Selected tumor markers in the diagnostics of prostate cancer

WSTĘP





Jednym z podstawowych badań wykorzystywanych w diagnostyce onkologicznej jest oznaczanie markerów nowotworowych, cechujących się dużą specyficznością i czułością w stosunku do określonego nowotworu [1]. Pozwalają one w coraz większym stopniu na wczesne wykrycie i ustalenie stopnia zaawansowania klinicznego oraz na monitorowanie leczenia choroby nowotworowej [2, 3]. Podstawowym, dobrze poznanym markerem, przydatnym obok wywiadu, badania per rectum i ultrasonografii przezodbytniczej (TRUS) jest w diagnostyce onkologicznej gruczołu krokowego swoisty antygen sterczowy (ang. prostate specific antigen – PSA) [1, 4]. Wysokie stężenie tego antygenu w surowicy krwi potwierdza z dużym prawdopodobieństwem obecność zmiany nowotworowej. Obecnie stosunkowo słabo poznana jest przydatność badania katepsyny D i prokoagulanta nowotworowego (ang. cancer procoagulant – CP) w diagnostyce onkologicznej raka gruczołu krokowego. Katepsyna D jako enzymem kaskady proteolitycznej, czynnie uczestniczy w procesie inwazji nowotworowej na skutek miejscowego naciekania i tworzenia przerzutów [5]. Badanie aktywności katepsyny D wykonane w surowicy krwi i w homogenatach tkanek raka żołądka oraz raka jelita grubego wskazuje na wysoką aktywność enzymu w odniesieniu do materiału kontrolnego [6]. Prokoagulant nowotworowy jest enzymem, proteinazą cysteinową, występującym u ludzi chorych na nowotwory, a niewystępującym u osób zdrowych [7]. Rucińska i wsp. [8] przeprowadzili badanie aktywności CP w surowicy krwi chorych na raka płuca, raka piersi, raka przełyku i raka jelita grubego pozwalające na stwierdzenie, iż aktywność CP w surowicy krwi chorych istotnie statystycznie przewyższa aktywność tego enzymu w surowicy krwi osób zdrowych.
Celem pracy była ocena stężenia PSA oraz aktywności katepsyny D i prokoagulanta nowotworowego w surowicy krwi chorych na raka gruczołu krokowego, jak również ocena wartości badania tych markerów w diagnostyce onkologicznej.






MATERIAŁ I METODY





Badanie przeprowadzono za zgodą Komisji Bioetycznej Akademii Medycznej w Białymstoku. Badaniem objęto 12 pacjentów w wieku od 59 do 74 (średnio 67,8±5,2 lat), leczonych w Klinice Urologii AM w Białymstoku z potwierdzonym w badaniu histopatologicznym rakiem gruczołu krokowego (adenocarcinoma) w stopniu zaawansowania pT2a-c, oraz 12 mężczyzn zdrowych w wieku od 54 do 68 (średnio 60,85±4,5 lat). Oceny klinicznego zaawansowania dokonano zgodnie z powszechnie stosowaną klasyfikacją TNM [9]. Materiał badany stanowiła krew pobrana na czczo z żyły łokciowej w sposób typowy, którą po wykrzepieniu wirowano, a otrzymaną surowicę poddawano badaniu. Stężenie PSA oznaczano metodą immunoenzymatyczną na analizatorze Axsym firmy Abbott i wyrażano w ng/ml. Aktywność katepsyny D oznaczano metodą Folina-Ciocalteau w modyfikacji miedziowej [10] i wyrażano ilością uwolnionej tyrozyny w nM Tyr/ml/4 godz. Aktywność CP oznaczano metodą koagulacyjną wg Gordona i Bensona [11] i wyrażano ją czasem krzepnięcia w sekundach (s).
Wyniki opracowano statystycznie przy użyciu testu Manna-Whitneya. Za poziom istotności statystycznej różnic przyjęto p<0,05.






WYNIKI





Uzyskane wyniki badania stężenia PSA, aktywności katepsyny D i CP przedstawione zostały w tabeli.
Stężenie PSA w surowicy krwi chorych na raka gruczołu krokowego wynosiło od 3,35 do 40,86 ng/ml (średnio 18,02±13,04 ng/ml), a mężczyzn zdrowych od 0,0 do 4,0 ng/ml. Aktywność katepsyny D w badanych przypadkach wynosiła od 88 do 152 nM Tyr/ml/4 godz. (średnio 113,33±16,30 nM Tyr/ml/4 godz.), przy wartościach prawidłowych u zdrowych mężczyzn od 88 do 160 nM Tyr/ml/4 godz. (średnio 111,33±19,43 nM Tyr/ml/4 godz.). Aktywność CP w surowicy krwi chorych na raka gruczołu krokowego wynosiła od 36 do 111 (średnio 63,42±20,27 s), natomiast aktywność tego enzymu w surowicy krwi zdrowych mężczyzn miała wartość od 277 do 312 (średnio 290,67±18,72 s).






DYSKUSJA





Podstawowym celem badania markerów nowotworowych w diagnostyce onkologicznej jest ich wykrycie we krwi pacjenta, wtedy gdy zmiany nowotworowe są jeszcze zbyt małe i niemożliwe do wykrycia na innej drodze, co pozwala na podejmowanie decyzji w zakresie strategii leczenia. Markerem nowotworowym raka gruczołu krokowego jest swoisty antygen sterczowy (PSA) [1]. Białko to w znacznych ilościach wytwarzane jest tylko w prawidłowych i rakowych komórkach nabłonka gruczołu krokowego, a w mniejszych ilościach w prawidłowych komórkach sutka i raka sutka. W śladowych ilościach PSA można zaobserwować w komórkach prawidłowych i raka ślinianek przyusznych, w komórkach raka wątroby, nerek, nadnerczy, raka okrężnicy i raka jajnika [12–14].
W rozroście nowotworowym uczestniczą również enzymy proteolityczne, takie jak katepsyna D [15]. Przyjmuje się, że wydzielana przez komórki nowotworowe katepsyna D może aktywować proenzymy innych proteaz, uruchamiając kaskadę proteolityczną, przyczyniającą się w ten sposób do inwazji procesu nowotworowego i tworzenia przerzutów [5]. Dane eksperymentalne sugerują, że wysoka aktywność katepsyny D występuje u chorych na raka jajnika [16], raka endometrium i raka szyjki macicy [17] oraz w innych nowotworach przewodu pokarmowego i pęcherza moczowego [6, 18]. Badaniem użytecznym w diagnostyce onkologicznej chorych na raka gruczołu krokowego może być oznaczenie aktywności prokoagulanta nowotworowego (CP) [19]. Kozwich i wsp. [20], badając stężenie PSA i aktywność CP u chorych na raka gruczołu krokowego stwierdzili, że czułość PSA jako markera nowotworowego wynosi 58%, natomiast czułość CP wynosi 81%, a we wczesnych stadiach choroby zbliżona jest nawet do 100 proc.

Wyniki badania stężenia PSA i aktywności CP w surowicy krwi chorych na raka gruczołu krokowego oraz w surowicy krwi osób zdrowych, wskazują na istotne statystycznie różnice między grupami badanymi i odpowiednimi grupami kontrolnymi (p<0,001). Uzyskane wyniki, zarówno dla stężenia PSA, jak i aktywności CP w surowicy krwi chorych są ponadczterokrotnie wyższe od górnej wartości preferencyjnej dla PSA oraz od średniej aktywności CP w surowicy krwi osób zdrowych. Natomiast brak istotności obserwuje się w badaniu aktywności katepsyny D w surowicy krwi chorych na raka gruczołu krokowego, a aktywnością tego enzymu u mężczyzn zdrowych. Aktywność katepsyny D w surowicy krwi chorych na raka gruczołu krokowego jest zbliżona do wartości prawidłowych. Uzyskane wyniki potwierdzają obserwację, że przechodzenie katepsyny D z komórek nowotworowych do krwi ma miejsce jedynie w przypadkach znacznych rozmiarów guza, zwłaszcza gdy ulega on martwicy i rozpadowi. Obecność przeciwciał, inhibitorów lub innych czynników we krwi może również być przyczyną braku podwyższonej aktywności katepsyny D w surowicy krwi chorych na raka gruczołu krokowego.
Wartości uzyskane dla osób zdrowych zbliżone były do wyników stwierdzanych w naszych uprzednich badaniach aktywności katepsyny D [3] i aktywności CP [8].





WNIOSKI





w W surowicy krwi chorych na raka gruczołu krokowego stężenie PSA i aktywność CP jest znamiennie wyższa niż w surowicy krwi mężczyzn zdrowych.

- Aktywność katepsyny D w surowicy krwi badanych chorych nieznacznie tylko różni się od aktywności tego enzymu w grupie kontrolnej.

- Wstępna ocena aktywności CP w badanych przypadkach wskazuje na możliwość wykorzystania tego enzymu w diagnostyce onkologicznej gruczołu krokowego.

- Przeprowadzone badanie potwierdza wysoką wartość diagnostyczną oznaczenia stężenia PSA w surowicy krwi chorych na raka gruczołu krokowego.





PIŚMIENNICTWO





1. Duffy MJ. Clinical uses of tumor markers: a critical review. Crit Rev Clin Lab Sci 2001; 38: 225-62.
2. Nikliński J, Furman M. Clinical tumor markers in lung cancer. Eur J Cancer Prev 1995; 4: 129-32.
3. Szajda SD, Kiluk M, Wiśniewski R, Skrzydlewski Z. Wartość diagnostyczna markerów nowotworowych: CEA, AFP, Katepsyny D i peokoagulanta nowotworowego (CP) w przypadkach raka płuca i przełyku. Współczesna Onkologia 2002; 6: 9-11.
4. Matuszewska K, Matuszewski M, Jassem J. Rola badań przesiewowych w raku gruczołu krokowego. Współczesna Onkologia 2003; 7: 160-5.
5. Tomaszewski JJ, Tomaszewski T. Enzymy lityczne w proliferacji nowotworowej. Diagn Lab 1991; 27: 56-62.
6. Kiluk M, Skrzydlewski Z, Kiluk A i wsp. Aktywność katepsyny D w niektórych nowotworach przewodu pokarmowego. Pol Merkuriusz Lek 1997; 11: 307-8.
7. Gordon SG, Franks JJ, Lewis BJ. Comparison of procoagulant activities in extracts of normal and malignant human tissue. J Nat Cancer Inst 1979; 62: 773-6.
8. Rucińska M, Furman M, Skrzydlewski Z, Zaremba E. Activity of cancer procoagulant (CP) in serum of patients with cancer of lung, breast, oesophagus and colorectum. Acta Biochim Pol 1997; 44: 109-12.
9. Shroder FH, Hermanek P, Denis L, et al. The TNM classification of prostate carcinoma. Prostate 1992; 4 (supl.): 129-38.
10. Barret AJ. Proteinases in mammalian cells in tissues. North-Holland Publishing Company, Amsterdam, New York, Oxford 1977: 46-135.
11. Gordon SG, Benson B. Analysis of serum cancer procoagulant activity and its potential as a tumor marker. Thromb Res 1989; 56: 431-40.
12. Armbruster DA. Prostate-specific antigen: biochemistry, analytical methods, and clinical application. Clin Chem 1993; 39: 181-95.
13. Levesque M, Hu H, D’Costa M, Diamandis EP. Prostate-specific antigen expression by various tumors. J Clin Lab Anal 1995; 9: 123-8.
14. Stamey TA, Yang N, Hay AR, McNeal JE, Freiha FS, Redwine E. Prostate specific antigen as a serum marker for adenocarcinoma of the prostate. N Engl J Med 1987; 317: 909-16.
15. Mylonas I, Makovitzky J, Richter DU, Jeschke U, et al. Cathepsin D expression in normal, hyperplastic and malignant endometr tissue: an immunohistochemical analysis. Acta Histochem 2003; 105: 245-52.
16. Scambia G, Brnedetti P, Ferrandina G, et al. Cathepsin D assay in ovarian cancer: correlation with pathological features and receptors for oestrogen, progesterone and epidermal growth factor. Br J Cancer 1991; 64: 182-4.
17. Scambia G, Benedetti Panici P, Ferrandina G, et al. Significance of cathepsin-D expression in uterine tumours. Eur J Cancer 1995; 31: 1449-54.
18. Droller MJ. Expression of cathepsin D in urothelial carcinoma of the urinary bladder: an immunohistohemical study including correlations with extracelolular matrix components, CD 44, p53, Rb, c-erb B-2 and the proliferation indices. J Uro 2003; 170: 671-2.
19. Mielicki W. Biochemisty of cancer procoagulant. Haemostasis 2001; 31 (Suppl 1): 8-10.
20. Kozwich DL, Kramer LC, Mielicki WP, Fotopoulos SS, Gordon SG. Applications of cancer procoagulant as an early detection tumor marker. Cancer 1994; 74: 1367-76.





ADRES DO KORESPONDENCJI





dr hab. med. Barbara Darewicz
Klinika Urologii
Akademii Medycznej w Białymstoku
Samodzielny Publiczny Szpital Kliniczny
ul. M. Skłodowskiej-Curie 24a
15-276 Białystok
tel. 0 (prefiks) 85 746 82 84
e-mail: urolamb@cksr.ac.bialystok.pl