Voiko syövän todeta verestä? Titta Joutsiniemi LL, erikoislääkäri TYKS

Transkriptio

1 Voiko syövän todeta verestä? Titta Joutsiniemi LL, erikoislääkäri TYKS

2 Esitelmän sisältö Perusverikokeet Kasvainmerkkiaineet (tumor antigens) Uudet menetelmät - TAA vasta-aineet - kiertävät tuumorisolut - nukleiinihapot - perifeerisen veren geeniekpressio Uusien menetelmien kliininen hyödyntäminen tällä hetkellä

3 Perusverikokeet PVK Hb: anemia Leuk: leukofilia, leukopenia - Neutrofilia, lymfosytopenia - Kohonnut neutrofiili/lymfosyytti-suhde (Walsh ym. 2005) Trom: trombosytoosi, trombosytopenia

4 CRP Kohoaa nopeasti bakt. infektioissa, muissa tulehdustiloissa ja solutuhossa Myös malignit taudit lisäävät pitoisuutta

5 La Riippuvainen plasman proteiinien muutoksista ja punasolujen ominaisuuksita Kohoaa kun ns. akuutin faasin proteiinit koholla Tulehdustaudit, maligniteetit, kollagenoosit, maksasairaudet

6 Biomarkkerit syövässä molekulaarisia indikaattoreita, joita voidaan todeta mm. verestä, muista kehon nesteistä ja kudoksista syntyvät joko esim. tuumorin tuotoksena tai ns. isännän reaktiona tuumorille kliinisessä käytössä potentiaalia parantamaan ja aikaistamaan diagnoosia ja hoidon valinnassa ja seurannassa

7 verestä voidaan määrittää useita elementtejä kuten proteiineja, vastaaineita, kiertäviä tuumorisoluja, solunulkoista DNA:ta ja RNA:ta, peptidejä, metaboliitteja

8

9

10 Kasvainmerkkiaineet proteiineja, tumor associated antigens seerumin tuumorimarkkerit käytössä syövän seulonnassa,diagnoosissa, hoidon valinnassa, hoidon seurannassa ja uusiutumisen havaitsemisessa usein eivät sovellu varhaisvaiheen syövän toteamiseen proteomiikka etsii uusia proteiineja kasvainmerkkiaineiksi (TAA=tumor associated antigens)

11

12 Tuumorimarkkerit gynekologisessa syövässä Ca 12-5 Munasarjasyöpä (seroosi) Munanjohdin, syöpä< 35 ku/l usein koholla haima-, maksa-, rinta-, keuhko-, ruoansulatuskanavansyövissä, raskaudessa, endometrioosissa HE-4 (human epididymal antigen 4) Munasarjasyöpä TATI Munasarjasyöpä (musiini)< 16 µg/l, usein koholla kohdunkaulan, kohdunrungon, haima-, maha- ja maksasyövässä SCC Levyepiteelisyöpä (kohdunkaulansyöpä,ulkosynnyttimien syöpä) < 1.5 µg/l kohonneita arvoja maksan- ja mun. vajaatoiminnassa, eipienisoluisessa keuhkosyövässä, muissa sis. elin syövissä, psoriasis ja vaikeat tulehdustilat nostavat pitoisuutta HCG, β-hcg Trofoblastisairaudet, Itusolukasvaimet AFP Itusolutuumori Laktaattidehydrogenaasi (LD) Itusolutuumori Estradioli Granuloosasolukasvain FSH Granuloosasolukasvain Inhibiini Granuloosasolukasvain

13 Muita Antimullerian hormoni (AMH) granuloosateekasolukasvaimet VEGF (vascular endothelial growth factor) cervixca CYFRA 21.1 (fragment of intracellular cytokeratin 19) paksusuoli, haima, maha, maksa, rinta, keuho, prostata, pää, kaula, virtsarakkoca Endom ca: ei spesifistä markkeria (Ca 12-5 koholla 60%:lla, Ca 15-3 koholla 36%:lla), YKL-40 (Diefenbach 2007), HE4

14 CEA GI-syövät mus. munasarjasyöpä< 3.4 µg/l käyttökelpoisin paksusuolen syövissä, lievästi kohonneita arvoja runsaasti tupakoivilla, kroon. tulehduksissa Ca 19-9 Haimasyöpä, GI-syövätmus. munasarjasyöpä Ca 15-3 Rintasyöpä kohonneita pitoisuuksia myös munasarja-, maha-, maksa-, paksusuoli- ja keuhkosyöpien yhteydessä, myös hyvänlaatuiset rintakasvaimet ja maksasairaudet nostavat pitoisuutta Ca 72-4 Mahalaukun syöpä (mus. munasarjasyöpä)

15 Ovarioca ja Ca 12-5 ovarioca dg usein jo taudin ollessa levinnyt Ov ca diagnosoimisen aikaistamiseksi biomarkkereiden etsiminen tärkeää (Clarke- Pearson 2009) Ca 12-5 sensitiivisyys ja spesifisyys rajoittunut diagnoosissa Ov Ca seurannassa Ca 12-5 ei tällä hetkellä suositeltava (Duffy ym. 2005)

16 Ovarioca:ssa muita mahd tuumorimarkkereita HE4 (human epididymis protein 4), B7-H4, Spondin 2, DcR3

17 HE4 (epididymaalinen antigeeni 4) HE4 glykoproteiini, joka ekspressoituu epit. ovariocarsinoomassa Määrittämällä sekä Ca 12-4 ja HE4 erotusdiagnoosi ov ca vs ov endometrioosi tarkentuu (Huhtinen ym. 2009) Koholla ovario- ja endometriumcapotilailla, ei muissa syövissä HE4 endometriumsyövässä tarkin biomarkkeri (Moore ym. 2008)

18 Miksi uusia menetelmiä? syöpien aikainen diagnosointi ennusteen parantamiseksi uusien non-invasiivisten menetelmien kehittäminen varhaiseen syövän toteamiseen, taudin progression ja regression seurantaan sekä uusiutumisen toteamiseen

19 Anti-TAA -vasta-aineet immuunisysteemi tunnistaa maligniin transformaatioon liittyvää solujen antigeenien muutoksia, mikä manifestoituu eri tavoin, kuten kiertävinä vasta-aineina tuumoriin liittyviä antigeeneja kohtaan (TAAs) seerumin anti-taa vasta-aineita voidaan käyttää varhaisvaiheessa serologisina syövän biomarkkereina

20 Vasta-aineiden edut kasvainmerkkiaineisiin verrattuna Vasta-aineiden parempi serologinen pysyvyys ja pitoisuuksien vähäisempi fluktuaatio Kasvaimiin liittyviä antigeeneja havaittu jopa 2800 (Jongeneel 2001) ja ongelmana antigeenien epäspesifisyys Vasta-aineita voidaan todeta kuukausia tai jopa vuosia ennen kliinistä diagnoosia Kasvainmerkkiaineet sopivat usein vasta edenneen syövän toteamiseen tai syövän hoitovasteen arviointiin

21 anti-taa tunnistettu biomarkereita useissa syövissä kuten maksa-, keuhko-, rinta-, prostata- ja ovariosyövässä (Zhang ym. 2003, 2007) Imai ym. 1993: vasta-aineita voidaan havaita vuosi ennen syövän varsinaista toteamista (hepatocellular ca)

22 Keuhkosyövässä todettu vasta-aineita viisi vuotta ennen CT:ssa näkyvää muutosta (Zhong ym. 2006) Rintasyövässä vasta-aineita 4 v ennen mammografiassa havaittua muutosta (Robertson y. 2005, Chapman ym. 2007) Autoantibodien esiintyminen jo karsinogeneesin alkuvaiheessa

23 Desmetz et al 2009 Clin Cancer Res 235 potilasta Proteomiikalla tunnistettiin tuumorikudoksen proteiineja eli antigeeneja ja katsottiin serologinen vaste rintasyöpäpotilailla, ca in situ potilailla ja verrokeilla Serologinen vaste erilainen eri ryhmissä etenkin CIS:ssa Mahdollistaa varhaisvaiheen mammaca diagnoosin

24 Boyle ym Annals of Oncology keuhkosyöpäpotilaiden perif. verestä eristettiin vasta-aineita kuutta eri antigeenia vastaan spesifisyys 90%, sensitiivisyys 40% ei eroa eri syöpälevinneisyysasteissa

25 Lopez-Arias ym TAA rintasyöpäpotilaiden seerumista Alfa-1-antitrypsiini vasta-aineet, sensitiivisyys 96%

26 Vapaat tuumorisolut eli circulating tumor cells (CTC) perifeerisessä veressä kiertävät tuumorisolut ensimmäinen havainto v (Ashworth) moderni tunnistus perustuu spesifisiin pintasolumarkkereihin

27 Fan ym Gynecol Oncol CTC analyysi perif verestä potilailta, joilla epäily ovariomaligniteetista 71 potilasta 60% oli todettavissa CTC, 10% varhaisvaiheen syöpä, 73% levinnyt ovariosyöpä Stage III/IV suurempi CTC määrä kuin Stage I/II CTC määrä korreloi myös CA 12-5 pitoisuuteen

28 Liu ym J Clin Oncol Metastaattisessa mammaca:ssa >5 CTC / 7.5 ml verta lyhyempi PFS (progressionfree survival) CTC määrä korreloi radiologisten progressiolöydösten kanssa

29 Zhang ym Clin Cancer Res Meta-analyysi CTC ennustemerkityksestä rintasyövässä 6825 potilasta, CTC vähensi elinikää koko populaatiossa CTC esiintyminen periferisessä veressä liittyy huonoon ennusteeseen sekä paikallisessa että levinneessä rintasyövässä

30 Tulevaisuudessa mittamalla CTC pitoisuuksia syöpähoidon eri vaiheessa saattaa ohjata hoitolinjoja

31 Solunulkoiset nukleiinihapot (RNA, DNA, micro-rna) Solunulkoinen nukleiinihappo (RNA ja DNA) verenkierrossa Lähtöisin joko norm soluista, primaarimaligniteetista, metastaasista Mandel ja Metais v. 1948: ensimmäinen havainto solunulkoisesta DNA:sta Aiemmin jo todettu esim. reuma ja glomerulonefriittipotilailla

32 Leon ym.1977: ex-dna tasot korkeammat syöpää sairastavilla kuin terveillä verrokeilla (Leon ym.) Plasman ja seerumin ex-dna tasot kohonneet rintaca (Kohler ym. 2009), keuhkoca (Yoon ym. 2009) ja metast. colonca potilailla (Yen ym. 2009)

33 Kohler ym. Mol Cancer 2009 cell-free nuclear DNA (ccf ndna) ja mitokondriaalinen DNA (mtdna) potilailta, joilla mammca, beningi tuumori ja terveiltä verrokeilta ccf ndna merkittävästi korkeampi syöpäpotilailla, pitoisuus korreloi myös tuumorin kokoon ccf DNA spesifisempi ja sensitiivisempi kuin mitokondriaalinen

34 micro-rna (mi-rna) nukleotidia sisältäviä ei-koodaavaa RNA:ta, kontrolloi mm. geeniekspressiota tuumoreihin liittyvä mi-rna kudosspesifinen, mitä voidaan hyödyntää metastaasipaikan selvittelyssä (Rosenfeld ym 2008) mi-rna stabiilia, mikä helpottaa erottelua ja analyysia (Chen ym 2008)

35 Häusler et al 2010 Br J Cancer 24 ov ca potilasta, joilla relapsoiva tauti 15 kontrollia mi-rna -profiili erilainen syöpäpotilailla tarkkuus yli 76%, serooseilla tuumoreilla yli 85 %

36 Perifeerisen veren geeniekpressio Perustuu olettamukseen, että maligniteetti muuttaa veren biokemiallista ympäristöä Verisolujen, etenkin leukosyyttien geeniekspressio muuttuu syöpäpotilailla vs terveillä

37 Sharma ym Breast Cancer Res 1368 eri geeniä analysoitiin perifeerisestä verestä mammacapotilailta (N=24) ja verrokeilta (N=32) identifioitiin 37 geeniä, jotka esiintyivät 82% näytteissä usein syöpäpotilailla geeniekpressio oli vähentynyt tiettyihin proteiineihin liittyen ja lisääntynyt solupuolustukseen liittyen

38 Aaroe ym Breast Cancer Res perifeerisen veren geeniekpressio mammaca potilailla 121 potilasta, 67 mammaca, 54 tervettä 738 probea, tarkkuus 79.5%, sensitiivisyys 80.6% ja spesifisyys 78.3% BCtect kehitetty kliiniseen käyttöön osin tämän tutk datan perusteella

39 Biomarkkereiden kehittely kliiniseen käyttöön

40 Uusien menetelmien kliininen hyödyntäminen Tällä hetkellä lupaavimmat tulokset RNA:n (mrna ja mi-rna) käytössä biomarkkerina mahdollisesti yhdistettynä CTC-analyysiin

41 BCtect, breast cancer early detection kvantitatiivinen geeniekpression määrittäminen verestä potilailla, joilla epäillään rintasyöpää tunnistaa 96 eri geeniä

42 BCtect Kehitetty toteamaan varhaisvaiheen mammaca Käytetään yhdessä muiden kliinisten tutkimusmenetelmien kanssa Tarkkuus 75-85% Tunnistaa jo stage 0 ja stage 1 syövän, myös lobulaarisen syövän, jonka dg mgr:lla usein vaikea

43 CellSearch CellSearch on FDA:n hyväksymä, standardoitu ja validoitu. ASCO ei suosittele vielä kliiniseen käyttöön mammaca dg ja hoidon valintaan (Harris ym. 2007) mammaca CellSearch system: CTC count 5 / 7.5 ml verta ennustaa lyhyttä tautivapaata ja survival-aikaa (Cristofanilli ym. 2004, Budd ym. 2006) Criscitiello ym. 2010: CellSearch ei ennustanut hoidon tulosta mammaca potilailla

44 Prostatasyövässä CTC (CellSearch) korreloi ennustetekijänä ja myös aiempien tuumorimarkkereiden kanssa (Goodman ym. 2009) CTC prognoosin ennustamisessa metastasoituneessa kolorektaalisyövässä (Cohen ym. 2008) ja muissa suolistosyövissä (Hiraiwa ym. 2008)

45 Yhteenveto tuumoriantigeenit jo laajassa kliinisessä käytössä uusien menetelmien kehittely

46 During the last few years a lot of research has been done identifying new cancer biomarkers with the aim to identify high risk individuals, detect cancer at an early stage, predict outcome, monitor treatment and screen for disease recurrence