Wybrane cytokiny hematopoetyczne jako markery nowotworów

Wybrane cytokiny hematopoetyczne jako markery nowotworów

diagnostyka laboratoryjna Journal of Laboratory Diagnostics
2011 • Volume 47 • Number 3 • 309-315
Praca poglądowa • Review Article
Wybrane cytokiny hematopoetyczne jako markery
nowotworów narządu rodnego
A selected hematopoietic cytokines as tumor markers
of gynecological cancers
Katarzyna Kościuk1, Sławomir Ławicki2, Maciej Szmitkowski2
1
Samodzielny Publiczny Zakład Opieki Zdrowotnej w Działdowie, 2Zakład Diagnostyki Biochemicznej, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku
Streszczenie
Nowotwory narządu rodnego i rak piersi należą do najczęstszych nowotworów złośliwych u kobiet. Markery nowotworowe
wykazują przydatność w wykrywaniu nowotworów ginekologicznych, w rozpoznawaniu, w określeniu stopnia zaawansowania,
w monitorowaniu skuteczności chemioterapii lub radioterapii i w wykrywaniu wznowy. W niniejszej pracy oceniano przydatność diagnostyczną cytokin hematopoetycznych jako markerów nowotworów narządu rodnego w porównaniu do markerów
stosowanych dotychczas, tj. CA 125, SCC-Ag, CA 72-4, obserwując również wzrost czułości diagnostycznej przy ich łącznej
analizie.
Summary
Gynecological and breast cancers are the most frequent cancers in women. The tumor markers may be helpful in diagnosis of
gynecological cancers, in the initial assesment of the extent disease, and in monitoring of the tumor growth or tumor volume
reduction, and recurrence of cancer, and have been used for monitoring of the clinical course of chemotherapy and radiotherapy. In this paper studies we have focused on the role of hematopoietic cytokines as a tumor markers in comparison to CA
125, SCC-Ag, CA 72-4. We have also observed that the diagnostic sensitivity increased when combined use of hematopoietic
cytokines with classical markers.
Słowa kluczowe:rak jajnika, rak endometrium, rak szyjki macicy, markery nowotworowe, cytokiny hematopoetyczne
Key words:ovarian cancer, endometrial cancer, cervical cancer, tumor markers, hematopoietic cytokines
Diagnostyka nowotworów narządu rodnego
Nowotwory narządu rodnego są przyczyną zgonów ok. 6000
Polek rocznie. Najczęściej występującym nowotworem z tej
grupy jest rak endometrium. W Polsce odnotowuje się rocznie ponad 4500 nowych zachorowań, co daje, wg Krajowego Rejestru Nowotworów, trzecią pozycję wśród wszystkich
nowotworów złośliwych (2007). Wysoka zachorowalność
cechuje również nowotwory jajnika i szyjki macicy, gdyż każdego roku rozpoznaje się ponad 3000 nowych przypadków
tych chorób. Rzadziej występującymi nowotworami wśród
nowotworów narządów rozrodczych są rak pochwy i rak sromu stanowiące odpowiednio 0,8% i 3,7% [57].
Chore na nowotwory złośliwe diagnozowane są kompleksowo z wykorzystaniem informacji uzyskanych różnymi technikami i metodami diagnostycznymi, wśród których ważną
rolę pełni wciąż specjalistyczne badanie lekarskie [23]. Rozpoznanie nowotworów narządów rozrodczych opiera się na
ocenie mikroskopowej materiału biopsyjnego (nowotwory
jajnika i endometrium), lub wyskrobin z kanału szyjki i jamy
macicy (nowotwory szyjki i trzonu macicy). Do oceny zaawansowania choroby stosuje się metody obrazowe: USG
przezbrzuszne, przezpochwowe i transrektalne, tomografię
komputerową oraz rezonans magnetyczny jamy brzusznej
i miednicy mniejszej [21].
Elementem diagnostyki nowotworów narządu rodnego są
również badania laboratoryjne. Nieinwazyjność, możliwość
wielokrotnego ich powtarzania i wynik pozbawiony elementu
subiektywnej oceny wykonawcy analiz powoduje, że badania laboratoryjne, choć mające charakter głównie pomocniczy, zajmują znaczącą pozycję w procesie diagnostycznym.
W onkologii ginekologicznej szerokie zastosowanie znalazły
szczególnie badania krążących markerów nowotworowych
[23].
Diagnostyka laboratoryjna nowotworów narządu rodnego
Markerem nowotworowym nazywamy substancję wielko309
Wybrane cytokiny hematopoetyczne jako markery nowotworów narządu rodnego
cząsteczkową, najczęściej białko z komponentą węglowodanową lub lipidową, albo glikolipid, która bez względu na
spełniane funkcje (enzym, hormon, biologicznie nieczynna),
jest wytwarzana albo wyłącznie w komórkach nowotworowych, albo zarówno w komórkach nowotworowych, jak
i w komórkach prawidłowych, jeżeli jej produkcja jest znacząco wyższa od wytwarzania w komórce prawidłowej [48]. Markery nowotworowe znajdują zastosowanie w procesie diagnostycznym nowotworów narządu rodnego, na który składa się
wykrywanie, lokalizacja zmian nowotworowych, określenie
stopnia zaawansowania, monitorowanie leczenia i wczesne
wykrycie nawrotu choroby po zakończeniu leczenia [25].
Markerami nowotworowymi przydatnymi w diagnostyce raka
jajnika są między innymi: CA 125, podfrakcja 4 ludzkiego
białka z komórek nabłonkowych najądrza (HE4), CA 72-4,
alfa-fetoproteina (AFP), gonadotropina kosmówkowa (hCG),
tkankowy polipeptydowy swoisty antygen (TPS), tkankowy
polipeptydowy antygen (TPA), rozpuszczalny fragment cytokreatyny 19 (CYFRA 21-1).
Spośród wymienionych markerów największe, udokumentowane znaczenie w procesie diagnostycznym ma CA 125. Badania kliniczne potwierdziły jego przydatność diagnostyczną
również w guzach złośliwych płuc, trzustki, wątroby, jelita
grubego i macicy [49, 52]. Zbyt niska czułość i swoistość
diagnostyczna w mało zaawansowanych rakach jajnika powoduje, że CA 125, podobnie jak i pozostałe wymienione
markery, nie może służyć jako badanie przesiewowe wykrywające wczesne stadia nowotworu jajnika [5]. Znaczenie
w wykrywaniu potwierdzono jedynie w przypadku połączenia oznaczenia stężenia CA 125 we krwi i badania ultrasonograficznego u kobiet ze zwiększonym ryzykiem zapadalności [16]. CA 125 stanowi natomiast potwierdzony klinicznie
marker monitorujący przebieg leczenia pomocny w ocenie
jego skuteczności i wczesnym wykrywaniu wznowy procesu
nowotworowego [34]. Wzrost przydatności diagnostycznej
markerów z przedstawionej wyżej grupy można uzyskać
przy ich łącznej analizie, tj. CA 125 z βhCG, z TPS, z CA
72-4, z IL-6, z TPS, z CA 19.9, z CASA (antygen surowiczy
związany z rakiem), z CA 72-4, a także z CEA [35, 53, 55].
Nowym markerem mającym zastosowanie do diagnostyki,
a zwłaszcza do monitorowania nawrotu (wznowy) raka jajnika jest podfrakcja 4 ludzkiego białka z komórek nabłonkowych najądrza (HE4) [24]. Prowadzone intensywnie
w ostatnich latach badania wykazały jego znacznie wyższą
(sięgającą ponad 80%) czułość diagnostyczną w wykrywaniu tego nowotworu w porównaniu z CA 125 [1, 2]. Przydatność diagnostyczna wykrywania raka jajnika wzrasta przy
łącznej analizie HE4 z CA 125, tworząc algorytm prawdopodobieństwa wykrycia tego nowotworu (ROMA – the Risk
of Ovarian Malignancy Algorithm). Połączenie obu parametrów powoduje wzrost czułości diagnostycznej w wykrywaniu
raka jajnika niezależnie od jego stopnia zaawansowania do
ponad 90% i do 85% we wczesnym stadium tego nowotworu
[1, 38]. Możliwość różnicowania raka jajnika i zmian łagodnych daje szansę wykorzystania łącznej analizy HE4 i CA
310
125 jako testu diagnostycznego do wczesnej diagnostyki
raka jajnika.
Coraz większe znaczenie w diagnostyce nowotworów złośliwych jajnika upatruje się także w grupie cytokin wydzielanych przez komórki raka jajnika, tj. interleukin (IL-1, IL-6,
IL-8), naskórkowym czynniku wzrostu (EGF) i niektórych
cytokinach hematopoetycznych, np. M-CSF [11, 24, 41,
52]. Bardzo duże nadzieje na poprawę wczesnej diagnostyki tego nowotworu budzą też molekularne markery karcinogenezy [18].
W diagnostyce nowotworów macicy potwierdzoną przydatność wykazują: CA 125, antygen raka płaskonabłonkowego
(SCC-Ag), HE4, TPS, TPA, a także IL-2 i jej rozpuszczalny
receptor (sIL-2Ra), naczyniowy czynnik wzrostu (VEGF),
czynnik martwicy nowotworów (TNFα), naskórkowy czynnik wzrostu (EGF) [6, 11, 12, 13, 37]. W przypadku nowotworów szyjki macicy znaczenie diagnostyczne posiadają
również CYFRA 21-1 i CEA [17]. Podobnie jak w raku jajnika przedstawione markery mogą być przydatne w ocenie
stopnia zaawansowania raka (TPS, TNFα, IL-2, SCC-Ag,
VEGF, TPA), i wykrywania wznowy procesu nowotworowego (SCC-Ag, CA 125, CYFRA 21-1) [12, 13, 17, 26, 37, 54].
Lepsze efekty diagnostyczne przynosi łączna ich analiza,
np. jednoczesne oznaczenie SCC-Ag i CA 125 znacznie
zwiększa ich użyteczność w wykrywaniu przerzutów do
węzłów chłonnych a skojarzone oznaczenie SCC-Ag i CYFRY 21-1 podwyższa czułość diagnostyczną w wykrywaniu
wznowy do 78% [35, 50].
Trwają również badania oceniające wykorzystanie w diagnostyce chorób nowotworowych narządu rodnego cytokin hematopoetycznych, w tym zwłaszcza M-CSF i SCF [27, 28].
Cytokiny hematopoetyczne jako markery nowotworów
narządu rodnego
Cytokinami określa się peptydy i niskocząsteczkowe białka,
które wykazują działanie hormonopodobne regulujące funkcje
wielu komórek i warunkujące wzajemne oddziaływanie pomiędzy tymi komórkami [3]. Częścią tej grupy odpowiedzialną za
wzrost i dojrzewanie komórek progenitorowych odpowiednich
krwinek są cytokiny hematopoetyczne. Zalicza się tu głównie:
czynnik wzrostu komórek pnia (SCF), interleukinę 3 (IL-3),
czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytarno-makrofagowych (GM-CSF), czynnik stymulujący tworzenie kolonii
granulocytarnych (G-CSF), czynnik stymulujący tworzenie
kolonii makrofagowych (M-CSF), czynnik stymulujący tworzenie kolonii megakariocytarnych (Meg-CSF), czynnik stymulujący trombopoezę (TSF), i erytropoetynę (Epo). Stwierdzenie
wytwarzania cytokin hematopetycznych przez komórki nowotworowe doprowadziło do odkrycia ich autokrynnego wpływu
na rozwój nowotworów [39]. Dotyczy to zarówno nowotworów
hematologicznych, jak i guzów litych [14]. Wydzielanie tych
czynników przez nowotwory złośliwe do krwi i innych płynów
ustrojowych oraz zależność pomiędzy ich stężeniem a stopniem zaawansowania choroby nowotworowej stwarza możliwość wykorzystania cytokin hematopoetycznych jako marke-
K. Kościuk, S. Ławicki i M. Szmitkowski
rów nowotworowych [32].
W nowotworach narządu rodnego stwierdzono obecność
receptorów i wydzielanie m.in. czynnika wzrostu komórek
pnia (SCF), czynnika stymulującego tworzenie kolonii makrofagowych (M-CSF), czynnika stymulującego tworzenie
kolonii granulocytarnych (G-CSF), i czynnika stymulującego
tworzenie kolonii granulocytów-makrofagów (GM-CSF) [18,
22, 32, 19].
Przydatność cytokin hematopoetycznych w diagnostyce raka jajnika
Badania wydzielania cytokin hematopoetycznych przez komórki raka jajnika, w tym głównie M-CSF, prowadzono intensywnie już na początku lat 90-tych ubiegłego stulecia.
W pracy przedstawionej przez Choprę i wsp. [8] badano 56
chorych z rakiem jajnika w różnym stopniu zaawansowania
i 12 kobiet zdrowych, które stanowiły grupę kontrolną. Podwyższony poziom M-CSF stwierdzono jedynie w grupie pacjentek w III i IV stopniu zaawansowania choroby.
Podobne badania przeprowadzili Suzuki i wsp. [46]. Oceniając przydatność diagnostyczną M-CSF w nowotworach złośliwych jajnika, stwierdzili podwyższony jego poziom w surowicy krwi u 61% pacjentek z nabłonkowym rakiem jajnika.
Łączna analiza tego czynnika z CA 125 spowodowała wzrost
czułości diagnostycznej do 96%. Nie zaobserwowano natomiast znaczących statystycznie różnic w stężeniu M-CSF
pomiędzy grupą 55 pacjentek z łagodnymi nowotworami
jajnika a 634 kobietami zdrowymi. Podwyższony poziom
przynajmniej jednego markera stwierdzono w surowicy tylko
u 7,3% kobiet z łagodnymi guzami jajnika. Ten sam zespół,
w kolejnym badaniu znaczenia M-CSF jako markera nowotworowego, objął obserwacją 441 kobiet z różnymi chorobami narządu rodnego, wśród których pacjentki z rakiem
jajnika stanowiły grupę 88 osób, a zwiększone stężenie
czynnika stymulującego tworzenie kolonii makrofagowych
stwierdzono u 56 z nich (64%). Wykryto również pozytywną
korelację poziomu tej cytokiny ze stopniem zaawansowania
raka jajnika [47].
Analizę stężenia M-CSF w porównaniu z markerem stosowanym dotychczas w diagnostyce raka jajnika, tj. CA 125,
przeprowadzili Scholl i wsp. [44]. W badaniu, którym objęto
82 pacjentki z rakiem jajnika stwierdzono podwyższony poziom M-CSF u 61% i zwiększone wartości CA 125 u 90% badanych. Łączna analiza obu markerów zwiększyła czułość
diagnostyczną w wykrywaniu procesu nowotworowego do
96%. Zaobserwowano, iż u kobiet z I stopniem zaawansowania nowotworu, czułość diagnostyczna dla M-CSF i CA
125 wyniosła odpowiednio 31% i 69%. Przy użyciu obu markerów wartość ta wzrosła do 81%.
Znaczenia diagnostycznego m.in. M-CSF w wykrywaniu
wczesnego stadium raka jajnika poszukiwał również zespół
badawczy van Haaften-Day’a [51]. Oznaczono stężenia
M-CSF, CA 125 i OVX1 w surowicach pochodzących od 281
chorych z guzami jajnika, wśród których znajdowało się 175
pacjentek ze zmianami złośliwymi. Grupę kontrolną stanowi-
ło 117 kobiet zdrowych. W doświadczeniu tym zaobserwowano podwyższony poziom przynajmniej jednego badanego
parametru w 85% próbek. Spośród trzech markerów odrębne oznaczenie jedynie w przypadku CA 125 dało możliwość
zróżnicowania wczesnego stadium i zdrowej tkanki (czułość
diagnostyczna 66%).
Badanie wzajemnej korelacji M-CSF i CA 125 i ich przydatności diagnostycznej przeprowadzili także Menditto i wsp.
[36]. Analizie poddano próbki surowicy krwi 222 kobiet,
wśród których były 43 pacjentki z zaawansowanym rakiem
jajnika, 31 z łagodnymi guzami oraz 148 kobiet zdrowych.
Wykazano wysoką, sięgającą 95,3% dodatnią korelację
pomiędzy podwyższonym stężeniem CA 125 a M-CSF występującym u 67% chorych z rakiem jajnika.
Analizę przydatności dwóch cytokin hematopoetycznych
M-CSF i G-CSF w diagnostyce raka jajnika wykonali Ławicki i wsp. [31]. Badaniem objęto grupę 60 kobiet, tj. 30
pacjentek z różnymi typami histologicznymi i różnym stopniu zaawansowania raka jajnika oraz 30 kobiet zdrowych
stanowiących grupę kontrolną. W I stopniu zaawansowania nowotworu były 24 pacjentki a w II stopniu 6 pacjentek. Czułości diagnostyczne w przypadku obu cytokin były
różne i wynosiły 57% dla M-CSF i 50% dla G-CSF. Jednocześnie oznaczono stężenie w osoczu CA 125, którego
czułość diagnostyczna była równa 53%. Łączne zestawienie tych trzech parametrów wykazało, że maksymalne
zwiększenie czułości diagnostycznej, do 93%, uzyskuje się
poprzez jednoczesne oznaczenie G-CSF, M-CSF i CA 125.
Skojarzone analizy obu cytokin oraz każdej cytokiny z CA
125 dały identyczną wartość czułości diagnostycznej wynoszącą 80%.
Próby zwiększenia czułości diagnostycznej w wykrywaniu
raka jajnika przeprowadzono również, oznaczając jednocześnie M-CSF i CA 125 z innymi markerami, tj. CA 72-4
i CA 15.3. Tego typu badanie opisali m.in. Zhang [56] i Donach [10]. W pierwszym przypadku analizę surowic przeprowadzono w trzech ośrodkach badawczych. Materiał
badany pochodził od 142 pacjentek z rakiem jajnika, 101
z łagodnymi zmianami w obrębie tego narządu i od 225 kobiet zdrowych. Uzyskane wyniki wykazały, iż łączne oznaczenie wymienionych parametrów podnosi czułość diagnostyczną w wykrywaniu wczesnego raka jajnika do 71% przy
swoistości równej 98%. Natomiast badanie opisane przez
Donacha przeprowadzone zostało w liczącej 102 osoby
grupie kobiet z wysokim ryzykiem wykrycia raka jajnika:
z pierwotnym rakiem jajnika, z nawrotem choroby, z łagodnymi zmianami jajnika, i z innymi nowotworami. Oprócz
markerów badanych w pracy zespołu prowadzonego przez
Zhanga, oznaczano również stężenie OVX1 i CA 19.9. Analizując wyniki zaobserwowano, że czułość diagnostyczna
w wykrywaniu raka jajnika u osób z wysokim ryzykiem wzrasta od 72% (uzyskanego dla CA 125), do 88% przy jednoczesnym oznaczeniu CA 125, CA 72-4, CA 15.3 i M-CSF.
Swoistość metody wyniosła 92,5%. Zestawienie wyników
opisanych badań przedstawiają ryciny 1 i 2.
311
Wybrane cytokiny hematopoetyczne jako markery nowotworów narządu rodnego
Rycina 1.
Porównanie czułości i swoistości diagnostycznej M-CSF w raku jajnika w opracowaniach różnych autorów.
Rycina 2.
Porównanie czułości diagnostycznej przy łącznej analizie M-CSF i
CA 125 w opracowaniach różnych autorów.
Przydatność cytokin hematopoetycznych w diagnostyce nowotworów macicy
Znaczenia w diagnostyce nowotworów złośliwych macicy
poszukuje się w oznaczaniu we krwi czynnika stymulującego
tworzenie kolonii granulocytów (G-CSF), czynnika stymulującego tworzenie kolonii granulocytarno-makrofagowych
(GM-CSF), czynnika wzrostu komórek pnia (SCF) i czynnika
pobudzającego tworzenie kolonii makrofagów (M-CSF).
Wydzielanie GM-CSF przez komórki nowotworowe raka
endometrium i możliwość wykorzystania tego czynnika
w diagnostyce nowotworowej badali m.in. Chopra [9] i Ripley
[43]. Chopra i wsp. oznaczali zmiany w stężeniu wybranych
cytokin (w tym GM-CSF), w surowicach pacjentek z rakiem
trzonu macicy o różnym stopniu zaawansowania w porównaniu z grupą kontrolną, którą stanowiło 20 kobiet zdrowych.
Analiza wyników wskazała znacząco podwyższony poziom
GM-CSF w materiale pochodzącym od pacjentek z II i III
stopniem zaawansowania raka endometrium. Czułość diagnostyczna wyniosła 30%. Natomiast praca przygotowana
przez zespół Ripley’a przedstawiała badania ekspresji GMCSF i jego receptorów oraz TGF-b w komórkach raka trzonu
macicy. Wyniki analiz dowiodły zwiększonej ekspresji bada312
nych czynników w komórkach nowotworowych w porównaniu z prawidłowym postmenopauzalnym endometrium.
Komórki nowotworowe raka endometrium wydzielają SCF
i M-CSF. Wykazały to badania przeprowadzone przez zespoły badawcze, kierowane przez Baiocchi [4] i Inocue [15].
Inocue i wsp. w swoim doświadczeniu wykryli mRNA dla
SCF i jego receptorów w warunkach in vitro w tkance linii
nowotworowej raka endometrium z towarzyszącą dużą ekspresją tego czynnika. Zespół badawczy Baiocchi natomiast
oznaczał poziom czynnika stymulującego tworzenie kolonii
makrofagów i jego receptora c-fms w raku endometrium i innych chorobach narządów rozrodczych. W tym celu zostały
pobrane 42 próbki, wśród których było: 15 próbek zdrowej
tkanki i 9 tkanki nowotworowej. Badania wykazały obecność
M-CSF w 5, a jego receptora w 6 próbkach tkanki nowotworowej. W tkankach zdrowych nie stwierdzono oznaczanej
cytokiny, a jej receptor c-fms był wykrywalny w nieznacznych
ilościach w dwóch z nich.
Wydzielanie obu tych cytokin hematopoetycznych w raku
trzonu macicy badali Ławicki i wsp. [27]. Badaniami objęto
50 kobiet: 25 chorych z rakiem endometrium o różnym stopniu zaawansowania (I - 17, II – 4, III – 4), oraz 25 osób zdrowych, stanowiących grupę kontrolną. Stężenie badanych parametrów w osoczu kobiet chorych było wyższe niż w grupie
kontrolnej, ale różnicę istotną statystycznie uzyskano tylko
w przypadku czynnika wzrostu komórek pnia. Czułość i swoistość diagnostyczna obu ocenianych czynników wzrostu
były takie same i wynosiły odpowiednio 40% i 92%. Jednocześnie oznaczono poziom CA 125 i SCC–Ag jako markery
porównawcze. Zaobserwowano, że czułość diagnostyczna
znacznie wzrastała przy łącznym oznaczeniu badanych cytokin (64%) oraz markerów porównawczych (SCF z CA 125
– 64%, M-CSF z CA 125 – 72%). Najwyższe wartości (80%)
uzyskano w przypadku jednoczesnej analizy M-CSF i SCF
z CA 125 lub wszystkich badanych parametrów. Trzy lata
później ci sami autorzy rozszerzyli badania na większą grupę chorych wraz z oznaczeniem kolejnej cytokiny - G-CSF.
Analizowano surowice pochodzące od pacjentek z I i II stopniem zaawansowania raka endometrium (55 osób), ze zmianami łagodnymi macicy (30 osób) i od kobiet zdrowych (30
osób). Stwierdzono podwyższony poziom wszystkich badanych czynników hematopoetycznych u chorych na raka trzonu macicy w porównaniu, zarówno z próbkami kobiet zdrowych, jak i pacjentek z mięśniakami macicy. Różnice istotne
statystycznie zauważono jedynie w przypadku SCF i M-CSF
w odniesieniu do grupy kontrolnej oraz w przypadku M-CSF
w odniesieniu do grupy kobiet ze zmianami łagodnymi. Czułość diagnostyczna osiągnęła większą wartość dla M-CSF
(51%) i nieznacznie niższą dla SCF (24%) niż w poprzednim
doświadczeniu przy nieznacznie wyższej swoistości (93%).
Łączne oznaczenie cytokin powodowało wzrost czułości
diagnostycznej do wartości maksymalnej równej 93% przy
jednoczesnej analizie wszystkich badanych czynników hematopoetycznych i CA 125 [30].
Ławicki i wsp. [29] oceniali przydatność SCF w różnicowaniu
K. Kościuk, S. Ławicki i M. Szmitkowski
raka trzonu macicy z guzami łagodnymi. Analizie poddano
próbki krwi 50 osób z rakiem endometrium o różnym typie histopatologicznym i stopniu zaawansowania (I – 25; II – 25),
25 chorych z łagodnymi zmianami trzonu macicy i 25 kobiet
zdrowych. Istotne statystycznie różnice w stężeniu czynnika wzrostu komórek pnia w stosunku do grupy kontrolnej
uzyskano zarówno w przypadku chorych z rakiem trzonu
(oprócz I stopnia zaawansowania), jak i z jego łagodnymi
guzami. Zaobserwowano wyższy poziom SCF w grupie chorych z rakiem niż z łagodnymi zmianami endometrium oraz
zwiększenie stężenia tej cytokiny w przypadku większego
zaawansowania nowotworu złośliwego. Swoistość diagnostyczna badanego czynnika wynosiła 92%. Czułość metody
była różna w zależności od stopnia zaawansowania: 16%
w stopniu I i 68% w stopniu II. Zwiększenie czułości diagnostycznej uzyskano, podobnie jak w poprzednim badaniu, poprzez jednoczesne oznaczenie czynnika wzrostu komórek
pnia z CA 125 i SCC-Ag (odpowiednio 44% i 88% w I i II
stopniu zaawansowania raka endometrium).
Przydatność diagnostyczną M-CSF w raku, zarówno trzonu
jak i szyjki macicy, oceniano w badaniach przeprowadzonych przez Suzuki i wsp. [47] na grupie 441 kobiet z różnymi
schorzeniami narządu rodnego. W skład tej grupy wchodziło 60 pacjentek z rakiem szyjki i 61 z rakiem trzonu macicy. Podwyższony poziom oznaczanej cytokiny stwierdzono
u 27% (16/60) osób z rakiem szyjki, u 25% (15/61) z rakiem
endometrium i u 7% pacjentek z łagodnymi zmianami trzonu
macicy.
Ocenę wydzielania M-CSF przez komórki raka szyjki macicy
przeprowadził również zespół badawczy prowadzony przez
Kirmę i wsp. [20]. Badaniu poddano 25 próbek, wśród których 17 pochodziło od chorych z rakiem szyjki macicy a 8
od kobiet zdrowych. Uzyskane wyniki wskazywały znacząco
wyższą ekspresję M-CSF i jego ligandu c-fms w komórkach
nowotworowych niż w zdrowej tkance.
Badania wydzielania M-CSF przez komórki raka szyjki macicy zostały przeprowadzone także przez Ławickiego i wsp.
[28]. Oznaczano stężenie w osoczu czynnika stymulującego
tworzenie kolonii makrofagów i czynnika wzrostu komórek
pnia u 25 pacjentek z rakiem szyjki macicy o różnym stopniu
zaawansowania i typie histopatologicznym, a także w grupie
kontrolnej tworzonej przez 25 kobiet zdrowych. Stwierdzono
wyższe wartości badanych cytokin u chorych na raka szyjki
macicy w porównaniu z grupą kontrolną, ale tylko w przypadku M-CSF była to różnica istotna statystycznie. Czułość
diagnostyczna dla SCF i M-CSF wynosiła odpowiednio 25%
i 50% a swoistość dla obu tych czynników była równa 92%.
Podobnie jak w przypadku badań cytokin hematopoetycznych w przebiegu raka endometrium, zwiększenie czułości
diagnostycznej metody (do 80%), uzyskano poprzez łączne
oznaczenie obu czynników z CA 125 i SCC-Ag.
Komórki nowotworowe raka szyjki macicy wydzielają także
czynnik stymulujący kolonie granulocytarne. Potwierdzają to
prace przedstawione m.in. przez zespoły badawcze Nasu
[40], Matsumoto [33] i Kyo [22]. Nasu i wsp. opisali przypa-
dek 71-letniej pacjentki z rakiem płaskonabłonkowym szyjki
macicy w stadium III B. Badania krwi obwodowej wykazały
utrzymującą się przez wiele miesięcy podwyższona wartość
leukocytozy bez objawów infekcji lub chorób hematologicznych. Stwierdzono również zwiększone stężenie G-CSF
w surowicy krwi. Dowodem na produkcję tej cytokiny przez
komórki nowotworowe było wykrycie G-CSF w badaniu immunohistochemicznych bioptatu tkanek nowotworowo zmienionych, a także spadek jego poziomu do wartości prawidłowych po zakończeniu leczenia radiologicznego.
Podobne obserwacje wykazali Matsumoto i wsp. Opisano
tu cztery przypadki chorych na raka szyjki macicy, u których
stwierdzono, podobnie jak poprzednio, podwyższony poziom G-CSF we krwi i towarzyszącą temu zwiększoną liczbę
leukocytów bez objawów infekcji. Potwierdzeniem produkcji
badanego czynnika był spadek jego stężenia po zastosowaniu leczenia i ponowny wzrost w nawrocie choroby.
Kyo i wsp. opisali przypadek pacjentki, u której po radykalnej
histerektomii z powodu raka szyjki macicy w stadium I B, nastąpiła wznowa z zajęciem przydatków i gwałtownym wzrostem masy guza. Podobnie jak u przedstawionych wyżej kobiet, stwierdzono wysoką leukocytozę (>50 tys./ml) i gorączkę
bez towarzyszącej infekcji. Badania surowicy krwi pod względem obecności cytokin G-CSF i IL-6 wykazały ich znacząco
podwyższone stężenie w porównaniu z grupą kontrolną. Na
podstawie analiz przeprowadzonych w celu potwierdzenia
wydzielania badanych cytokin przez komórki nowotworowe
raka szyjki macicy stwierdzono występowanie G-CSF i IL-6
w cytoplazmie komórek nowotworowych oraz ich receptorów
w cytoplazmie i na powierzchni tych komórek.
Porównanie parametrów diagnostycznych opisanych badań
przydatności diagnostycznej oznaczeń M-CSF i SCF w surowicy w nowotworach złośliwych macicy przedstawiono na
rycinie 3.
Znaczenie M-CSF i G-CSF jako markerów nowotworowych oceniano również oznaczając ich poziom w płynie
z jamy otrzewnej. W grupie badanych znalazły się pacjentki
z rakiem jajnika, trzonu i szyjki macicy o różnym stopniu zaawansowania, a także z łagodnymi guzami jajnika i mięśniakami macicy. Przeprowadzone badania wykazały wysokie
stężenie tych cytokin u wszystkich pacjentek bez istotnych
Rycina 3.
Porównanie czułości diagnostycznej M-CSF i SCF w raku trzonu i
szyjki macicy w opracowaniach różnych autorów.
313
Wybrane cytokiny hematopoetyczne jako markery nowotworów narządu rodnego
statystycznie różnic między chorymi z różnymi rozpoznaniami [42]. Analizy poziomu M-CSF i innych cytokin a także
CA 125 w płynach z jam ciała oraz jego zmian w przypadku łagodnych i złośliwych guzów jajnika, dokonał też zespół
badawczy Chechlińskiej [7]. Zbadano próbki 61 pacjentek
z rakiem jajnika (53 przed leczeniem i 18 po leczeniu), oraz
17 kobiet z łagodnymi zmianami tego narządu. Podobnie jak
w doświadczeniu Punnona [42], wykazano brak istotnych
statystycznie różnic w stężeniach M-CSF w raku jajnika
i jego łagodnych zmianach.
Podsumowanie
Nowotwory złośliwe narządu rodnego to jedne z najpoważniejszych problemów zdrowotnych w Polsce. Wzrastająca
wciąż liczba zachorowań dotykających coraz młodszych
kobiet i zbyt późne wykrywanie choroby sprawiają, że umieralność z powodu tych nowotworów jest bardzo wysoka.
Sposobem na wczesne wykrycie procesu nowotworowego
zapewniające największy odsetek przeżyć, mogłoby być
oznaczenie markerów nowotworowych we krwi, które jest
badaniem nieinwazyjnym. Analiza przytoczonego piśmiennictwa wykazuje, że badane cytokiny hematopoetyczne są
przydatne w diagnostyce nowotworów złośliwych narządu
rodnego, ale nie spełniają jednak wymagań stawianych markerom nowotworowym stosowanym do badań przesiewowych wykrywających wczesne stadia nowotworu. Mogą być
one natomiast wykorzystywane do monitoringu przebiegu
leczenia i kontroli chorych po jego zakończeniu w celu wykrycia wznowy procesu nowotworowego.
Na postawie przeanalizowanych prac można stwierdzić,
że największą przydatnością diagnostyczną, spośród ocenianych cytokin hematopoetycznych w diagnostyce raka
jajnika i szyjki macicy, cechował się czynnik stymulujący
tworzenie kolonii makrofagowych (M-CSF). Wykazywał on
nawet wyższą czułość diagnostyczną niż dotychczas stosowany rutynowo marker CA 125, przy jednakowej swoistości diagnostycznej obu oznaczeń [28, 31]. Spośród cytokin
hematopoetycznych opisanych w pracach poświęconych
diagnostyce raka endometrium, najlepszym parametrem
diagnostycznym jest czynnik wzrostu komórek pnia (SCF)
[27]. Przedstawiona ocena przydatności diagnostycznej cytokin hematopoetycznych w nowotworach narządu rodnego
nie jest oceną ostateczną, ponieważ czynniki te wciąż pozostają przedmiotem badań, zwłaszcza w większych grupach
badawczych.
Piśmiennictwo
1. Abdel-Azeez HA, Labib HA, Sharaf SM i wsp. HE4 and mesothelin: novel biomarkers of ovarian carcinoma in patients with
pelvic masses. Asian Pac J Cancer Prev 2010; 11:111-116.
2. Anastasi E, Marchei GG, Viggiani V i wsp. HE4: a new potential
early biomarker for the recurrence of ovarian cancer. Tumour
Biol 2010; 31:113-119.
3. Arai K, Lee F, Miyajima A i wsp. Cytokines: coordinators of inflammatory responses. Ann Rev Inc 1990; 59: 783-836.
4. Baiocchi G, Kavanagh JJ, Talpaz M i wsp. Expression of the
macrophage- colony stimulating factor and its receptor in gyne-
314
cologic malignancies. Cancer 1991; 67: 990-996.
5. Bell R, Petticrew M, Sheldou T. The performance of screening
tests for ovarian cancer: results of systematic review. Br J Ostet
1998; 105: 1136-1147.
6. Boran A, Solaroglu A, Tulunay G i wsp. The value of CA 125 levels in endometrial cancer. Int J Gynecol Cancer 2004; 14: 1.
7. Chechlińska M, Kamińska J, Markowska J i wsp. Peritoneal fluid
cytokines and the differential diagnosis of benign and malignant
ovarian tumors and residual / recurrent disease examination. Int
J Biol Markers 2007; 22: 172-180.
8. Chopra V, Dinh TV, Hannigan EV. Angiogenin, interleukins and
growth-factor levels in serum of patients with ovarian cancer:
correlation with angiogenesis. Cancer J Sci Am 1996; 2: 279285.
9. Chopra V, Dinh TV, Hannigan EV. Serum levels of interleukins,
growth factors and angiogenin in patients with endometrial cancer. J Cancer Res Clin Oncol 1997; 123: 167-172.
10. Donach M, Yu Y, Artioli G, Banna G i wsp. Combined use of
biomarkers for detection of ovarian cancer in high-risk women.
Tumour Biol 2010; 31: 209-215.
11. Ebert AD, Wechselberger C, Martinez-Lacaci I i wsp. Expression of function of EGF-related peptides and their receptors in
gynecological cancer - from basic science to therapy. J Recept
Signal Transdukt Res 2000; 20: 1-46.
12. Ferdeghini M, Gadducci A, Prontera C i wsp. Serum soluble interleukin-2 receptor (sIL-2R) assay in cervical and endometrial
cancer Preliminary data. Anticancer Res 1993; 13: 709–713.
13. Hashimoto I, Kodama J, Seki N i wsp. Vascular endothelial
growth factor-C expression and its relationship to pelvic lymph
node status in invasive cervical cancer. Br J Cancer 2001; 85:
93–97.
14. Hus I, Dmoszyńska A. Udział cytokin w patogenezie ostrych
białaczek. Część I. Cytokiny w ostrej białaczce szpikowej. Acta
Haemat Pol 1999; 30: 13-21.
15. Inoue M, Kyo S, Fujita M. Coexpression of the c-kit receptor and
the stem cell factor in gynecological tumors. Cancer Res 1994;
54: 3049-3053.
16. Jacobs IJ, Skates SJ, MacDonald N i wsp. Screening for ovarian
cancer: a pilot randomised controlled trial. Lancet 1999; 353:
1207-1210.
17. Juang CM, Wang PH, Yen MS i wsp. Application of tumor markers CEA, TPA, and SCC-Ag in patients with low-risk FIGO stage
IB and IIA squamous cell carcinoma of the uterine cervix. Gynecol Oncol 2000; 76: 103–106.
18. Juengel JL, Quirke LD, Tisdall DJ i wsp. Gene expression in abnormal ovarian structures of eweshomozygous for the inverdale
prolificacy gene. Biol Reproduction 2000; 62: 1467-1478.
19. Kawamura K, Komohara Y, Takaishi K i wsp. Detection of M2
macrophages and colony-stimulating factor 1 expression in serous and mucinous ovarian epithelial tumors. Pathol Int 2009;
59: 300-305.
20. Kirma N, Hammes LS, Liu YG i wsp. Elevated expression of the
oncogene c-fms and its ligand, the macrophage colony-stimulating factor-1 in cervical cancer and the role of transforming
growth factor-beta 1 in inducing c-fms expression. Cancer Res
2007; 67: 1918-1926.
21. Kozakiewicz B. Nowotwory złośliwe narządu rodnego. Nowa
Med 2003; 122: 111-127.
22. Kyo S, Kanaya T, Takakura M, Inoue M. A case of cervical cancer
with aggressive tumor growth: possible autocrine growth stimulation by G-CSF and IL-6. Gynecol Oncol 2000; 78: 383-387.
23. Kulpa J. Diagnostyka biochemiczna chorób nowotworowych narządu rodnego. Ginekologia onkologiczna, red. Markowska J.
Wydawnictwo Medyczne, Wrocław 2006; 107-117.
24. Lamy PJ, Roques S, Viglianti C i wsp. HE4, a novel marker for
epithelial ovarian cancer: evaluation of analytical performances.
Ann Biol Clin 2010; 63: 325-329.
K. Kościuk, S. Ławicki i M. Szmitkowski
25. Lindblom A, Liljegren A. Tumour markers in malignancies. Br
Med J 2000; 320: 424–427.
26. Lo SS, Khoo US, Cheng DK i wsp. Role of serial tumor markers
in the surveillance for recurrence in endometrial cancer. Cancer
Detect Prev 1999; 23: 397–400.
27. Ławicki S, Będkowska E, Gacuta-Szumarska E i wsp. Ocena
stężeń i przydatności diagnostycznej czynnika wzrostu komórek
pnia (SCF) oraz czynnika stymulującego kolonie makrofagowe
(M-CSF) w osoczu pacjentek z rakiem endometrium. Przegląd
Lek 2007; 64: 987-990.
28. Ławicki S, Będkowska E, Gacuta-Szumarska E i wsp. Ocena
stężenia i przydatności diagnostycznej czynnika wzrostu komórek pnia (SCF) oraz czynnika stymulującego kolonie makrofagowe (M-CSF) w osoczu chorych na raka szyjki macicy. Pol Merk
Lek 2008; 25: 38-42.
29. Ławicki S, Będkowska E, Gacuta-Szumarska E i wsp. Ocena
stężenia i przydatności diagnostycznej czynnika wzrostu komórek pnia w osoczu chorych na raka endometrium oraz ze zmianami łagodnymi (mięśniakami) macicy. Pol Merk Lek 2009; 26:
609-615.
30. Ławicki S, Będkowska E, Gacuta-Szumarska E i wsp. Ocena
stężenia i przydatności diagnostycznej wybranych cytokin hematopoetycznych w osoczu chorych na raka endometrium i ze
zmianami łagodnymi (mięśniakami) macicy. Pol Merk Lek 2010;
28: 354-358.
31. Ławicki S, Czygier M, Gacuta-Szumarska E i wsp. Stężenie
i przydatność diagnostyczna czynnika stymulującego kolonie
granulocytarne (G-CSF) i makrofagowe (M-CSF) w osoczu chorych na raka jajnika. Pol Merk Lek 2006; 125: 465-468.
32. Ławicki S, Mroczko B, Szmitkowski M. Cytokiny hematopoetyczne jako markery choroby nowotworowej. Post Hig Med
Dośw 2001; 55: 449-465.
33. Matsumoto Y, Mabuchi S, Muraji M i wsp. Squamous cell carcinoma of the uterine cervix producing granulocyte colony-stimulating factor: a report of 4 cases and a review of the literature. Int
J Gynecol Cancer 2010; 20: 417-421.
34. Mazurek A, Nikliński J, Laudański T i wsp. Clinical tumor markers in ovarian cancer. Eur J Cancer Prev 1998; 7: 23-35.
35. Mazurek A, Łapuć G, Laudański T. Markery nowotworowe w ginekologii. Medipress Ginekologia-Położnictwo 1998; 4: 12-19.
36. Menditto A, Piscittelli V, Cassese F i wsp. Macrophage-colony
stimulating factor and ovarian cancer. Minerva Ginecol 1999;
51: 261-264.
37. Moore RG, Brown AK, Miller MC i wsp. Utility of a novel serum
tumor biomarker HE4 in patients with endometrioid adenocarcinoma of the uterus. Gynecol Oncol 2008; 110: 196-201.
38. Moore RG, Jabre-Raughley M, Brown AK i wsp. Comparison of
a novel multiple marker assay vs the Risk of Malignancy Index
for the prediction of epithelial ovarian cancer in patients with
a pelvic mass. Am J Obstet Gynecol 2010; 203: 228.
39. Mroczko B, Szmitkowski M. Rola cytokin jako markerów nowotworowych. Pol Arch Med Wewn 1997; 97: 170-176.
40. Nasu K, Inoue C, Takai N i wsp. Squamous cell carcinoma of the
cervix producing granulocyte-colony stimulating factor. Obstet
Gynecol 2004; 104: 1086-1088.
41. Padungsutt P, Thirapagawong C, Senapad S i wsp. Accuracy
of tissue polypeptide specific antigen (TPS) in the diagnosis of
ovarian malignancy. Anticancer Res 2000; 20: 1291-1295.
42. Punnonen R, Teisala K, Kuoppala T i wsp. Cytokine production
profiles in the peritoneal fluids of patients with malignant or benign gynecologic tumors. Cancer 1998; 83: 788-796.
43. Ripley D, Tang XM, Ma C i wsp. The expression and action of
granulocyte macrophage-colony stimulating factor and its interaction with TGF-beta in endometrial carcinoma. Gynecol Oncol
2001; 81: 301-309.
44. Scholl SM, Bascou CH, Mosseri V. Circulating levels of colonystimulating factor 1 as a prognostic indicator in 82 patients with
epithelial ovarian cancer. Br J Cancer 1994; 69: 342-346.
45. Shaarawy M, Abdel-Aziz O. Serum tumour necrosis factor alpha
levels in benign and malignant lesions of the endometrium in
postmenopausal women. A preliminary study. Acta Oncol 1992;
31: 417–420.
46. Suzuki M, Ohwada M, Aida I i wsp. Macrophage colony-stimulating factor as a tumor marker for epithelial ovarian cancer.
Obstet Gynecol 1993; 82: 946-950.
47. Suzuki M, Ohwada M, Sato I i wsp. Serum level of macrophagecolony stimulating factor as a marker for gynecologic malignancies. Oncology 1995; 52: 128-133.
48. Szymendera JJ, Góźdź SS. Rola krążących markerów nowotworowych w diagnostyce i monitorowaniu leczenia chorych na
nowotwory. Nowotwory 1995; 45: 369–389.
49. Szymendera JJ. Clinical usefulness of three monoclonal antibody defined tumor markers: CA 19-9, CA 50 and CA 125. Tumour Biol 1986; 7: 333–342.
50. Takeda M, Sakuragi N, Okamoto K i wsp. Preoperative serum
SCC, CA125, and CA19-9 levels and lymph node status in
squamous cell carcinoma of the uterine cervix. Acta Obstet Gynecol Scand 2002; 81: 451–457.
51. Van Haaften-Day C, Shen Y, Xu F i wsp. OVX1, macrophagecolony stimulating factor, and CA 125-II as tumor markers for
epithelial ovarian carcinoma: a critical appraisal. Cancer 2001;
92: 2837-2844.
52. Yedema CA, Kenemans P, Wobbes T i wsp. Use of serum tumor
markers in the differential diagnosis between ovarian and colorectal adenocarcinomas. Tumor Biol 1992; 13: 18-26.
53. Zakrzewska I, Poznański J. Wartość IL-6 jako markera pomocniczego w stosunku do CA 125 i TPS w ocenie odpowiedzi na
leczenie cytostatyczne u chorych na nabłonkowe nowotwory
jajnika. Diagn Lab 2001; 37: 95.
54. Zakrzewska I. Wartość oznaczania antygenów TPS, SCC i CEA
w diagnostyce, ocenie typu histologicznego i stopnia zaawansowania procesu klinicznego u chorych na raka szyjki macicy. Pol
Merkur Lek 2001; 10: 21–23.
55. Zakrzewska I. Antygen CA 125. Post Hig Med Dośw 2002; 56:
29-36.
56. Zhang Z, Yu Y, Xu F i wsp. Combining multiple serum tumor
markers improves detection of I epithelial ovarian cancer. Gynecol Oncol 2007; 107: 526-531.
57. Krajowy Rejestr Nowotworów. Raporty na podstawie danych
Centrum Onkologii – Instytut w Warszawie. Interaktywna baza
internetowa; http://85.128.14.124/krn/ (02.12.2009).
Adres do korespondencji:
Zakład Diagnostyki Biochemicznej
Uniwersytet Medyczny w Białymstoku
ul. Waszyngtona 15A, 15–269 Białystok
Tel. 85 7468 587, fax 85 7468 585
e-mail: [email protected]; [email protected]
Zaakceptowano do publikacji: 12.05.2011
315