Slajd 1 - Zakład Biochemii Farmaceutycznej i Diagnostyki

Biochemiczne markery nowotworów
głowy, szyi oraz ośrodkowego układu
nerwowego
Dr Marta Żebrowska
Pracownia Diagnostyki Molekularnej i Farmakogenomiki,
Zakład Biochemii Farmaceutycznej i Diagnostyki Molekularnej
Źródło ryc: http://www.semaforpolska.pl/2013/11/konkretne-dusze-konkretneciaa.htm;http://pl.wikipedia.org/wiki/%C5%BBy%C5%82a_szyjna_wewn%C4%99trzna;http://archiwum.wiz.pl/1997/97102300.asp;http://zdroow.pl/budowa-
Nowotwory głowy i szyi
Do tej grupy zalicza się nowotwory:
górnej części układu oddechowego oraz pokarmowego (jamy ustnej, języka,
wargi, gardła, krtani, jamy nosowej, zatok obocznych nosa)
 ucha, gruczołów ślinowych i tarczycy, które ze względu na odrębność szeregu
własności biologicznych są na ogół rozpatrywane oddzielnie
Raki narządów głowy i szyi występują:
Najczęściej u osób po 45 r.ż.
Częściej u mężczyzn niż u kobiet
Najczęstszym nowotworem głowy i szyi jest rak krtani
Źródło:http://zdrowie.gazeta.pl/Zdrowie/51,101580,12768635.html?i=1
Około 85-95% nowotworów głowy i szyi to raki płaskonabłonkowe
Diagnostyka nowotworów głowy i szyi
1. wywiad
2. badanie przedmiotowe (z oceną węzłów chłonnych: szyjnych,
nadobojczykowych
3. badanie laryngologiczne i endoskopowe
4. biopsja zmian (wycinkowa chirurgiczna ze zmiany pierwotnej
oraz cienkoigłowa z węzłów chłonnych)
5. badanie obrazowe (CT, MNR, pantomogram żuchwy)
6. USG węzłów chłonnych szyi
7. inne badania obrazowe np. scyntygrafia kości -wg.
Indywidualnych wskazań
8. badania laboratoryjne – biochemiczne markery nowotworowe
Marker biochemiczny
- dowolna substancja wielkocząsteczkowa, która umożliwia odróżnienie
komórek prawidłowych od komórek nowotworowych
- występuje w zmienionej postaci lub ilości w porównaniu do komórek
prawidłowych
Źródło:http://www.profilab.com.pl/o_vacum.htm
Antygen raka płaskonabłonkowego SCC-Ag
Ze względu na dominujący typ histologiczny nowotworów głowy i szyi SCC-Ag może
być głównym biochemicznym markerem tych nowotworów (zwłaszcza raka krtani)
SCC-Ag grupa ponad 10 glikoprotein o masie 45 kDa
Dwie najważniejsze izoformy SCC-A1 i SCC-A2 różniące się między sobą 7-13 AA w
centrum aktywnym białka, co wpływa na ich różne własności biochemiczne
Występują w cytozolu komórek nabłonka płaskiego
SCC-A1 (frakcja obojętna pH>6,25) – inhibitor papainopodobnych proteaz
cysteinowych
SCC-A2 (frakcja kwaśna ph<6,25) – inhibitor chymotrypsynopodobnych proteaz
serynowych
Wzrost stężenia SCC-A1 i SCC-A2 jest sygnałem zmian aktywności proliferacyjnej
komórek nabłonka
Antygen raka płaskonabłonkowego SCC-Ag
 Stężenie w surowicy osób zdrowych jest śladowe 1,5-2,0 ng/ml
 Stężenie SCC-Ag wzrasta w chorobie nowotworowej
 Czułość diagnostyczna 21-50%
 Swoistość diagnostyczna 95%
 Białkiem dominującym w komórkach nowotworowych jest SCC-A2; wzrost jego stężenie oraz
wzrastająca proporcja tej frakcji [SCCA2/(SCCA1+SCCA2)] jest wiązana z agresywnością
nowotworu
 Wzrost stężenia SCCAg wraz ze stopniem zaawansowania klinicznego choroby
 Zależność pomiędzy stężeniem SCCAg a wielkością guza (T), stanem węzłów chłonnych (N0
vs N1), obecnością przerzutów odległych (M0 vs M1) oraz głębokością nacieku
 Śladowe stężenia markera w nowotworach nisko zróżnicowanych
Antygen raka płaskonabłonkowego SCC-Ag
 Stężenia SCCAg w trakcie radioterapii mogą wzrastać ( ze względu na nekrozę komórek
nowotworowych)
 T1/2 SCCAg wynosi ok 20 minut, więc po ok 7 dniach od radykalnego usunięcia guza
stężenie markera powinno ulec normalizacji
 Natomiast podwyższone stężenie SCCAg oraz CRP jest niezależnym, niekorzystnym
czynnikiem prognostycznym w raku gardła i krtani
W chwili obecnej największe użyteczność diagnostyczną ma oznaczanie
SCCAg w raku szyjki macicy
 Stężenie SCCAg może wzrastać w płaskonabłonkowych rakach płuc, przełyku, pochwy i
sromu
Antygen karcynoembrionalny CEA
 Glikoproteina błon komórkowych z grupy białek adhezyjnych
β- glubulina
Prawdopodobnie uczestniczy w procesach adhezji, apoptozy oraz regulacji
układu odpornościowego,
W życiu płodowym wytwarzany i uwalniany do krążenia w znacznych
ilościach przez: komórki przewodu pokarmowego oraz komórki trzustki
Po urodzeniu wytwarzany i uwalniany w śladowych ilościach przez dojrzałe
komórki jelit, wątroby oraz trzustki
T 1/2 – 2-8 dni
Antygen karcynoembrionalny CEA
Stężenie CEA w surowicy 2,0-5,0 ng/ml
U zdrowych niepalących osób <5,0 ng/ml
U zdrowych palących osób <10 ng/ml
Wzrost stężenia nie przekraczający 20 ng/ml:
- ostre i przewlekłe stany zapalne
- marskość wątroby
- kamica żółciowa
- zapalenie dróg żółciowych
- ropnie wątroby
- choroba wrzodowa żołądka i dwunastnicy
- wrzodziejące zapalenie jelita grubego
- stany zapalne płuc
- cukrzycy
Antygen karcynoembrionalny CEA
Czułość diagnostyczna 15-42%
Swoistość diagnostyczna 95%
Wzrost stężenia CEA w zależności od zaawansowania choroby
Brak korelacji pomiędzy stężeniem CEA a wielkością guza czy stanem węzłów
chłonnych
U chorych z odległymi przerzutami odsetki podwyższonych wyników wahają się
pomiędzy 25-75%
Brak danych dotyczących przydatności oceny CEA w ocenie rokowania chorych
Największe znaczenie diagnostyczne ma ocena stężenia CEA w rakach
jelita grubego oraz odbytnicy
Stężenie CEA może wzrastać w: rakach żołądka, trzustki, piersi, płuc, nowotworach
pęcherza-moczowego, narządu rodnego, stercza a także w chłoniakach, mięsakach,
neuroblastomie
Przeciwciało wiążące rozpuszczalny fragment cytokeratyny 19 CYFRA 21-1
 Ekspresje cytokeratyny 19 wykazano tylko w nabłonku jednowarstwowym
oraz pseudowielowarstwowym nierogowaciejącym
Stężenie CYFRA 21-1 u osób zdrowych nie przekracza 2,5 ng/ml
Nieznacznie podwyższone stężenie markera w: niezłośliwych zmianach w
płucach, gruźlicy, marskości wątroby
Stężenie markera nie przekraczające 10 ng/ml w zapaleniu płuc
Przeciwciało wiążące rozpuszczalny fragment cytokeratyny 19 CYFRA 21-1
Czułość diagnostyczna oznaczania CYFRA 21-1 wyższa niż SCCAg
Jednoczesne oznaczenie markerów SCCAg oraz CYFRA 21-1 osiąga czułość
diagnostyczną 61% a swoistość diagnostyczna 91%
Wzrost stężenia CYFRA 21-1 wraz ze wzrostem zaawansowania choroby
Brak jednoznacznych danych co do korelacji stężenia CYFRA 21-1 a wielkością
guza i stanem węzłów chłonnych, obecnością przerzutów odległych
Wiarygodny wskaźnik radykalności terapii
Przydatny wskaźnik wznowy choroby nowotworowej po leczeniu; u ponad 50%
chorych wzrost markera wyprzedza objawy kliniczne i radiologiczne wznowy o
średnio 4 miesiące
Stężenie CYFRA 21-1 może być niezależnym czynnikiem prognostyczny w nisko
zróżnicowanych nowotworach głowy
Największe znaczenie diagnostyczne ma oznaczanie CYFRA 21-1 w
płaskonabłonkowym raku płuc
Inne markery
Oznaczenie kwasu sialowego całkowitego lub frakcji związanej z lipidami:
- wysoka czułość, niska swoistość diagnostyczna
-podwyższone stężenie koreluje z zaawansowaniem, wielkością guza, stanem
węzłów chłonnych oraz wskazuję na krótszy czas przeżycia bezobjawowego i
całkowitego chorych
- jednoczesne oznaczanie z CYFRA 21-1 lub SCCAg
Oznaczanie α-L-fukozydazy (AFU):
- czułość diagnostyczna 55%, swoistość diagnostyczna 91%
- diagnostyka różnicowa nowotworów głowy i szyi a zmian nienowotworowych
czułość diagnostyczna 50%
- jednoczesne oznaczanie z CYFRA 21-1
Nowotwory ośrodkowego układu nerwowego
Większość nowotworów OUN jest umiejscowiona
wewnątrzczaszkowo; co dziesiąty występuje w kanale
kręgowym
Najczęstsze nowotwory OUN:
- u dzieci – medulloblastoma; ependynoma; gwiaździak
pilocytarny
- u młodych dorosłych – gwiaździak rozlany;
skąpodrzewiak
- u osób starszych- przerzuty; glioblastoma; oponiaki
Nowotwory pochodzenia zarodkowego neuroblastoma, prymitywne nowotwory
neuroektodermalne
Glioblastoma- najbardziej złośliwy glejak pochodzenia
astrocytarnego, najczęstszy pierwotny nowotwór
złośliwy mózgu
Źródło:http://biogimnazjum.w.interia.pl/start2/k1/k1t7.htm
Diagnostyka nowotwór ośrodkowego układu nerwowego
1. wywiad
2. ogólne badanie przedmiotowe
3. badanie neurologiczne
4. ocena stanu sprawności (np. wg skali WHO)
5. informacje na temat chorób współistniejących
6. badania obrazowe (CT, MRI, angiografia)
7. badania uzupełniające: badanie okulistyczne; audiometria; badanie
błędnika; elektroencefalografia; USG;
8. badanie płynu mózgowo-rdzeniowego
9. badania laboratoryjne – biochemiczne markery nowotworowe
Białko S-100
Kwaśne, białko wiążące wapń
Rodzina białek składająca się z 17 monomerów
Każdy z monomerów przedstawia charakterystyczną dla danej tkanki
formę wzorca
Funkcja białka nie została do końca poznana, jakkolwiek może ona
polegać na regulacji fosforylacji białek, proliferacji astrocytów
S-100 jest obecna w cytozolu komórek lub jest przytwierdzona do błon
komórkowych, może być wydzielane do przestrzenie międzykomórkowej w
mózgu
T 1/2 – 2 godziny
Białko S-100
S-100A oraz S-100B występują w dużym stężeniu w OUN
S-100B występuje głównie w komórkach Schwanna, astrocytach ale także w
melanocytach
Podwyższony poziom S-100B występuje w zespole Downa oraz chorobie
Alzhaimera
S-100A i S-100B tworzą homo- i heterodimery:
-S-100 BB wysokie stężenie w gleju i komórkach Schwanna
-S-100 A1B występuje w komórkach gleju
-S-100 A1A1 występuje w mięśniach prążkowych, nerkach i sercu
Białko S-100
Stwierdzenie S-100 w surowicy wskazuje na uszkodzenie komórek mózgowych
lub na wzrost przepuszczalności bariery krew-mózg
 Obecność S-100 we krwi lub płynie mózgowo-rdzeniowym została stwierdzona
w udarze mózgowym, krwawieniu podpajęczynówkowym, urazach OUN a także
po operacjach serca, zatrzymaniu krążenia i wielu innych chorobach
neurologicznych
Obecność S-100wykazano także w guzach takich jak: glioma, melanoma,
schwannoma i wysoko zróżnicowanych neuroblastoma
Białko S-100 jest wykorzystywane w diagnostyce czerniaka oraz udarze mózgu
Swoista enolaza neuronowa NSE
Enzym cytoplazmatyczny
Występuję w postaci homo- lub heterodimerów zbudowanych z 2 spośród 3
typów podjednostek α, β, γ
Swoista enolaza neuronowa jest izoenzymem γγ lub αγ występująca w
komórkach nerwowych, neuroendokrynnych
NSE występuję w cytozolu ale na skutek martwicy komórek jest uwalniana
do krwi
Wysokie stężenie występuję w komórkach centralnego i obwodowego
układu nerwowego, szyszynce, przysadce, rdzeniu nadnerczy, erytrocytach,
płytkach krwi
Wartość odcinająca 12,5-20,0 ng/ml
Swoista enolaza neuronowa NSE
Niewielkie podwyższenie NSE występuje w : niezłośliwych chorobach
płuc, chorobach nerek, chorobach wątroby, urazach głowy oraz szoku
septycznym
Wysokie stężenie NSE obserwuje się w nowotworach:
-układu nerwowego: neuroblastoma, glejaki, glejaki siatkówki
- grasicy
- drobnokomórkowym raku płuc – gdzie jest markerem z wyboru
Nowotwory OUN z pierwotnych komórek rozrodczych
Pomiar α-fetoproteiny (AFP) oraz podjednostki β – ludzkiej gonadotropiny
kosmówkowej (β-hCG) w płynie mózgowo-rdzeniowym oraz ewentualnie w
surowicy
α-fetoproteiny (AFP):
Białko płodowe alfa
Syntetyzowane w pęcherzyku żółtkowym a po jego zaniku przez
przewód pokarmowy i wątrobę płodu
Wartość ref: dorośli <7 ng/ml
Znaczenie w:
-nieinwazyjnej diagnostyce prenatalnej;
- marker pierwotnego raka wątroby
Ludzka gonadotropina kosmówkowa hCG:
Syntetyzowana w syncytiotrofoblastach łożyska
 Składa się z podjednostk α i β
Podjednostka α jest identyczna jak w cząsteczce LH (hormonu
luteinizującego), FSH (folikulotropiny), TSH (tyreoptropiny)
Podjednostka β jest właściwym markerem
T 1/2 dla podjednostki β ok 24 godziny
Stężenie hCG w osoczu u zdrowych mężczyzn i zdrowych kobiet nie
będących w ciąży <3 IU/ml
wzrasta w:
-ciąży
-zaśniadzie groniastym, nabłoniaku kosmówkowym jądra lub jajnika,
nienasieniakowatych nowotworach oraz w nasieniakach z obecnością
komórek syncytiotrofoblastu
Potencjalne markery w nowotworach OUN
Metaloproteinazy – enzymy proteolityczne, które w procesie nowotworowym
odgrywają istotną rolę w migracji i przerzutowaniu komórek nowotworowych oraz
tworzeniu nowych naczyń krwionośnych
- w nowotworach OUN zaobserwowano wzmożona ekspresję MMP-7 oraz MT1MMP
-zwiększona produkcja tych enzymów może potencjalnie ułatwiać naciekanie
komórek nowotworowych oraz wzmagać ich inwazyjność
Kwaśne włókienkowe białko gleju (GFAP) -jest składnikiem cytoszkieletu
astrocytów
- badania wskazują na obecność tego białka w: policytarnej astrocytomie,
anaplastycznym gwiaździaku, glioblastomie, meduloblastomie
- zaobserwowano także szybki wzrost stężenia GFAP we krwi w udarze
krwotocznym, udarze niedokrwiennym i wodogłowiu
;
Oznaczanie biochemicznych markerów nowotworowych nie jest
podstawa rozpoznania danego nowotworu a jedynie badaniem
uzupełniającym całą diagnostykę
Dziękuję
Źródło Ryc: http://redro.pl/naklejka-cartoon-szalony-naukowiec-na-bialym-tle,71643; http://www.katalogalchem.pl/pipeta-automatyczna-jednokanalowa-discovery-comfort-d-id-29.html