 3,3 - 7,5 mkat/l, $ 3,3 - 6,3 mkat/l 75 ALP (alkalická fosfatáza) Zn2+ glykoprotein katalyzujcí v alkalickém prostředí (pH 8-10) hydrolýzu monoesterů H3PO4 a transfosforylaci (přenos fosfátové skupiny na jiný alkohol za vzniku esteru) kostní izoenzym (B-ALP) f: *osteoSa, kostní metastázy *jiná postižení kostí *růst jaterní izoenzym (L-ALP) f: *jaterní metastázy *jiná onemocněni jater Reganův izoenzym (podobný placentárnímu) f: Tu GIT, plic ref. hodnoty : dospělí 0,5-2,15 mkat/l, 1 měsíc -15 let 76 1,35-7,5 mkat/l, novorozenci 1,2-6,3 mkat/l Tumor M2-PK (nádorový izoenzym pyruvátkinázy) • enzym glykolýzy (fosfoenolpyruvát — pyruvát). Maligní izoenzym - dimer, nemaligní -tetramer. Nový marker pro nádory, kde není možnost stanovení jiného solubilního markeru. • f: *Ca testes, ledvin, plic, prsu, pankreatu, tlustého střeva *zánětlivá onem., poruchy renální fce • cutoff = 30 U/ml 77 GC-C (guanylyl-cykláza c) • enzym katalyzující syntézu cGMP z GTP lokalizovaný v epiteliálních bb. GIT. Receptor pro termostabilní průjem způsobující enterotoxiny (např. z E. coli). • nový marker pro průkaz metaplazie epitelu, detekuje 1 maligní buňku na 10 milionů normálních - v současnosti nejpreciznější dostupný Tu marker • f: *Ca jícnu *Ca žaludku, tlustého střeva 78 Kathepsiny • lyzosomální proteinázy, které se podílejí na degradaci pojivové tkáně a buněčných membrán, čímž usnadňují progresi nádoru a tvorbu metastáz • Kathepsin B |: Ca mammae, ovaria, kolorektálního, žaludku, laryngu • Kathepsin H |: Ca mammae, plic, hlavy a krku, hlavně při progresi a metastázach • Kathepsin D |: adenoCa mammae • Kathepsin K zprostředkovává resorpci kostí za fyziologických podmínek 79 • onkofetální antigeny • hormony: • sérové bílkoviny 80 Prolaktin • peptidový (198 AK) hormon produkovaný eosinofilními buňkami předního laloku hypofýzy. Sekrece stimulována TRH a inhibována dopaminem. V prsu stimuluje lobuloalveolární růst a laktaci. • f: *prolaktinom * Ca prostaty, prsu • ref. hodnoty muži 80 - 390 mlU/l ženy netěhotné, nekojící 70 - 520 mlU/l • cirkadiánní rytmus s maximem brzy ráno u obou pohlaví 81 ACTH (adrenokortikotropní hormon) • polypeptidický (39 AK) hormon předního laloku hypofýzy, stimuluje sekreci glukokortikoidů. Jeho sekrece stimulována kortikotropin-releasing hormonem hypotalamu. • f: *nádory hypofýzy *ektopická tvorba: SCLC, Ca pankreatu, prsu, GIT *m. Addison, centrální Cushingův sy • fyziologické rozmezí 10-60 ng/l; cut off okolo 46,0 ng/l (cirkadiánní rytmus s maximem brzy ráno - dodržet odběr mezi 6:00 -10:00) 82 ADH (antidiuretický hormon) • peptidový (9 AK) hormon hypothalamu. Stimulací inzerce aquaporinů 2 do membrány distálních a sběrných kanálků a ^ transkripce genu pro AQP2 umožňuje reabsorpci vody zpět do cirkulace. • |: *SCLC, adenoCa plic *pneumonie, porfyrie • ref. interval 2 - 8 ng/l Antidiure tuho rmo ne 83 PTH (parathormon) • peptidový (84 AK) hormon tvořený na ribosomech příštítných tělísek. Syntéza a exkrece řízeny kalcemií. Účinky PTH směřují k jejímu zvýšení: aktivace osteoklastů, zvýšení resorpce Ca++v ledvinách a zvýšení vstřebávání Ca++ střevem stimulací tvorby D-hormonu v ledvinách. • f: *Tu příštítných tělísek *sekundární a primární hyperparatyreóza • ref. hodnoty 10 - 65 ng/l, 1,6 - 6,9 pmol/l 84 Kalcitonin • peptidový (32 AK) hormon produkovaný parafolikulárními (=C) buňkami štítné žlázy. Potlačuje uvolňování Ca++ z kostí inhibicí osteoklastů. • f: *medulární Ca tyroidey, včetně MEN sy *Ca plic, prsu, ledvin, jater, karcinoid • In: monitoring medulárního Ca tyroidey, záchyt metastáz • cutoff < 19 ng/l 85 Další hormonální markery • hormony fyziologicky produkované jednotlivými endokrinními žlázami, v přítomnosti maligního onemocnění ve | míře, příp. ektopicky • inzulin, glukagon, VIP, gastrin, dopamin, adrenalin, noradrenalin 86 TG (tyreoglobulin) • glykoprotein obsahující jód, za normálních podmínek syntetizován ve folikulárních buňkách štítné žlázy. Funguje jako prohormon pro T4 a T3. • |: * papilární a folikulární Ca tyroidey * m. Basedow, tyroiditida, akutní intermitentní porfyrie, jaterní postižení, VVV * těhotenství, novorozenci, estrogeny • In: sledování postoperačního stavu pacientů u Ca tyroidey (ne medulárního!) • normální hodnoty 2 - 70 ng/ml; cut off okolo 33 ng/ml (současně stanovit PL x TG, které mohou způsobit faleš. negativitu) 87 • onkofetální antigený m*$. onkoplacentá^ • sérové bílkoviný: 88 Feritin • zásobní protein obsahující železo (Fe3+), produkován retikuloendoteliálními bb. jater, sleziny, kostní dřeně • |: *AML, lymfomy, MM, melanom, neuroblastom, hepatom, Ca mammae *akutní hepatitida a nekróza jaterních buněk, záněty (pozitivní RAF) • In: monitoring Hodgkinova lymfomu a melanomu • ref. hodnoty muži, postmenopauzální ženy 48 - 708 pmol/l, ženy 20 - 640 pmol/l • cut off muži, postmenopauzální ženy 400 mg/l, ženy 150 mg/l 89 P2-M (P2-mikroglobulin) • součást HLA 1. třídy, napomáhá funkci Tc . Fyziologická produkce je nejintenzivnější v B-lymfocytech a plazmocytech; přítomen ve všech bb. kromě ery a trofoblastických. • f: *leukémie, lymfomy B-řady, mnohočetný myelom *chronické autoimunitní záněty a choroby ledvin a jater *po chemo- a aktinoterapii • In: dg MM, volba cílené léčby u cLL • cut off = 2,4 mg/l 90 Monoklonální imunoglobuliny (paraproteiny) • produkovány nádorovými buňkami (plazmocyty) u monoklonálních gamapatií. V séru se identifikují celé Ig, těžké řetězce (IgG, M, A; D, E) a volné lehké řetězce k a l 22000) přecházejí do moče^ prerenální „over-flow" proteinurie. • |: *mnohočetný myelom, Waldenstrômova makroglobulinémie, lymfomy, leukémie, osteogenní Sa, kostní metastázy *monoklonální gamapatie nejistého významu (MGUS) (benigní, pouze nález paraproteinu bez jiných klin. symptomů) • In: dg, dif. dg a monitoring MM • ref. hodnoty: S-VLŘ (volné lehké řet./S): k = 3,3-19,4 mg/l, l = 5,7-26,3 mg/l, index k/1 = 0,26-1,65; polyklonálni VLŘ/U = 1-10 mg/24h; 91 k/U = 1,25-5,5 mg/l, l/U = 0,51-3,2 mg/l, index k/1 = 0,82-3,0 ty vzhledem k nízké Mr (cca hMAM, MGB 1 (human mamaglobin) • nový marker Ca prsu • kyselý glykopeptid (Mr= 10 500, gen na chr. 11q12.2) z rodiny sekretoglobinů (uteroglobinů) • mRNAmamaglobin: 10 - 20x zvýšený u Ca prsu • In: * detekce mikrometastáz * screening/časná diagnostika * určení prognózy (pozitivita v uzlinách) * sledování účinnosti terapie a průběhu choroby 92 * onkořetáiJnj anticjený * onkopiacentárn^^ * sérová bílkoviny * receptorý (tkáňové markerý): 93 Estrogenový a progesteronový receptor • Nejvýznamnější prognostické markery Ca prsu. Průkaz v homogenátu nádorové tkáně. • In: Ca prsu: pozitivita = | diferenciace bb., j invazivita, lepší prognóza; je indikací k léčbě antiestrogeny • imunohistochemický průkaz: hodnotí se % pozitivity • ELISA: cut off < 15 fmol/mg proteinu 94 Amplifikace Her2 • Her2/neu (erbB2) = gen na chromozómu 17q, jeho produktem je transmembránový receptor s tyrosinkinázovou aktivitou. • Prognostický a prediktivní faktor invazivního Ca mammae spojený s horší prognózou • Prokazuje se amplifikace genu (fluorescenční in situ hybridizací - FISH), exprese vlastního receptoru (imunohistochemicky) nebo extracelulární doména receptoru uvolňovaná do krve (ELISA, toto stanovení se zatím nedoporučuje). U amplifikace Her2/neu pozitivních pacientek lze k terapii využít monoklonální PL x extracelulární doméně ~~ preparát trastuzumab. 95 EGFR (epidermal growth factor receptor) • ^ exprese vede k f proliferaci a motilitě bb. a ochraně před apoptózou. Inhibice aktivity — inhibice buň. proliferace, angiogeneze, motility a metastazování, podpora apoptozy. • f exprese u 85 % pacientů s kolorektálním Ca (= horší prognóza) • průkaz imunohistochemicky • v případě pozitivity možno k terapii využít inhibitory EGFR - monoklonální PL x EGFR (např. preparát cetuximab, erlotinib) 96 Aneuploidie DNA • cytometrické vyšetření obsahu DNA v nádorové tkáni; doplnění histologického nálezu • spojena s horší prognózou u CaP a kratším přežitím u Ca střeva a mozkových Tu 97 • onkofetální antigeny |ĚS\ onkoplacentár^ • sérová bílkoviny • ostatní: 98 TPA, TPS [tkáňový polypeptidický (specifický) antigen] • nespecifické fragmenty cytokeratinů (TPA 8, 18, 19; TPS 18) tvořené normálními i nádorovými buňkami, ve zvýšené míře při nárůstu proliferační aktivity • |: *Ca prsu, GIT, ledvin, moč. měchýře *Ca žlučníku, jater, pankreatu, plic,varlat, prostaty, štítné žlázy, dělohy, ovarií, Tu orofaciální oblasti *hepatitida, jaterní cirhóza, DM, revmatická onemocnění, záněty urogenitálního traktu a plic • In: monitoring Tu močového měchýře, prsu, plic, GIT, ledvin • cutoff < 140 IU/l 99 cgA (chromogranin A) • glykoprotein sekrečních granulí neuroendokrinních bb. Prekurzor funkčních peptidů, např. vazostatinu, pankreastatinu, parastatinu. Reguluje ukládání a/nebo sekreci hormonů a peptidů v buňce. • |: *neuroendokrinní Tu *renální a hepatální onemocnění, léčba kortikosteroidy • In: dg a monitoring karcinoidu, feochromocytomu, ScLc, MEN I, neuroendokrinních Tu GIT, dětských neuroblastomů • ref. hodnota < 35 mg/l 100 Neuropeptid Y • marker neuronální diferenciace secernovaný hypothalamem • f chuť k jídlu; jeho sekrece je inhibována leptinem • |: *neuroblastom • In: dg a monitoring neuroblastomů 101 S-100 p • Ca2+- vázající protein exprimovaný gliovými a Schwanovými bb. NS a melanomy. S-100 je homo nebo heterodimer z podjednotek a a b (NS b-b, sval a-a). Účastní se přenosu signálu, regulace enzymové aktivity a homeostázy — stimuluje růst neuronů a f jejich přežití. |: *maligní melanom klin. stadia II, III a IV (a-podj. v dysplastických névech, p-podj. = invazivita) *Downova a Alzheimerova chor. *poranění mozku, kostí, infekty In: monitoring maligního melanomu cut off < 0,1 mg/l 102 5-HIOK (5-hydroxyindoloctová kyselina) • produkt metabolismu serotoninu, který vzniká z tryptofanu • f: *karcinoid aj. neuroendokrinní Tu *astma, průjmy aj. onemocnění GIT • In: dg a monitoring léčby serotonin-produkujícího karcinoidního tumoru • Normální hodnoty/ U < 50 jjmol/24h • Stanovuje se ve 24 hod sběru moči (dieta 2 dny před sběrem a během sběru: vynechat kávu a jiné potraviny s kofeinem, silný čaj, alkohol, kakao, ořechy, čokoládu, potraviny s vanilinem, sýry, kiwi, ananas, banány, citrusy, zeleninu, bylinkové čaje, ovocné šťávy = zdroje Trp) 103 Tab. 28.6. Doporučené tumorové markery podle lokalizace a typu maligního onemocnění a účelu stanovení (Racek, 2006) Lokalizace a typ nádoru Tumorový marker Účel stanovení hlavní doplňkový ca žaludku CA 72-4 a CEA CA 19-9 D,E kolorektální ca (C) CEA CA 19-9 D, E, ca pankreatu CA 19-9 CEA D,(B) primární ca jater AFP D, B ca mléčné žlázy CA 15-3 CEA D ca plic: adenokarcinom epidermoidní malobuněčný CEA SCCA NSE CYFRA 21-1 CYFRA 21-1 CYFRA 21-1 D, B, E D, B, E D, B ca dělohy: cervix endometrium SCCA CA 125 a CEA CEA D D ca ovaria: serózní mucinózní germinarivní CA 12 CA 19-9 a CEA AFP a hCG CA 72-4 D, (Q D, (C) D, (C) ca varlete: seminom non-seminomy NSE AFP a hCG D, E, (B) D, E, (B) ca močového měchýře TPA, CE a CYFRA 21-1 D leukémie, lymfomy P2-M D, E mnohočetný myelom P2-M; M-komponenta D, E; B ca prostaty PSA A = screening, B = diagnostika, C = určení stadia, D = kontrola průběhu onemocnění a léčby, E = stanovení prognózy Doporučené solubilní Tu markery pro monitoring choroby a účinnosti léčby (Klinická biochemie a metabolismus 1/2009) Nádor> lokalizace v':-'. ' Markery doplnkové ; Žaludek CA 72-4. CEA J Ice n horní třetina S CCA CYFRA 21-1 dolní třetina CA 72-4. CEA - Pankreas C A 199, CEA — Játra AFR CEA - chol angioce lularn f CA 19-9 - metastázy . CEA - Mléčná žfáza C A 15-3. CEA TPA/S Ovarium nemuclnöznf CA 125 TPA/S mucänóznf CA 19-9, CA 72-4 CEA germi nativní - A F P, hCG — Cervix epídermoidnl SCCA CYFRA 21-1. CEA adenokarclnomy CEA - Corpus uteri CA 125 CEA Vulva SCCA — Ledviny TPA/S, CEA NSE Močový měchýř TPA/S CYFRA 21-1 Prostata PSA. fPSA CngA Testes seminomy hCG. AFP NSE ne seminomy hCG. AFP - Karctnoid 5-hydroxy, 34ndolyloctová kyselina, NSE — Štílná žláza medu lám f CT, CEA NSE a na plastické TPA/S — Melanom NSE, SlOObeta TK Plíce SCLC CEA, NSE TPA/S NSCLC CYFRA 21-1. CEA SCC Hlava, krk SCCA CYFRA 21-1 CNS n euro blas lo my NSE - gliomy CEA — astrDcytomy TK — Leukémie TK, FER, LO - Lymfom hodgkinský S2M, FER, LD — n on -h od gkJn sky T K, B2M, LD — Mnohočetný myetom S2M, paraprotelny - Pozitivita Tu markerů u benigních onemocnění Klinický stav Hladiny markerů se mění často (více než v 30 %) může se měnit (10-30%) ne (u méně než 10 %) Kouření CEA - - Vyšetření per rectum CEA, PSA CA 72-4, 125, SCC CA 15-3, CA 199, cytokeratiny Těhotenství hCG, AFP, CA 125, 19-9 CA 15-3, TK, cytokeratiny CEA. SCC Perniciózní anémie TK, ferritin - ostatní markery Regenerační procesy spojené s rychlým buněčným růstem TK, TPS CEA. CA typu, AFP Infekce bakteriální celková TK, TPS TPA většina N M bakteriální lokální TK, TPS většina NM, souvisí s lokalizací - virová TK TPS většina NM imunoalterační onemocnění akutní fáze TK, TPS TPA, AFR CA 125, CA 19-9 - stabilizovaný stav TK většina NM Srdeční selhání bez výpotku a ascttu CA 125, AFP, B2M CA 19-9, TPS, TPA TK, CEA. CA 72-4 s výpotkem a ascitem CA 125, TPS, TPA, B2M, CYFRA 21-1 - - Výpotek benigní etiologie pohrudniční dutina CA 125, TPS, TPA, CYFRA 21-1 - CEA, TK, CA 15-3 břišní dutina (ascites) CA 125, TPS, TPA CA 19-9, CA 72-4, CYFRA 21-1 CEA. TK, SCC, CA 15-3 Ateroskleróza - TPS CYFRA 21-1 TPA a většina N M Ledvinné selhání - CEA, Chg A, B2M, ferritin, AFP CA 15-3, SCC. CA19-9, CYFRA 21-1 TK, TPS, TPA Onemocnění jater a žlučových cest akutní CA 19-9, CA 125, AFP CA 15-3, CEA TK. TPS, TPA, SCC chronické CA 19-9, AFP, CA 125 CA 15-3, CEA, ChgA - selhání jater Chg A, AFP, CA 19-9 CEA, markery CA typu TK, cytokeratiny Onemocnění plic zánětlivé CEA, CA 19-9 - - benigní nádor CEA, CA 19-9, CYFRA 21-121.1 - - Onemocnění prsu benigní nádor CEA, CA 15-3 TPA. CA 19-9, CA 125, TK.TPS, AFP Onemocnění střev zánětlivé CA 19-9, CA 72-4, AFP, CEA TK, TPS, TPA.CYFRA 21-1 - autoimunní TK.TPS AFR CA 19-9, CA 72-4, CEA, CYFRA 21-1 - benigní nádor CEA. CA 19-9, CA 72-4 - - 106 Markery pro dg a monitorování kostních metastáz • P1NP (N-terminální propeptid prokolagenu typu 1): monitoring kostní novotvorby, vysoce specifický pro tvorbu osteoblastických metastáz. Uvolňován do IC prostředí v kostní matrix během tvorby kolagenu, následně do krve — stanovení /S. • f: MM, CaP, osteoporóza, hyperparathyreóza, hyperthyreóza • In: dg kostního rozsevu solidních Tu a MM • cut off muži < 65 mg/l, ženy < 74 mg/l 107 Markery pro dg a monitorování kostních metastáz b-CTX (b-Cross Laps, C-terminální telopeptid): marker kostní resorpce In: dg kostního rozsevu solidních Tu (hl. CaP), monitoring účinnosti antiresorpčni terapie ref. hodnota < 0,704 mg/l ICTP (telopeptid kolagenu typu I): koncová nehelikální část kolagenu I, marker kostní resorpce zprostředkované MMP9 (matrix metaloproteinázou 9), aktivované v patologických stavech (Fyziologickou kostní resorpci zprostředkovává kathepsin K.) |: *osteolytické metastázy *revmatoidní artritida, imobilizace, i renální fce In: monitoring léčby u J 108 cut off 5,3 mg/l Nové biomarkery v diagnostice mezoteliomu • Mezotelin, SMRP (soluble mesothelin-related proteins, MESOMARK) • MPF (megakaryocyty potencující faktor) • osteopontin 109 Mezoteliom • Vysoce agresivní Tu serózních blan, nejčastěji primární nádor pleury • Incidence ČR 0,8 / 100 000 ob. muži 0,3 / 100 000 ob. ženy • Etiopatogenetické faktory: • Azbest - latence 20 - 60 let — očekává se nárůst! • Opičí virus SV40 • Genetické (Turecko, USA, Kanada) 110 Mezotelin • Gen na chr. 16p13.3, primární produkt = prekurzorový protein (Mr 71 000); štěpen proteázou na: 1. N-terminální fragment = MPF (Mr 31 000), uvolněn do krve, u lidí zatím neznámá fce 2. C-terminální fragment = mezotelin (Mr 40 000), vázán fosfatidylinositolovou kotvou v membráně mezotelových bb. 111 Mezotelin • Role při adhezi, rozpoznávání a signalizaci mezi bb. • Hyperexprese u mezoteliomu, Ca ovarií, pankreatu, prsu, střeva, andometria, ledvin, adenoCa plic, sarkomů • Uvolnění fragmentů mezotelinu do těl. tekutin = SMRP • SMRP t i při: expozici azbestu, fTK, srdečním selhání, renální insuficienci • Vyšetření: ELISA test MESOMARK: cut off (99. percentil ref. skupiny) 1,5 nmol/l, zahraničí hodnoty 0,55 - 20,8 nmol/l 112 Mezotelin - závěr • Slibný biomarker v dg maligního mezoteliomu, sledování progrese choroby a odpovědi na léčbu • Pomocný marker v dif. dg. pleurálních výpotků 113 Osteopontin • Extracelulární glykoprotein, Mr 44 000 • Produkován osteoklasty, osteoblasty, epiteliemi, endotelem, buňkami nervového a imunitního (T, NK, makrofágy) systému • Složka kostní matrix, účast v adhezivních a migračních pochodech, klíčový pro I. typ reakce přecitlivělosti • Role v růstu, prorůstání a metastazování Tu • f: *mezoteliom; Ca prsu, ovarií, plic, prostaty, jícnu, žaludku, pankreatu, střev, sarkomy *pleurální výpotky; TBC, pneumonie, ICHS • Cave: proteolýza trombinem — falešně negativní výsledky! 114 Další perspektivní prognostické a prediktivní markery • MMP-7 (matrilyzin): metaloproteináza působící při degradaci EC matrix, invazi a progresi Tu • In: léčba Ca prsu • Heparanáza: štěpí heparan-sulfát. f metastatický potenciál Tu, | pooperační přežívání; např. u Ca pankreatu. 115 Další perspektivní prognostické a prediktivní markery • sIL-2Ra (rozpustný fragment receptoru pro interleukin 2a): prognostický marker spinocelulárních Ca hlavy a krku; dříve používán u hemoblastóz • RECAF (receptor pro AFP): slouží ke vnášení molekul do fetálních a maligních bb., kde exprimován. Stanovitelný ve tkáni Ca prsu, ovarií, plic, žaludku, prostaty, čípku, lymfomu, melanomu ad. 116 Další perspektivní prognostické a prediktivní markery • Kallikreiny (hK = human kallikrein) • Ser proteázy exprimované hormonálně závislými tkáněmi • hK2 - prostata, diff. dg CaP x BHP • hK3 = PSA • hK4 - žlázový epitel prostaty, matrix zubní skloviny • hK11 - žlázový epitel prostaty, diff. dg CaP x BHP • hK14 - ovariální Ca • hK15 117 Markery angiogeneze • CEC (cirkulující endotelové bb.) a EPC (cirkulující endoteliální prekurzory) • Nádorová angiogeneze/neovaskularizace umožňuje růst nádoru! • Význam stanovení díky novým terapeutikům - inhibitorům angiogeneze (např. bevacizumab, sunitinib) • Metodika stanovení: průtoková cytometrie na základě exprese specifických povrchových markerů (CD 146, 31, 105 aj.) 118 Geny jako tumor markery • BCR-abl gen na filadelfském chromozómu -CML • gen PML-RAR- promyelocytární leukémie • genové mutace, např. BAT-26, APC, K-ras, p53 - kolorektální Ca; BRCA1, 2, HER2/neu (=erbB2, viz. výše), c-myc, ras, p53 - Ca prsu 119 Genetické změny při rozvoji kolorektálního Ca Chromozóm Mutace normální epitel 17p 18q ztráta ztráta p23, BAT-26 DCC adenom pozdní adenom časný Ca Zásadní mutace pro t expresi EGFR (mutovaná alela = t exprese EGFR, nelze ovlivnit cetuximabem; nemutovaná „wild-type" alela - lze zablokovat cetuximabem) pozdní Ca 120 Relativní počet vyšetření vybraných nádorových markerů 120 - Zdroj: FONS, r 1998 r. 2001 r. 2002 r. 2003 4/2004