G-CSF - Wydawnictwo Przegląd Lekarski

PRCE ORYGINALNE
S³awomir £AWICKI
Ma³gorzata CZYGIER
Marek WOJTUKIEWICZ*
Maciej SZMITKOWSKI
Ocena stê¿eñ i przydatnoœci diagnostycznej
czynnika stymuluj¹cego kolonie
granulocytarne (G-CSF) i granulocytarnomakrofagowe (GM-CSF) w osoczu pacjentek
w I i II stopniu zaawansowania raka piersi
The plasma levels and diagnostic utility of granulocyte
– colony stimulating factor (G-CSF) and granulocytemacrophage – colony stimulating factor (GM-CSF)
in patients with I and II stage of breast cancer
Zak³ad Diagnostyki Biochemicznej
Uniwersytetu Medycznego w Bia³ymstoku
Kierownik: Prof. dr hab. Maciej Szmitkowski
*Klinika Onkologii Uniwersytetu Medycznego
w Bia³ymstoku
Kierownik: Prof. dr hab. Marek Wojtukiewicz
Dodatkowe s³owa kluczowe:
czynnik stymuluj¹cy kolonie granulocytarne
(G-CSF)
czynnik stymuluj¹cy kolonie
granulocytarno-makrofagowe
(GM-CSF)
markery nowotworowe
rak piersi
Additional key words:
breast cancer
granulocyte-colony stimulating factor (G-CSF)
granulocyte-macrophage-colony stimulating
factor (GM-CSF)
tumor markers
Adres do korespondencji:
Dr med. S³awomir £awicki
Zak³ad Diagnostyki Biochemicznej
Uniwersytetu Medycznego w Bia³ymstoku
15-269 Bia³ystok, ul. Waszyngtona 15 A
Tel.: 85 7468703, Fax: 85 7468585;
e-mail: [email protected]
Przegl¹d Lekarski 2009 / 66 / 7
Wstêp: Czynniki stymuluj¹ce kolonie granulocytarne (G-CSF) i granulocytarno-makrofagowe (GM-CSF) nale¿¹ do cytokin okreœlanych jako hematopoetyczne czynniki wzrostu (HGFs).
Wykazano bezpoœredni¹ produkcjê
tych cytokin przez komórki ró¿nych
nowotworów, w tym w raku piersi, co
zaobserwowano zarówno w warunkach in vitro oraz in vivo. W pracy oceniano stê¿enia G-CSF i GM-CSF w grupie pacjentek z rakiem piersi, a tak¿e
okreœlono przydatnoœæ diagnostyczn¹,
poprzez czu³oœæ i swoistoœæ diagnostyczn¹ oraz wartoœæ predykcyjn¹ wyniku dodatniego i ujemnego. Uzyskane wyniki porównywano z markerem
nowotworowym (CA 15-3) oraz z grup¹ kontroln¹. Materia³ i metody: Grupa badana – 50 pacjentek z rakiem
piersi, grupa kontrolna – 30 zdrowych
kobiet. G-CSF i GM-CSF oznaczano
metod¹ ELISA, CA 15-3 – metod¹ chemiluminescencyjn¹ CMIA (ABBOTT).
Wyniki: Zaobserwowano znamiennie
wy¿sze stê¿enia obu badanych cytokin (G-CSF i GM-CSF) oraz markera
CA 15-3 u chorych w drugim stopniu
zaawansowania raka piersi w porównaniu do grupy kontrolnej. Czu³oœæ
diagnostyczna G-CSF i GM-CSF, podobnie jak CA 15-3 wzrasta³a wraz z
zaawansowaniem nowotworu oraz
przy ³¹cznej analizie dwóch badanych
parametrów i markera porównawczego (do 69%). Swoistoœæ diagnostyczna przyjê³a wysokie wartoœci zarówno
w przypadku badanych cytokin (po
90%), jak i CA 15-3 (95%). Wykazano
równie¿ wysokie wartoœci predykcyjne
wyniku dodatniego oraz ujemnego,
wzrastaj¹ce wraz z zaawansowaniem
raka, zarówno w przypadku obu cytokin jak i CA 15-3. Wnioski: Otrzymane
wyniki sugeruj¹ mo¿liwoœæ zastosowania G-CSF i GM-CSF w diagnostyce raka piersi, a zw³aszcza przy ich
³¹cznej analizie.
Background: Granulocyte - colony
stimulating factor (G-CSF) and
granulocyte-macrophage - colony
stimulating factor (GM-CSF) belong to
hematopoetic growth factors (HGFs).
Few clinical investigation have shown
their autologous production both in
vitro by human cell lines and in vivo
by tumors, for example in breast cancer. We have investigated the plasma
levels of G-CSF, GM-CSF and commonly accepted tumor marker (CA 153) before treatment of breast cancer
patients in relation to the healthy controls. Additionally, the diagnostic criteria: sensitivity, specificity, the predictive value of positive and negative results were defined. Material and methods: Tested group – 50 patients with
breast cancer, control group – 30
healthy women. G-CSF and GM-CSF
were determined using ELISA method,
CA 15-3 – was measured by chemilumunescence immunoassay (CMIA)
(ABBOTT). Results: Median values of
G-CSF, GM-CSF and CA 15-3 plasma
levels were significantly higher in the
II stage of breast cancer patients before surgery compared to the control
group. The diagnostic sensitivity of GCSF and GM-CSF was slightly lower
than CA 15-3. The higher range of the
diagnostic sensitivity of tested
cytokines and CA 15-3 in more advanced breast stages was observed.
The combined use of both cytokines
and CA 15-3 analysis resulted also in
the increased sensitivity range (69%).
The diagnostic specificities of tested
cytokines were high for both cytokines
(equal 90%) and CA 15-3 (95%). The
positive and negative predictive values
were high for all tested parameters and
were higher in more advanced tumor
stage. Conclusions: This study suggests that tested cytokines, especially
G-CSF, can be clinically useful in diagnostics of breast cancer patients, but
further investigation and confirmation
by a prospective study are necessary.
365
Wstêp
Rak piersi jest najczêstszym nowotworem z³oœliwym u kobiet, a zachorowalnoœæ i
umieralnoϾ w Polsce na to schorzenie z
roku na rok wzrasta [30,34]. Jest to powodem do poszukiwania nowych metod diagnostycznych, których wykorzystanie pozwoli na wczeœniejsze uchwycenie rozwoju
procesu nowotworowego, w tym raka piersi, a takimi substancjami mog¹ byæ cytokiny [18].
Cytokiny wzbudzaj¹ obecnie coraz
wiêksze zainteresowanie jako markery nowotworowe, nie tylko w diagnostyce raka
piersi, ale te¿ w przebiegu raka p³uca, nowotworów przewodu pokarmowego lub narz¹du rodnego [16]. Najwa¿niejszym odkryciem ostatnich lat by³o wykazanie obecnoœci mRNA dla niektórych cytokin oraz potwierdzenie ich autokrynnej, czyli bezpoœredniej produkcji przez komórki nowotworowe [22], a tak¿e mo¿liwoœæ indukcji, przez
te czynniki, wzrostu nowotworów [5,9]. W
raku piersi zauwa¿ono wydzielanie przez
komórki nowotworowe interleukiny 6 (IL-6)
[36], interleukiny 11 (IL-11) [24], insulinopodobnego czynnika wzrostu (insulin-like
growth factor 1, IGF-1) [1], a tak¿e naczyniowego czynnika wzrostu (vascular endothelial growth factor, VEGF) [4].
Wykazano równie¿ wydzielanie przez
komórki raka piersi niektórych cytokin hematopoetycznych (hematopoietic growth
factors, HGFs) [17], czego przyk³adem jest
M-CSF [22], G-CSF [7] lub GM-CSF [32].
Wydzielaniu cytokin hematopoetycznych
przez komórki raka piersi czêsto towarzyszy równie¿ wytwarzanie innych cytokin, np.
VEGF [7] lub IL-1 i TNFa [32]. Najnowsze
badania wykazuj¹ równie¿ poœredni wp³yw
GM-CSF, wydzielanego przez komórki nowotworowe, na proces osteolizy, obserwowany w raku piersi z przerzutami do koœci
[27]. Stwierdzono równie¿ w komórkach
raka piersi wytwarzanie, ekspresjê receptorów i mRNA dla czynnika stymuluj¹cego
kolonie makrofagowe (macrophage-colony
stimulating factor, M-CSF) [6,22], a tak¿e
czynnika wzrostu komórek pnia (stem cell
factor, SCF) [5,33].
Badania oceniaj¹ce poziom HGFs u
pacjentek z rakiem piersi s¹ obecnie nieliczne i ograniczaj¹ siê g³ównie do M-CSF
[21,23], wykazuj¹c znaczenie tej cytokiny
w diagnostyce i monitorowaniu raka piersi
[11,13,20,35]. Wykazano ponadto podwy¿szone stê¿enie G-CSF i GM-CSF, a tak¿e
aktywnoœci niektórych enzymów granulocytarnych w osoczu chorych na raka piersi,
wyraŸnie wy¿sze w IV stopniu zaawansowania raka [2,3]. W oparciu o doniesienia z
piœmiennictwa oraz wyniki w³asnych badañ
[13,14], celem niniejszej pracy jest ocena
porównawcza stê¿eñ i przydatnoœci diagnostycznej G-CSF i GM-CSF u chorych na
raka piersi w I i II stopniu zaawansowania
nowotworu oraz porównanie ich z markerem CA 15-3.
Materia³ i metody
Badaniami objêto 50 pacjentek w wieku 36-77 lat
(œrednio 53 lata, SD=8,3), poddanych leczeniu operacyjnemu z powodu raka piersi. Pacjentki podzielono w
zale¿noœci od stopnia zaawansowania raka na dwie grupy: grupa A - I stopieñ (T1N0M0 - 20 chorych) oraz B - II
366
Tabela I
Stê¿enia G-CSF, GM-CSF i CA 15-3 u chorych na raka piersi.
The plasma levels of G-CSF, GM-CSF and CA 15-3 in breast cancer patients.
Grupa badana
G-CSF (pg/m l)
M ediana
x ± SD
Zakres
GM -CSF (pg/m l)
M ediana
x ± SD
Zakres
CA 15-3 (U/m l)
M ediana
x ± SD
Zakres
A
21,12
20,1 ± 5,51
9,97-30,61
0,63
0,81 ± 0,52
0,195-1,94
19,2
18,31 ± 6,11
8,3-28,2
B
*
24,29
14,02 ± 21,4
11,68-85,0
*
0,69
0,88 ± 0,71
0,145-3,23
*
21,3
22,51 ± 8,58
7,2-48,1
A+ B
*
21,18
22,99 ± 11,96
9,97-85,0
*
0,69
0,88 ± 0,71
0,145-3,23
*
21,0
21,57 ± 8,62
7,2-48,4
Grupa kontrolna
17,195
17,74 ± 4,54
11,89-25,87
0,32
0,51 ± 0,46
0,06-1,31
16,1
15,59 ± 5,46
6,6-25,6
*Ró¿nica istotna statystycznie w porównaniu z grup¹ kontroln¹
A - chore w I stopniu zaawansowania raka piersi; B - chore w II stopniu zaawansowania raka piersi
stopieñ (stopieñ IIA - T2N0M0 - 20 kobiet, stopieñ IIB T2N1M0 - 8, T3N0M0 - 2). U wszystkich pacjentek ustalono typ histopatologiczny nowotworu - rak przewodowy
(carcinoma ductale). Powy¿sze badania uzyska³y akceptacjê Komisji Bioetyki Uniwersytetu Medycznego w Bia³ymstoku. Krew do badañ pobierano przed leczeniem
operacyjnym i przed wprowadzeniem jakiegokolwiek leczenia farmakologicznego.
Grupê kontroln¹ stanowi³o 30 kobiet w wieku 35-72
lata (œrednio 58 lat, SD=8,0).
Kwalifikacji kobiet do grupy badanej lub kontrolnej
dokonano na podstawie badania przez ginekologa, a
chore z rakiem piersi by³y konsultowane i leczone przez
onkologa.
Krew pobierano na heparynê sodow¹, a nastêpnie
wirowano w celu uzyskania osocza ubogop³ytkowego.
Osocze przechowywano w temp. minus 85OC.
Oznaczenia cytokin hematopoetycznych (G-CSF i
GM-CSF) wykonano metod¹ immunoenzymatyczn¹
(ELISA) w oparciu o odczynniki firmy R&D, na analizatorze FL 600 firmy BIO-TEK. CA 15-3 oznaczano przy
zastosowaniu dwustopniowego testu immunochemicznego, wykorzystuj¹cego metodê chemiluminescencji z
mikrocz¹steczkami (CMIA) z protoko³ami testowymi Chemiflex na platformie laboratoryjnej CI 8200 firmy
ABBOTT.
Analizê statystyczn¹ wyników przeprowadzono z
u¿yciem programu STATISTICA. Z uwagi na brak potwierdzenia rozk³adu normalnego, ocenê znamiennoœci statystycznej ró¿nic w grupach badanych oraz porównanie do grupy kontrolnej przeprowadzono w oparciu o test nieparametryczny U Mann Whitney. Wyliczono
ponadto parametry okreœlaj¹ce przydatnoœæ diagnostyczn¹, tj. czu³oœæ i swoistoœæ diagnostyczn¹ oraz wartoœæ
predykcyjn¹ wyniku dodatniego (PPV) i wartoœæ predykcyjn¹ wyniku ujemnego (NPV).
Wyniki
Stê¿enia badanych cytokin hematopoetycznych oraz CA 15-3 u chorych na raka
piersi przedstawiono w tabeli I. Wykazano
znamiennie wy¿sze stê¿enie G-CSF (mediana 21,18 pg/ml) oraz GM-CSF (mediana 0,69
pg/ml) w ca³ej grupie badanej (A+B) oraz w
grupie B (II stopieñ zaawansowania nowotworu) (mediana odpowiednio 24,29 pg/ml i
0,69 pg/ml) w porównaniu do osób zdrowych
(17,195 pg/ml oraz 0,32 pg/ml). Identyczne
zale¿noœci zaobserwowano w przypadku
markera porównawczego, tj. CA 15-3.
W celu oceny parametrów diagnostycznych, takich jak czu³oœæ i swoistoœæ diagno-
Przegl¹d Lekarski 2009 / 66 / 7
styczna oraz wartoϾ predykcyjna wyniku
dodatniego (PPV) i wyniku ujemnego (NPV)
wyznaczono cut off, jako 95. percentyl grupy kontrolnej dla badanych parametrów. Cut
off dla G-CSF wyniós³ 25,265 pg/ml, GMCSF – 1,275 pg/ml i 23,8 U/ml dla CA 15-3.
Czu³oœæ diagnostyczna w ca³ej grupie
badanej (rycina 1.) w przypadku G-CSF wynios³a 28% i by³a nieznacznie wy¿sza od
GM-CSF (27%), ale wyraŸnie ni¿sza od
CA 15-3 (35%). Czu³oœæ wyraŸnie wzrasta³a przy ³¹cznym oznaczeniu badanych cytokin z markerem porównawczym, osi¹gaj¹c najwy¿sz¹ wartoœæ w przypadku jednoczesnej analizy G-CSF, GM-CSF oraz
CA 15-3 (69%).
Czu³oœæ diagnostyczna w grupie A (I stopieñ) – (rycina 2) przyjê³a wy¿sz¹ wartoœæ
w przypadku GM-CSF (24%) ni¿ G-CSF
(13%), ale by³a nieznacznie ni¿sza od CA
15-3 (26%). Czu³oœæ w I stopniu zaawansowania raka wyraŸnie wzrasta³a przy ³¹cznym
oznaczeniu badanych cytokin i markera porównawczego, osi¹gaj¹c najwy¿sz¹ wartoœæ
w przypadku jednoczesnej analizy wszystkich ocenianych parametrów (55%).
Czu³oœæ diagnostyczna w grupie B (II
stopieñ) (rycina 3) osi¹gnê³a najwy¿sz¹ wartoœæ w przypadku G-CSF (43%) i by³a wy¿sza od GM-CSF (29%), ale równa z
CA 15-3. Czu³oœæ równie¿ wyraŸnie wzrasta³a przy ³¹cznym oznaczeniu badanych cytokin i markera porównawczego, osi¹gaj¹c
najwy¿sz¹ wartoœæ w przypadku jednoczesnej analizy wszystkich ocenianych parametrów (a¿ 83%).
Swoistoœæ diagnostyczna przyjê³a wysokie wartoœci zarówno w przypadku badanych
cytokin (po 90%) jak i CA 15-3 (95%).
Wartoœæ predykcyjna wyniku dodatniego (PPV) – (rycina 4) w ca³ej grupie badanej wynios³a 86% w przypadku GM-CSF i
by³a nieznacznie wy¿sza od G-CSF (85%),
ale ni¿sza od CA 15-3 (90%). Wartoœæ predykcyjna wyniku dodatniego w grupie A osi¹gnê³a wartoœci dla G-CSF, GM-CSF i
CA 15-3 odpowiednio 50%, 75% i 80%. W
grupie B wy¿sz¹ wartoœæ PPV otrzymano
równie¿ w przypadku GM-CSF (89%) w po-
S. £awicki i wsp.
69
G-CSF+GM-CSF+CA 15-3
56
GM-CSF+CA 15-3
49
G-CSF+CA 15-3
47
G-CSF+GM-CSF
35
CA 15-3
27
GM-CSF
28
G-CSF
0
10
20
30
40
50
60
70
Czu³oœæ diagnostyczna (%) Sensitivity (%)
Rycina 1
Czu³oœæ diagnostyczna badanych cytokin hematopoetycznych oraz CA 15-3 w ca³ej grupie badanej chorych
na raka piersi.
Diagnostic sensitivity of tested cytokines and CA 15-3 in total breast cancer patients group.
G-CSF+GM -CSF+CA
15-3
55
43
GM-CSF+CA 15-3
33
G-CSF+CA 15-3
44
G-CSF+GM -CSF
26
CA 15-3
24
GM-CSF
13
G-CSF
0
10
20
30
40
50
60
Czu³oœæ diagnostyczna (% ) Sensitivity (% )
Rycina 2
Czu³oœæ diagnostyczna badanych cytokin hematopoetycznych oraz CA 15-3 u chorych w I stopniu
zaawansowania raka piersi (grupa A).
Diagnostic sensitivity of tested cytokines and CA 15-3 in patients with first stage of
breast cancer (group A).
G-CSF+GM-CSF+CA
15-3
83
68
GM-CSF+CA 15-3
65
G-CSF+CA 15-3
50
G-CSF+GM-CSF
43
CA 15-3
29
GM-CSF
43
G-CSF
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Czu³oœæ diagnostyczna (% ) Sensitivity (% )
Rycina 3
Czu³oœæ diagnostyczna badanych cytokin hematopoetycznych oraz CA 15-3 u chorych w II stopniu
zaawansowania raka piersi (grupa B).
Diagnostic sensitivity of tested cytokines and CA 15-3 in patients with second stage breast cancer (group B).
Przegl¹d Lekarski 2009 / 66 / 7
równaniu do G-CSF (86%), ale by³ to wynik
ni¿szy od markera porównawczego (92%).
Wartoœæ predykcyjn¹ wyniku ujemnego
(NPV) – (rycina 5) w grupie A+B równie¿
by³a wy¿sza w przypadku GM-CSF (48%),
natomiast dla G-CSF wynios³a 46%, a dla
CA 15-3 - 49%. NPV w grupie A dla G-CSF,
GM-CSF i CA 15-3 przyjê³a wartoœci odpowiednio 51%, 53% i 54%. W grupie B najwy¿sz¹ wartoœæ otrzymano w przypadku
GM-CSF (66%) w porównaniu do G-CSF
(58%) i by³ to wynik wy¿szy od markera porównawczego (63%).
Omówienie
Rak piersi jest nadal najczêstszym nowotworem z³oœliwym u kobiet i cechuje siê
wysok¹ œmiertelnoœci¹. Najwy¿sze odsetki
prze¿yæ chorych na raka piersi wystêpuj¹ w
niskich stopniach zaawansowania nowotworu, tj. w stopniu IA prze¿ywa prawie 100%
leczonych kobiet, natomiast przy rozpoznaniu raka w IV stopniu piêæ lat prze¿ywa mniej
ni¿ 5% pacjentek. Dlatego te¿ bardzo wa¿ne jest wczesne rozpoznanie tego nowotworu i rozpoczêcie w³aœciwego leczenia. Niew¹tpliwie najwiêksze znaczenie w tym
aspekcie maj¹ regularne (przynajmniej raz
w roku) badania piersi przez ginekologa lub
lekarza pierwszego kontaktu, a tak¿e badania profilaktyczne, tj. mammografia, USG
z ewentualn¹ ocen¹ histopatologiczn¹ materia³u pobranego z guzków piersi, a tak¿e
oznaczanie markerów nowotworowych. Dotyczy to zw³aszcza kobiet obci¹¿onych czynnikami ryzyka zachorowania na ten nowotwór [28,34].
Najnowsze doniesienia literaturowe
wskazuj¹ na wydzielanie cytokin, w tym równie¿ cytokin hematopoetycznych (HGFs),
przez komórki ró¿nych nowotworów, w tym
w raku piersi [17]. Ponadto HGFs wydaj¹
siê spe³niaæ wymagania stawiane markerom
nowotworowym [18,29]. Wykazano obecnoϾ mRNA dla GM-CSF jak i dla G-CSF w
komórkach nowotworowych, co potwierdza
wytwarzanie tych czynników, a tak¿e zauwa¿ono podwy¿szony poziom tych cytokin u
pacjentów w wielu nowotworach, miêdzy
innymi w raku jajnika [12], jelita grubego [25],
trzustki [26].
W raku piersi wykazano ekspresjê receptorów [6], a tak¿e wydzielanie i podwy¿szone stê¿enie u pacjentów M-CSF [2,15,
19,20], GM-CSF [3,14,27] i G-CSF [2,13,14].
Dane literaturowe odnoœnie oceny diagnostycznej przydatnoœci przedterapetycznej i
w monitorowaniu chemio- lub radioterapii
cytokin hematopoetycznych u chorych na
raka piersi s¹ jednak niepe³ne i najczêœciej
dotycz¹ M-CSF [13,15,19,20]. Wiadomo
jednak, i¿ cytokiny hematopoetyczne wydzielane s¹ przez komórki ró¿nych nowotworów ³¹cznie, tzn. kilka jednoczeœnie, co
zaobserwowano, np. w nowotworach narz¹du rodnego, tj. w raku macicy [10] czy w
nowotworach przewodu pokarmowego [25].
Informacje te sta³y siê podstaw¹ do podjêcia próby oceny poziomu stê¿enia G-CSF
i GM-CSF u chorych na raka piersi. Korzystaliœmy ponadto z naszych wczeœniejszych
badañ nad przydatnoœci¹ diagnostyczn¹
M-CSF, GM-CSF i G-CSF w diagnostyce
raka piersi [2,3,13,14]. Obecnie praca ocenia stê¿enia oraz przydatnoœæ diagnostycz367
WartoϾ predykcyjna wyniku dodatniego (%)
Positive predictive value (%)
100
89
86
90
75
80
92
85
80
86
90
70
60
50
G-CSF
50
GM-CSF
40
CA 15-3
30
20
10
0
A
B
A+B
Rycina 4
WartoϾ predykcyjna wyniku dodatniego (PPV) badanych cytokin oraz CA 15-3 u chorych na raka piersi.
The positive predictive value (PPV) of tested cytokines and CA 15-3 in breast cancer patients.
WartoϾ predykcyjna wyniku dodatniego (%)
Positive predictive value (%)
100
89
86
90
75
80
80
92
85
86
90
70
60
50
G-CSF
50
GM-CSF
40
CA 15-3
30
20
10
0
A
B
A+B
Rycina 5
WartoϾ predykcyjna wyniku ujemnego (NPV) badanych cytokin oraz CA 15-3 u chorych na raka piersi.
The negative predictive value (NPV) of tested cytokines and CA 15-3 in breast cancer patients.
n¹ G-CSF i GM-CSF u chorych w ma³ozaawansowanym stadium raka piersi (I i II stopieñ) i porównuje uzyskane wyniki z markerem dotychczas najczêœciej stosowanym w
diagnostyce tego nowotworu, tj. z CA 15-3.
Wykazano, i¿ przed leczeniem operacyjnym stê¿enie badanych markerów
(G-CSF i GM-CSF) w ca³ej grupie badanej
oraz w grupie z II stopniem zaawansowania raka piersi by³o znamiennie wy¿sze ni¿
w grupie kontrolnej, podobnie jak markera
porównawczego CA 15-3. Œwiadczy to o
wzroœcie stê¿enia G-CSF i GM-CSF w bardziej zaawansowanym stadium nowotworu,
co mo¿e wynikaæ z wiêkszej masy komórek
nowotworowych raka piersi. Podobne wyniki otrzymali tak¿e inni autorzy, sugeruj¹c
przyczynê wzrostu stê¿enia tych cytokin jako
nowotworow¹ lub zapaln¹ [2,3]. Za etiologi¹ nowotworow¹ (rakiem piersi) przemawia
jednak równoleg³y i podwy¿szony poziom
CA 15-3, co potwierdzaj¹ inni autorzy [8,31].
Wzrost stê¿enia niektórych HGFs, np.
M-CSF, G-CSF lub GM-CSF w osoczu pacjentek z rakiem piersi jest podobny do na368
szych wczeœniejszych obserwacji, aczkolwiek by³y one oceniane w mniej licznej grupie badanej i kontrolnej, lub w grupie chorych w wy¿szych stadiach zaawansowania
nowotworu, i dotyczy³y g³ównie czynnika stymuluj¹cego kolonie makrofagowe [13,
14,20]. Podobny wzrost stê¿enia G-CSF
zauwa¿ono u chorych z nowotworami o innej, ani¿eli pierœ, lokalizacji, tj. w raku jajnika
[12] lub w raku jelita grubego [25].
Idealny marker nowotworowy powinien
odznaczaæ siê wysok¹ swoistoœci¹, to znaczy byæ niewykrywalnym u zdrowych osób,
i wysok¹ czu³oœci¹, tj. byæ wykrywanym u
osób chorych i to bardzo wczeœnie, nawet
wtedy gdy obecne s¹ pojedyncze komórki
nowotworowe. Powinien równie¿ odznaczaæ
siê wysok¹ wartoœci¹ predykcyjn¹ oraz korelowaæ z wielkoœci¹ guza. ¯aden z obecnie znanych markerów nie spe³nia jednak
kryterium 100% swoistoœci i 100% czu³oœci.
W naszych badaniach G-CSF wykaza³ siê
podobn¹ czu³oœci¹ (28%) jak GM-CSF
(27%), jednak by³y to wartoœci nieznacznie
ni¿sze w porównaniu do CA 15-3 (35%), a
Przegl¹d Lekarski 2009 / 66 / 7
wyraŸny wzrost wartoœci do 69% otrzymano dopiero przy ³¹cznej analizie trzech badanych parametrów. Czu³oœæ diagnostyczna G-CSF i GM-CSF wyraŸnie wzrasta³a
wraz z zaawansowaniem raka piersi, a w II
stopniu zaawansowania w przypadku czynnika stymuluj¹cego kolonie granulocytarne
osi¹gnê³a tak¹ sam¹ wartoœæ jak dla
CA 15-3 (po 43%). Wartoœci te tak¿e wzrasta³y przy ³¹cznej analizie wszystkich parametrów w zale¿noœci od zaawansowania
raka, tj. do 55% (I stopieñ) i do a¿ 83% (II
stopieñ). Wy¿sze wartoœci czu³oœci diagnostycznej zaobserwowano w naszych wczeœniejszych badaniach u chorych na raka
piersi, ale dotyczy³y one M-CSF [15,20],
potwierdzaj¹c tym samym lepsz¹ przydatnoœæ diagnostyczn¹ tej cytokiny. Równie¿
wy¿sz¹ wartoœæ czu³oœci diagnostycznej dla
G-CSF (50%) zaobserwowano w raku jajnika i wyraŸnie ona wzrasta³a przy ³¹cznej
analizie z innymi cytokinami, np. z M-CSF
lub z CA 125.
Wartoœæ predykcyjna wyniku dodatniego (PPV), odpowiadaj¹ca prawdopodobieñstwu rozpoznania raka na podstawie dodatniego wyniku badania, by³a doœæ wysoka w
przypadku badanych cytokin (G-CSF – 85%,
GM-CSF – 86%) i nieznacznie ni¿sza od
CA 15-3 (90%). Wartoœci te równie¿ wzrasta³y wraz ze stopniem zaawansowania raka
i by³y wyraŸnie wy¿sze w II stopniu. Podobne wyniki zaobserwowano w raku jajnika [12]
i by³y one najwy¿sze w przypadku M-CSF
(89%) i G-CSF (88%), sugeruj¹c tym samym podobn¹ wysok¹ przydatnoœæ diagnostyczn¹ ocenianych cytokin w ustaleniu
prawdopodobieñstwa zarówno raka piersi
jak i jajnika na podstawie podwy¿szonych
stê¿eñ badanych parametrów (wartoœci stê¿enia powy¿ej cut off). Wartoœæ predykcyjna wyniku ujemnego (NPV) wskazuje na
prawdopodobieñstwo wykluczenia choroby
na podstawie ujemnego wyniku badania i
by³a ona w granicach 50% dla wszystkich
badanych parametrów, obserwuj¹c podobny do PPV wzrost wraz z zaawansowaniem
raka piersi. W raku jajnika [12] NPV by³a
wy¿sza dla M-CSF (68%) w porównaniu do
G-CSF (65%). Trudno jest porównaæ uzyskane powy¿ej wyniki PPV i NPV dla G-CSF
i GM-CSF u chorych na raka piersi z badaniami innych autorów, gdy¿ w piœmiennictwie brak powy¿szych analiz. W naszych
wczeœniejszych badaniach otrzymano ni¿sze wartoœci predykcyjne G-CSF i GM-CSF
w porównaniu do M-CSF i CA 15-3, ale badano mniej liczne grupy chorych na raka
piersi [15,20].
Praca ta jest jedn¹ z pierwszych, oceniaj¹cych stê¿enie w osoczu i przydatnoœæ
diagnostyczn¹ G-CSF i GM-CSF u pacjentek w ma³ozaawansowanym stadium raka
piersi. Trudno jest jednoznacznie potwierdziæ znaczenie diagnostyczne badanych
cytokin hematopoetycznych jako markerów
nowotworowych w raku piersi. Istotnym jest
fakt, i¿ poziom stê¿eñ oraz parametry oceniaj¹ce przydatnoœæ diagnostyczn¹ G-CSF
i GM-CSF zachowywa³y siê podobnie jak
CA 15-3, tj. markera najczêœciej oznaczanego w raku piersi. St¹d te¿ mo¿na sugerowaæ podobn¹ rolê diagnostyczn¹ badanych
cytokin i tym samym mo¿liwoœæ wykorzystania ich w diagnostyce przedoperacyjnej raka
S. £awicki i wsp.
piersi, ale wymaga to dalszych badañ i obserwacji.
Wnioski
1. Stê¿enia G-CSF oraz GM-CSF, podobnie jak CA 15-3, w osoczu chorych na
raka piersi (poza chorymi w najni¿szych
stopniach zaawansowania) by³y wyraŸnie
wy¿sze ni¿ w grupie kontrolnej.
2. ZdolnoϾ do rozpoznania raka piersi
(czu³oœæ diagnostyczna) wyraŸnie wzrasta³a do 69% przy ³¹cznej analizie wszystkich
badanych parametrów.
3. G-CSF i GM-CSF, podobnie jak
CA 15-3, wykazywa³y wysok¹ zdolnoœæ wykluczenia rozpoznania raka piersi na podstawie ujemnego wyniku badania.
4. Zaobserwowano wysokie prawdopodobieñstwo rozpoznania jak i doœæ wysokie
prawdopodobieñstwo wykluczenia raka piersi na podstawie oceny badanych cytokin,
podobnie jak CA 15-3.
5. Uzyskane wyniki sugeruj¹ mo¿liwoœæ
wykorzystania badanych cytokin w diagnostyce raka piersi, zw³aszcza przy ³¹cznej ich
analizie, ale wymaga to dalszych badañ.
Piœmiennictwo
1. Bartucci M., Morelli C., Mauro L. et al.: Differential
insulin-like growth factor 1 receptor signaling and
function in estrogen receptor (ER) - positive MCF-7
and ER - negative MDA-MB-231 breast cancer. Cancer Res. 2001, 61, 6747.
2. Czygier M., £awicki S., Szmitkowski M. i wsp.:
Stê¿enie wzrostowego czynnika granulopoezy (GCSF) w osoczu i aktywnoœæ enzymów w granulocytach u chorych na raka piersi. Gin. Pol. 2004, 75,
99.
3. Czygier M., £awicki S., Szmitkowski M.: Stê¿enie
osoczowego czynnika wzrostu kolonii granulocytarno-makrofagowych (GM-CSF) i aktywnoϾ
enzymów w granulocytach u chorych na raka piersi.
Przegl. Lek. 2006, 63, 654.
4. Findeisen R., Albrecht S., Richter B. et al.:
Chemiluminometric determination of tissue polypeptide antigen (TPA), cancer antigen 15-3 (CA 15-3),
carcinoembryonic antigen (CEA) in comparison with
vascular endothelial growth factor (VEGF) in followup of breast cancer. Luminescence. 2000, 15, 283.
5. Hines S.J., Litz J.S., Krystal G.W.: Coexpression of
c-kit and stem cell factor in breast cancer results in
enhanced sensitivity to members of the EGF family
of growth factors. Breast Cancer Res. Treatm. 1999,
58, 1.
6. Kaciñski B.M.: CSF-1 and its receptor in breast car-
Przegl¹d Lekarski 2009 / 66 / 7
cinomas and neoplasms of the female reproductive
tract. Mol. Reprod. Dev. 1997, 46, 71.
7. Kim H.K., Song K.S., Kim H.O. et al.: Circulating
numbers of endothelial progenitors cells in patients
with gastric and breast cancer. Cancer Lett. 2003,
198, 83.
8. Kumpulainen E.J., Keskikuru R.J., Johansson R.T.:
Serum tumor marker CA 15-3 and stage are the two
most powerful predictors of survival in primary breast
cancer. Breast Cancer Res. Treat. 2002, 76, 95.
9. Kyo S., Kanaya T., Takamura M. et al.: A case of
cervical cancer with aggressive tumor growth: possible autocrine growth stimulation by G-CSF and IL-6.
Gynecol. Oncol. 2000, 78, 383.
10. £awicki S., Bêdkowska G.E., Gacuta-Szumarska
E. i wsp.: Ocena stê¿eñ i przydatnoœci diagnostycznej czynnika wzrostu komórek pnia (SCF) oraz
czynnika stymuluj¹cego kolonie makrofagowe (MCSF) w osoczu pacjentek z rakiem endometrium.
Przegl. Lek. 2007, 64, 987.
11. £awicki S., Czygier M., Bêdkowska G.E. i wsp.:
Comparative evaluation of plasma levels and diagnostic values of macrophage-colony stimulating factor on patients with breast cancer and benign tumor.
Pol. Archiw. Med. Wew. 2008, 118, 464.
12. £awicki S., Czygier M., Gacuta-Szumarska E.:
Stê¿enie i przydatnoœæ diagnostyczna czynnika
stymuluj¹cego kolonie granulocytarne (G-CSF) i
makrofagowe (M-CSF) w osoczu chorych na raka
jajnika. Pol. Merk. Lek. 2006, 21, 465.
13. £awicki S., Czygier M., Omy³a J. i wsp.: Ocena
stê¿eñ czynnika stymuluj¹cego kolonie granulocytarne (G-CSF) i makrofagowe (M-CSF) w osoczu
pacjentek z rakiem piersi. Pol. Archiw. Med. Wew.
2006, 116, 749.
14. £awicki S., Czygier M., Omy³a J. i wsp.: Ocena
stê¿eñ czynnika stymuluj¹cego kolonie granulocytarne (G-CSF) i granulocytarno-makrofagowe (GMCSF) w osoczu pacjentek z rakiem piersi. Pol. Merk.
Lek. 2007, 136, 259.
15. £awicki S., Mroczko B., Omy³a J. i wsp.: Czynnik
wzrostu kolonii makrofagowych (M-CSF) jako
kandydat na markera nowotworowego raka piersi.
Pol. Archiw. Med. Wew. 2003, 6, 595.
16. £awicki S., Mroczko B., Szmitkowski M.: Cytokiny
hematopoetyczne jako markery choroby nowotworowej. Post. Hig. Med. Doœw. 2001, 55, 449.
17. £awicki S., Mroczko B., Szmitkowski M.: Cytokiny
jako markery nowotworowe raka piersi. Post. Hig.
Med. Doœw. 2003, 57, 455.
18. £awicki S., Mroczko B., Szmitkowski M.: Markery
nowotworowe raka piersi. Post. Hig. Med. Doœw.
2004, 58, 292.
19. £awicki S., Omy³a J., Mroczko B.: Stê¿enie w
osoczu czynnika wzrostu kolonii makrofagowych (MCSF) w przebiegu leczenia raka piersi. Pol. Archiw.
Med. Wew. 2004, 4, 1191.
20. £awicki S., Szmitkowski M., Wojtukiewicz M.: The
pretreatment plasma level and diagnostic utility of MCSF in benign breast tumor and breast cancer pa-
tients. Clin. Chim. Acta. 2006, 371, 112.
21. Lin E.Y., Gouon-Evans V., Nguyen V. et al.: The
macrophage growth factor CSF-1 in mammary gland
development and tumor progression. J. Mammary
Gland. Biol. Neoplasia. 2002, 7, 147.
22. Mancino A.T., Klimberg V.S., Yamamoto M. et al.:
Breast cancer increases osteoclastogenesis by secreting M-CSF and upregulating RANKL in stromal
cells. J. Surg. Res. 2001, 100, 18.
23. McDermott R.S., Deneux L., Mosseri V. et al.: Circulating macrophage colony stimulating factor as a
marker of tumour progression. Eur. Cytokine Network. 2002, 13, 121.
24. Morgan H., Tumber A., Hill P.A.: Breast cancer cells
induce osteoclast formation by stimulating host IL11 production and down regulation granulocyte/macrophage colony-stimulating factor. Int. J. Cancer.
2004, 109, 653.
25. Mroczko B., Szmitkowski M., Okulczyk B.:
Hematopoietic growth factors in colorectal cancer
patients. Clin. Chem. Lab. Med. 2003, 41, 646.
26. Mroczko B., Szmitkowski M., WereszczyñskaSiemi¹tkowska U. et al.: Hematopoietic cytokines
in the sera of patients with pancreatic cancer. Clin.
Chem. Lab. Med. 2005, 43, 146.
27. Park B. K., Zhang H., Zeng H. et al.: NF-kB in breast
cancer cells promotes osteolytic bone metastasis by
inducing osteoclastogenesis via GM-CSF. Nature
Med. 2007, 13, 62.
28. Pieñkowski M.: Rak piersi. [W:] Krzakowski M.:
Onkologia kliniczna t. II. Wydawnictwo Medyczne
Borgis, Warszawa. 2001, 87.
29. Rutkowski P., Kaminska J., Kowalska M. i wsp.:
Cytokine serum levels in soft tissue sarcoma patients: correlations with clinico-pathological features
and prognosis. Int. J. Cancer. 2002, 100, 463.
30. Sasco A.: Epidemiology of breast cancer: an environmental disease? APMIS. 2001, 109, 321.
31. Tampellini M., Berruti A., Gorzegno G. et al.: Independent factors predict supranormal CA 15-3 serum levels in advanced breast cancer patients at
first disease relapse. Tumor Biol. 2001, 22, 367.
32. Tsuge T., Yamakawa M., Tsukamoto M.: Infiltrating dendritic/ Langerhans cells in primary breast
cancer. Breast Cancer Res. Treat. 2000, 59, 141.
33. Ulivi P., Zoli W., Medri L. et al.: C-kit and SCF expression in normal and tumor breast tissue. Breast
Cancer Res. Treatm. 2004, 83, 33.
34. Wojciechowska U., Didkowska J., Tarkowski W.,
Zatoñski W.: Nowotwory z³oœliwe w Polsce w 2002
roku. Centrum Onkologii - Instytut im. Marii
Sk³odowskiej-Curie. Warszawa. 2004, 9.
35. Yee D.L., Liu Li.: The constitutive production of
colony stimulating factor 1 by invasive human breast
cancer cells. Anticancer Res. 2000, 20, 4379.
36. Zhang G-J., Adachi I.: Serum interleukin-6 levels
correlate to tumor progression and prognosis in
metastatic breast carcinoma. Anticancer Res. 1999,
19, 1427.
369