Diagnostic value of cancer markers CEA, AFP, cathepsin D and cancer procoagulant (CP) in patients with lung and oesophagus cancer

WSTĘP


Badanie markerów nowotworowych, coraz częściej stosowane w diagnostyce onkologicznej, jest pomocne w wykrywaniu i ustalaniu stopnia zaawansowania klinicznego, radykalności zabiegu operacyjnego oraz w monitorowaniu leczenia [1, 2, 3, 4]. W przypadkach raka płuca i przełyku najczęściej oznaczanymi markerami są: antygen raka płaskonabłonkowego (SCC-Ag), fragment cytokeratyny 19 (CYFRA 21-1), specyficzna enolaza neuronowa (NSE) i antygen żołądkowo-jelitowy (CA 19-9) [5, 6, 7, 8]. Dotychczas mało poznana jest w tych przypadkach wartość diagnostyczna takich markerów jak: katepsyna D i prokoagulant nowotworowy (cancer procoagulant - CP).

Celem pracy jest ocena wartości diagnostycznej określania stężenia antygenu rakowo-płodowego (CEA) i alfa-fetoproteiny (AFP) oraz aktywności katepsyny D w surowicy krwi chorych z rakiem płuca i przełyku przed radioterapią oraz 6 tyg. i 2 mies. po radioterapii. Wykonano również wstępne określenie aktywności CP w badanych przypadkach.


MATERIAŁY I METODY


Badania przeprowadzono u 30 chorych z rakiem płaskonabłonkowym płuca oraz u 16 chorych z rakiem płaskonabłonkowym przełyku (potwierdzonym badaniem histopatologicznym) w stopniu zaawansowania IIIa-b przed radioterapią oraz 6 tyg. i 2 mies. po radioterapii. Ocenę klinicznego zaawansowania przeprowadzono wg powszechnie stosowanej klasyfikacji TNM. Badanie CEA, AFP, katepsyny D i CP przeprowadzono w surowicy krwi pobranej w sposób typowy od pacjentów na czczo z żyły łokciowej. Krew po wykrzepieniu wirowano, a otrzymaną surowicę przechowywano w stanie zamrożenia w -70oC. Markery CEA i AFP oznaczono na analizatorze IMX firmy Abbot. Aktywność katepsyny D wyrażono ilością uwolnionej tyrozyny w nM Tyr/ml 2h oznaczonej metodą Folina-Ciocalteau w modyfikacji miedziowej [9]. Aktywność CP określono metodą koagulacyjną i wyrażono ją czasem krzepnięcia w sekundach [10]. Wyższa aktywność CP powodowała skrócenie czasu krzepnięcia wyrażonego w sekundach (s).


WYNIKI


Wyniki badań przedstawione w tab. wskazują, że w surowicy krwi ludzi z rakiem płuca średnie stężenie CEA przed radioterapią oraz 6 tyg. i 2 mies. po leczeniu odpowiednio wynosi: 6,9 ng/ml, 5,8 ng/ml i 3,1 ng/ml, natomiast stężenie AFP ma odpowiednio wartości: 9,0 ng/ml, 8,6 ng/ml i 7,6 ng/ml. Wartości prawidłowe stężenia CEA i AFP mieszczą się w granicach: 0,0-3,0 ng/ml i 0,0-8,6 ng/ml. Aktywność katepsyny D w badanych przypadkach wynosi: 60,3 nM Tyr/ml/2h, 54,0 nM Tyr/ml/2h i 57,4 nM Tyr/ml/2h przy wartości prawidłowej enzymu w granicach 44,2-58,4 nM Tyr/ml/2h. Aktywność prokoagulantu nowotworowego (CP) przed leczeniem wynosi 156 s. Natomiast wartość prawidłowa wynosi 300 s. W surowicy krwi chorych z rakiem przełyku przed leczeniem oraz 6 tyg. i 2 mies. po radioterapii stwierdzono następujące stężenia CEA: 6,3 ng/ml, 5,2 ng/ml, 3,0 ng/ml, AFP: 8,8 ng/ml, 8,0 ng/ml i 7,3 ng/ml. Aktywność katepsyny D odpowiednio wynosi: 46,1 nM Tyr/ml/2h, 48,4 nM Tyr/ml/2h i 51,6 nM Tyr/ml/2h. Aktywność CP w badanych przypadkach przed leczeniem ma wartość 88 s.


DYSKUSJA


Antygen rakowo-płodowy (CEA) jest jednym z najczęściej oznaczanych markerów w przypadkach chorób nowotworowych [1, 2, 3, 11]. Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że również w raku płuca i przełyku badanie stężenia CEA posiada wartość diagnostyczno-prognostyczną. Stężenie tego markera przed radioterapią było podwyższone przeszło 2-krotnie w porównaniu z wartościami prawidłowymi. Wzrost stężenia CEA stwierdzono u 48 proc. chorych z rakiem płuca i 45 proc. chorych z rakiem przełyku.
Zarówno w przypadku raka płuca, jak i przełyku poziom CEA 6 tyg. po leczeniu obniżył się, a 2 mies. po radioterapii osiągnął wartość prawidłową. Z uzyskanych danych wynika, że badane stężenie CEA w przypadku raka płuca i raka przełyku ma dużą wartość w ocenie skuteczności leczenia. Na przydatność oznaczania CEA w ocenie skuteczności leczenia wskazują również doniesienia innych badaczy [12]. Z badań Goslina i wsp. [13] wynika, że przyczyną wzrostu stężenia CEA w surowicy jest jego wytwarzanie przez komórki nowotworowe i przenikanie do krwiobiegu. Nieużyteczne diagnostycznie jest natomiast oznaczanie AFP w przypadkach raka płuca i przełyku, ponieważ stwierdzone stężenie tego markeru nie odbiega w istotny sposób od wartości prawidłowych.

Jak wykazały przeprowadzone badania, aktywność katepsyny D w surowicy krwi chorych z rakiem płuca i przełyku jest zbliżona do wartości prawidłowych. Z doniesień literaturowych wynika, że w homogenatach tkanek nowotworowych występuje wysoka aktywność katepsyny D [14, 15], natomiast w surowicy krwi stwierdzono wzrost aktywności katepsyny D u chorych z marskością wątroby i nowotworami wątroby oraz brak takiego wzrostu w przypadkach raka sutka [16]. Można przypuszczać, że przechodzenie katepsyny D z komórek nowotworowych do krwi ma miejsce jedynie w przypadkach znacznych rozmiarów guza, zwłaszcza gdy ulega on martwicy i rozpadowi. W innych przypadkach przedostające się do krwi niewielkie ilości katepsyny D są znacznie rozcieńczone dużą objętością krwi i jej przyrost jest trudny do wykazania. Brak podwyższonej aktywności katepsyny D w surowicy krwi badanych chorych może też być spowodowany przez przeciwciała, inhibitory lub inne czynniki.

W diagnostyce i monitorowaniu leczenia chorych obarczonych nowotworem użyteczne może być oznaczanie aktywności nowego markeru - prokoagulantu nowotworowego (CP) [17, 18]. Stwierdzona wysoka aktywność CP w surowicy krwi pacjentów z rakiem płuca i przełyku przed leczeniem, w porównaniu z osobami zdrowymi wskazuje, że badanie aktywności tego enzymu może być wykorzystane w diagnostyce onkologicznej.



WNIOSKI



Przed radioterapią stężenie CEA i aktywność CP w surowicy krwi badanych pacjentów były 2-krotnie wyższe w porównaniu do wartości prawidłowych.

Po radioterapii stężenie CEA w surowicy krwi pacjentów wracało do wartości prawidłowych.

Z badanych markerów wartość diagnostyczną w przypadkach raka płuca i przełyku ma tylko CEA i CP.


PIŚMIENNICTWO

1. Nikliński J, Furman M. Clinical tumor markers in lung cancer. Eur J Cancer Prev 1995; 4: 129-32.
2. Sedlaczek P, Harłozińska A, Goluda M, Gryboś M, Bar J. Ocena roli TPS i CA 125 w monitorowaniu raka jajnika. Nowotwory 1998; 48: 867-78.
3. Safianowska A, Grubek-Jaworska H, Droszcz P, Rybus L, Dąbrowski A, Zwolska Z, Matysiak W, Chazan R. Stężenie CEA, przeciwciał skierowanych przeciw antygenom prątkowym oraz aktywność ACE w surowicy i w DALF chorych na sarkoidozę, gruźlicę i raka płuca - wyniki wstępne. Pneumonol Alergol Pol 2001; 69: 5-13.
4.Szymendera JJ, Góżdż SS. Rola krążących markerów nowotworowych w diagnostyce i monitorowaniu leczenia chorych na nowotwory. Nowotwory 1995; 45: 369-83.
5. Tas F, Aydiner A, Topuz E, Yasasever V, Karadeniz A, Saip P. Utility of the serum tumor markers: CYFRA 21-1, carcinoembryonic antigen (CEA), and squamous cell carcinoma antigen (SCC) in squamous cell lung cancer. J Exp Clin Cancer Res 2000; 19: 477-81.
6. Kozłowski M, Nikliński J, Furman M. Przydatność badań markerów CEA, SCC-Ag, CA 19-9, CYFRA 21-1 u chorych na raka przełyku. Markery Nowotworowe 1995; 14-15. X., 44.
7. Nikliński J, Furman M, Kozłowski M, Laudański J, Kurzyna A. Analiza nowego biomarkera nowotworowego CYFRA 21-1 u chorych z rakiem płuca leczonych operacyjnie, badania porównawcze z CEA, SCC-Ag i TPA. W: Wiechowski S. (red.). Wybrane zagadnienia z chirurgii. 1995; 325-7.
8. Rastel D, Comoy E, Levasseur Ph. Pre and post operative values of CYFRA 21-1, CEA, SCC, TPA and NSE in primary lung cancer. Markery nowotworowe 1993; 14-15. X., 44.
9. Barrett AJ. Cathepsin D and other carboxylproteinases. In: Barrett AJ (ed). Proteinases in mammalian and tissues. North-Holland Publishing Company, Amsterdam, New York, Oxford 1977; 240-3.
10. Gordon SG, Benson B. Analysis of serum CP activity and its possible use as a tumor marker. Thrombos Res 1989; 56: 431-40.
11. Salgia R, Harpole D, Herndon JE, et al. Role of serum tumor markers CA 125 and CEA in non-small cell lung cancer. Anticancer Res 2001; 21: 1241-6.
12. Bąbrowicz D, Michałowicz E, Słowik-Gabrylewska A, Gładysz K, Bąbrowicz J. Antygen karcino-embrionalny w raku oskrzelowym. Badania radioimmunologiczne surowicy krwi w przebiegu leczenia. Immunol Pol 1985; 10: 331-43.
13. Goslin RH, Skarin A, Zamcheck N. Carcino-embrionic antigen, a useful monitor of therapyof small cell lung cancer. JAMA 1981; 246: 2173-6.
14. Kiluk M, Skrzydlewski Z, Kiluk A, Woroniecki A, Rucińska M, Kozłowski L. Aktywność katepsyny D w nowotworach przewodu pokarmowego. Pol Merk Lek 1997; 2: 307-8.
15. Leto G, Gebbia N, Rausa L, Tumminello FM. Cathepsin D while malignant progressiof neoplastic disease. Anticancer Res 1992; 12: 235-48.
16. Brouiliet JP, Hanslick B, Mandelonde T, Pivot M, Grenier J, Blanc F, Rochefort H. Increased plasma cathepsin D concentration in hepatic carcinoma and cirrhosis but not in breast cancer. Clin Biochem 1991; 24: 491-6.
17. Gordon SG, Cross BA. An enzyme - liked immunosorbent assay for cancer procoagulant and its potential a new tumor marker. Cancer Res 1990; 50: 6229-34.
18. Kożuszko B, Skrzydlewski Z, Kozłowski M, Snarska J. Wartość diagnostyczna badania aktywności prokoagulanta nowotworowego w przypadkach raka żołądka i raka przełyku. Pol Merkuriusz Lek 2001; 10: 143-4.


ADRES DO KORESPONDENCJI

mgr Sławomir Szajda
Samodzielna Pracownia Ogólnej Analityki Klinicznej
ul. Mickiewicza 2C
15-230 Białystok
tel. (085) 742 20 21 w. 2251