Najnowsze badania z zakresu chorób nowotworowych
advertisement
Najnowsze badania z zakresu chorób nowotworowych Najnowsze badania z zakresu chorób nowotworowych Redakcja: Beata Zdunek Monika Olszówka Lublin 2016 Recenzenci: prof. dr hab. Jolanta Rzymowska dr. n. med. Michał Dzik dr Robert Świder dr n. o zdr. Mariola Janiszewska dr n. med. Dorota Żołnierczuk-Kieliszek dr Kinga Zdunek dr Anna Brzozowska Wszystkie opublikowane rozdziały otrzymały pozytywne recenzje. Skład i łamanie: Ilona Żuchowska Projekt okładki: © Copyright by Wydawnictwo Naukowe TYGIEL sp. z o. o. ISBN 978-83-65598-15-8 Wydawca: Wydawnictwo Naukowe TYGIEL sp. z o. o. Głowackiego 35/341 20-060 Lublin Spis treści Maciej Gawroński, Kinga Gutowska, Joanna Wandtke Epigenetyka w rozwoju raka jelita grubego ......................................................... 7 Bogdan Dugiełło, Agnieszka Noga, Piotr Czekaj Macierzyste komórki nowotworowe – charakterystyka i potencjalne znaczenie medyczne .............................................................................................................. 16 Edyta Katarzyna Głażewska, Monika Gudowska, Monika Zajkowska, Sławomir Ławicki M-CSF i MMP-2 jako biomarkery raka piersi ................................................... 31 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk Metody postępowania w terapii bólu nowotworowego w praktyce lekarza każdej specjalności ............................................................................................... 41 Katarzyna Czerewko Nadekspresja EGFR – główny czynnik nowotworzenia ................................... 55 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk Nowe możliwości w leczeniu systemowym nowotworów płuc – przegląd badań klinicznych ................................................................................................. 68 Marta Hełka, Paulina Musiał, Mateusz Stojko, Aleksandra Moździerz Nowotwory złośliwe u dzieci i młodzieży na terenie województwa śląskiego 88 Marta Hełka, Mateusz Stojko, Paulina Musiał, Aleksandra Moździerz Nowotwory złośliwe u kobiet na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 ........................................................................................................... 100 Paulina Musiał, Marta Hełka, Mateusz Stojko, Aleksandra Moździerz Nowotwory złośliwe u mężczyzn na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 ........................................................................................................... 112 Anna Niechciał, Karolina Jandura, Karolina Dusza, Tomasz Janikowski, Joanna Gola, Grzegorz Cwynar Profil stężenia mRNA genów szlaku Wnt uczestniczących w regulacji transkrypcji w gruczolakoraku endometrium ................................................... 127 Kinga Gutowska, Arkadiusz Goede, Adrian Krajewski Rak piersi – aktualizacja stanu wiedzy ............................................................. 140 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk Rak piersi – obecne standardy leczenia onkologicznego i perspektywy na przyszłość ....................................................................................................... 154 Magdalena Sowa, Iwona Głowacka, Tomasz Nowikiewicz Rak piersi jako choroba cywilizacyjna – profilaktyka pierwotna i wtórna raka piersi .................................................................................................................... 176 Kinga Gutowska, Maciej Gawroński, Tomasz Wandtke Rak piersi z punktu widzenia epigenetyki ........................................................ 186 Weronika Sikora, Marlena Kot, Monika Klimek, Andrzej Fidor Wewnątrzrdzeniowe przerzuty czerniaka złośliwego: przypadek 61-letniego pacjenta ............................................................................................................... 201 Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk, Katarzyna Schab Wpływ cukrzycy na wzrost ryzyka występowania choroby nowotworowej . 212 Wioleta Kowalska, Małgorzata Waldowska, Agnieszka Bojarska-Junak Zróżnicowanie fenotypowe i funkcjonalne makrofagów w kontekście ich wpływu na odpowiedź przeciwnowotworową ................................................. 223 Indeks autorów ................................................................................................... 231 Maciej Gawroński1, Kinga Gutowska2, Joanna Wandtke3 Epigenetyka w rozwoju raka jelita grubego 1. Wstęp Rak jelita grubego powstaje w wyniku szeregu mutacji, jak również wielu zmian natury epigenetycznej, których akumulacja skutkuje transformacją nowotworową normalnych komórek epitelialnych. Na przestrzeni ostatnich 20 lat udało się poznać i zrozumieć dużą część molekularnych mechanizmów leżących u podstaw tej jednostki chorobowej. Niezwykle istotne okazały się odkrycia dotyczące procesów epigenetycznych, które zaangażowane są w procesy regulacji tkankowo-specyficznej ekspresji genów i różnicowania się komórek, jak również badania nad czynnikami ryzyka, wśród których znaczny nacisk położony został na dietę i styl życia. W niniejszej pracy pragniemy pokrótce omówić najważniejsze czynniki molekularne wpływające na rozwój raka jelita grubego, w szczególności zaś skupimy się na procesach epigenetycznych biorących udział w patogenezie tego nowotworu. 2. Rak jelita grubego – patogeneza molekularna Jak każdy nowotwór złośliwy, rak jelita grubego powstaje w wyniku mutacji w obrębie szeregu genów wpływających m.in. na proliferację komórek, regulujących cykl komórkowy, stymulujących wzrost, czy tez umożliwiających uniknięcie apoptozy. Zgodnie z teorią dwóch uderzeń Knudsona, aby prawidłowa komórka uległa transformacji nowotworowej musi dojść do co najmniej dwóch mutacji, które zazwyczaj obejmują utratę aktywności genów supresorowych, przy jednoczesnej aktywacji protoonkogenów. Bardzo częstym zjawiskiem molekularnym jest utrata aktywności genu supresorowego p53, nazywanego strażnikiem genomu, którego utrata powoduje, iż cykl komórkowy w obecności uszkodzeń DNA i innych nieprawidłowości nie ulega zatrzymaniu, co w efekcie prowadzi do akumulacji kolejnych mutacji, jak i upośledzonej naprawy materiału genetycznego. Mutacja ta jest jedną z kluczowych w patogenezie molekularnej raka jelita 1 [email protected]; Studenckie Koło Naukowe Terapii Genowej, Zakład Genoterapii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, www.cm.umk.pl 2 kinga.gutowska5@gmail; Katedra Biochemii Klinicznej, Wydział Farmaceutyczny, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, www.cm.umk 3 [email protected]; Zakład Genoterapii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, www.cm.umk.pl 7 Maciej Gawroński, Kinga Gutowska, Joanna Wandtke grubego i jest obecna w ponad połowie wszystkich nowotworów tego typu [1-4]. Kolejnym ważnym genem, ulegającym mutacji w omawianej jednostce chorobowej jest protoonkogen KRAS, który zaangażowany jest w transdukcję sygnałów wzrostowych w szlaku sygnałowym EGF/EGFR (ang. epidermal growth facror/epidermal growth factor receptor). Mutacja aktywująca w obrębie centrum aktywnego tej GTP-azy skutkuje ciągłym wysyłaniem sygnałów proliferacyjnych do jądra komórkowego, co przekłada się na stymulację podziałów komórkowych i opornością na apoptozę. Mutacja ta obecna jest w 30-50% przypadków raka jelita grubego [5-7]. Wraz z mutacjami w genie KRAS bardzo często występują mutacje aktywujące w genach kodujących receptor dla epidermalnego czynnika wzrostu (EGFR), w wyniku której receptor ten jest cały czas aktywny i wysyła sygnały stymulujące, w szczególności aktywacji ulegają szlaki sygnalizacyjne MAPK/ERK i PI3K/AKT/mTOR. Wspomniane mutacje występują z różną częstością (od 20% do 80%, w zależności od podtypu nowotworu) [8, 9]. Co więcej, w 50-60% przypadków obserwuje się także mutacje w genie czynnika wzrostu śródbłonka (VEGF, ang. vascular endothelial growth factor), którego nadekspresja skutkuje zwiększoną angiogenezą, a w konsekwencji znacząco przyspiesza rozwój nowotworu [10]. W patogenezie molekularnej raka jelita grubego szczególnie istotne są zaburzenia genetyczne w obrębie ścieżki sygnałowej Wnt/β-katenina, która w głównej mierze regulowana jest przez gen APC. Jego mutacje są kluczowe w przypadku rozwoju gruczolakoraka jelita grubego i są obserwowane w 80-90% nowotworów tego typu. Gen ten należy do grupy genów supresorowych, a jego białkowy produkt wiąże β-kateninę, obniżając jej stężenie. W przypadku mutacji dezaktywującej dochodzi do wzrostu stężenia β-kateniny i jej wniknięciu do jądra komórkowego, gdzie stymuluje procesy proliferacji komórek. Jednocześnie zahamowaniu ulega zależna od β-kateniny migracja komórek w kierunku powierzchni nabłonka wyściełającego ścianę jelita, a co za tym idzie dochodzi do akumulacji nieprawidłowo dzielących się komórek w głębszych jego warstwach [11-13] Ponadto w rozwoju raka jelita grubego obserwuje się mutacje w obrębie takich genów jak: HIF-1 czy BRAF [13]. 2.1. Dziedziczne, rodzinne zaburzenia genetyczne W przypadku raka jelita grubego szczególnie istotne są dziedziczne zaburzenia genetyczne, które leżą u podstawy niemal 20-30% wszystkich nowotworów tego typu. Warto wymienić tutaj: Zespół Lyncha (80% prawdopodobieństwa rozwoju nowotworu) [14], Zespół Peutza-Jeghersa (70% prawdopodobieństwo wystąpienia złośliwego nowotworu przewodu pokarmowego) [15], czy polipowatość młodzieńcza [16]. Jednakże szczególnie istotna jest rodzinna polipowatość gruczolakowata (FAP, ang. familial adenomatous polyposis). Jest ona związana z mutacjami we wcześniej 8 Epigenetyka w rozwoju raka jelita grubego omawianym genie APC, które z jednej strony zaangażowane są w zwiększoną proliferację komórek, osłabienie ich różnicowania i wrażliwości na sygnały pro-apoptotyczne, a z drugiej zaburzają prawidłową migrację komórek epitelialnych. W efekcie, w tzw. kryptach jelitowych dochodzi do gromadzenia się nieprawidłowych komórek, które dają początek ogromnej liczbie polipów, z których w późniejszym czasie rozwija się nowotwór [17]. Uważa się, iż mutacje te powstają na bardzo wczesnym etapie rozwoju nowotworu i są jednymi z kluczowych dla jego rozwoju, co ma odzwierciedlenie w fakcie, iż u myszy pozbawionych genu APC rozwijają się liczne polipy i gruczolaki jelit [18-20]. Można zatem stwierdzić, iż omawiana wyżej mutacja pełni niejako rolę gatekeepera w procesie rozwoju raka jelita grubego. Pogląd ten jest wspierany przez fakt, iż żadna inna z przytoczonych zmian pojedynczo nie prowadzi do powstania nowotworu, choć leży u podstaw jego powstania. Wszystkie powyższe zaburzenia genetyczne mogą być wynikiem zarówno mutacji poszczególnych genów, jak również zmian w ich ekspresji, które bardzo często są wynikiem zaburzeń w prawidłowym działaniu procesów epigenetycznej regulacji ekspresji genów. 3. Zaburzenia epigenetyczne w raku jelita grubego Jednym z pierwszych zaburzeń epigenetycznych, jakie odkryto w raku jelita grubego była utrata wzorca metylacji w wyspach CpG, którą zaobserwowano już na bardzo wczesnych etapach rozwoju tej jednostki chorobowej, czy wręcz w zmianach przednowotworowych [21-23]. Taka hypometylacja ma znaczący wpływ na aktywację poszczególnych genów, skutkuje utratą heterozygotyczności, jak również prowadzi do niestabilności genomowej [24, 25]. Jednakże, przez bardzo długi czas mechanizmy zawiadujące procesami demetylacji DNA były niejasne, dlatego tez skupiono się na drugim zjawisku, które współwystępuje z globalną hypometylacją, mianowicie na hipermetylacji regionów promotorowych poszczególnych genów. Pierwszym takim odkryciem była hipermetylacja wysp CpG w promotorze genu supresorowego MH1, który uczestniczy w procesie naprawy uszkodzeń DNA typu miss-match [26], zaś z czasem odkryto, iż zjawisko to występuje także w obrębie promotorów innych genów, takich jak P16 [27], czy RB [28]. Wspomniany proces metylacji zazwyczaj wiązany jest z wyciszeniem ekspresji genów. Zmetylowane sekwencje w obrębie promotora zostają niejako „zamaskowane” i nie są rozpoznawane przez czynniki transkrypcyjne. Co więcej grupy metylowe zostają rozpoznane i związane przez białka rozpoznające zmetylowane cytozyny (MeCPs, ang. methyl-CpGbinding proteins), które uniemożliwiają przyłączenie się czynników transkrypcyjnych, jak również oddziałują z szeroką gamą białek regulujących strukturę chromatyny [29÷31]. Co ciekawe, wzór metylacji poszczególnych genów jest bardzo zróżnicowany, zarówno w poszczególnych typach nowotworów, jak również w nabłonkowych komórkach macierzystych, co 9 Maciej Gawroński, Kinga Gutowska, Joanna Wandtke wskazuje, iż prawidłowa metylacja poszczególnych genów (i demetylacja innych) jest kluczem do właściwego różnicowania się komórek. Zatem zaburzenia w tym wzorcu mogą bezpośrednio prowadzić do rozwoju nowotworu [32]. Badania z wykorzystaniem sekwencjonowania w obecności wodosiarczanu wskazują, iż w porównaniu z tkanką zdrową, w tkance nowotworowej mamy do czynienia z unikalnymi miejscami hypo i hipermetylowanymni. Regiony podatne na metylację, jak już wspomniano wcześniej, zazwyczaj obejmowały regiony promotorowe genów [33, 34]. Co ciekawe metylowane promotory były pozbawione pewnych sekwencji czynników transkrypcyjnych (m.in. Sp1, YY1, NRF1) [35, 36], co może skutkować tym, iż promotory te nie będą rozpoznawane przez czynniki transkrypcyjne wiążące się do tych sekwencji. Co ciekawe, wraz z hipermetylowanymi fragmentami genomu współistnieją duże bloki hypometylowanego DNA [37], które korelują ze wzmożoną ekspresją genów w nich leżących. Co więcej, rejony te są bardzo często niezmetylowane w komórkach macierzystych, co może wyjaśniać fenotypowe i częściowo funkcjonalne podobieństwo komórek nowotworowych do komórek progenitorowych endotelium jelita grubego [38]. Wspomniany efekt w postaci hypometylacji może wynikać zarówno z utraty aktywności genu DNA metylotransferazy 1, która podtrzymuje wzór metylacji podczas podziałów mitotycznych, jak również w wyniku nadmiernej aktywności enzymów uczestniczących w procesie aktywnej demetylacji DNA (Mbd4, AID, Apobec2a, Gadd45a, TET) [39-42], którą stwierdzono w przypadku Danio rero z knock-outem genu APC, jak również u osób cierpiących na FAP. Wskazuje to, iż podobnie jak utrata aktywności genu APC, nadaktywność demetylaz i związana z nią hypometylacja DNA jest jednym z pierwszych etapów w patogenezie molekularnej raka jelita grubego. Pogląd ten wspiera fakt, iż u myszy z knock-outem zarówno genu APC, jak i demetylazy cytozynowej Apobec1 powstaje mniej polipów w jelitach w porównaniu z myszami posiadającymi jedynie knock-out genu APC [43]. 4. Zmiany w upakowaniu chromatyny Ekspresja genów, w tym wspomnianych wyżej genów mających wpływ na rozwój omawianego nowotworu jest w dużym stopniu zależna od dostępności materiału genetycznego dla czynników transkrypcyjnych. Owa dostępność jest ściśle powiązana z strukturą chromatyny, a dokładniej mówiąc z upakowaniem DNA, za które w głównej mierze odpowiadają modyfikacje chemiczne białek histonowych, składające się na tzw. „kod histonowy”. Należą tutaj m.in.: Acetylacja białek histonowych zachodzi w resztach lizyny białek tworzących histony. W jej wyniku dochodzi do zmiany w sumarycznym ładunku białka, a co za tym idzie do osłabienia oddziaływań histon-histon, jak również histon-DNA. Uniemożliwia to 10 Epigenetyka w rozwoju raka jelita grubego formowanie przez tak zmodyfikowany region DNA wyższych, silniej upakowanych struktur. W efekcie struktura DNA pozostaje „otwarta” dla czynników transkrypcyjnych, a geny leżące w jej obrębie mogą ulegać ekspresji. Za przyłączanie grupy acetylowej do białek histonowych odpowiadają białka z rodziny acetylotransferaz histonowych (HAT, ang. histone acetyl transferases), zaś za jej odłączanie białka z rodziny deacetylazhistonowych (HDAC, ang. histone deacetylases), a sam proces deacetylacji przynosi odwroty skutek. [44, 45]. Metylacja białek histonowych, którą przeprowadzają białka z rodziny metylotransferaz histonowych (HMT, ang. histone metyl transferases) Proces tej jest głównie która kojarzony z hamowaniem ekspresji genów. Zmetylowane argininy i lizyny w histonach rozpoznawane są przez specyficzne białka zawierające domenę rozpoznającą grupę metylową (MBD, ang. methyl binding domain). Białka te oddziałują z deacetylazami histonowymi, co zmniejsza acetylację histonów, aktywują procesy metylacji DNA, jak również rekrutują białka remodelujące chromatynę, co w efekcie skutkuje przejściem transkrypcyjnie aktywnej, otwartej euchromatyny w wysoce skondensowaną i nieaktywną transkrypcyjnie heterochromatynę [44-46]. W przypadku raka jelita grubego, wykazano, iż oprócz globalnej demetylacji bardzo często dochodzi do utraty acetylacji histonu 4 (H4K16) i jednoczesnej jego metylacji (H4K20), co w znacznym stopniu koreluje z transkrypcyjnym wyciszeniem genów leżących w regionach DNA związanych z tak zmodyfikowanymi białkami [47]. 5. Podsumowanie Rak jelita grubego to nowotwór o bardzo złożonej patogenezie, w której udział biorą zarówno czynniki środowiskowe, genetyczne, jak I epigenetyczne.Szczególnie istotne są mutacje obejmujące geny supresorowe, takie jak gen p53, jak również protoonkogeny, takie jak KRAS, BRAF, czy EGFR. Kluczowym zdarzeniem w rozwoju tej jednostki chorobowej jest również utrata aktywności genu APC, która nie tylko leży u podstawy rodzinnej polipowatości gruczolakowej, ale także jest jednym z pierwszych zdarzeń molekularnych w rozwoju raka jelita grubego. Co więcej zaburzenia w funkcjonowaniu tego genu prowadzą do nieprawidłowości w funkcjonowaniu wielu szlaków sygnałowych i procesów, w tym również procesów epigenetycznych, zawiadujących regulacją ekspresji genów, proliferacją i różnicowaniem się komórek. Wspomniane procesy, w postaci metylacji i demetylacji DNA regulują dostępność promotorów poszczególnych genów dla czynników transkrypcyjnych, jak również wpływają na strukturę chromatyny i stabilność całego genomu komórki. Ich zaburzenia, polegające na globalnej hypometylacji, połączonej z hipermetylacją regionów promotorowych genów supresorowych stanowią istotny element 11 Maciej Gawroński, Kinga Gutowska, Joanna Wandtke procesu kancerogenezy i występują na wczesnych jego etapach. Działają one synergicznie ze zmianami molekularnymi i przyczyniają się do nabycia przez komórki nowotworowe cech fenotypowych komórek macierzystych epitelium, co przekłada się na ich zwiększoną złośliwość. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. Kumar V., Cotran R. S., Robbins S. L., Robbins Patologia, 2011), s. 499-503 Drewa G., Ferenc T. Podstawy genetyki dla studentów i lekarzy, (2003), s. 473-497 L X., Li X., Zhou J., Chen Z. R., Chng W. J. P53 mutations in colorectal cancer – molecular pathogenesis and pharmacological reactivation, World Journal of Gastroenterology, 21 (2015), s. 84-93 Russo A., Bazan V., Iacopetta B., Kerr D. et al.The TP53 colorectal cancer international collaborative study on the prognostic and predictive significance of p53 mutation: influence of tumor site, type of mutation, and adjuvant treatment, Journal of Clinical Oncology, 23 (2005), s. 7518-7528 Tan C., Du X. KRAS mutation testing in metastatic colorectal cancer, World Journal of Gastroenterology, 18 (2012), s. 5171-5180 Liu X., Jakubowski M., Hunt J. L. KRAS gene mutation in colorectal cancer is correlated with increased proliferation and spontaneous apoptosis, American Journal of Clinical Pathology, 135 (2011), s. 245-252 Karapetis C. S., Khambata-Ford S., Jonker D. J., O’Callaghan C. J. et al. K-ras mutations and benefit from cetuximab in advanced colorectal cancer, New England Journal of Medicine, 359(2008), s. 1757-1765 Krasinskas A. M. EGFR Signaling in Colorectal Carcinoma, Pathologogy Research International, 2011 92011), s. 932932 Spano J. P, Fagard R, Soria J. C., Rixe O. et al. Epidermal growth factor receptor signaling in colorectal cancer: preclinical data and therapeutic perspectives, Annales Oncology, 16(2005), s. 189-194 Bendardaf R., Buhmeida A., Hilska M., Laato M. et al. VEGF-1 expression in colorectal cancer is associated with disease localization, stage, and longterm disease-specific survival, Anticancer Research, 28 (2008), s. 3865-3870 Alberici P., Fodde R. The role of the APC tumor suppressor in chromosomal instability, Genome Dynamics, 1(2006), s. 149-170 Giles R. H., an Es J. H., Clevers H. Caught up in a Wnt storm: Wntsignaling in cancer, Biochimica et Biophysica Acta, 1653(2003), s. 1-24 Armaghany T., Wilson J. D., Chu Q., Mills G. Genetic alterations in colorectal cancer, Gastrointestine Cancer Research, 5 (2012), s. 19-27 Stoffel E. M., Kastrinos F. Familial colorectal cancer, beyond Lynch syndrome, Clinical Gastroenterology Hepatology, 12 (2014), s. 1059-1068 Giardiello F. M., Brensinger J. D., Tersmette A. C., Goodman S. N. et al. Very high risk of cancer in familial Peutz-Jeghers syndrome, Gastroenterology, 119(2000), s. 1447-1453 Dunlop M. G. Guidance on gastrointestinal surveillance for hereditary nonpolyposis colorectal cancer, familial adenomatous polypolis, juvenile polyposis, and Peutz-Jeghers syndrome, Gut, 51(2002), s. 21-27 12 Epigenetyka w rozwoju raka jelita grubego 17. Nakamura Y., Nishisho I., Kinzler K. W., Vogelstein B., Miyoshi Y., Miki Y., Ando H., Horii A. Mutations of the APC (adenomatous polyposis coli) gene in FAP (familial polyposis coli) patients and in sporadic colorectal tumors, Tohoku Journal of Experimental Medicine, 1168(1992), s. 141-147 18. Smith A. J., Stern H. S., Penner M., Hay K., Mitri A., Bapat B. V., Gallinger S. Somatic APC and K-ras codon 12 mutations in aberrant crypt foci from human colons, Cancer Research, 54(1994), s. 5527-5530 19. Luongo C., Moser A. R., Gledhill S., Dove W. F. Loss of Apc+ in intestinal adenomas from Min mice, Cancer Research, 54(1994), s. 5947-5952 20. Su L. K., Kinzler K. W., Vogelstein B., Preisinger A. C., Moser A. R., Luongo C., Gould K. A., Dove W. F. Multiple intestinal neoplasia caused by a mutation in the murine homolog of the APC gene, Science, 256 (1992), s. 668-670 21. Gama-Sosa M. A., Slagel V. A., Trewyn R. W., Oxenhandler R., Kuo K. C., Gehrke C. W., Ehrlich M. The 5-methylcytosine content of DNA from human tumors, Nucleic Acids Research, 11(1983), s. 6883-6894 22. Goelz S. E., Vogelstein B., Hamilton S. R., Feinberg A. P. Hypomethylation of DNA from benign and malignant human colon neoplasms, Science, 1228 (1985), s. 187-190 23. Feinberg A. P., Gehrke C. W., Kuo K. C., Ehrlich M. Reduced genomic 5-methylcytosine content in human colonic neoplasia, Cancer Research, 48 (1988), s. 1159-1161 24. Eden A., Gaudet F., Waghmare A., Jaenisch R. Chromosomal instability and tumors promoted by DNA hypomethylation, Science, 300(2003), s.455 25. Suter C. M., Martin D. I., Ward R. L. Hypomethylation of L1 retrotransposons in colorectal cancer andadjacent normal tissue, International Journal of Colorectal Diseases, 19(2004), s. 95-101 26. Kane M. F., Loda M., Gaida G. M., Lipman J., Mishra R., Goldman H., Jessup J. M., Kolodner R. Methylation of the hMLH1 promoter correlates with lack of expression of hMLH1 in sporadic colon tumors and mismatch repairdefective human tumor cell lines, Cancer Research, 57(1997), s. 808-811 27. Gonzalez-Zulueta M., Bender C. M., Yang A. S., Nguyen T., Beart R. W., Van Tornout J. M., Jones P. A. Methylation of the 5′ CpG island of the p16/CDKN2 tumor suppressor gene in normal and transformed human tissues correlates with gene silencing, Cancer Research, 55(1995), s. 4531-4535 28. Greger V., Passarge E., Hopping W., Messmer E., Horsthemke B. Epigenetic changes may contribute to the formation and spontaneous regression of retinoblastoma, Human Genetics, 83(1989), s. 155-158 29. Jones P. A, Baylin S. B. The epigenomics of cancer, Cell, 4 (2007), s. 683-692 30. Holliday R., Ho T. DNA methylation and epigenetic inheritance, Methods, 6 (2002), s. 179-183 31. Salozhin S. V., Prokhorchuk E. B., Georgiev G. P. Methylation of DNA – One of the major epigenetic markers, Biochemistry, 5( 2005), s. 525-532 32. Doi A., Park I. H., Wen B., Murakami P., Aryee M. J., Irizarry R., Herb B., Ladd-Acosta C., Rho J., Loewer S., et al. Differential methylation of tissueand cancer-specific CpG island shores distinguishes human induced pluripotent stem cells, embryonic stem cells and fibroblasts, Nature Genetics, 41 (2009), s.1350-1353 13 Maciej Gawroński, Kinga Gutowska, Joanna Wandtke 33. Berman B. P., Weisenberger D. J., Aman J. F., Hinoue T., Ramjan Z., Liu Y., Noushmehr H., Lange C. P., van Dijk C. M., Tollenaar R. A., et al. Regions of focal DNA hypermethylation and long-range hypomethylation in colorectal cancer coincide with nuclear lamina-associated domains, Nature Genetics, 44 (2012), s. 40-46 34. Hinoue T., Weisenberger D. J., Lange C. P., Shen H., Byun H. M., Van Den Berg D., Malik S., Pan F., Noushmehr H., van Dijk C. M., et al. Genome-scale analysis of aberrant DNA methylation in colorectal cancer, Genome Research, 22 (2012), s. 271-282 35. Gebhard C., Benner C., Ehrich M., Schwarzfischer L., Schilling E., Klug M., Dietmaier W., Thiede C., Holler E., Andreesen R., et al. General transcription factor binding at CpG islands in normal cells correlates with resistance to de novo DNA methylation in cancer cells, Cancer Research, 70(2010), s. 1398-1407 36. Boumber Y. A., Kondo Y., Chen X., Shen L., Guo Y., Tellez C., Estecio M. R., Ahmed S., Issa J. P. An Sp1/Sp3 binding polymorphism confers methylation protection, PLoS Genetics, (2008), 4:e1000162 37. Hansen K. D., Timp W., Bravo H.C., Sabunciyan S., Langmead B., McDonald O. G., Wen B., Wu H., LiuY., Diep D., et al. Increased methylation variation in epigenetic domains across cancer types, NatureGenetics, 43 (2011), s. 768-775 38. Widschwendter M., Fiegl H., Egle D., Mueller-Holzner E., Spizzo G., Marth C., Weisenberger D. J., Campan M., Young J., Jacobs I., et al. Epigenetic stem cell signature in cancer, Nature Genetics, 39(2007), s. 157-158 39. Nadauld L. D., Sandoval I. T., Chidester S., Yost H. J., Jones D. A. Adenomatous polyposis coli control of retinoic acid biosynthesis is critical for zebrafish intestinal development and differentiation, Journal of Biological Chemistry, 279 (2004), s. 51581-51589 40. Rai K., Huggins I. J., James S. R., Karpf A. R., Jones D. A., Cairns B. R. DNA demethylation in zebrafish involves the coupling of a deaminase, a glycosylase, and gadd45, Cell, 135(2008), s. 1201-1212 41. Rai K., Sarkar S., Broadbent T. J., Voas M., Grossmann K. F., Nadauld L. D., Dehghanizadeh S., Hagos F. T., Li Y., Toth R. K., et al. DNA demethylase activity maintains intestinal cells in an undifferentiated state following loss of APC, Cell, 142 (2010), s. 930-942 42. Chapman C. G., Mariani C. J., Wu F., Meckel K., Butun F., Chuang A., Madzo J., Bissonette M. B., Kwon J. H., Godley L. A. TET-catalyzed 5-hydroxymethylcytosine regulates gene expression in differentiating colonocytes and colon cancer, Science Reports, 5 (2015), s. 17568. doi: 10.1038/srep17568 43. Blanc V., Henderson J. O., Newberry R. D., Xie Y., Cho S .J., Newberry E. P., Kennedy S., Rubin D. C., Wang H. L., Luo J., et al. Deletion of the AU-rich RNA binding protein Apobec-1 reduces intestinal tumor burden in Apc(min) mice, Cancer Research, 67(2007), s. 8565-8573 44. Kouzarides T. Chromatin modifications and their function, Cell, 4 (2007), s. 693-705 45. Jones P. A, Baylin S. B. The epigenomics of cancer, Cell, 4(2007), s. 683-692 46. Holliday R., Ho T. DNA methylation and epigenetic inheritance, Methods, 6(2002), s. 179-183 14 Epigenetyka w rozwoju raka jelita grubego 47. Fraga M. F., Ballestar E., Villar-Garea A., Boix-Chornet M., Espada J., Schotta G., Bonaldi T., Haydon C., Ropero S., Petrie K., et al. Loss of acetylation at Lys16 and trimethylation at Lys20 of histone H4 is a common hallmark of human cancer, Nature Genetics, 37(2005), s. 391-400 Epigenetyka w rozwoju raka jelita grubego Streszczenie Rak jelita grubego należy do nowotworów o złożonej i skomplikowanej patogenezie, w której udział bierze wiele czynników, zarówno związanych ze stylem życia (dieta, konsumpcja tytoniu i alkoholu, nika aktywność ruchowa, stres), środowiskiem(np.promieniowanie jonizujące), jak również czynników genetycznych i epigenetycznych. Molekularne podłoże tej choroby obejmuje zarówno mutacje w genach supresorowych, jak i protoonkogenach. Szczególnie istotna jest dezaktywacja genu APC, który pełni rolę gatekeepera procesu nowotworowego, a także w znaczny sposób wpływa na procesy epigenetyczne m.in. metylację i demetylację DNA. Te ostatnie pełnią ważną rolę w patogenezie raka jelita grubego, gdyż poprzez regulację tkankowo specyficznej ekspresji genów, zawiadują procesami proliferacji i różnicowania komórek. W przypadku transformowanych komórek nabłonka jelita mamy do czynienia z zaburzeniami wzorca metylacji w postaci globalnej hypometylacji połączonej z hipermetylacją regionów promotorowych genów supresorowych, co skutkuje niestabilnością genomową i zaburzeniami w strukturze chromatyny, ca w efekcie prowadzi do uzyskania fenotypu zbliżonego do komórek macierzystych. Powyższe zjawiska przekładają się na gorszy przebieg choroby. Słowa kluczowe: Rak jelita grubego, APC, epigenetyka, metylacja, demetylacja Epigenetics in the development of colon cancer Abstract Colon cancer has a complex and complicated pathogenesis in which many factors, including those connected to the life style (such as diet, tobacco and alcohol consumption, insufficient physical activity and stress); environment(such as ionizing radiation) as well asgenetic and epigenetic factors are included. Molecular background of aforementioned disease includes both mutations in tumor suppressor genes and in proto-oncogenes. Particularly, the deactivation of the APC gene is crucial in colon cancer development, as it acts as a gatekeeper the process of carcinogenesis and significantly affects the epigenetic processes, such as DNA methylation and demethylation. Aforementioned processes play a key role in regulation of tissue specific gene expression, cell proliferation and differentiation.In the transformed intestinal epithelial cells methylation pattern is impaired, which results in a global hypomethylation connected withhypermethylation of tumor suppressor genes promoter regions and subsequently in genomic instability and disorders in the chromatin structure, which in turn leads to a stem cell-like phetotype.The phenomena mentioned above result in a worse course of the disease. Key words: colon cancer, APC, epigenetics, methylation, demethylation What are the suggestions for future research? What practical implications are identified? Keywords: Please provide up to five keywords which express the principal topics of the paper 15 Bogdan Dugiełło1, Agnieszka Noga2, Piotr Czekaj3 Macierzyste komórki nowotworowe – charakterystyka i potencjalne znaczenie medyczne 1. Macierzyste komórki nowotworowe Macierzyste komórki nowotworowe (CSC) i komórki macierzyste mają wiele cech wspólnych, m. in.: zdolność do samoodnowy; wysoką aktywność proliferacyjną; obecność swoistych markerów na ich powierzchni; długą żywotność (nieśmiertelność); zdolność do migracji; oraz posiadają cechy różnicujące takie, jak: odporność na sygnały indukujące apoptozę; brak kontroli przez układ odpornościowy; zdolność do przerzutowania; odporność na leki i radioterapię; zdolność do nieograniczonej proliferacji pomimo braku sygnału pobudzającego; odporność na sygnały antywzrostowe [1]. Zwiększona ruchliwość komórek CSC sprzyja powstawaniu przerzutów [2]. CSC wykazują ekspresję specyficznych markerów (Tabela 1) [3]. Nie jest do końca jasne, czy CSC powstają z komórek macierzystych w wyniku genetycznej mutacji lub zmian epigenetycznych, czy też odróżnicowania z somatycznych komórek nowotworowych. Aktualnie przyjmuje się, że CSC powstają w wyniku mutacji genetycznych spowodowanych niestabilnością genetyczną i/lub niekorzystnym wpływem 1 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze Histologii i Embriologii, Wydział Lekarski w Katowicach, Śląski Uniwersytet Medyczny 2 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze Histologii i Embriologii, Wydział Lekarski w Katowicach, Śląski Uniwersytet Medyczny 3 [email protected], Zakład Cytofizjologii, Katedra Histologii i Embriologii, Wydział Lekarski w Katowicach, Śląski Uniwersytet Medyczny, http://histologia.slam.katowice.pl 16 Macierzyste komórki nowotworowe – charakterystyka i potencjalne znaczenie medyczne mikrośrodowiska [3]. Dodatkowe mutacje nabyte przez CSC wraz ze zdolnością do samoodnawiania mogą prowadzić do rozwoju złośliwego nowotworu [1, 3-6]. Tabela 1. Występowanie najważniejszych markerów na komórkach CSC w zależności od lokalizacji narządowej [2, 11, 12] Lokalizacja nowotworu Marker Gruczoł piersiowy CD133 + CD44 + + CD24 + + ALDH1 + + ABCG2 + + Bmi-1 + + Sca-1 + + Płuca Trzustka Prostata Pęcherz moczowy + + + + + + + CSC mogą dzielić się zarówno symetrycznie, jak i asymetrycznie. W wyniku podziału symetrycznego powstają dwie identyczne komórki potomne, natomiast w wyniku podziału asymetrycznego powstają dwie różniące się komórki [3, 7]. Spośród komórek nowotworowych rozwijającego się guza tylko mała subpopulacja (<1%) posiada cechy charakterystyczne dla CSC i znaczną zdolność do tworzenia nowotworu [8]. Mają nieograniczony potencjał proliferacyjny, a także są główną przyczyną powstawania przerzutów [9]. Wykazano, że CSC mają zdolność do zainicjowania powstawania guza nowotworowego po wszczepieniu ich do tkanek myszy [10]. Model kancerogenezy z udziałem CSC zakłada, że najważniejszym pośrednim etapem determinującym powstawanie złośliwego lub łagodnego guza mogą być komórki preCSC (Rysunek 1).Mechanizmy determinujące kierunek różnicowania się tych komórek nie zostały w pełni wyjaśnione. 2. Charakterystyka najważniejszych markerów CSC Na powierzchni CSC zidentyfikowano liczne markery, jednak większość z nich ulega ekspresji nie tylko na komórkach danego nowotworu, ale również na prawidłowych komórkach macierzystych, co zdecydowanie utrudnia wdrożenie nowej metody leczenia onkologicznego. Najbardziej przydatna w celu identyfikacji CSC okazała się glikoproteina CD133, znana również jako Prominin 1 (PROM1). CD133 ulega ekspresji na zdrowych komórkach, jak 17 Bogdan Dugiełło, Agnieszka Noga, Piotr Czekaj np.: progenitorowe komórki nabłonkowe lub komórki brodawki nerkowej, komórki gruczołu mlekowego i ślinianek, ale także na komórkach nowotworowych raka żołądka, prostaty, piersi i glejaków. Prawdopodobnie, CD133 odpowiada za zwiększenie oporności nowotworów na chemioterapię, jednak do tej pory nie jest wykorzystywany, jako wskaźnik prognostyczny pogorszenia stanu zdrowia chorego [2, 11, 12]. Rysunek 1. Schemat powiązań rozwojowych komórek macierzystych, preCSC (precancerous stem cell) i CSC (cancer stem cells) w przebiegu kancerogenezy, decydujących o kierunku rozwoju guza. Ten model zakłada, że prekursorami CSC są komórki macierzyste [opracowanie własne] CD44 to glikoproteina pełniąca funkcję receptora kwasu hialuronowego i uczestnicząca w podziałach komórkowych, angiogenezie oraz prezentacji czynników wzrostu, co czyni ją ważnym uczestnikiem kluczowych procesów życiowych komórek prawidłowych i CSC. Występuje na powierzchni CSC w raku piersi, trzustki, pęcherza moczowego i prostaty [2, 11, 12]. Antygen CD24, znany jako HSA lub specyficzny antygen nabłonkowy, ulega ekspresji na limfocytach B i T oraz neuroblastach, keratynocytach i włóknach mięśniowych. Wiąże się z selektyną P obecną na aktywowanych komórkach śródbłonka naczyniowego. Ulega ekspresji na powierzchni CSC raka piersi, trzustki, przełyku i wątroby [2, 11, 12]. Glikoproteina CD105, znana jako endoglina, wchodzi w skład receptora TGF-β i jest obecna na komórkach śródbłonka naczyniowego. U myszy spełnia kluczową rolę już w stadium embrionalnym, ponieważ jej nieobecność powoduje śmierć zarodka [13]. Występuje na powierzchni CSC w raku nerki i może być potencjalnym celem terapii przeciwnowotworowych. Udało się nawet stworzyć szczepionkę DNA zawierająca atenuowane bakterie 18 Macierzyste komórki nowotworowe – charakterystyka i potencjalne znaczenie medyczne Salmonella Typhimurium, będące nośnikiem CD105, co pozwoliło na zniszczenie komórek nowotworowych oraz naczyń krwionośnych guza [14]. 3. Rola sygnalizacji wewnątrzkomórkowej w powstawaniu CSC Procesy proliferacji i samoodnawiania komórek macierzystych zachodzą dzięki funkcjonowaniu licznych szlaków sygnalizacyjnych. Dysfunkcja tych szlaków może być przyczyną powstania CSC [1]. W regulację samoodnawiania zarówno komórek macierzystych, jak i CSC zaangażowane są m.in. szlaki: Hedgehog, Wnt i Notch oraz geny supresorowe i onkogenne, np. Bmil-1. Liczne badania sugerują, że przeprogramowanie epigenetyczne (acetylacja histonów i zmiana struktury chromatyny) hamuje aktywność CSC w powstawaniu guza [3]. 3.1. Szlak Hedgehog i protoonkogen Bmi-1 Szlak Hedgehog (Hh) odgrywa istotną rolę w regulacji CSC, a mutacja genów składników szlaku indukuje proces nowotworowy. Szlak ten składa się z transbłonowego receptora – Ptch (Patched), działającego jako negatywny regulator, aktywatora Smo (Smoothened) oraz cytoplazmatycznego kompleksu regulującego czynniki transkrypcyjne z rodziny Gli (Rysunek 2). Prawidłowy przebieg ścieżki sygnalizacyjnej Hh jest zależny od przyłączenia ligandu Hedgehog do receptora Ptch. W wyniku tego Smo aktywuje kaskadę zdarzeń w komórce prowadzącą do translokacji czynników transkrypcyjnych Gli do jądra komórkowego i aktywacji docelowych genów. Aktywacja białka Smo powoduje zwiększenie syntezy Ptch1, co w konsekwencji prowadzi do zahamowania proliferacji. Natomiast brak stymulacji receptora Ptch przez ligand Hedgehog wpływa hamująco na receptor Smo. Mutacje genu jednego z białek występujących w szlaku oraz nadekspresja liganda Hh powodują niekontrolowaną proliferację CSC [15]. Istnieją dwa główne modele tłumaczące związek rozwoju nowotworu ze szlakiem Hh. Jeden z nich zakłada, że ligandy dla Hh są głównie produkowane przez komórki nowotworowe, które stymulują powstawanie samoodnawiających się CSC [16]. Drugi sugeruje, że ligandy dla Hh są nadmiernie wydzielane przez komórki guza, które wpływają na pobliskie komórki zrębu prowadząc do niekontrolowanej proliferacji i wzrostu guza [17]. Pierwszym inhibitorem szlaku Hh była cyklopamina i jej analog KAAD-cyklopamina, które znacznie zmniejszają potencjał proliferacyjny komórek nowotworowych [18]. Defekt w ścieżce Hh powiązany z brakiem ligandu Shh jest utożsamiany z wrodzoną holoprozencefalią [19]. Mutacja genu Ptch1 i Smo jest związana z wystąpieniem raka płaskonabłonkowego płuc oraz rdzeniaka zarodkowego (medulloblastoma), który jest jednym z najczęstszych nowo- 19 Bogdan Dugiełło, Agnieszka Noga, Piotr Czekaj tworów złośliwych pojawiających się w okresie dzieciństwa. Udowodniono również, że szlak ten odgrywa istotną rolę w powstawaniu glejaka, raka piersi, przełyku, żołądka, trzustki i prostaty [20]. W przypadku raka przewodu pokarmowego i trzustki udowodniono, że to nie mutacja prowadzi do wystąpienia choroby lecz nieregularna ekspresja ligandu dla ścieżki Hh [21]. Głównym efektorem szlaku Hh jest protoonkogen Bmi-1. U myszy, Bmi-1 ma zasadnicze znaczenie w krwiotworzeniu oraz regulacji neuronalnych komórek macierzystych. Natomiast u człowieka bierze udział w regulacji białaczkowych komórek macierzystych, które ulegają namnożeniu u ludzi w przebiegu ostrej białaczki szpikowej [6]. Ponadto bierze udział w regulacji cyklu komórkowego i starzenia się organizmu, poprzez hamowanie ekspresji genów p16 i p19. Powoduje to zatrzymanie cyklu komórkowego, a także odporność na apoptozę [22]. Wzrost aktywności szlaku Hh prowadzi do wzrostu ekspresji protoonkogenu Bmi-1. Nadekspresja Bmi-1 prowadzi do wzrostu aktywności telomerazy (hTERT; human telomerase reverse transcriptase). Dzięki temu komórki zyskują nieśmiertelność. Ekspresja tego protoonkogenu prowadzi do transformacji komórek, lecz nie wpływa na zablokowanie punktów kontrolnych w podziałach komórkowych [23]. Nadmiar białka Bmi-1 i brak supresorów nowotworowych promuje proliferację komórek i utrudnia ekspresję genów proapoptycznych [24]. Bmi-1 uczestniczy w powstawaniu CSC poprzez indukcję nieśmiertelności w komórkach [25]. 3.2. Szlak Wnt Ścieżka sygnałowa Wnt (Rysunek 3) odgrywa istotną rolę w embriogenezie, proliferacji, różnicowaniu i przeżywalności komórek oraz w utrzymaniu integralności nisz komórek macierzystych. Rozróżniamy ścieżkę niekanoniczną, zależną od jonów wapnia oraz kanoniczną, zależną od beta-kateniny. Aktywacja ścieżki niekanonicznej następuje poprzez przyłączenie ligandu Wnt do receptora Frizleed, a przekazanie sygnału odbywa się przez aktywację heterodimerycznych białek G z udziałem jonów wapnia. Końcowym etapem jest aktywacja transkrypcji docelowych genów. 20 Macierzyste komórki nowotworowe – charakterystyka i potencjalne znaczenie medyczne Rysunek 2. Regulacja działania szlaku sygnałowego HEDGEHOG w zależności od obecności ligandu i jego braku. W wyniku połączenia ligandu Hh z receptorem Ptch1 następuje aktywacja kaskady zdarzeń prowadzącą do translokacji czynników transkrypcyjnych Gli do jądra komórkowego i aktywacji docelowych genów [opracowanie własne] Aktywacja ścieżki Wnt zależnej od beta-kateniny następuje poprzez przyłączenie ligandu Wnt do receptora Frizleed. To powoduje zahamowanie fosforylacji beta-kateniny, dzięki czemu jest ona stabilna i zdolna do aktywacji ekspresji genów docelowych. Przy braku sygnału pobudzającego, ilość beta-kateniny jest utrzymywana na niskim poziomie dzięki aktywności kompleksu degradującego. W jego skład wchodzi m.in. białko APC (Adenomatous Polyposis Coli) oraz kinaza GSK-3 (kinaza 3 syntazy glikogenu). Kompleks ten fosforyluje beta-kateninę, co powoduje, że jest ona niestabilna i niezdolna do aktywacji ekspresji genów docelowych. Mutacja genu kinazy GSK-3 prowadzi do trwałej aktywacji tej ścieżki, poprzez akumulację stabilnej beta-kateniny. Podobny efekt występuje w przypadku nadekspresji ligandu Wnt i białka Dvl (Dishevelled). W procesie nowotworzenia dominuje ścieżka kanoniczna. Zaburzenia szlaku sygnalizującego Wnt prowadzią do niekontrolowanej proliferacji i tworzenia przerzutów nowotworowych [26]. Ścieżka Wnt może odegrać istotną rolę w powstawaniu raka jelita grubego, prostaty, jajnika oraz białaczki szpikowej. Nadekspresja genów 21 Bogdan Dugiełło, Agnieszka Noga, Piotr Czekaj odpowiedzialnych za włączanie szlaku Wnt, powoduje zwiększenie prawdopodobieństwa wystąpienia raka gruczołu mlekowego u myszy [1]. Mutacja genu czynnika APC powoduje uszkodzenie kompleksu degradującego β- kateniny. W konsekwencji jest ona gromadzona w jądrze komórkowym prowadząc do stałego pobudzenia transkrypcji docelowych genów. Podobny efekt może powstać w wyniku mutacji genu β-kateniny i zwiększeniu jej ilości w formie stabilnej, odpornej na degradację. CSC raka jelita grubego wykazują nadmierną ekspresję ligandu Wnt [27]. W przypadku raka drobnokomórkowego płuc zaburzenie szlaku Wnt polega na nadekspresji Dvl-3 [28]. Rysunek 3. Regulacja działania szlaku sygnałowego WNT w zależności od pobudzenia receptora Fzd ligandem wnt i jego braku. W wyniku pobudzenia receptora Fzd stabilna beta-katenina powoduję transkrypcje docelowych genów [opracowanie własne] 3.3. Szlak Notch Ścieżka sygnałowa Notch jest ewolucyjnie konserwatywna. Receptory błonowe – białka Notch – występują zarówno u bezkręgowców, jak i kręgowców. Receptory Notch (1-4) są integralnymi białkami błonowymi, składającymi się z trzech domen: zewnątrzkomórkowej, transbłonowej i cytoplazmatycznej. Po połączeniu się jednego z ligandów DSL (Deltalike1): DII1, DII3, DII4, Jagged1 lub Jagged2 z jednym z czterech receptorów Notch (1-4) dochodzi do aktywacji ścieżki sygnałowej. To w konsekwencji prowadzi do obróbki proteolitycznej receptora Notch przy udziale 22 Macierzyste komórki nowotworowe – charakterystyka i potencjalne znaczenie medyczne gamma sekretazy i proteaz ADAM, i uwolnienia domeny cytoplazmatycznej receptora (ICN). Następnie, domena ICN jest transportowana do jądra komórkowego, gdzie łączy się z czynnikami rodziny CSL i MAML, prowadząc do ekspresji genów docelowych (Rysunek4). Aktywacja tego szlaku jest niezbędna do utrzymywania zdolności komórek macierzystych do samoodnawiania. U ssaków szlak ten jest zaangażowany głównie w regulację funkcji komórek krwiotwórczych [29]. Ścieżka Notch pełni ważne funkcje w powstawaniu raka szyjki macicy, płuc, okrężnicy, prostaty oraz trzustki. Mutacja ligandu Notch-1 jest odpowiedzialna za wysokie, aż 50% prawdopodobieństwo wystąpienia białaczki szpikowej [30]. W leczeniu glioblastomy i rdzeniaka zarodkowego stosuje się inhibitor gamma sekretazy, powodując spadek liczby CSC, a także zmniejszenie ekspresji genów HES1 i HES5 (geny czynników transkrypcyjnych). W konsekwencji prowadzi to do zahamowania proliferacji CSC oraz do indukcji apoptozy [31, 32]. Ekspresja genu HES1 powoduje zwiększenie inwazyjności CSC, natomiast wzrost aktywności białka Deltex (pozytywny regulator ścieżki Notch) hamuje powstawanie przerzutów [33]. Ponadto wykazano, iż szlak ten pełni ważną rolę w rozwoju unaczynienia nowotworu [5]. Rysunek 4. Regulacja działania ścieżki NOTCH poprzez połączenie ligandu DSL z receptorem Notch. Kompleks ten aktywuje ścieżkę sygnalizacyjną, uwalniając ICN, który aktywuje transkrypcję docelowych genów [opracowanie własne] 23 Bogdan Dugiełło, Agnieszka Noga, Piotr Czekaj 4. Macierzyste komórki nowotworowe jako cel terapeutyczny Hipoteza o udziale CSC w rozwoju chorób nowotworowych jest już na tyle powszechnie akceptowana w świecie medycyny, że trwają próby opracowania skutecznego sposobu na ich wyeliminowanie z organizmu chorego. Poważną przeszkodą w skutecznej terapii jest oporność CSC, zarówno na chemio-, jak i radioterapię. Dlatego też szczególnym zainteresowaniem cieszą się możliwości zastosowania zdecydowanie bezpieczniejszej, terapii celowanej. Obecnie badania naukowe koncentrują się na czterech głównych strategiach ukierunkowanych na: markery CSC, transportery ABC, ścieżki sygnałowe oraz mikrośrodowisko CSC [11]. 4.1. Terapie celowane w markery CSC Dotychczasowe badania wykazują, że terapie celowane w markery mają dobrą skuteczność, ale wiążą się z ryzykiem uszkodzenia zarówno CSC, jak i komórek prawidłowych. W badaniach tych użyto przeciwciał łączących się swoiście z CD44 w leczeniu ostrej białaczki szpikowej (AML) i raka piersi. Zastosowano również przeciwciała anty-CD133 w glejaku wielopostaciowym, a następnie naświetlano CSC laserem emitującym fale świetlne w zakresie podczerwieni, dzięki czemu fototermoliza wywołana przez nanorurki zabiła komórki docelowe [34]. 4.2. Terapie celowane w transportery ABC Transportery ABC to białka błonowe zdolne do wiązania i hydrolizy ATP, w wyniku której powstaje energia niezbędna do przemieszczenia substancji przez błonę komórkową. Umożliwiają one komórkom pozbycie się toksyn. Jednak, z drugiej strony, odpowiadają również za oporność nowotworów na chemioterapię [35]. W zjawisku oporności wielolekowej (MDR) uczestniczą takie transportery ABC, jak glikoproteina P (Pgp), BCRP i MRP-1. Pierwsze stosowane w terapiach inhibitory transporterów np. werapamil, chinina oraz cyklosporyna A, były skierowane przeciwko Pgp [36]. Podczas ostatnich badań zastosowano błękit metylenowy jako fotouczulacz w terapii fotodynamicznej (PDT), zwiększający skuteczność działania doksorubicyny, co zahamowało proliferację komórek nowotworowych oraz spowolniło ich wzrost [37]. Wykazano, że ścieżka sygnalizacyjna Hedgehog reguluje ekspresję MDR1 i BCRP/ABCG2, a cyklopamina pozwala częściowo spowolnić ich syntezę, dzięki czemu wzrasta efektywność stosowanych leków przeciwnowotworowych [38]. 4.3. Terapie celowane w ścieżki sygnałowe Do ścieżek sygnałowych biorących udział w różnicowaniu, samoodnowie i indukowaniu sygnałów antyapoptotycznych CSC, jak i prawidłowych 24 Macierzyste komórki nowotworowe – charakterystyka i potencjalne znaczenie medyczne komórek należą: Notch, Wnt/β-katenina, Hedgehog, PI3K/Akt, JAK/STAT oraz NfκB [11]. W badaniach zastosowano przeciwciała monoklonalne skierowane przeciwko regionowi NRR (negative regulatory region) receptora NOTCH3, hamujące działanie ligandów DSL aktywujących ścieżkę NOTCH [39]. Okazało się również, że w raku piersi, w CSC aż 8-krotnie wzrasta aktywność receptora NOTCH4, przewyższając wielokrotnie aktywność NOTCH1. Dlatego też, sugeruje się, że aby zwiększyć efektywność terapii oraz zapobiec nawrotowi guza jej głównym celem powinno być hamowanie NOTCH4 [40]. Ścieżka sygnałowa Hedgehog jest najbardziej aktywna podczas wzrostu i rozwoju komórek. Wraz z ich dojrzewaniem dochodzi do jej stopniowego wyciszania. W niektórych typach chorób nowotworowych np.: w szpiczaku mnogim, glejaku, raku piersi i prostaty, Hh wykazuje zwiększoną aktywność w CSC. Hamowanie ścieżki Hh poprzez stosowanie shRNA skierowanych przeciwko genowi SMO spowodowało obniżenie częstości przerzutowania, a cyklopamina lub siRNA działające na SMO, GLI1 i GLI2 (gliomaassociated oncogenes), których ekspresja na powierzchni CSC była wyraźnie widoczna podczas badań nad nowotworem złośliwym okrężnicy, pozwoliła na zmniejszenie ilości podziałów i indukowanie apoptozy komórek nowotworowych. [41]. Niedawno został zatwierdzony przez Agencję Żywności i Leków (FDA) w USA i przyjęty do użytku wismodegib, pierwszy lek hamujący Hh, działający na SMO w leczeniu raka podstawnokomórkowego skóry (BCC). Trwają badania nad skutecznością innych, podobnie działających związków, jak BMS-833923 (XL139) lub LDE225 w rdzeniaku zarodkowym [41, 42]. Szlak Wnt/β-katenina prawdopodobnie uczestniczy w transkrypcji genu MDR1 odpowiedzialnego za lekooporność CSC. Dlatego modulacja tego szlaku ma kluczowe znaczenie dla efektywność terapii onkologicznych. Wykazano np. że celem działania niesteroidowych leków przeciwzapalnych (NSAID), jak np. aspiryny, jest co prawda cyklooksygenaza (COX), jednak jednym z ich potencjalnych celów jest również hamowanie ścieżki Wnt [43]. Retinoidy lub aktywne formy witaminy D3 rywalizują z β-kateniną o przyłączenie do czynnika transkrypcyjnego TCF aktywującego geny szlaku Wnt [44]. Do celów terapeutycznych użyto również przeciwciał anty-Wnt-1 (w raku jelita grubego) i anty-Wnt-2 (w czerniaku złośliwym), co dało obiecujące rezultaty [45, 46]. Wykazano także, iż szlaki hamujące apoptozę i wzmagające lekooporność nowotworów zależne od NfκB, można hamować podając ditiokarbaminian pirolidyny (PDTC) lub paklitaksel z kurkumą [47, 48]. 4.4. Terapie celowane w mikrośrodowisko CSC Mikrośrodowisko CSC stwarza warunki, które będą wpływały na ich przeżywalność. Hipoksja, w jakiej znajdują się komórki pobudza je do wytwarzania czynnika VEGF odpowiedzialnego za angiogenezę, umożli- 25 Bogdan Dugiełło, Agnieszka Noga, Piotr Czekaj wiającą rozrost nowotworu i powstawanie przerzutów [49]. W celu zahamowania tego procesu u chorych na raka jelita grubego stosuje się bewacyzumab. Naukowcy wykorzystali również kolejną cechę tego mikrośrodowiska, jaką jest słabo kwasowe pH pozwalające na transport miceli uformowanych w procesie dializy do komórek nowotworowych, które broniąc się uszkadzają ich rdzeń, dzięki czemu dochodzi do uwolnienia z wnętrza miceli doksycykliny działającej przeciwnowotworowo [50]. 5. Podsumowanie W celu zwiększenia skuteczności terapii onkologicznych należy przede wszystkim poznać przyczynę niepowodzeń stosowanych obecnie metod leczenia. Wiadomo, że CSC odgrywają istotną rolę w powstawaniu, rozwoju i nawracaniu nowotworu. Obecnie prace skupiają na pokonaniu lekooporności CSC oraz odkryciu markera, który pozwoliłby na ich lepszą identyfikację. Terapie eliminujące CSC są nadal w fazie testowej, jednak dają pozytywne rezultaty, co może się przyczynić w przyszłości do znacznej poprawy skuteczności leczenia pacjentów onkologicznych. Literatura 1. Spillane J. B., Micheal A. Henderson Cancer stem cells, A Review Science For Surgeons 77 (2007), s. 464-468 2. Bose, Shenoy, The Stem Cell versus Cancer and Cancer Stem Cell, Intricate Balance Decides Their Respective Usefulness or Harmfulness in the Biological System, Stem Cell Research & Therapy, 4 (2014) 3. Read T. A., Fogarty M. P., Markant S. L., McLendon R. E., Wei Z., Ellison D. W., Febbo P. G., Wechsler-Reya R. J. Cancer Cell 15, (2009) s.135-147 4. Scherzed A., Hackenberg S., Radeloff A., Froelich K., Rak K., Hagen R., Kleinsasser N. Human Mesenchymal. Stem Cells Promote Cancer Motility and Cytokine Secretion in vitro, Cells Tissues Organs, 198 (2013), s. 327-37 5. Gupta P. B., Chaffer C. L., Weinberg R. A. Cancer stem cells: mirage or reality? Nat. Med. 15, (2009) s.1010-1012 6. Ailles L. E., Weissman I. L. Cancer stem cells in solid tumors, Biotechnology, 18 (2007), s. 460-6 7. Han L., Shi S., Gong T., Zhang Z., Sun X. Cancer stem cells: therapeutic implications and perspectives in cancer therapy, Acta Pharmaceutica Sinica B, 3 (2013), s. 65-75 8. Clarke M. F, Dick J. E, Dirks P. B, Eaves C. J, Jamieson C. H, Jones D. L, Cancer stemcells – perspectives oncurrent status and future directions: AACR Workshop on cancer stem cells, Cancer Research, 66 (2006), s. 9339-44 9. Alison M. R., Lim S. M., Nicholson L. J, Cancer stem cells: problems for therapy? The Journal of Pathology, 223 (2011), s. 147-161 10. Alison M. R., Islam S., Wright N. A. Stem cells in cancer: instigators and propagators?, Journal of Cell Science, 123 (2010), s. 2357-2368 11. Chen K., Huang Y., Chen J. Understanding and targeting cancer stem cells: therapeutic implications and challenges, Acta Pharmacologica Sinica, 34 (2013), s. 732-740 26 Macierzyste komórki nowotworowe – charakterystyka i potencjalne znaczenie medyczne 12. Karsten U., Goletz S. What makes cancer stem cell markers different?, Springer Open Journal, 2 (2013) 13. Duff S. E., Li C., Garland J. M., Kumar S. CD105 is important for angiogenesis: evidence and potential applications, FASEB Journal, 17 (2003), s. 984-992 14. Jarosz M., Szala S. Endoglina jako cel terapii przeciwnowotworowej, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 67 (2013), s. 79-89 15. Peacock C. D., Wang Q., Gesell G. S., Corcoran-Chwartz I., Jones E., Kim J., Devereux W. L., Rhodes J. T., Huff C. A., Beachy P. A., Watkins D. N., Matsui W. Hedgehog signaling maintains a tumor stem cell compartment in multiple myeloma, Proc Natl Acad Sci USA 104 (2007) s. 4048-4053 16. Jiang J. Hui C. C. Hedgehog signalling in development and cancer, Developmental Cell, 15 (2008), s. 801-812 17. Yauch R. L, Gould S. E., Scales S. J., Tang T., Tian H., Ahn C. P. Marshall D., Fu L., Januario T., Kallop D., Nannini-Pepe M., Kotkow K., Marsters J. C., Rubin L. L.,de Sauvage F. J. A paracrine requirement for hedgehog signaling in cancer, Nature 18 (2008), s. 406-10 18. Varjosalo M., Taipale J. Hedgehog: functions and mechanisms, Genes Dev 22 (2008), s. 2454-2472 19. Balordi F., Fishell G. Hedgehog signaling in the subventricular zone is required for both the maintenance of stem cells and the migration of newborn neurons, J. Neurosci. 27 (2007), s. 5936-5947 20. Clement V.; Sanchez P. de Tribolet N. et al. HEDGEHOG-GLI1 signaling regulates human glioma growth, cancer stem cell self-renewal, and tumorigenicity, Curr Biol 17(2007), s.165-72 21. Eaton S. Multiple roles for lipids in the Hedgehog signalling pathway, Nat Rev Mol Cell Biol., 9(2008), s.437-45 22. Mihic-Probst D., Kuster A., Kilgus S., Bode-Lesniewska B., Ingold-Heppner B., Leung C., Storz M., et al. Consistent expression of the stem cell renewal factor BMI-1 in primary and metastatic melanoma, Int J Cancer, 121 (2007) s.1764-1770 23. Liu S., Dontu G., Mantle I. D. Hedgehog signaling and Bmi-1 regulate selfrenewal of normal and malignant human mammary stem cells, Cancer Research, 66 (2006), s. 6063-71 24. Lukacs R. U., Memarzadeh S., Wu H., Witte O. N. Bmi-1 is a crucial regulator of prostate stem cell self-renewal and malignant transformation, Cell Stem Cell 7 (2010), s.682-693 25. Zhang F., Sui L., Xin T. Correlations of BMI-1 expression and telomerase activity in ovarian cancer tissues, Exp Oncol 30 (2008), s.70-74 26. Koziński K., Dobrzyń A. Szlak sygnałowy Wnt i jego rola w regulacji metabolizmu komórki, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 67 (2013), s. 1098-1108 27. Vermeulen L., De Sousa F., Melo E., M. van der Heijden, Cameron K., Joan H. de Jong, Borovski T., Jurriaan B. Tuynman, Todaro M., Merz Ch., Rodermond H., Martin R. Sprick, Kemper K., Dick J. Richel, Stassi G., Medema J. P. Wnt activity defines colon cancer stem cells and is regulated by the microenvironment, Nature Cell Biology, 12 (2010), s. 468-476 27 Bogdan Dugiełło, Agnieszka Noga, Piotr Czekaj 28. Klaus A., Birchmeier W. Wnt signalling and its impact on development and cancer, Nature Reviews, 8 (2008) 29. Sitnik K., Cichy J. Udział techniki warunkowej inaktywacji genów opartej na systemie Cre-loxP w postępie wiedzy na temat roli receptorów Notch, Postępy Biochemii, 52 (2006), s. 49-55 30. Muller J. M., Chevrier L., Cochard S., Meunier A. C., Chadeneau C. Hedgehog, Notch and Wnt developmental pathways as targets for anti-cancer drugs, Drug Discov Today Disease Mechanism, 4(2007), s.285-291 31. Fan X., Matsui W., Khaki L., Stearns D., Chun J., Yue-Ming Li, Eberhart C. G. Notch Pathway Inhibition Depletes Stem-like Cells and Blocks Engraftment in Embryonal Brain Tumors, Cancer Research, 66 (2006), s. 7445-52 32. Chen J., Kesari, Rooney Ch., Peter R. Strack, Chen J., Shen H., Wu L., Griffin J. D. Inhibition of Notch Signaling Blocks Growth of Glioblastoma Cell Lines and Tumor, Neurospheres Genes Cancer, 1 (2010), s. 822-35 33. Zhang P., Yang Y., Nolo R., Zweidler-McKay P. A., Hughes D. P. Regulation of NOTCH signaling by reciprocal inhibition of HES1 and Deltex 1 and its role in osteosarcoma invasiveness, Oncogene, 29 (2010), s. 2916-26 34. Wang C. H., Chiou S. H., Chou C. P., Chen Y. C., Huang Y. J., Peng C. A. Photothermolysis of glioblastoma stem-like cells targeted by carbon nanotubes conjugated with CD133 monoclonal antibody, Nanomedicine, 7 (2011), s. 6979 35. Dean M. ABC transporters, drug resistance, and cancer stem cells, Journal of Mammary Gland Biology and Neoplasia, 14 (2009), s. 3-9 36. Bamburowicz-Klimkowska M., Szutowski M. M. Strategie walki ze zjawiskiem oporności wielolekowej nowotworów, Biuletyn Wydziału Farmaceutycznego Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego, 1 (2012), s. 1-8 37. Khdair A., Chen D., Patil Y., Ma L., Dou Q. P., Shekhar M. P., Panyam J. Nanoparticle-mediated combination chemotherapy and photodynamic therapy overcomes tumor drug resistance, Journal of controlled Release, 141 (2010), s. 137-144 38. Sims-Mourtada J., Izzo J. G., Ajani J., Chao K. S. C. Sonic hedgehog promotes multiple drug resistance by regulation of drug transport, Oncogene, 26 (2007), s. 5674-5679 39. Li K., Li Y., Wu W., Gordon W. R., Chang D. W., Lu M., Scoggin S., Fu T., Vien L., Histen G., Zheng J., Martin-Hollister R., Duensing T., Singh S., Blacklow S. C., Yao Z., Aster J. C., Zhou B. S. Modulation of Notch signaling by antibodies specific for the extracellular negative regulatory region of NOTCH3, The Journal of Biological Chemistry, 283 (2008), s. 8046-8054 40. Harrison H., Farnie G., Howell S. J., Rock R. E., Stylianou S., Brennan K. R., Bundred N. J., Clarke R. B. Regulation of Breast Cancer Stem Cell Activity by Signalling Through the Notch4 Receptor, Cancer Research, 70 (2010) 41. Merchant A. A., Matsui W. Targeting Hedgehog – a Cancer Stem Cell Pathway, Clinical Cancer Research, 16 (2010) 42. Diaz A. Jr, Coughlin C. M., Weil S. C., Fishel J., Gounder M. M., Lawrence S., Azad N., O’Shannessy D. J., Grasso L., Wustner J., Ebel W., Carvajal R. D. A first-in-human phase I study of MORAb-004, a monoclonal antibody to endosialin in patients with advanced solid tumors, Clinical Cancer Research, 21 (2014) 28 Macierzyste komórki nowotworowe – charakterystyka i potencjalne znaczenie medyczne 43. Novellasdemunt L., Antas P., Vivian S., Li W. Targeting Wnt signaling in colorectal cancer. A Review in the Theme: Cell Signaling: Proteins, Pathways and Mechanisms, American Journal of Physiology – Cell Physiology, 8 (2015), s. 511-521 44. Fang D. et al. Phosphorylation of β-catenin by AKT promotes β-catenin transcriptionalactivity, J. Biol. Chem. 282 (2007), s.11221-11229 45. He B., Reguart N., You L., Mazieres J., Xu Z., Lee A.Y., Mikami I., McCormick F., Jablons D.M. Blockade of Wnt-1 signaling induces apoptosis in human colorectal cancer cells containing downstream mutations, Oncogene, 24 (2005), s. 3054-3058 46. You L., He B., Xu Z., Uematsu K., Mazieres J., Naoaki F., Mikami I., Reguart N,, McIntosh J.K., Kashani-Sabet M., McCormick F., Jablons D. M. An antiWnt-2 monoclonal antibody induces apoptosis in malignant melanoma cells and inhibits tumor growth, Cancer Research, 64 (2004) 47. Fan L., Li F., Zhang H., Wang Y., Cheng Ch., Li X., Gu Ch., Wu Ch. Codelivery of PDTC and doxorubicin by multifunctional micellar nanoparticles to achieve active targeted drug delivery and overcome multidrug resistance, Biomaterials, 31 (2010), s. 5634-5642 48. Ganta S., Amiji M., Coadministration of Paclitaxel and curcumin in nanoemulsion formulations to overcome multidrug resistance in tumor cells, Molecular pharmaceutics, 6 (2009), s. 928-939 49. Loges S., Schmidt T., Carmeliet P. Mechanisms of resistance to antiangiogenic therapy and development of third-generation anti-angiogenic drug candidates, Genes & Cancer, 1 (2010), s. 12-25 50. Lee E. S., Gao Z., Kim D., Park K., Kwon I. Ch., Bae Y. H. Super pHsensitive Multifunctional Polymeric Micelle for Tumor pHe Specific TAT Exposure and Multidrug Resistance, Journal of Controlled Release, 129 (2008), s. 228-236 Nowotworowe komórki macierzyste – ich charakterystyka i potencjalne znaczenie medyczne Streszczenie Nowotworowe komórki macierzyste (CSC) cechują się nieśmiertelnością, niskim stopniem zróżnicowania i zdolnością do samoodnawiania w guzie nowotworowym, co jest jedną z głównych przyczyn odnowy guza i powstawania przerzutów. CSC wywodzą się prawdopodobnie z komórek macierzystych, które uległy zarówno zmianom genetycznym, jak i epigenetycznym. Spośród komórek raka mózgu, piersi, trzustki i prostaty około 1% posiada cechy charakterystyczne dla komórek macierzystych. Wykazano, że w procesie ich transformacji nowotworowej następują zmiany w funkcjonowaniu ścieżek sygnalizacyjnych, m.in.: Notch, Wnt i Hedgehog. W warunkach prawidłowych ścieżki te uruchamiają transkrypcję genów odpowiedzialnych za właściwości komórek macierzystych. Potencjalnym onkogenem jest gen Bmil, niezbędny do proliferacji i utrzymania puli CSC. Na powierzchni CSC następuje ekspresja takich markerów, jak: CD24, CD44 i CD133. Udział CSC w procesie nowotworzenia nie jest do końca jasny. Przypuszcza się, że posiadają one duże możliwości naprawy DNA, co czyni je opornymi na radio- i chemioterapię. Poznanie właściwości CSC ma na celu zwiększenie efektywności terapii przeciwnowotworowych opartych na hamowaniu wzrostu, migracji i lekooporności komórek. Słowa kluczowe: macierzyste komórki nowotworowe, komórki macierzyste, terapie przeciwnowotworowe 29 Bogdan Dugiełło, Agnieszka Noga, Piotr Czekaj Cancer stem cells – their profile and potential medical significance Abstract Cancer stem cells (CSC) are marked by immortality, low level of differentiation and ability of self-renewal which is one of the main causes of tumor recurrence and metastasis. CSC possibly derive from stem cells due to genetic and epigenetic changes. Among brain, breast, pancreatic and prostate cancer cells, about 1% of them are similar to stem cells. It was showed that during their malignant transformation, there occurs a dysregulation of signaling pathways like Notch, Wnt and Hedgehog. In normal conditions these pathways activate transcription of genes which are responsible for stem cells characteristics. Bmi-1 is a potential oncogene essential for proliferation and maintenance of CSC’s pool size. On the CSC’s surface occurs an expression of markers such as CD24, CD44 and CD133. CSC’s contribution to tumor genesis is not clear. It is thought that they have a great ability to repair DNA what makes them resistant to radio- and chemotherapy. Understanding CSC’s properties may increase the effectiveness of antitumor therapies based on suppression of cell’s growth, migration and drug resistance. Keywords: cancer stem cells, stem cells, anticancer therapy 30 Edyta Katarzyna Głażewska1, Monika Gudowska2, Monika Zajkowska3, Sławomir Ławicki4 M-CSF i MMP-2 jako biomarkery raka piersi 1. Wstęp Rak piersi stanowi obecnie ważny globalny problem. W 2015 roku, jedynie w Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej schorzenie to dotknęło 231.840 kobiet, z których, aż 40.290 zmarło [1]. Rak piersi może wystąpić w każdym wieku, jednakże częstotliwość nowych przypadków jest szczególnie wysoka wśród kobiet, które ukończyły 50 rok życia, co wiąże się z istotnymi zmianami hormonalnymi w okresie menopauzy [2]. Najważniejszym czynnikiem warunkującym rokowanie i jakość życia pacjentów dotkniętych nowotworem piersi jest jego wczesne wykrycie. Diagnostyka tego typu raka bazuje obecnie na badaniach ginekologicznych, ultrasonograficznych, a także oznaczaniu biomarkerów genetycznych, czy biochemicznych. Wśród parametrów biochemicznych rutynowo stosuje się marker CA 15-3, rzadziej natomiast CEA, czy CA 27.29 [3]. Ponieważ markery te nie są wystarczająco czułe i swoiste, dlatego też naukowcy na całym świecie przeprowadzają intensywne badania, mające na celu odkrycie parametrów, których stężenia korelowałyby z obecnością, czy też zaawansowaniem raka piersi. Według nas tymi markerami mogą być metaloproteinaza macierzy zewnątrzkomórkowej – 2 (MMP-2) oraz czynnik stymulujący kolonie makrofagowe (M-CSF) Metaloproteinazy macierzy zewnątrzkomórkowej (MMPs) to rodzina enzymów zróżnicowanych w niewielkim stopniu pod względem swoistości substratowej oraz budowy. Główną funkcją analizowanych związków jest rozkład komponentów macierzy zewnątrzkomórkowej oraz błony podstawnej. MMPs dzielą się na następujące grupy: kolagenazy, żelatynazy, stromielizyny, metrylizyny, błonowe MMP, oraz tak zwane „inne metalo1 [email protected], Samodzielna Pracownia Medycyny Estetycznej, Wydział Farmaceutyczny z oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku 2 [email protected], Zakład Diagnostyki Biochemicznej, Wydział Farmaceutyczny z oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku 3 [email protected], Zakład Diagnostyki Biochemicznej, Wydział Farmaceutyczny z oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku 4 [email protected], Zakład Diagnostyki Biochemicznej, Wydział Farmaceutyczny z oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku 31 Edyta Katarzyna Głażewska, Monika Gudowska, Monika Zajkowska, Sławomir Ławicki proteinazy” [4]. Udowodniono, iż w warunkach fizjologicznych stosunek stężeń metaloproteinaz i ich tkankowych inhibitorów jest szczegółowo regulowany. Zaburzenie wartości tego stosunku prowadzić może w konsekwencji do zwiększonej szybkości powstawania i przerzutowania raka [5]. Wykazano, iż MMP-2 (żelatynaza B) odgrywa istotne znaczenie w inwazji nowotworów [6]. Enzym ten posiada zdolność do trawienia kolagenu typu I, IV, V, VII, IX [4]. Co istotne, podwyższone stężenia MMP-2 wykryto u pacjentów cierpiących na raka płuc, żołądka, piersi, jajników [7÷10]. Czynnik stymulujący kolonie makrofagowe (M-CSF) jest jedną z cytokin rodziny hematopoetycznych czynników wzrostu (HGFs) [11]. Przeprowadzone badania wykazały, iż M-CSF stymuluje proliferację komórek nowotworowych, w tym raka piersi [12]. Nadekspresję powyższej cytokiny wykazano także, między innym w komórkach nowotworów endometrium, trzustki, czy macicy [13-17]. Ponadto, wykryta została korelacja pomiędzy zwiększonym stężeniem M-CSF, a wyższym stopniem zaawansowaniem raka oraz zmniejszonymi szansami na przeżycie pacjentów z chorobą nowotworową [18] 2. Cel pracy Celem badań była ocena stężeń oraz przydatności diagnostycznej MCSF oraz MMP-2 (pojedynczo i w analizie łącznej) u pacjentek z rakiem piersi oraz ich porównanie z markerem rutynowo oznaczanym w diagnostyce tego nowotworu, tj. z CA 15-3 3. Materiał i metody 3.1. Materiał do badań Opis grupy badanej i kontrolnej przedstawiono w Tabeli 1. Tabela 1. Charakterystyka grupy badanej oraz kontrolnej BADANE GRUPY PACJENTKI Z RAKIEM PIERSI Typ adenocarcinoma ductale LICZBA PACJENTÓW 90 90 53 (38-78) Mediana wieku (zakres) OSOBY ZDROWE 60 55 (20-72) Mediana wieku (zakres) Źródło: opracowanie własne 32 M-CSF i MMP-2 jako biomarkery raka piersi Grupa badana składała się z 90 kobiet u których rozpoznano raka piersi, leczonych w Klinice Ginekologii Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego w Białymstoku. Badania wykonano w osoczu krwi chorych przed wprowadzeniem jakiegokolwiek leczenia. Grupę kontrolną stanowiło 60 zdrowych kobiet. Na przeprowadzenie badań uzyskano zgodę Komisji Bioetyki Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku. 3.2. Pobieranie i przechowywanie materiału Osocze ubogopłytkowe uzyskano z krwi popranej do probówki z heparyną litową. Krew następnie wirowano w czasie dwudziestu minut z prędkością 3500 obrotów/ min, w celu uzyskania osocza ubogopłytkowego. Osocze przechowywane było w temperaturze -85oC. 3.3. Metody badań 3.3.1. Oznaczanie metaloproteinazy 2 Do oznaczenia stężenia osoczowej metaloproteinazy 2 wykorzystano immunoenzymatyczny test ELISA z odczynnikami firmy R&D Systems. Metoda ELISA jest jedną z najczęściej stosowanych w badaniach naukowych. Jest metodą typu „Sandwich”, inaczej nazywaną testem podwójnego wiązania, polegającą na przyłączeniu antygenu obecnego w badanej próbie pomiędzy dwie warstwy przeciwciał. Mikropłytki stosowane w teście opłaszczone są przeciwciałami monoklonalnymi, specyficznymi dla badanego antygenu (MMP-2). Po podaniu analizowanych próbek, obecne w nich MMP-2 wiążą się specyficznie z przeciwciałami mikropłytki. W kolejnym etapie dodawany jest koniugat, czyli przeciwciała poliklonalne znakowane enzymem – peroksydazą chrzanową. Podczas inkubacji tworzy się kompleks przeciwciało – antygen (MMP-2) – przeciwciało. Następnie dodawany jest substrat – nadtlenek wodoru oraz tetrametylobenzydyna. W reakcji enzymatycznej, katalizowanej przez peroksydazę chrzanową zostaje on przekształcony w barwny produkt. Reakcja zatrzymywana jest przez roztwór hamujący – 2 M kwas siarkowy. Mierzy się absorbancję, przy długości fali 450 nm. Natężenie barwy jest wprost proporcjonalne do ilości związanej MMP-2. 3.3.2. Oznaczanie M-CSF Oznaczenia cytokiny hematopoetycznej wykonano metodą immunoenzymatyczną ELISA (enzyme linked immunosorbent assay) z zastosowaniem odczynników firmy R&D. Próbki (po 200 µl standardu i surowicy badanej) pipetowano do 96 studzienek, zawierających przeciwciała mono33 Edyta Katarzyna Głażewska, Monika Gudowska, Monika Zajkowska, Sławomir Ławicki klonalne specyficzne do badanej cytokiny. Następnie przykrywano płytkę paskiem samoprzylepnym, inkubowano 1,5 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie płukano 4-krotnie buforem. Po ostatnim płukaniu usuwano pozostały płyn poprzez odwrócenie płytki i osuszenie bibułą. Następnie dodano po 200 µl odczynnika zawierającego przeciwciała poliklonalne związane z enzymem (peroxydazą). Doszło wówczas do związania przeciwciał z badaną cytokiną, pozostałą na płytce. W ten sposób utworzył się kompleks typu sandwich: faza stała-przeciwciałoantygen-przeciwciało z enzymem. Po kolejnej inkubacji (1,5 godziny) i płukaniu w celu ilościowego oznaczenia zawartego w „kanapce” antygenu przeprowadzono reakcję enzymatyczną dodając roztwór substratu, po czym zahamowano proces wiązania poprzez dodanie roztworu końcowego (50 µl 1M kwasu siarkowego). Gęstość optyczna każdej studzienki została oznaczona w czasie nie przekraczającym 30 minut przy długości fali 450 nm. 3.3.3. Oznaczanie CA 15-3 Antygen CA 15-3 oznaczano również w osoczu za pomocą testu immunochemiluminescencyjnego (CMIA) z wykorzystaniem zestawu firmy Abboott. Zestaw zawierał: paramagnetyczne mikrocząstki opłaszczone monoklonalnymi przeciwciałami przeciwko CA 15-3, koniugat – monoklonalne przeciwciała przeciwkoCA 15-3 znakowane akrydyną, roztwór przygotowawczy – 1,32% nadtlenek wodoru, roztwór wyzwalający reakcję – 0,35 N wodorotlenek sodu, bufor przemywający- roztwór soli fizjologicznej buforowanej fosforanem. CMIA to dwuetapowy test umożliwiający ilościowe oznaczanie CA 15-3 zarówno w osoczu jak i w surowicy pacjentek. W pierwszym etapie do naczynka reakcyjnego zawierającego badaną próbkę (antygen CA 15-3) pipetor dozuje się paramagnetyczne mikrocząstki opłaszczone przeciwciałami anty-CA 15-3. Mieszanina reakcyjna zostaje wymieszana i poddana inkubacji, podczas której powstaje kompleks immunologiczny antygen – przeciwciało. Niezwiązany materiał zostaje wypłukany za pomocą buforu przemywającego. W drugim etapie do mieszaniny reakcyjnej dodawane są drugie przeciwciała przeciwko CA 15-3 znakowane znacznikiem chemiluminescencyjnym – akrydyną. Przeprowadza się kolejną inkubację oraz wypłukanie niezwiązanego materiału. Następnie dodawany jest roztwór przygotowawczy, który przygotowuje znacznik poprzez oddzielenie go od kompleksu mikrocząsteczek. Ponadto zapobiega powstawaniu skupisk mikrocząsteczek. Na koniec dozowany jest roztwór wyzwalający reakcję. Podczas utleniania akrydyny dochodzi do emisji światła. Układ optyczny dokonuje odczytu w relatywnych jednostkach świecenia (RLU), które następnie zamieniane są na jednostki stężenia badanego analitu. 34 M-CSF i MMP-2 jako biomarkery raka piersi 3.3.4. Aparatura Do oznaczania MMP-2 i M-CSF testem ELISA wykorzystano automatyczny czytnik płytek FL 600 firmy BIO-TEK i odczynniki firmy R&D. Badanie stężenia CA 15-3 wykonano na platformie laboratoryjnej ARCHITECT CI8200 firmy ABBOTT. 3.4. Analiza Statystyczna Analiza statystyczna otrzymanych wyników została wykonana przy pomocy programu STATISTICA. Ocenę stężenia w grupie badanej i kontrolnej dokonano w oparciu o test nieparametryczny U MannaWhitneya. Ocenę przydatności diagnostycznej M-CSF, MMP-2 oraz CA 15-3 przeprowadzono przy użyciu wskaźników diagnostycznych, które przedstawiono poniżej: czułość diagnostyczna jest to stosunek wyników prawdziwie dodatnich (wynik dodatni u ludzi chorych) do sumy wyników prawdziwie dodatnich oraz fałszywie ujemnych (wszystkie wyniki u osób chorych). Czułość określa zdolność testu do wykrycia choroby oraz prawidłowe zaklasyfikowanie osób do grupy chorych; swoistość diagnostyczna jest to stosunek wyników prawdziwie ujemnych (wynik ujemny u ludzi zdrowych) do sumy wyników prawdziwie ujemnych oraz fałszywie dodatnich (wszystkie wyniki u osób zdrowych). Swoistość określa zdolność testu do wykluczenia choroby oraz prawidłowe zaklasyfikowanie osób do grupy zdrowych; wartość predykcyjna dodatnia (PPV) jest to stosunek wyników prawdziwie dodatnich do wszystkich wyników dodatnich, zarówno prawdziwych jak i fałszywych. Służy do szacowania prawdopodobieństwa wykrycia danej choroby wśród osób z dodatnim wynikiem testu; wartość predykcyjna ujemna (NPV) jest to stosunek wyników prawdziwie ujemnych do wszystkich wyników ujemnych, zarówno prawdziwych jak i fałszywych. Służy do oszacowania prawdopodobieństwa wykluczenia choroby wśród osób z ujemnym wynikiem testu. 4. Analiza wyników badań Tabela 2 zawiera wartości stężenia wybranych parametrów – MMP-2, M-CSF oraz markera porównawczego CA 15-3 w osoczu osób chorych na raka piersi oraz u zdrowych wolontariuszy. 35 Edyta Katarzyna Głażewska, Monika Gudowska, Monika Zajkowska, Sławomir Ławicki Tabela 2. Stężenia wybranych parametrów oraz markera porównawczego w osoczu osób chorych na raka piersi oraz u zdrowych wolontariuszy Grupy badane Pacjentki z rakiem piersi Osoby zdrowe MMP-2 (ng/ml) M-CSF (pg/ml) CA 15-3 (U/ml) 183.24 40.80-470.00 * 435.55 136.6-1700.04 * 26.78 7.15-204.00 186.64 35.60-342.84 284.65 159.17-468.73 15.28 5.67-24.40 * różnica istotna statystycznie (P<0.05) Źródło: opracowanie własne Stężenie M-CSF, podobnie jak CA 15-3 wykazywało istotnie statystycznie wyższą wartość w osoczu kobiet z nowotworem piersi w porównaniu do grupy zdrowych osób. Istotności tej nie zanotowano przy oznaczeniu MMP-2. Wskaźniki diagnostyczne takie jak – czułość (SE), swoistość (SP), wartość predykcyjna wyniku dodatniego (PPV) i ujemnego (NPV) przedstawione zostały w tabeli 3. M-CSF i MMP-2, podobnie jak CA 15-3, wykazały wysokie wartości swoistości diagnostycznej (94% w każdym przypadku). Czułość diagnostyczna (55%, 31%), wartość predykcyjna wyniku dodatniego (95%, 91%) i ujemnego (51%, 40%) analizowanej cytokiny oraz metaloproteinazy były niższe w porównaniu do CA 15-3 (odpowiednio 63%, 56%). Zależność między czułością i swoistość diagnostyczną ilustruje krzywą ROC. AUC oznacza przydatność kliniczną analizowanego markera nowotworowego i jego moc diagnostyczną. Według otrzymanych danych wartość AUC dla CA 15-3 (0,843), była wyższa niż oznaczona dla MMP-2 (0,593) i M-CSF (0,771). Czułość diagnostyczna, wartość predykcyjna wyniku ujemnego (Tabela 3) oraz moc diagnostyczna badań (AUC) wyraźnie wzrastały przy jednoczesnej analizie parametrów i tak dla połączenia CA 15-3 z M-CSF wartość AUC wynosiła 0,871, a przy kombinacji CA 15-3 z MMP-2 wzrastała do 0,842. 36 M-CSF i MMP-2 jako biomarkery raka piersi Tabela 3. Kryteria diagnostyczne wybranych parametrów oraz ich połączenia z CA 15-3 u osób chorych na raka piersi Źródło: opracowanie własne 5. Podsumowanie Na podstawie istniejących obecnie danych literaturowych wysnuliśmy przypuszczenie o możliwości wykorzystania MMP-2 oraz M-CSF jako biomarkerów raka piersi. Przeprowadzone analizy wykazały, iż oba związki, a w szczególności ich oznaczanie wraz z rutynowo wykorzystywanym markerem CA 15-3 istotnie zwiększa czułość wykrywania tego 37 Edyta Katarzyna Głażewska, Monika Gudowska, Monika Zajkowska, Sławomir Ławicki typu nowotworu. Dlatego też niezbędne są dalsze analizy na większej grupie chorych z rakiem piersi, a także określenie stężeń MMP-2 i M-CSF oraz ich kryteriów diagnostycznych w zależności od stopnia zaawansowania nowotworu w celu potwierdzenia ich klinicznej użyteczności 6. Wnioski Uzyskane wyniki sugerują możliwość wykorzystania M-CSF i MMP-2 w diagnostyce i monitorowaniu raka piersi, ale tylko w połączeniu z CA 15-3. Literatura 1. Siegel R. L., Miller K. D., Jemal A. Cancer statistics, 2015, CA: A Cancer Journal for Clinicians, 65 (2015), s. 5-29 2. Trichopoulos D., Adami H. O., Ekbom A., Hsieh C. C., Lagiou P. Early life events and conditions and breast cancer risk: from epidemiology to etiology, International Journal of Cancer, 122 (2008), s. 481-485 3. Harris L., Fritsche H., Mennel R., Norton L., Ravdin P., Taube S., et al. American Society of Clinical Oncology 2007 update of recommendations for the use of tumor markers in breast cancer, Journal of Clinical Oncology, 25 (2007), s. 5287-5312 4. Lipka D., Boratyński J. Metaloproteinazy MMP. Struktura i funkcja Metalloproteinases. Structure and function, Postepy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 62 (2008), s. 328-336 5. Mendes O., Kim H. T., Lungu G., Stoica G. MMP2 role in breast cancer brain metastasis development and its regulation by TIMP2 and ERK1/2, Clinical and Experimental Metastasis, 24 (2007), s. 341-351 6. Lambert V., Wielockx B., Munaut C., Galopin C., Jost M., Itoh T., et al. MMP-2 and MMP-9 synergize in promoting choroidal neovascularization, The FASEB Journal, 17 (2003), s.2290-2302 7. Song N., Sung H., Choi J.Y., Han S., Jeon S., Song M. Preoperative serum levels of matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) and survival of breast cancer among Korean women, Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention, 21 (2012), s. 1371-1380 8. Ben Néjima D., Ben Zarkouna Y., Gammoudi A., Manai M., Boussen H. Prognostic impact of polymorphism of matrix metalloproteinase-2 and metalloproteinase tissue inhibitor-2 promoters in breast cancer in Tunisia: case-control study, Tumour Biology, 36 (2015), s. 3815-3822 9. Sullu Y., Demirag G. G., Yildirim A., Karagoz F., Kandemir B. Matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) and MMP-9 expression in invasive ductal carcinoma of the breast, Pathology – Research and Practice, 207 (2011), s. 747-753 10. Waleh N. S., Murphy B. J., Zaveri N. T. Increase in tissue inhibitor of metalloproteinase-2 (TIMP-2) levels and inhibition of MMP-2 activity in a metastatic breast cancer cell line by an anti-invasive small molecule SR13179, Cancer Letters, 289 (2010), s. 111-118 38 M-CSF i MMP-2 jako biomarkery raka piersi 11. Ławicki S., Będkowska G. E., Wojtukiewicz M., Szmitkowski M. Hematopoietic cytokines as tumor markers in breast malignancies. A multivariate analysis with ROC curve in breast cancer patients, Advances in Medical Sciences, 58 (2013), s. 207-215 12. Chockalingam S., Ghosh S. S. Macrophage colony-stimulating factor and cancer: a review, Tumour Biology, 35 (2014), s. 10635-10644 13. Ławicki S., Głażewska E. K., Sobolewska M., Będkowska G. E., Szmitkowski M. Plasma Levels and Diagnostic Utility of Macrophage Colony-Stimulating Factor, Matrix Metalloproteinase-9, and Tissue Inhibitor of Metalloproteinases-1 as New Biomarkers of Breast Cancer, Annals of Laboratory Medicine, 36 (2016), s. 223-229 14. Ławicki S., Będkowska G. E., Szmitkowski M. VEGF, M-CSF and CA 15-3 as a new tumor marker panel in breast malignancies: a multivariate analysis with ROC curve, Growth Factors, 31 (2013), s. 98-105 15. Ławicki S., Będkowska G. E., Gacuta-Szumarska E., Czygier M., Szmitkowski M. The plasma levels and diagnostics utility of selected hematopoietic growth factors in endometrial cancer patients and with myoma uteri, Polski Merkuriusz Lekarski, 28 (2010), s. 354-358 16. Vasiliades G., Kopanakis N., Vasiloglou M., Zografos G., Margaris H., Masselou K., et al. Role of the hematopoietic cytokines SCF, IL-3, GM-CSF and M-CSF in the diagnosis of pancreatic and ampullary cancer, The International Journal of Biological Markers, 27 (2012), s.186-94 17. Bahar B., AcedilAyc Iota B., Çoşkun U., Büyükberber S., Benekli M., Yildiz R. Granulocyte colony stimulating factor (G-CSF) and macrophage colony stimulating factor (M-CSF) as potential tumor markers in non small cell lung cancer diagnosis, Asian Pacific Journal of Cancer Prevention, 11 (2010), s. 709-712 18. Chambers S. K., Kacinski B. M., Ivins C. M., Carcangiu M. L. Overexpression of epithelial macrophage colony-stimulating factor (CSF-1) and CSF-1 receptor: a poor prognostic factor in epithelial ovarian cancer, contrasted with a protective effect of stromal CSF-1, Clinical Cancer Research, 3 (1997), s. 999-1007 39 Edyta Katarzyna Głażewska, Monika Gudowska, Monika Zajkowska, Sławomir Ławicki M-CSF i MMP-2 jako biomarkery raka piersi Streszczenie Wstęp. Czynnik stymulący kolonie makrofagowe (M-CSF) oraz metaloproteinazy macierzy zewnątrzkomórkowej (MMPs) mogą odgrywać ważną rolę w powstawaniu i inwazji nowotworów. MMPs wykazują znamienne znaczenie w patogenezie raka piersi poprzez degradację składników matrix międzykomórkowego. MMP-2 (żelatynaza A) posiada zdolność trawienia kolagenu IV, co ułatwia inwazję komórek raka piersi i tworzenie przerzutów. Wykazano również wydzielanie MCSF w wielu liniach komórkowych tego nowotworu. Celem badań była ocena stężeń oraz przydatności diagnostycznej M-CSF oraz MMP-2 u pacjentek z rakiem piersi oraz ich porównanie z markerem rutynowo oznaczanym w diagnostyce tego nowotworu, tj. z CA 15-3. Materiały i metody. Badaniami objęto 90 pacjentek z rakiem piersi. Grupę kontrolną stanowiło 60 zdrowych kobiet. Materiałem do badań było osocze ubogopłytkowe. Oznaczenia MMP-2 i MCSF wykonano metodą ELISA, CA 15-3 – metodą CMIA. Określono przydatność diagnostyczną MMP-2, M-CSF i CA 15-3 poprzez wyliczenie czułości i swoistości diagnostycznej, wartości predykcyjnych wyniku dodatniego i ujemnego oraz mocy diagnostycznej badań – pole pod krzywą ROC (AUC). Wyniki. Wykazano znamiennie wyższe stężenie M-CSF oraz markera porównawczego u chorych na raka piersi. M-CSF i MMP-2, podobnie jak CA 15-3, wykazały wysokie wartości swoistości diagnostycznej (94% w każdym przypadku). Czułość diagnostyczna (55%, 31%), wartość predykcyjna wyniku dodatniego (95%, 91%) i ujemnego (51%, 40%%) oraz pole pod krzywą ROC (AUC) (0,771; 0,593) były niższe w porównaniu do CA 15-3 (odpowiednio 63%, 56%, 0,843). Czułość diagnostyczna, wartość predykcyjna wyniku ujemnego oraz moc diagnostyczna badań (AUC) wyraźnie wzrastały przy jednoczesnej analizie badanych parametrów. Wnioski. Uzyskane wyniki sugerują możliwość wykorzystania M-CSF i MMP-2 w diagnostyce i monitorowaniu raka piersi, ale tylko w połączeniu z CA 15-3. Słowa kluczowe: rak piersi, MMP-2, M-CSF M-CSF and MMP-2 as biomarkers of breast cancer patients Abstract Background. Macrophage – colony stimulating factor (M–CSF) and matrix metalloproteinase 2 (MMP-2) may play an important role in pathogenesis and spreading of cancer disease. Some clinical investigations have shown an autologous production of M–CSF in various human tumor cell lines in vitro and in vivo. There was also proved that MMP-2 is involved in cancer invasion by unique ability to degrade type IV collagen and other extracellular matrix components. In this study we investigated the plasma levels of M-CSF and MMP-2 in comparison to commonly accepted tumor marker CA 15-3 in breast cancer patients and in relation to the control group (healthy subjects). Methods. Tested group included 90 breast cancer patients. The control group consisted of 60 healthy volunteers. Plasma levels of M-CSF and MMP-2 were determined using immunoenzyme assay (ELISA), CA 15-3 concentrations by chemiluminescent microparticle immunoassay (CMIA). Results. Plasma levels of M-CSF and tumor marker CA 15-3 were significantly higher in breast cancer patients as compared to the healthy control. The M-CSF, MMP-2 and CA 15-3 diagnostic specificities received high values. The M-CSF and MMP-2 diagnostic sensitivity, the positive and the negative predictive value and AUC value were lower than CA 15-3. The combined use of tested parameters resulted in the increase of the sensitivity, specificity and AUC value. Conclusions. These results suggest the usefulness of M-CSF and MMP-2 in the diagnostics of breast cancer, especially in combination with CA 15-3,as a new biomarkers panel. KeyWords: breast cancer, MMP-2, M-CSF 40 Katarzyna Schab1, Magdalena Amarowicz2, Marcin Urbańczuk3 Metody postępowania w terapii bólu nowotworowego w praktyce lekarza każdej specjalności 1. Wprowadzenie Ból jest doświadczeniem czuciowym i emocjonalnym, subiektywnie postrzeganym jako nieprzyjemne, związanym z potencjalnym bądź rzeczywistym uszkodzeniem tkanek organizmu [1]. Odczuwanie bólu jest zjawiskiem niezwykle złożonym, łączącym bodźce zmysłowe wynikające z procesu patologicznego i uszkodzenia tkanki oraz towarzyszące mu doświadczenia natury psychicznej i emocjonalnej, które są razem integrowane na poziomie kory mózgowej. Coraz częściej podkreśla się subiektywny charakter dolegliwości – w praktycznym aspekcie bólem staje się więc każde wrażenie, które w ten sposób określi chory. Zjawisko bólu spowodowanego przez nowotwór również powinno się rozpatrywać w jego wielowymiarowej formie tj z uwzględnieniem jego aspektu psychologicznego, społecznego oraz duchowego [2]. Według aktualnych danych epidemiologicznych problem bólu dotyczy nawet 70-90% pacjentów w zaawansowanym stadium choroby nowotworowej, co w Polsce oznacza około 200 tysięcy chorych żyjących z chorobą oraz 50-60 tysięcy nowych przypadków rocznie [3]. Szacuje się, że także około 20-30% pacjentów we wczesnym stadium choroby nowotworowej doświadcza bólu [krn]. Mimo rozwoju metod leczenia bólu, opracowywania i unowocześniania standardów leczenia przeciwbólowego, kontrola bólu wśród pacjentów onkologicznych wydaje się wciąż niewystarczająca. Według aktualnych danych epidemiologicznych aż 42% spośród wszystkich chorych leczonych przeciwbólowo cierpi z powodu złej kontroli dolegliwości [4]. Co więcej, prawie 1/4 pacjentów odczuwających 1 [email protected]; Katedra i Zakład Immunologii Klinicznej, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.immunologia.am.lublin.pl 2 [email protected]; Katedra i Zakład Patomorfologii Klinicznej, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.patomorfologia.lublin.pl 3 [email protected]; Katedra i Zakład Medycyny Rodzinnej, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl; 41 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk umiarkowany lub silny ból nie otrzymuje żadnego leczenia przeciwbólowego, a u około 30% spośród nich sytuacja taka trwa przez przynajmniej rok [4]. Przewlekłe odczuwanie bólu przez pacjenta prowadzi w sposób nieunikniony do silnych emocji, w tym gniewu, ale także lęku, depresji a także znacząco wpływa na codzienne funkcjonowanie oraz rytm snu i czuwania [5]. Z uwagi na wielkie obciążenie jakim jest ból u chorego na nowotwór, jego zwalczanie stanowi jedno z najważniejszych zadań w opiece nad pacjentem onkologicznym, bez względu na stadium choroby i rodzaj stosowanego leczenia przyczynowego. Największe doświadczenie w postępowaniu z bólem w przebiegu choroby nowotworowej wydają się mieć specjaliści onkologii klinicznej, medycyny paliatywnej czy anestezjolodzy. Należy jednak zwrócić uwagę, że ból może towarzyszyć pacjentowi od momentu rozpoznania choroby czy nawet ten moment poprzedzać, może więc wystąpić zanim chory trafi pod opiekę ośrodka onkologicznego. Dodatkowo, dzięki postępowi w zakresie leczenia onkologicznego zwiększa się grupa pacjentów żyjących z rozpoznaniem nowotworu złośliwego a problem leczenia wspomagającego, w tym leczenia bólu, przybiera przewlekłą formę. Postępowanie z pacjentem doświadczającym bólu nowotworowego staje się zatem coraz częściej domeną lekarza internisty, chirurga czy lekarza pierwszego kontaktu. Biorąc pod uwagę rangę i skalę problemu bólu nowotworowego, wiedza w zalesie optymalnego leczenia przeciwbólowego wydaje się niezbędna dla każdego specjalisty. 2. Cel pracy Celem przedstawionej pracy było podsumowanie stanu wiedzy odnośnie mechanizmów oraz metod leczenia bólu u pacjenta onkologicznego. Zebrano informacje na temat dostępnych opcji leczenia przeciwbólowego oraz wskazań do poszczególnych procedur na podstawie aktualnej literatury oraz obowiązujących rekomendacji. Za cel postawiono sobie wykazanie, że postępowanie przeciwbólowe u pacjentów onkologicznych nie jest jedynie domeną lekarza onkologa, ale staje się ważnym problemem klinicznym nowoczesnej interny, geriatrii czy medycyny rodzinnej. 3. Materiały i metody W pracy dokonano przeglądu dotychczasowych metod leczenia bólu nowotworowego w oparciu o Polskie i światowe zalecenia ekspertów, obowiązujące rekomendacje oraz publikacje pochodzące z lat 2006-2016. 42 Metody postępowania w terapii bólu nowotworowego w praktyce lekarza każdej specjalności 4. Mechanizm powstawania bólu nowotworowego Mechanizm powstawania bólu nowotworowego jest bardzo złożony i obejmuje szereg zmian jakie rozrastająca się tkanka nowotworowa wywołuje w okolicznych narządach oraz funkcjonowaniu układu nerwowego i immunologicznego [6]. Ból może wynikać z lokalnego naciekania nowotworu na otaczające tkanki (np. tkanki miękkie, osłonki i włókna nerwowe, struktury kostne, błony surowicze) i ich degradacji, z rozrostu w narządach mających torebkę (np. w wątrobie), z niedokrwienia tkanek wywołanego zamknięciem naczyń przez nowotwór, niedrożności mechanicznej spowodowanej zamknięciem światła przewodu pokarmowego czy też zwiększonym ciśnieniem śródczaszkowym w przypadku pierwotnych guzów/przerzutów w ośrodkowym układzie nerwowym [1]. W każdym wypadku dolegliwości zależą także od czynników psychicznych, społecznych i emocjonalnych (np. poziomu lęku, depresji) [7]. W związku z postępem metod leczenia onkologicznego i wydłużeniem czasu przeżycia chorych coraz częściej problem bólu wynika także z przebytego lub kontynuowanego leczenia miejscowego (chirurgicznego lub radioterapii) bądź systemowego (leczenie chemiczne czy ukierunkowane molekularnie) i ma głównie charakter neuropatyczny [8]. Najpopularniejszym istniejącym podziałem mechanizmów powstawania dolegliwości bólowych w przebiegu choroby nowotworowej jest klasyfikacja patofizjologiczna (Tabela 1.). 5. Diagnostyka bólu nowotworowego Właściwa ocena bólu u pacjenta onkologicznego jest w praktyce bardzo ważnym etapem postępowania, gdyż umożliwia wybór najskuteczniejszego leczenia. Podczas oceny dolegliwości bólowych u chorego na nowotwór należy uwzględnić takie parametry jak: natężenie bólu, jego mechanizm patofizjologiczny i kliniczny, towarzyszący dystres psychiczny oraz ewentualną obecność bólu przebijającego [8]. Do oceny natężenia dolegliwości bólowych powszechnie używane są skale, na których pacjent może w sposób subiektywny ocenić nasilenie bólu, który odczuwa. Znaczenie praktyczne mają zarówno skale słowne, wzrokowo-analogowe jak i numeryczne. Cztero- lub pięciostopniowe skale słowne pozwalają na półopisowe nazwanie natężenia bólu i obejmują, jak np. w skali Likerta, stopnie: brak bólu, ból słaby, umiarkowany, silny i nie do zniesienia. Skala numeryczna opiera się na ocenie punktowej (0-10) nasilenia bólu przez pacjenta, gdzie wartość 0 odpowiada brakowi dolegliwości a 10 wskazuje na ból najsilniejszy. W skali wzrokowo-wizualnej (VAS, visual-analogue scale) stopniowanie bólu wygląda podobnie, z tym że może być on oceniony przy pomocy wartości pośredniej na 10 centymetrowym odcinku linii [8]. 43 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk Tabela 1. Klasyfikacja patofizjologiczna bólu wraz z charakterystyką kliniczną i przykładami dolegliwości u pacjenta [6] [8] Przyczyna bólu Charakterysty ka kliniczna Przykład dolegliwości w trakcie choroby nowotworowej Bóle receptorowe (nocyceptywne) Mechaniczne/chemiczne drażnienie zakończeń bólowych w sąsiedztwie nacieku nowotworowego lub przerzutu Ból somatyczny – tępy lub ostry, o dokładnym umiejscowieniu Ból trzewny – tępy, trudny do konkretnego umiejscowienia Ból somatyczny – bóle kostne towarzyszące przerzutom i złamaniom patologicznym; Ból trzewny – ból towarzyszący niedrożności mechanicznej w przebiegu raka jelita grubego; Bóle niereceptorowe (neuropatyczne, deaferentacyjne Zniszczenie lub ucisk struktur układu nerwowego (nerwów obwodowych, korzeni, rdzenia kręgowego) Poprzedzony wystąpieniem przeczulicy, następnie ból stały, palący, szarpiący, uczucie “rażenia prądem” Uszkodzenie włókien nerwowych rogów tylnych przez naciek mięsaka tkanek miękkich okolicy przykręgosłupowej; Polineuropatia związana z chemioterapią; Źródło: Opracowanie własne, w oparciu o [6] i [8] Ocena patofizjologiczna bólu nowotworowego ma duże znaczenie z uwagi na różną skuteczność metod leczniczych w postępowaniu z bólem o różnym mechanizmie powstawania [6]. Bóle przebijające to nagłe, przeszywające i zwykle krótkotrwałe bóle, występujące u pacjentów leczonych stabilnymi dawkami opioidów, które należy właściwie rozpoznać i różnicować od objawów nieskuteczności podstawowego leczenia [9]. Zgodnie ze wytycznymi ESMO (European Society for Medical Oncology) ocena bólu powinna być wszechstronna i całościowa, powinna być prowadzona także u pacjentów we wczesnych stadiach nowotworu i być powtarzana w czasie trwania choroby oraz leczenia onkologicznego, gdyż tylko takie postępowanie jest w stanie zapewnić dobrą kontrolę dolegliwości i komfort chorego [10]. 6. Metody leczenia bólu nowotworowego Z uwagi na złożoność patomechanizmu bólu nowotworowego, subiektywną ocenę natężenia oraz znaczny wpływ na funkcjonowanie i jakość życia pacjenta leczenie bólu stanowi jednocześnie ważne i trudne zagad- 44 Metody postępowania w terapii bólu nowotworowego w praktyce lekarza każdej specjalności nienie kliniczne. Przy wyborze metody postępowania uwzględnia się nasilenie, mechanizm patofizjologiczny i dokładną przyczynę powstawania bólu, jego lokalizację a także współistniejące obciążenia pacjenta i wydolność narządów. 6.1. Farmakoterapia bólu zgodnie z zasadą drabiny analgetycznej Farmakoterapia stanowi wciąż najpowszechniej stosowaną metodę zwalczania bólu u pacjentów z nowotworami złośliwymi. Skuteczność leczenia farmakologicznego różni się w zależności od mechanizmu powstania dolegliwości bólowych oraz ich nasilenia; według szacunków WHO aż 85-95% chorych onkologicznych może być skutecznie leczonych przeciwbólowo przy pomocy odpowiednio dobranych leków. Standardem leczenia przeciwbólowego u pacjentów onkologicznych w Polsce i na świecie jest opracowana przez WHO trójstopniowa drabina analgetyczna. Podstawową zasadą działania schematu jest zmiana stosowanego leku na silniejszy w sytuacji, gdy jego racjonalne dawkowanie nie pozwala na dobrą kontrolę dolegliwości [5]. Celem optymalizacji skuteczności leczenia, do leków wyższych stopni drabiny powinny być dodawane leki pierwszego szczebla, można także rozważyć włączenie do leczenia także koanalgetyku, zwłaszcza przy obecności komponenty neuropatycznej bólu. Drabina analgetyczna została tak skonstruowana, by mogła być z powodzeniem stosowana w każdych warunkach i przez lekarza dowolnej specjalności. 6.1.1. Analgetyki nieopioidowe Nieopioidowe leki przeciwbólowe, do których zaliczane są paracetamol, niesteroidowe leki przeciwzapalne oraz metamizol, stanowią ważny element terapii bólu u pacjentów onkologicznych. W monoterapii zalecane są w bólach o słabym nasileniu, za które przyjmuje się ból oceniony w skali numerycznej na mniej niż 3-4 punkty. Mechanizmy działania oparte są o hamowanie powstawania mediatorów bólu takich jak prostaglandyny na poziomie ogniska zapalnego (NLPZ, niesteroidowe leki przeciwzapalne) lub ośrodkowego układu nerwowego (paracetamol), przy czym metamizol wykazuje także działanie spazmolityczne [11-13]. Analgetyki nieopioidowe stanowią ważną składową tzw. multimodalnego postępowania przeciwbólowego u pacjentów z nowotworami złośliwymi. Zastosowanie leku nieopioidowego pozwala na zmniejszenie dawek opioidów o około 30-50%, a więc również znaczne zmniejszenie ich działań niepożądanych, przy utrzymaniu dobrej kontroli bólu [6]. Stosowanie każdego leku z tej grupy przez okres dłuższy niż 10 dni powinno odbywać pod kontrolą lekarską z uwagi na możliwe działania 45 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk niepożądane. Głównym problemem związanym ze stosowaniem niesteroidowych leków przeciwzapalnych jest możliwość uszkodzenia błony śluzowej przewodu pokarmowego i działanie nefrotoksyczne zwłaszcza u pacjentów z upośledzoną czynnością nerek [14]. Rzadkim lecz ciężkim działaniem niepożądanym metamizolu jest hematotoksyczność, ujawniająca się głównie jako neutropenia/agranulocytoza [13]. W przypadku długotrwałego stosowania paracetamolu lub przekroczenia dawek dobowych istnieje ryzyko uszkodzenia wątroby [11]. 6.1.2. Słabe opioidy Leki II stopnia drobiny analgetycznej stanowią agoniści receptorów opioidowych w ośrodkowym i obwodowym układzie nerwowym, wykazujący tzw. efekt pułapowy działania przeciwbólowego, oznaczający brak wzrostu siły działania przeciwbólowego przy zwiększeniu dawki powyżej dawki granicznej [8]. Terapię analgetykiem tej grupy rozpoczyna się przy dolegliwościach bólowych o umiarkowanym nasileniu (ok 4-7 punktów w skali numerycznej). Wśród dostępnych w Polsce leków tej grupy znajduje się: kodeina, dhydrokodeina oraz tramadol. Ostatni z wymienionych jest najczęściej stosowanym lekiem należącym do słabych opioidów. Charakteryzuje się on podwójnym mechanizmem działania przeciwbólowego obejmującym efekt agonistyczny na receptory opioidowe oraz nasilenie przekaźnictwa serotoninergicznego i noradrenergicznego biorących udział w aktywacji zstępującego układu antynocyceptywnego [6]. Efekt przeciwbólowy tramadolu może być osłabiony przy równoczesnym stosowaniu przez pacjenta ondansetronu, karbamazepiny czy antagonistów receptorów serotoninowych, zaś nasilony w skojarzeniu z lekami przeciwdepresyjnymi (trójpierścieniowe, SSRI), których jednoczesne podawanie zwiększa ryzyko wystąpienia zespołu serotonergicznego [8]. Tramadol nie charakteryzuje się wyraźną tendencją do wywoływania tolerancji czy uzależnienia [6]. Wśród często spotykanych działań niepożądanych wszystkich opioidów wymienia się nudności, wymioty, senność, zawroty głowy, zaparcia, zatrzymanie moczu [8]. 6.1.3. Silne opioidy Silne opioidy stanowią trzeci i ostatni szczebel drabiny analgetycznej i są stosowane w bólu różnego pochodzenia o natężeniu umiarkowanym do silnego. Podobnie jak środki drugiego szczebla schematu WHO, także silne opioidy działają agonistycznie na receptory opioidowe w ośrodkowym układzie nerwowym i tą drogą rozwijają swój efekt przeciwbólowy. Leki tej grupy różnią się od słabszych opioidów siłą działania, brakiem efektu pułapowego oraz większym potencjałem do rozwijania tolerancji na 46 Metody postępowania w terapii bólu nowotworowego w praktyce lekarza każdej specjalności leczenie i zależności [6]. Morfina, będąca podstawowym lekiem grupy silnych opioidów, wykazuje 10-krotnie większą siłę działania przeciwbólowego niż analgetyki II stopnia drabiny WHO. Inne opioidy III stopnia schematu WHO wykazują działanie wielokrotnie silniejsze od morfiny, w tym fentanyl i buprenorfina przekraczają jej działanie około 100-krotnie [8]. Najczęstszymi sposobami stosowania opioidów są droga doustna i przezskórna, które zapewniają tzw. „podstawowe” leczenie przeciwbólowe u chorych z silnymi dolegliwościami. Leczenie doustne preparatami morfiny powinno być rozpoczynane od niskiej dawki (np. 20 mg morfiny w 2 dawkach podzielonych w równym odstępie czasowym) i stopniowo zwiększane do osiągnięcia dobrego efektu analgetycznego [15]. Terapia przezskórna jest szczególnie korzystna przy znacznym zaawansowaniu choroby i silnych dolegliwościach, gdyż zapewnia ciągły dostęp opioidu do organizmu. W przypadku fentanylu początkowe dawkowanie to pół plastra (co oznacza około 12,5 ug uwalnianego opioidu na godzinę) przyklejane na skórę co 72 godziny, dla buprenorfiny 1 plaster 35 ug/dobę [10]. Działanie terapeutyczne postaci przezskórnej rozwija się stopniowo przez około 12-24 godziny i w tym czasie zaleca się kontynuację leczenia doustnego. Postaci przezśluzówkowe, pozwalające na rozwój działania przeciwbólowego niemal natychmiast po zastosowaniu leku pozostają zarezerwowane dla bólów przebijających [16]. Korzystną lecz nie zawsze dostępną opcją jest podawanie podskórne leków opioidowych, wraz z możliwością dodania dawki leku “na żądanie” chorego, tzw. patient-controlled analgesia (PCA). Działania niepożądane przy przewlekłym stosowaniu silnych opioidów występują z relatywnie dużą częstością. Szacuje się, że dolegliwości związane z przewodem pokarmowym (zaparcie, nudności oraz wymioty) dotyczą około 50% pacjentów, senność i spowolnienie psychoruchowe – około 30%. Przedawkowanie silnych opioidów może także wiązać się z ryzykiem wystąpienia depresji oddechowej, jednak nie powinno ono wstrzymywać skutecznego leczenia przeciwbólowego w terminalnym stadium choroby nowotworowej [17]. 6.1.4. Koanalgetyki (leczenie uzupełniające) w drabinie analgetycznej Skuteczność klasycznych analgetyków drabiny analgetycznej jest znacząco mniejsza w przypadku bólu o charakterze neuropatycznym. Szacuje się, że jest on częstym zjawiskiem dotyczącym około 20-30% chorych na nowotwory złośliwe i wynika głównie z choroby nowotworowej, choć częściej niż inne rodzaje bólu również z leczenia onkologicznego czy chorób współistniejących [18, 19]. W każdym wypadku stwierdzenia komponenty neuropatycznej bólu u pacjenta onkologicznego powinno się 47 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk wdrożyć do dotychczasowego leczenia lek z grupy koanaletyków. Grupa ta obejmuje leki przeciwdrgawkowe, przeciwdepresyjne, glikokortykosteroidy oraz ketaminę [20]. Leki przeciwdrgawkowe są skuteczną opcją terapeutyczną w przypadku bólu neuropatycznego o charakterze szarpania, palenia i napadowym przebiegu [8]. Dystres psychiczny towarzyszący bólowi neuropatycznemu, rozwojowi choroby nowotworowej, niesprawności i działaniom niepożądanym terapii onkologicznej sugeruje z kolei konieczność leczenia przeciwdepresyjnego. Leki przeciwdepresyjne mogą być dołączane na każdym etapie leczenia do klasycznych analgetyków oraz leków przeciwdrgawkowych i są skuteczne w każdym rodzaju bólu neuropatycznego [20]. Deksametazon i inne glikokortykosteroidy znajdują zastosowanie w przypadku bólu związanego z uciskiem struktur nerwowych, zmniejszają obrzęk perineurium towarzyszący naciekowi nowotworowemu nerwów obwodowych oraz tkanki mózgowej przy przerzutach do centralnego układu nerwowego, zmniejszjąc ciśnienie śródczaszkowe. Ketamina jest rzadko stosowanym koanalgetykiem, jednak wykazuje korzyści w ciężkich i opornych bólach neuropatycznych, źle kontrolowanych dużymi dawkami opioidów w zaawansowanej chorobie nowotworowej [21]. 6.2. Leczenie bólu kostnego Układ kostny stanowi trzecią po płucach i wątrobie lokalizację występowania przerzutów nowotworowych, które występują u 30-70% pacjentów onkologicznych, najczęściej towarzysząc rakowi piersi i prostaty [6]. Ocenia się, że dolegliwości bólowe są obecne u 100% pacjentów z przerzutami do układu kostnego i mogą wynikać z naruszenia ciągłości okostnej, zwiększenia ciśnienia śródszpikowego, złamań patologicznych oraz ucisku na rdzeń lub korzenie nerwowe [22]. Z uwagi na przeważający somatyczny charakter, ból kostny zwykle relatywnie dobrze reaguje na analgetyki drabiny WHO. 6.2.1. Denosumab a ból kostny Denosumab to ludzkie przeciwciało monoklonalne skierowane przeciwko cząsteczce RANKL, będącej ligandem białka RANK na osteoklastach [23]. Zablokowanie tego szlaku w komórkach kościogubnych hamuje proces przebudowy kostnej przy przerzutach nowotworowych do kości [24]. Lek ten powoduje zwiększenie masy kostnej i zmniejszenie ryzyka złamań u kobiet z osteoporozą pomenopauzalną, ma też znaczenie ochronne przed utratą masy kostnej u kobiet z rakiem piersi leczonych uzupełniająco inhibitorami aromatazy [23, 25]. U pacjentów z przerzutami do kości denosumab hamuje resorbcję kostną i istotnie redukuje ryzyko złamań patologicznych [24-27]. Mimo, że bezpośrednie działanie przeciw- 48 Metody postępowania w terapii bólu nowotworowego w praktyce lekarza każdej specjalności bólowe denosumabu nie zostało dotąd dobrze udokumentowane, jest on ujęty w aktualnych wytycznych Polskiego Towarzystwa Onkologicznego wśród leków przydatnych w postępowaniu z bólem u chorych onkologicznych [1]. W badaniu klinicznym III fazy porównującym odczuwanie bólu u pacjentek z rakiem piersi z przerzutami do kości przyjmujących bisfosfoniany lub denosumab wykazano, że osoby przyjmujące denosumab dłużej nie doświadczały bólu lub dolegliwości były mniejsze [28]. Dotychczasowe dowody na bezpośrednie działanie przeciwbólowe są jednak słabe, a lek jest korzystny raczej z powodu możliwości odroczenia wystąpienia złamań i towarzyszącego mu bólu kostnego niż z powodu bezpośrednich efektów analgetycznych [29]. 6.2.2. Bisfosfoniany w leczeniu przeciwbólowym Bisfosfoniany to synetyczne analogi pirofosforanu, wyzwalające działanie antyresorbcyjne poprzez hamowanie aktywności i pobudzanie apoptozy osteoklastów oraz pobudzanie aktywności osteoblastów. Ich wpływ na zwiększenia masy kostnej i zmniejszenia ryzyka złamań patologicznych u pacjentów z osteoporozą lub przerzutami w kościach jest dobrze udokumentowany [30]. Istnieją doniesienia wskazujące, że stosowanie bisfosfonianów wiązało się także ze zmniejszeniem dolegliwości bólowych, zmniejszeniem zużycia analgetyków oraz poprawą jakości życia [30÷32]. W żadnym dotychczasowym badaniu klinicznym ból ani jakość życia nie stanowiły jednak punktów końcowych badania, zatem nie można wyciągnąć z nich ostatecznych wniosków na ten temat i konieczne są dalsze badania. Obecnie bisfosfoniany, podobnie jak denosumab, są uwzględnione wśród leków wspomagających u pacjentów z bólami kostnymi i przerzutami nowotworowymi do kości [1]. Przypuszczalny mechanizm działania przeciwbólowego bisfosfonianów może zależeć od ich wpływu na mikrośrodowisko kości, zmniejszenie miejscowego odczynu a więc ciśnienia śródszpikowego oraz depolaryzacji nocyceptorów [30]. 6.3. Neuroliza/blokada struktur nerwowych Neuroliza lub blokady nerwów obwodowych, zwojów lub splotów układu nerwowego to trwałe lub czasowe wyłączenie tych struktur z procesu przewodzenia impulsów bólowych, poprzez podanie w ich bezpośrednią okolicę stężonego alkoholu bądź fenolu [6]. Stanowi ona przydatną opcję uzupełnienia terapii przeciwbólowej u pacjentów z uporczywymi i silnymi dolegliwościami zwłaszcza o charakterze neuropatycznym, niedokrwiennym bądź trzewnym [8]. Spośród nerwów czuciowych, w praktyce neurolizie można poddawać nerwy międzyżebrowe w przypadku bólów spowodowanych przerzutami 49 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk do żeber lub korzenie tylne ostatnich segmentów krzyżowych rdzenia w przypadkach bólów krocza i odbytu [8]. Neuroliza splotu trzewnego wykazuje dużą przydatność w uporczywych bólach towarzyszących rakowi trzustki. Jej efekty obejmują znaczną redukcję bólu oraz dawek analgetyków, ale także ograniczenie objawów z przewodu pokarmowego oraz poprawę jakości życia chorych [33]. 7. Paliatywne leczenie onkologiczne a zwalczanie bólu nowotworowego 7.1. Rola paliatywnej radioterapii w postępowaniu przeciwbólowym Paliatywne napromienianie zmienionych przerzutowo struktur kostnych ma zastosowanie w sytuacji występowania złamań patologicznych, ucisku rdzenia kręgowego lub dolegliwości bólowych [22]. Efekt przeciwbólowy radioterapii w przypadku zmian kostnych jest znaczący, ponadto utrzymuje się długo po jej zastosowaniu. Szacuje się, że napropmienianie pozwala na redukcję delegliwości o około 50-80% a nawet całkowite ustąpienie bólu u części pacjentów [22]. Radioterapia paliatywna wykazuje skuteczność przeciwbólową zarówno w przerzutach do kręgów jak i innych lokalizacji, przy akceptowalnym, niskim poziomie działań niepożądanych [34, 35]. 7.2. Rola paliatywnego leczenia systemowego w postępowaniu przeciwbólowym Na podstawie dotychczasowych danych nie można potwierdzić jakiegokolwiek bezpośredniego efektu przeciwbólowego chemioterapii. Wydaje się, że onkologiczne leczenie systemowe może natomiast w pośredni sposób wpływać na ryzyko i szybkość rozwijania się dolegliwości bólowych w przebiegu choroby nowotworowej, gdyż hamuje lub spowalnia jej rozwój [6]. 8. Podsumowanie Dolegliwości bólowe u pacjentów cierpiących z powodu nowotworów złośliwych są powszechnym zjawiskiem, dotyczącym około 200 tysięcy chorych w Polsce i blisko 9 milionów na świecie, stanowią więc problem o wymiarze społecznym. Wystąpienie bólu w przebiegu choroby rozrostowej powoduje wiele negatywnych konsekwencji dla chorego i wiąże się z obniżeniem jakości życia, dlatego właściwe postępowanie przeciwbólowe ma nadrzędną wartość w leczeniu wspomagającym na każdym etapie choroby [36]. Mimo istnienia aktualnych rekomendacji dotyczących walki 50 Metody postępowania w terapii bólu nowotworowego w praktyce lekarza każdej specjalności z bólem nowotworowym, kontrola dolegliwości wydaje się u wielu pacjentów wciąż niewystarczająca. Sposób leczenia bólu nowotworowego zależy od jego nasilenia i mechanizmu powstawania, które powinny być właściwie ocenione dzięki współpracy pacjenta i lekarza. Podstawowe leczenie większości bólów obejmujące farmakoterapię środkami drabiny analgetycznej powinno być w poszczególnych przypadkach uzupełniane o inne formy terapii (np. neurolizę, środki hamujące obrót kostny czy radioterapię) u pacjentów, u których kontrola bólu okazuje się niewystarczająca. Dolegliwości bólowe u chorego na nowotwór złośliwy mogą rozwijać się w różnym mechanizmie i pojawiać się na każdym etapie choroby czy leczenia. Warto zwrócić uwagę na fakt, że w czasie całego procesu diagnostycznoterapeutycznego pacjent onkologiczny pozostaje zatem pod opieką lekarzy różnej specjalności – w ramach przychodni lekarza rodzinnego, oddziałów internistycznych (gdzie może trafiać z powodu różnego typu dolegliwości związanych z choroną i leczeniem), chirurgicznych (gdzie poddawany jest zabiegom operacyjnym w celach diagnostycznych i leczniczych), geriatrycznych czy w hospicjach. Leczenie przeciwbólowe u chorego na nowotwór pozostaje trudnym zadaniem z uwagi na liczne działania niepożądane leków, konieczność ich przewlekłego stosowania, dodatkowe obciążenia internistyczne chorych oraz lęk pacjentów i lekarzy przed stosowaniem silnych opioidów. Popularyzacja zagadnień związanych z leczeniem bólu nowotworowego, organizacja kursów i szkoleń dla lekarzy różnych specjalności może przyczynić się do zmniejszenia ich lęku przed stosowaniem silnych leków przeciwbólowych u chorych z nowotworami oraz poprawić skuteczność leczenia bólu u pacjentów onkologicznych. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. Zalecenia Polskiego Towarzystwa Onkologii Klinicznej: http://onkologia.zalecenia.med.pl/pdf/PTOK_2013_17_Postepowanie%20w% 20bolach%20nowotworowych.pdf wejście z dnia 10.04.2016 Mystakidou K., Tsilika E., Parpa E., Katsouda E., Galanos A., Vlahos L. Psychological Distress of Patients With Advanced Cancer: Influence and Contribution of Pain Severity and Pain Interference, Cancer Nursing, 29,5 (2006), s. 400-405 Krajowy Rejestr Nowotworów: http://onkologia.org.pl/k/epidemiologia/ wejście z dnia 10.04.2016 Deandrea S., Montanari M., Moja L., Apolone G. Prevalence of undertreatment in cancer pain. A review of published literature, Annals of Oncology, 19 (2008), s. 1985-1991 Hilgier M. Leczenie bólu w chorobie nowotworowej, Przewodnik Lekarski, 4 (2006), s. 36-49 51 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. Chory na nowotwór, red. M. Malec-Milewska, M.Krajnik, J.Wordliczek, wyd.2, Warszawa 2014 Bultz B. D., Carlson L. E. Emotional distress: the six vital sign – future directions in cancer care, Psycho-Oncology, 15 (2006), s. 93-95 Leczenie wspomagające w onkologii. Praktyczny przewodnik dla lekarzy. Red. Zaucha R., Wyd.1, Gdańsk 2013 Jarosz J. Bóle przebijające w klinice bólów nowotworowych, Onkologia Po Dyplomie, 5 (2013) Ripamonti C. I., Santini D., Maranzano E., Berti M., Roila F. Management of cancer pain: ESMO Clinical Practice Guidelines, Annals of Oncology 23, 7 (2012), s. 139-154 Charakterystyka Produktu Leczniczego: Paracetamol. http://www.chifa.com.pl/produkty/produkty_medyczne_i_farmaceutyczne/pro dukty-farmaceutyczne/leki-gotowe-do-uzycia-rtu/_files/produktyfarmaceutyczne/paracetamol_b.braun_charakterystyka_produktu_leczniczego. pdf wejście z dnia 12.04.2016 Charakterystyka Produktu Leczniczego: Ibuprofen. http://leki.urpl.gov.pl/files/25_IbuprofenPabi_tabl_drazow.pdf wejście z dnia 12.04.2016 Charakterystyka Produktu Leczniczego: Metamizol http://farmaceuta.net/wpcontent/uploads/2015/08/Pyralgin_roztwor.pdf wejście z dnia 12.04.2016 Hilgier M., Jarosz J. Leczenie bólu u chorych na nowotwór – standardy i wytyczne Terapia, 11 (2006), s. 35-41 Caraceni A., Hanks H., Kaasa S. Use of opioid analgesics in the treatment of cancer pain: evidence-based recommendations from the EAPC, The Lancet Oncology, 13, 2 (2012), s. e58-e68 Kress H. G., Orońska A., Kaczmarek Z., Kaasa S.,Colberg T., Nolte T. Efficacy and tolerability of intranasal fentanyl spray 50 to 200 μg for breakthrough pain in patients with cancer: A phase III, multinational, randomized, double-blind, placebo-controlled, crossover trial with a 10-month, open-label extension treatment period, Clinical Therapeutics, 31, 6 (2009), s. 1177-1191 Portenoy R. K., Sibirceva U., Smout R. Opioid use and survival at the end of life: survey of a hospice population, Journal of Pain and Symptom Management, 32 (2006), s. 532-540 Bennett M. I., Rayment C., Hjermstad M., Aass N., Caraceni A., Kaasa S. Prevalence and aetiology of neuropathic pain in cancer patients: A systematic review, Pain, 153 (2012), s. 359-356 Garcia de Peredes M.L., del Moral González F., Martinez del Prado P. First evidence of oncologic neuropathic pain prevalence after screening 8615 cancer patients. Results of the On study, Annals of Oncology, 22 (2011), s. 924-930 Hussain J., Neoh K., Hurlow A. Managing pain in advanced illness, Clinical Medicine, 14, 3 (2014), s. 303-7 Vissera E., Schuga S. A. The role of ketamine in pain management, Biomedicine & Pharmacotherapy, 60, 7 (2006), s. 341-348 Przerzuty nowotworowe w kościach, red. M.Krzakowski, Wyd.1, Primopro, Warszawa 2014 52 Metody postępowania w terapii bólu nowotworowego w praktyce lekarza każdej specjalności 23. Lønning E. Endocrine Therapy and Bone Loss in Breast Cancer: Time to Close in the RANK(L)?, Journal of Clinical Oncology, 26, 30 (2008) 24. Body1 J., Lipton A., Gralow J., Steger G. G, Gao G., Yeh H., Fizazi K. Effects of denosumab in patients with bone metastases with and without previous bisphosphonate exposure, Journal of Bone and Mineral Research, 25, 3 (2010), s. 440-446 25. Miller P. D., Bolognese M. A., Lewicki M., McClung M. R., Dinge B., Austin M., Liue Y., San Martine J. Effect of denosumab on bone density and turnover in postmenopausal women with low bone mass after long-term continued, discontinued, and restarting of therapy: A randomized blinded phase 2 clinical trial, Bone 43, 2 (2008), s. 222-229 26. Stopeck A. T., Lipton A., Body J., Steger G. G., Tonkin K., de Boer R. H., Lichinitser M., Fujiwara Y., Yardley D. A., Viniegra M., Fan M., Jiang Q., Dansey R., Jun S., Braun A. Denosumab Compared With Zoledronic Acid for the Treatment of Bone Metastases in Patients With Advanced Breast Cancer: A Randomized, Double-Blind Study, Journal of Clinical Oncology 28, 35 (2010) 27. Fizazi K., Carducci M., Smith M., Damião R., Brown J., Karsh L., Milecki P., Shore N., Rader M., Wang H., Jiang Q., Tadros S., Dansey R., Goessl C. Denosumab versus zoledronic acid for treatment of bone metastases in men with castration-resistant prostate cancer: a randomised, double-blind study, The Lancet, 377, 9768 (2011), s. 813-822 28. Stopeck A., Fallowfield L., Patrick D., Cleeland C. S., De Boer R. H., Steger G. G., Qian Y., Jiang Q., Dansey R. D., Chung K. Effects of denosumab versus zoledronic acid (ZA) on pain in patients (pts) with metastatic breast cancer: Results from a phase III clinical trial, Journal of Clinical Oncology, 28, 15 (2010), s. 1024 29. Porta-Sales J., Garzón-Rodríguez C., Llorens-Torromé S., Brunelli C., Pigni A., Caraceni A. Evidence on the analgesic role of bisphosphonates and denosumab in the treatment of pain due to bone metastases: A systematic review within the European Association for Palliative Care guidelines project, Palliative Medicine, 3 (2016) 30. Drosik K., Krzakowski M., Jarosz J., Kraj M., Krzemieniecki K., Pieńkowski T., Utracka-Hutka B., Jassem J., Szczylik C., Wojtukiewicz M., Ziobro M. Bisfosfoniany w zapobieganiu i kontroli zdarzeń kostnych u chorych z przerzutami nowotworów złośliwych do kości, Onkologia w Praktyce Klinicznej, 2, 4 (2006), s. 152-164 31. Costa L., Major P. P. Effect of bisphosphonates on pain and quality of life in patients with bone metastases, Nature Reviews Clinical Oncology, 6, 3 (2009), s. 163-174 32. Hendriks L. E., Hermans B. C., van den Beuken-van Everdingen M. H., Hochstenbag M. M., Dingemans A. M. Effect of Bisphosphonates, Denosumab, and Radioisotopes on Bone Pain and Quality of Life in Patients with Non-Small Cell Lung Cancer and Bone Metastases: A Systematic Review, Journal of Thoracic Oncology 11, 2 (2016), s. 155-73 33. Noble M., Gress F. G. Techniques and results of neurolysis for chronic pancreatitis and pancreatic cancer pain, Current Gastroenterology Reports, 3, 8 (2006), s. 99-103 53 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk 34. Howell D. D., James J. L., Hartsell W. F., Suntharalingam M., Machtay M., Suh J. H., Demas W. F., Sandler H. M., Kachnic L. A., Berk L. B SingleFraction Radiotherapy Versus Multifraction Radiotherapy for Palliation of Painful Vertebral Bone Metastases – Equivalent Efficacy, Less Toxicity, More Convenient, Cancer, 15, 2 (2013), s. 888-896 35. Kaasaa S., Brenneb E., Lunda J., Fayersa P., Falkmera U., Holmbergd M., Lagerlunde M., Brulandf O. Prospective randomised multicenter trial on single fraction radiotherapy (8 Gy×1) versus multiple fractions (3 Gy×10) in the treatment of painful bone metastases, Radiotherapy and Oncology, 79, 6 (2006), s. 278-284 36. Mantyh P. W. Cancer pain and its impact on diagnosis, survival and quality of life, Nature Reviews Neuroscience, 7 (2006), s. 797-809 Metody postępowania w terapii bólu nowotworowego w praktyce lekarza każdej specjalności Streszczenie Ból jest subiektywnym negatywnym doświadczeniem czuciowym i emocjonalnym związanym z potencjalnym lub rzeczywistym uszkodzeniem tkanek organizmu. Szacuje się, że około 70% chorych na nowotwory złośliwe na którymś etapie choroby doświadcza bólu i będzie wymagało leczenia z tego powodu. Dolegliwości bólowe w przebiegu choroby nowotworowej mogą rozwijać się w różnym mechanizmie, którego znajomość powinna przekładać się na odpowiednie decyzje terapeutyczne. Leczenie bólu jest jednym z najważniejszych zadań w opiece nad pacjentem z rozpoznaniem nowotworu złośliwego, przy czym podkreśla się rolę nie tylko lekarzy onkologów, ale także lekarzy innych specjalności. W niniejszej pracy prezentujemy patomechanizm powstawania dolegliwości bólowych w różnych lokalizacjach a także podsumowujemy wskazania do poszczególnych metod leczenia w tym określonej farmakoterapii (lekami nieopioidowymi, opioidami, lekami przeciwdrgawkowymi, przeciwdepresyjnymi), stosowania bifosfonianów lub denosumabu, neurolizy splotu trzewnego czy w końcu paliatywnej radio- lub chemioterapii. Słowa kluczowe: ból nowotworowy, opioidy, leczenie wspomagające The methods of management with cancer pain in the practice of doctors of all specialties Abstract Pain is a sensual and emotional experience, subjectively perceived as negative, connected with real or potential tissue damage. It has been estimated that about 70% of cancer patients must struggle with the problem of pain on certain stage of the disease and they will need a proper analgesic therapy. Pain perception in a patient with cancer might develop on various mechanisms, what should be taken into consideration during the therapeutic decision-making process. The treatment of pain constitutes one of the most important tasks in the care under patients suffering from cancer and it lies both in hands of oncologists and all other specialists. In this paper we present the pathophysiology of cancer pain and summarize indications to particular methods of treatment. We review the data about the utility of currently available procedures used in relieving pain: pharmacotherapy with analgesics (non-steroid anti-inflammatory drugs, opioids, anti-epileptic, anti-depressive drugs), bisphosphates, denosumab, neurolysis or paliative radioor chemotherapy. Keywords: cancer pain, opioids, supportive therapy 54 Katarzyna Czerewko1 Nadekspresja EGFR – główny czynnik nowotworzenia 1. Wprowadzenie EGFR jest to receptor czynnika wzrostu naskórka, który znajduję się w błonach komórek nabłonkowych oraz w dużej ilości na komórkach mezenchymatycznych. Receptor ten jest członkiem rodziny receptorów Erb, posiadających aktywność kinazy tyrozynowej [1]. W warunkach prawidłowej aktywności receptory z rodziny Erb pełnią bardzo ważne funkcje fizjologiczne, między innymi w naprawie dojrzałych, uszkodzonych organów, we wzroście i zagnieżdżaniu się zarodka [2]. Nadmierna ekspresja EGFR może powodować proliferację komórek, a to w efekcie prowadzi do zmian nowotworowych. Zwiększona aktywność bardzo często jest przyczyną zwiększonej agresywności przebiegu choroby, mniej efektywnej odpowiedzi na leczenie przeciwnowotworowe [1]. Aktualnie naukowcy prowadzą badania nad uzyskaniem środków, które skutecznie, oraz w bezpieczny sposób będą zmniejszały nadmierną ekspresję receptorów czynnika wzrostu naskórka. Jak do tej pory opracowano dwa mechanizmy hamujące funkcję EGFR [2]. 2. Cel pracy Celem pracy jest ukazanie w jaki sposób nadmierna aktywność receptora czynnika wzrostu naskórka wpływa na proces nowotworzenia. W pracy zostaną przedstawione mechanizmy nadekspresji, oraz metody hamujące zwiększoną aktywność EGFR. 3. Charakterystyka EGFR 3.1. Synteza Receptory czynnika wzrostu naskórka są kodowane przez protoonkogeny z grupy c-erbB. Geny te ulokowane są na chromosomie 7, w obrębie jego krótszego ramienia w pozycji 12.1-12.3 (Rysunek 1). Dokładna molekularna 1 [email protected], Studenckie Koło Naukowe Biochemików, Wydział Biologii i Biotechnologii, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie 55 Katarzyna Czerewko lokalizacja na chromosomie 7 wynosi od 55,019,032 do 55,207,338 par zasad. Geny te często ulegają mutacjom. Konsekwencją tego zjawiska jest powstawanie atypowych form tego receptora. Nieprawidłowości zachodzą zarówno w domenie zewnątrzkomórkowej, wewnątrzkomórkowej jak i domenie kinazy tyrozynowej [3]. Rysunek 1. Lokalizacja genu odpowiedzialnego za syntezę EGFR na chromosomie 7 w pozycji 12.1-12.3 krótszego ramienia [3] 3.2. Budowa Receptor czynnika wzrostu naskórka jest białkiem transbłonowym, zbudowanym z domeny zewnątrzkomórkowej, domeny transbłonowej oraz domeny wewnątrzkomórkowej o aktywności kinazy tyrozynowej. Dokładna budowa receptora została przedstawiona na Rysunku 2. Domenę zewnątrzkomórkową tworzy 621 aminokwasów. Jest ona N-końcowym fragmentem łańcucha białkowego. Posiada dwa miejsca, które wiążą ligand oraz dwa regiony bogate w cysteinę, które biorą udział w dimeryzacji receptorów. Struktury te tworzą „kieszeń”, która przyłącza ligand [2, 4]. Domena transbłonowa, która kotwiczy receptor w błonie komórkowej zbudowana jest z 23 aminokwasów, zaś domena wewnątrzkomórkowa, którą tworzą 542 aminokwasy, posiada liczne miejsca fosforylacji oraz receptor łącznikowy odpowiadający za regulację – między innymi za hamowanie aktywności receptora i jego internalizację zależna od liganda [2, 4]. 56 Nadekspresja EGFR – główny czynnik nowotworzenia Rysunek 2. Schematyczna budowa receptora czynnika wzrostu naskórka – EGFR (epidermal growth factor receptor) Cbl – rodzina ligaz związanych z ubikwityną, będących regulatorami hamującymi receptory związane z kinazą tyrozynową; COOH – C-końcowy fragment łańcucha polipeptydowego; Grb2 (growth factor receptor binding protein 2) – białko wiążące receptor czynnika wzrostu 2; NH2 – N-końcowy fragment łańcucha polipeptydowego; PLCγ (phospholipase C gamma) – fosfolipaza C gamma; Shc – rodzina białek łącznikowych; Y992, Y1045, Y1068, Y1086, Y1148 i Y1172 – lokalizacje miejsc fosforylacji (liczby odpowiadają numerom kolejnych aminokwasów związanych z procesami fosforylacji) [2] 3.3. Rola rodziny receptorów Erb w procesach fizjologicznych ErB jest to rodzina receptorów o aktywności kinazy tyrozynowej. W warunkach prawidłowej aktywności receptory z rodziny Erb pełnią bardzo ważne funkcje fizjologiczne. Czynniki wzrostu biorą udział w produkcji różnego rodzaju komórek. Pełnią rolę głównie w angiogenezie, adhezji, fibrogenezie, tworzeniu matriksu zewnątrzkomórkowego, odpowiedzi immunologicznej, oraz migracji komórek [5]. U ssaków EGF jest najważniejszym ligandem dla EGFR. Jest on również silnym środkiem mitogennym, który stymuluje proliferację, migrację oraz różnicowanie oligodendrocytów [6]. Czynniki wzrostu obecne są również u Drosophila, gdzie są odpowiedzialne za wiele istotnych procesów. U muszki owocowej naskórkowy czynnik wzrostu jest oznaczony jako DER. Najważniejsze z pełnionych przez niego funkcji zostały zamieszczone w Tabeli 1 [7]. 57 Katarzyna Czerewko Tabela 1. Udział naskórkowego czynnika wzrostu podczas rozwoju u Drosophila Proces Embriogeneza Neurogeneza Spermatogeneza Oogeneza Dokładna funkcja Segmentacja Specyfikacja prekursorów mięśniowych Udział w tworzeniu neuroektodermy podczas gastrulacji Specyfikacja oenocytów Różnicowanie neuronów w blaszce Ograniczenia zdolności odnawiania się komórek macierzystych w komórkach cyst Migracja komórek granicznych Determinacja tylnych komórek folikularnych Źródło: Opracowanie własne na podstawie [7] Istnieją również doniesienia o pełnieniu istotnych funkcji podczas rozwoju mysich zarodków. Mianowicie już w 13 dniu ciąży u myszy obecne są receptory czynnika wzrostu naskórka. EGF jak i jego receptory prawdopodobnie mogą brać udział w tworzeniu podniebienia wtórnego. W nieznacznym stopniu odpowiadają także za wyrzynanie się zębów u myszy [8]. 3.4. Ligandy dla receptora EGFR Receptor czynnika wzrostu naskórka należy do rodziny receptorów Erb. W obrębie tej rodziny wyróżniono 4 receptory: ErbB-1/EGFR/HER-1, ErbB-2/HER-2, ErbB-3/HER-3,ErbB-4/HER-4. Jak do tej pory poznano ponad 3000 związków będących agonistami dla tych receptorów. Największa liczbę wśród nich stanowią czynniki i modulatory wzrostu. Cechą, która łączy te wszystkie związki jest obecność co najmniej jednej domeny występującej u EGF [1, 2, 4]. Jednakże każdy z ligandów ma różne powinowactwo do danych receptorów w związku z tym można je zróżnicować ze względu na tą cechę. Związkami, które głównie aktywują EGFR jest TGF-α oraz EGF [9]. EGF jest wytwarzany przez wiele komórek. Należą do nich między innymi: eozynofile, trombocyty, monocyty, neutrofile, makrofagi oraz keranocyty. EGF aktywuje proliferację i migrację keranoctów i komórek mezenchymalnych. Jedną z najważniejszych funkcji tego białka jest pobudzenie fibroblastów do produkcji kolagenu – ma to bardzo duże znaczenie podczas gojenia naskórka [10]. Posiada on domenę podobną do EGF i zbudowana jest ona z 50 aminokwasów, zaś reszty cysteinowe mają stałą, określoną lokalizację [1, 11]. TNF-α (transformujący czynnik wzrostu alfa) produkowany jest przede wszystkim przez makrofagi, keranocyty oraz komórki przysadki i mózgu. Jego główną rolą jest pobudzanie proliferacji fibroblastów oraz indukcja nabłonków i tworzenie naczyń krwionośnych. TNF-α posiada prawie jednakową sekwencje aminokwasową z sekwencja EGF [12]. 58 Nadekspresja EGFR – główny czynnik nowotworzenia Tabela 2. Rodzina receptorów Erb B i ich ligandy. EGF (epidermal growth factor) – czynnik wzrostu naskórka, HB-EGF (heparin binding – epidermal growth factor) – czynnik wzrostu naskórka wiążący heparynę, TGF-α (transforming growth factor – α) – transformujący czynnik wzrostu – α, NRG-1, -2, -3 i -4 – neuregulina-1, -2, -3 i -4 Receptor ErbB-1 HER-1 EGFR ErbB-2 HER-2 neu Ligand EGF (nadrodzina – ok. 3 tys. związków) HB-EGF TGF-α Amfiregulina Betacelulina Epiregulina Brak zidentyfikowanych ligandów Heregulina NRG1 NRG2 NRG1 NRG2 NRG3 NRG4 Heregulina Betacelulina HB-EGF Epiregulina ErbB-3 HER-3 ErbB-4 HER-4 Źródło: [2] 4. Nadekspresja EGFR Jak już wcześniej wspomniano receptory czynnika naskórkowego wzrostu pełnią bardzo istotne funkcje fizjologiczne. Niekiedy dochodzi do zwiększenia ekspresji tych receptorów co skutkuje niekontrolowanym podziałem komórkowym, a w konsekwencji do rozwoju nowotworu. Nadekspresję zaobserwowano głównie na powierzchni komórek nowotworów złośliwych zlokalizowanych w obrębie: płuc, jelita grubego, szyjki macicy, piersi oraz w największym stopniu okolicy głowy i szyi (Tabela 3). Powoduje ona zwiększenie zdolności komórek nowotworowych do zajmowania coraz to nowych tkanek [2, 13]. 59 Katarzyna Czerewko Tabela 3. Nowotwory złośliwe, na komórkach których stwierdza się nadmierną ekspresję receptora czynnika wzrostu naskórka (EGFR) w porównaniu z przerzutowaniem na narządy docelowe Nowotwory złośliwe charakteryzujące się nadmierną ekspresją EGFR Nadmierna ekspresja EGFR (% przypadków) Przerzutowanie 30-50% przypadków Nowotwory okolicy głowy i szyi 70-100 Brak danych Niedrobnokomórkowy rak płuca 34-90 Nadnercza, mózg Rak jelita grubego 45-80 Kości, nadnercza, wątroba Rak szyjki macicy 25-72 Nadnercza, płuco Rak gruczołu krokowego 40-70 Kości Rak piersi 35-70 Nadnercza Rak jajnika 35-60 Płuco Rak żołądka 30-60 Brak danych Rak trzustki 30-50 Brak danych Glejak wielopostaciowy 10-50 Brak danych Źródło: opracowanie własne na podstawie [2, 14] Aktualnie wyróżnia się kilka przyczyn nadmiernego pobudzenia EGFR [2]: nadmierna ekspresja EGFR; samopobudzanie EGFR na drodze mechanizmu autokrynnego, tzw. autocrine switch; heterodimeryzacja; wymianę sygnałów pomiędzy receptorami, tzw. cross-talk; fosforylację krzyżową, tzw. cross-phosphorylation; mutację genu kodującego syntezę EGFR. 4.1. Samopobudzanie EGFR na drodze mechanizmu autokrynnego, tzw. autocrine switch W normalnych warunkach fizjologicznych hormon wzrostu oddziałuje na receptory na drodze parakrynnej – GH wydzielany przez odpowiednie komórki wywiera wpływ na receptory komórek sąsiadujących za pośrednictwem płynu międzykomórkowego. W następstwie transformacji nowotworowej 60 Nadekspresja EGFR – główny czynnik nowotworzenia komórka wytwarza hormon, który działa na receptory zlokalizowane na niej samej – działanie autokrynne. Takie zjawisko może prowadzić do stymulacji EGFR, a co dalej za tym idzie przyśpiesza nowotworzenie [2, 15, 18]. 4.2. Dimeryzacja Dimeryzacja jest to oddziaływanie wyłącznie pomiędzy dwoma pobudzonymi receptorami. Wyróżniamy: homodimeryzację – łączenie się takich samych receptorów oraz heterdimeryzację – gdy łączą się receptory o różnej budowie [16]. Receptor czynnika wzrostu naskórka jest zdolny do tworzenia homoi heterodimerów wraz z HER-2. Zarówno homodimery EGFR jak i heterodimery powstałe z połączenia z HER-2 mają bardzo wysokie powinowactwo do ligandów charakterystycznych dla EGFR [2]. Zjawisko dimeryzacji może pomóc w rozwiązaniu dotychczas niejasnych sytuacji. Za przykład może tu posłużyć pobudzenie receptora przy braku jego liganda. Na Rysunku 3 została przedstawiona homodimeryzacja EGFR [16]. Rysunek 3. Kontakt przez interfejs EGFR podczas dimeryzacji. I – domena I, II – domena II, biorąca udział w procesie dimeryzacji, III – domena III, IV – domena IV. Opracowanie własne na podstawie [16] 61 Katarzyna Czerewko 4.3. Fosforylacja krzyżowa, tzw. cross-phosphorylation Krzyżowa fosforylacja domen kinazy tyrozynowej receptorów jest możliwa dzięki dimeryzacji. Dodatkowo szlaki sygnałowe muszą mieć podobne etapy (Rysunek 4). W pierwszym etapie zaktywowany heterodimer (A) działa na białko należące do swojego szlaku (B). Następnie pobudzone białko oddziałuje na kolejne białko oraz identyczne białko należące do szlaku drugiego receptora z heterodmieru (C). W wyniku tej reakcji powstają dwa pobudzone białka, które należą do szlaków przekaźnictwa wewnątrzkomórkowego różnych receptorów tworzących wspólny heterodimer. Zaaktywowane białka działają na białko tylko z jednego szlaku (D). Szlak przekaźnictwa komórkowego jest zależny od receptorów tworzących dimer. EGFR będący homodimerem jest w stanie związać się z: Shc (białka łącznikowe), Cbl (ligazy związane z ubikwityną) i Grb2 (białko wiążące HER-2) zaś heterodimer EGFR/HER-4 przyłącza tylko Shc [2, 19]. Rysunek 4.Fosforylacja krzyżowa – cross cross-phosphorylation. Opracowanie własne na podstawie [2] 4.4. Wymiana sygnałów pomiędzy receptorami, tzw. cross-talk Cross-talk jest to wymiana sygnałów pomiędzy receptorami, które należą do odrębnych układów receptorów. Wyróżniono 2 mechanizmy transaktywacji: składowe kaskady kinazy tyrozynowej receptora z rodziny ErbB są fosforylowane przez domeny kinazy tyrozynowej receptora z innej grupy; aktywacja receptora następuje w wyniku pobudzenia receptora z innej grupy. 62 Nadekspresja EGFR – główny czynnik nowotworzenia Pierwszy mechanizm można zobrazować na przykładzie interakcji pomiędzy receptorami dla hormonu wzrostu oraz dla czynnika wzrostu naskórka. Kinaza tyrozynowa receptora hormonu wzrostu zostaje aktywowana, co prowadzi do aktywacji białka JAK (Janus-type tyrosine kinase – kinaza tyrozynowa typu Janus). Białko to następnie fosforyluje tyrozynę należącą do domeny kompleksu kinazy zależnej od EGFR. Efektem tego zjawiska jest aktywacja kinazy aktywowanej mitogenem (MAPK, mitogen-activated protein kinase), która wchodzi w skład kaskady kinazy tyrozynowej EGFR [2, 4]. Przykładem drugiego mechanizmu jest wymiana sygnałów pomiędzy EGFR a receptorami sprzężonymi z białkiem G (GPCRs, G protein-coupled receptors). W wyniku połączenia GPCR ze swoim ligandem (np. endotelina, bombazyna) następuje aktywacja metaloproteinazy, która w efekcie powoduje wydzielenie pro-HB-EGF (pro-heparin-binding-epidermal growth factor – prekursor czynnika wzrostu naskórka wiążącego heparynę) do HB-EGF. Zaktywowany HB-EGF pobudza EGFR na drodze auto- i parakrynnej [4, 20]. 4.5. Mutacja genu kodującego syntezę EGFR Jak już wcześniej wspomniano geny odpowiedzialne za syntezę receptora czynnika wzrostu naskórka zlokalizowane są na chromosomie 7 w pozycji 12.1-12.3 krótszego ramienia. Niekiedy zdarza się, że występują mutacje w tym regionie. Konsekwencją tego zaburzenia jest synteza nieprawidłowych form EGFR. Jak do tej pory poznano trzy warianty mutacji tego receptora, pośród których najczęściej spotykany jest wariant III – EGFRvIII. Zmutowany receptor czynnika wzrostu naskórka nie posiada zewnątrzkomórkowej domeny wiążącej ligand. W wyniku braku tego elementu domena kinazy tyrozynowej ulega ciągłemu pobudzeniu. EGFRvIII powstają w wyniku delecji 2-7 egzonów tego genu [21]. Wariant III EGFR stwierdzono w komórkach nowotworowych różnych odmian raka. Zaobserwowano go między innymi w komórkach raka piersi, gdzie bierze udział w proliferacji chorych komórek oraz rozwoju nowotworu [22]. Mutanty typu III wykryto również w różnych odmianach glejaka zarówno złośliwym, gwieździstym jak i wielopostaciowym [21]. 5. Leczenie nadmiernej ekspresji EGFR Aktualnie trwają badania nad uzyskaniem leków, które by skutecznie oraz w bezpieczny sposób hamowany nadmierną ekspresję receptora czynnika wzrostu naskórka. Zarówno wyniki badań eksperymentalnych jak i klinicznych dają dużą nadzieję na znalezienie metod postępowania przeciwnowotworowego. Podczas leczenia raka trzustki zastosowano przeciwciała monoklonalne, które skierowane były przeciwko zewnątrzkomórkowej domenie EGFR. 63 Katarzyna Czerewko W tym przypadku wypróbowano również inhibitory kinazy tyrozynowej. Badania przedkliniczne prowadzone na raku trzustki wykazały skuteczność wyżej wymienionych sposobów leczenia. Zastosowano również leczenie skojarzone inhibitora kinazy tyrozynowe – TKI (erlotynibu) z lekami cytostatycznymi (gemcytabiną). Tego typu terapia jest coraz częściej wprowadzana u pacjentów gdyż daje pozytywne wyniki prognostyczne [24]. Gefitynib jest inhibitorem kinazy tyrozynowej. Jest on jednym z najczęściej stosowanych leków interferujących nadekspresję EGFR w różnych typach nowotworów. Działa on tylko na niezmutowaną postać EGFR. Najsilniejsze działanie ma w przypadku mutacji punktowych w eksonach 19 i 21 genu odpowiedzialnego za syntezę receptora czynnika wzrostu naskórka. Wykorzystywany jest on do leczenia między innymi: glejaków oraz niedrobno komórkowych nowotworów płuc [25]. Bardzo popularnym inhibitorem kinazy tyrozynowej podobnym do gefitynibu jest erlotynib. Jego rola polega na zmniejszeniu ekspresji EGFR jak i EGFRvIII w komórkach glejaków, a także hamuje rozprzestrzenianie się nowotworu. Kiedy erlotynib został użyty po raz pierwszy przeciwko glejakom 25% pacjentów uzyskało w pewnym stopniu odpowiedź lub stabilizację choroby. Jednak w drugiej i trzeciej fazie leczenia nie przyniósł on już aż tak dobrych wyników [25, 26]. 6. Podsumowanie Nadekspresja receptora czynnika wzrostu naskórka występuje na większości komórek złośliwych nowotworów. Z tego powodu rozpoczęto badania w kierunku poszukiwania leków interferujących nadmierną aktywność EGFR. Do tej pory zastosowano inhibitory kinazy tyrozynowej (TKI), przeciwciała monoklonalne. Najbardziej obiecujące wydają się być TKI, gdyż są dobrze tolerowane przez pacjentów w większości przypadków oraz mają mało działań niepożądanych. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. Sasaki T., Hiroki K., Yamashita Y. The Role of Epidermal Growth Factor Receptor in Cancer Metastasis and Microenvironment, BioMed Research International, 3 (2013), s. 1 Wojtukiewicz M. Z., Rybałtowski M., Sierko E. Podstawy biologiczne terapii ukierunkowanej na receptor czynnika wzrostu naskórka (EGFR), Nowotwory, Journal of Oncology, 58 (2008), s. 2-10 Genetic Home Reference, EGFR, http://ghr.nlm.nih.gov/gene/EGFR [02.01.2016] Wojtukiewicz M. Z., Sierko E., Szambora P. Patofizjologiczne podstawy terapii ukierunkowanej na zahamowanie funkcji receptora czynnika wzrostu naskórka (EGFR), 6:5(2010), s. 217-227 Olakowski M. Rola czynników wzrostu w patogenezie raka trzustki Część I: Receptory nabłonkowego czynnika wzrostu (EGFR) i czynnik wzrostu wiążący 64 Nadekspresja EGFR – główny czynnik nowotworzenia 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. heparynę podobny do EGF (HB-EGF), Przegląd Gastroenterologiczny, 2:4 (2007) s.170-174 Galvez-Contreras A. Y., Quiñones-Hinojosa A., Gonzalez-Perez O. The role of EGFR and ErbB family related proteins in the oligodendrocyte specification in germinal niches of the adult mammalian brain, Frontiers in Cellular Neuroscience, 7: 258 (2013), s. 1-2 Shilo B. Z. Signaling by the Drosophila epidermal growth factor receptor pathway during development, Experimental Cell Research, 284:1 (2003), s. 140-9 Adamson E. D., Deller M. J., Warshaw J. B. Functional EGF receptors are present on mouse embryo tissues, Nature, 291 (1981), s.656-657 Hynes N. E., Horsch K., Olayioye M. A. The ErbB receptor tyrosine family as signal integrators, Endocrine-Related Cancer, 8 (2001), s. 151-2 Czarniakowska-Bołtuć M., Ziętkowski Z., Bodzenta-Łukaszyk A. Rola wybranych czynników wzrostowych w astemie, Alergia Astma Immunologia, 17:4 (2012), s.172-179 Ogiso H., Ishitani R., Nureki O. Crystal structure of the complex of human epidermal growth factor and receptor extracellular domains, Cell, 110 (2002), s.775-787 Sanak M., Cytokiny i szlak fosforylacji białek, http://www.mp.pl/artykuly/10565 [04.01.2016] Wells A. EGF receptor, The International Journal of Biochemistry & Cell Biology 31 (1999), s.637-43 Chechlińska M. Rola cytokin w procesie nowotworzenia, Nowotwory, Journal of Oncology, 53 (2003), s. 654 Wan-Nan U. Chen, Woodbury R. L., Kathmann L. E., Opresko L. K., Zangar R. C., Wiley H. S., Thrall B. D. Induced Autocrine Signaling through the Epidermal Growth Factor Receptor Contributes to the Response of Mammary Epithelial Cells to Tumor Necrosis Factor α, The Journal of Biological Chemistry, 279 (2004), s. 18488-18496 Dawson J. P, Berger M. B., Lin C. C., Schlessinger J., Lemmon M. A., Ferguson K. M. Epidermal Growth Factor Receptor Dimerization and Activation Require Ligand-Induced Conformational Changes in the Dimer Interface, Molecular and Cellular Biology, 25:17 (2005), s. 7734-7742 Romero G. G. The Role of the Cell Background in Biased Signaling, 2014, https://books.google.pl/books?id=pCKOAwAAQBAJ&pg=PA64&lpg=PA64&dq =%28crossphosphorylation+EGFR&source=bl&ots=FqPmC6F14L&sig=cWE5Z 1aFtsjPq3m3Tv85mBvZ60&hl=pl&sa=X&ved=0ahUKEwi3xOPDr5LKAhUEc3 IKHf5LBwEQ6AEIbDAI#v=onepage&q=%28crossphosphorylation%20EGFR&f=false [05.01.2016] Lu C., Kerbel R. S. Interleukin-6 undergoes transition from paracrine growth inhibitor to autocrine stimulator during human melanoma progression, The Journal of Cell Biology, 120 (1993), s. 1281-1288 Ibach J., Radon Y., Gelléri M., Sonntag M. H., Brunsveld L., Bastiaens P. I. H., Verveer P. J. Single Particle Tracking Reveals that EGFR Signaling Activity Is Amplified in Clathrin-Coated Pits, Plose One, 10:11 (2015), e0143162:1e0143162:22 65 Katarzyna Czerewko 20. Lappano R., Marco P., Francesco E. M., Chimento A., Pezzi V., Maggiolini M. Cross-talk between GPER and growth factor signaling, The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology, 137 ( 2013), s. 50-56 21. Viana-Pereira M., Lopes J. M., Little S. Milanezi F., Basto D., Pardal F., Jones C., Reis R. M. Analysis of EGFR overexpression, EGFR gene amplification and the EGFRvIII mutation in Portuguese high-grade gliomas, Anticancer Research, 28 (2008), s. 913-920 22. Tang C. K., Gong X. Q., Moscatello D. K., Wong A. J., Lippman M. E. Epidermal growth factor receptor vIII enhances tumorigenicity in human breast cancer, Cancer Research 60 (2000), s.3081-7 23. Paez J. G., Janne P. A., Lee J. C., Tracy S., Greulich H., Gabriel S., Herman P., Kaye F. J., Lindeman N., Boggon T. J,. Naoki K., Sasaki H., Fujii Y., Eck M. J., Sellers W. R., Johnson B. E, Meyerson M. EGFR mutations in lung cancer: correlation with clinical response to gefitinib therapy, Science, 304 (2004), s.1497-500 24. Cohenuram M., Saif M. W. Epidermal Growth Factor Receptor Inhibition Strategies in Pancreatic Cancer: Past, Present and the Future, 8 (2007), s.4-15 25. Mahipal A., Kothari N., Gupta S. Epidermal Growth Factor Receptor Inhibitors: Coming of Age, Cancer Control, 21 (2014) s.74-79 26. Sierko E., Wojtukiwicz M. Interferowanie z funkcją EGFR – nowe możliwości leczenia chorych na glejaki mózgu?, Onkologia w Praktyce Klinicznej, 7:4 (2001), s. 215-223 Nadekspresja EGFR – główny czynnik nowotworzenia Streszczenie EGFR (receptor czynnika wzrostu naskórka) zlokalizowany jest w błonach komórek nabłonkowych oraz na komórkach mezenchymatycznych. Należy on do receptorów Erb, które wykazują aktywność kinazy tyrozynowej. EGFR występuje jako pojedynczy polipeptyd, o masie 170 kDa, w skład którego wchodzi 1186 aminokwasów. Ma on postać przezbłonowego białka, zbudowanego z domeny zewnątrzkomórkowej, wewnątrzkomórkowej oraz domeny przez błonowej. W ostatnich czasach zlokalizowano wiele związków stymulujących EGFR między innymi należą do nich modulatory i czynniki wzrostu. Przykładami takich substancji są: EGF, TGF-α, epiregulina. Szczególną uwagę należy zwrócic na to, że ligandy mają różne powinowactwo do konkretnych receptorów w rodzinie Erb. Ligand łącząc się z EGFR powoduje jego pobudzenie, co skutkuje uaktywnieniem szlaków przekaźnictwa wewnątrzkomórkowego. Receptory Erb wykazujące prawidłową aktywność pełnią ważne funkcje fizjologiczne: naprawa dojrzałych, uszkodzonych organów, we wzroście i zagnieżdżaniu się zarodka czy rozwoju gruczołu piersiowego. Nadmierna ekspresja EGFR może powodować proliferację komórek, a to w efekcie prowadzi do zmian nowotworowych. Nadekspresję zaobserwowano głównie na powierzchni komórek nowotworów złośliwych w obrębie: jelita grubego, płuc, piersi, szyjki macicy, oraz z największym nasileniem w okolicy głowy i szyi. Wyróżnia się kilka podstawowych mechanizmów nadmiernego pobudzenia EGFR: nadmierna ekspresja EGFR, zwiększone stężenie liganda, heterodimeryzacja, fosforylacja krzyżowa – cross-phosphorylation, a także mutacje genów kodujących syntezę EGFR. Aktualnie trwają badania nad uzyskaniem środków, które bezpiecznie, oraz w skuteczny sposób będą zmniejszały nadmierną ekspresję receptorów czynnika wzrostu naskórka. Do tej pory opracowano dwa mechanizmy hamujące funkcję EGFR. Słowa kluczowe: EGFR, receptor czynnika wzrostu naskórka, nowotworzenie 66 Nadekspresja EGFR – główny czynnik nowotworzenia Overexpression of EGFR – the main factor in carcinogenesis Abstract EGFR (epidermal growth factor receptor) is located in the cell membranes of epithelial and mesenchymal cells. It belongs to the family of Erb receptors which possess tyrosine kinase activity. EGFR is present as a single polypeptide of 170 kDa, consisting of 1186 amino acids. He has a form as a transmembrane protein constructed from the extracellular domain, the extracellular and the transmembrane domain. In the last times, they located more compounds that stimulate EGFR include, among others, to their modulators and growth factors. Examples of such substances are: EGF, TGF-α, epiregulin. Particular attention should be paid to the fact that they have different affinity ligands for specific receptors in the family Erb. Ligand connecting with EGFR causes stimulation which results in activation of intracellular signaling pathways. Erb receptors shows normal activity have important physiological functions: repair mature, damaged organs, growth and nesting of the embryo or the development of the mammary gland. Overexpression of EGFR may cause cell proliferation, and this in turn leads to carcinogenesis. Overexpression was observed mainly on the surface of malignant cell around the colon, lung, breast, cervix, and with the greatest intensity in the region of the head and neck. There are several basic mechanisms of excessive stimulation of EGFR: EGFR over-expression, increased concentration of ligand, heterodimerization, phosphorylation cross – cross-phosphorylation, as well as mutations in the genes encoding the synthesis of the EGFR. Currently, research is ongoing means that safely and effectively will reduce overexpression of epidermal growth factor receptors. Until now, researchers developed two mechanisms to inhibit the function of EGFR. Keywords: EGFR, epidermal growth factor receptor, carcinogenesis 67 Katarzyna Schab1, Magdalena Amarowicz2, Marcin Urbańczuk3 Nowe możliwości w leczeniu systemowym nowotworów płuc – przegląd badań klinicznych 1. Wprowadzenie Rak płuca to nowotwór złośliwy pierwotnie wywodzący się z nabłonka wyścielającego oskrzela i oskrzeliki. Spośród wszystkich chorób onkologicznych rak płuca od wielu lat stanowi najpoważniejszy problem zdrowotny w krajach rozwiniętych. Nowotwory płuc zajmują drugie miejsce u mężczyzn i u kobiet pod względem zachorowalności, zaś pierwsze u obu płci pod względem umieralności [1]. Według Krajowego Rejestru Nowotworów raka płuca rozpoznaje się u około 15 tysięcy mężczyzn i 6 tysięcy kobiet rocznie, przy czym około 95% zachorowań przypada na wiek powyżej 50 roku życia i 3-krotnie częściej chorują mężczyźni. Tendencja wzrostowa zachorowalności na raka płuc u mężczyzn utrzymywała się do połowy lat 90tych, następnie przechodząc w niewielki trend spadkowy, podczas gdy liczba nowych zachorowań u kobiet nieprzerwanie rośnie a ilość zgonów z powodu raka płuca u kobiet przekroczyła nawet tę z powodu najczęstszego w tej grupie raka piersi [1]. Oprócz dużej częstości występowania o dużym znaczeniu społecznym tej choroby decyduje także jej przebieg kliniczny. Nowotwory płuc charakteryzują się wybitnie złym rokowaniem dotyczącym wieloletniego przeżycia i pochłaniają rocznie niemal tyle ofiar, ile stawianych jest w ciągu roku nowych rozpoznań. Według aktualnych danych epidemiologicznych w naszym kraju z powodu raka płuca umiera rocznie 22 tysiące osób a współczynniki umieralności wciąż pozostają wyższe niż w krajach Unii Europejskiej [1]. Leczenie systemowe zajmuje ważne miejsce w terapii raka płuca, przy czym odgrywa zasadniczą rolę w przypadku drobnokomórkowych nowotworów płuc i jest jedną z opcji terapii w zaawansowanych nowotworach 1 [email protected]; Katedra i Zakład Immunologii Klinicznej, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.immunologia.am.lublin.pl 2 [email protected]; Katedra i Zakład Patomorfologii Klinicznej, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.patomorfologia.lublin.pl 3 [email protected]; Katedra i Zakład Medycyny Rodzinnej, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl; 68 Nowe możliwości w leczeniu systemowym nowotworów płuc – przegląd badań klinicznych niedrobnokomórkowych [2]. Mimo, że w ciągu ostatnich 20 lat terapia onkologiczna raka płuca uległa znaczącym zmianom, nie udało się osiągnąć wyraźnej poprawy wyników leczenia. Odsetki pacjentów z rakiem płuc, którzy przeżywają 5 lat od postawienia rozpoznania wciąż pozostają skrajnie niskie i wynoszą w Polsce około 11,9% u mężczyzn i 16,9% u kobiet [1]. Z uwagi na olbrzymią częstość występowania raka płuc w populacji Polski i świata a także wciąż niekorzystne wyniki obecnego leczenia, znalezienie nowych metod walki z tym nowotworem okazuje się zagadnieniem priorytetowym. Wiele nowych metod leczenia znajduje się obecnie na różnym etapie badań klinicznych, które są szansą na jeszcze lepsze poznanie tego nowotworu i odnalezienie stutecznych oraz dobrze tolerowanych leków. 2. Cel pracy Celem pracy był przegląd najbardziej interesujących nowych metod terapii systemowej raka płuc, które mogą w przyszłości przyczynić się do poprawy rokowania u pacjentów z tym trudnym do leczenia nowotworem złośliwym. W pracy uwzględniono opis mechanizmów działania badanych leków oraz etap badań na jakim aktualnie się znajdują. 3. Materiały i metody Przeglądu nowych metod leczenia raka płuca dokonano w oparciu o obowiązujące wytyczne postępowania a także aktualne publikacje z okresu 2006-2016. Prac związanych z omawianych tematem poszukiwano przy pomocy bazy publikacji naukowych Pubmed a także wyszukiwarki badań klinicznych www.clinicaltrials.gov 4. Charakterystyka raków płuca 4.1. Cechy histopatologiczne i molekularne Rak płuca jest w istocie dużą heterogenną histopatologicznie grupą nowotworów wywodzących się z nabłonka oskrzela. Podstawowy podział histologiczny raków płuca uwzględnia raka drobnokomórkowego (ok.15% przypadków) oraz niedrobnokomórkowego, który obejmuje: raka gruczołowego (40%), płaskonabłonkowego (30%) i wielkokomórkowego (ok. 10% przypadków) [2]. Nowotwory o utkaniu niedrobnokomórkowym mogą wykazywać określone zaburzenia molekularne warunkujące wzrost nowotworu i mogące stanowić punkt uchwytu dla terapii celowanej. Wśród najczęściej badanych zaburzeń stwierdzana jest obecność mutacji aktywującej w genie EGFR a także rearanżacja i różnorodne mutacje genu ALK, stwierdzane najczęściej w rakach gruczołowych (około 10-15% chorych w populacji Polskiej), u kobiet a także u osób z ujemnym wywiadem palenia tytoniu [2]. 69 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk 4.2. Charakterystyka kliniczna Powszechnym czynnikiem etiologicznym olbrzymiej większości nowotworów płuc jest palenie papierosów. Substancje smoliste zawarte w dymie tytoniowym obejmują ponad 200 substancji, działających karcynogennie. Najsilniejszy związek z paleniem wykazują rak płaskonabłonkowy, olbrzymiokomórkowy a także rak drobnokomórkowy, podczas u osób niepalących głównym typem raka płuc są guzy o utkaniu gruczołowym [3]. Nowotwory płuc najsilniej powiązane z paleniem tytoniu zlokalizowane są najczęściej odwnękowo, natomiast częstą lokalizacją raka gruczołowego czy olbrzymiokomórkowego jest położenie obwodowe. Raki płuc charakteryzują się różnym przebiegiem klinicznym, jednak wspólną cechą wszystkich typów jest fakt braku wywoływania charakterystycznych objawów we wczesnych stadiach choroby. W przypadku dużego zaawansowania nowotworu zauważalnym objawem może być kaszel, zwiększona częstość infekcji dróg oddechowych, duszność, utrata masy ciała lub objawy wynikające z przerzutów odległych (objawy neurologiczne, bóle kostne, złamania patologiczne, bóle w nadbrzuszu) [3]. Dotychczas nie istnieją badania przesiewowe o udowodnionej skuteczności dla obniżenia umieralności z powodu raka płuca a większość przypadków pozostaje rozpoznawana późno, co przekłada się na trudności terapeutyczne i niepomyślną prognozę. Rak drobnokomókowy i nowotwory niedrobnokomórkowe znacząco różnią się biologią, przebiegiem klinicznym a także wrażliwością na poszczególne formy leczenia onkologicznego. Nowotwory o utkaniu drobnokomórkowym charakteryzują się dużą złośliwością, szybkim przebiegiem, skłonnością do wczesnego uogólnienia choroby a także dużą wrażliwością na chemioterapią i napromienianie. Z uwagi na wysoką proliferację i niestabilność genetyczną komóki te łatwo rozwijają jednak oporność na zastosowane metody terapii onkologicznej, ponadto nie posiadają dogodnych punktów uchwytu dla leczenia ukierunkowanego molekularnie. Nowotwory niedrobnokomórkowe cechuje często nieco stabilniejszy przebieg i mniejsza skłonność do dawania przerzutów odległych. Przy znacznie słabszej wrażliwości na chemio- i radioterapię są one jednak w części przypadków operacyjne w momencie rozpoznania, dodatkowo głównie raki gruczołowe zawierają defekty molekularne stanowiące punkty uchwytu dla terapii celowanych. Problemem jest wciąż leczenie zaawansowanych nowotworów płaskonabłonkowych, nieresekcyjnych, opornych na standardowe leczenie systemowe i słąbo poddatnych na terapie ukierunkowane molekularnie. Każdorazowo podczas diagnostyki raka płuca konieczna jest wnikliwa ocena stopnia zaawansowania choroby, która może być dokonana przy 70 Nowe możliwości w leczeniu systemowym nowotworów płuc – przegląd badań klinicznych pomocy badania TK klatki, jamy brzusznej i miednicy, badania PET a także (w przypadku raka niedrobnokomórkowego) badania TK głowy. Z punktu widzenia terapii niedrobnokomórkowego raka płuca szczególnie ważna jest ocena zajęcia węzłów chłonnych rozwidlenia tchawicy i przymostkowych (cecha N2), gdyż decyduje ono o kwalifikacji do leczenia chirurgicznego lub braku tej możliwości. W przypadku raka drobnokomórkowego większość rozpoznań jest stawianych w stadium choroby uogólnionej (stopień IV, obecność przerzutów odległych), około 20-40% rozpoznawanych jest w stopniach I-III (local disease), w której leczenie ma intencję radykalności [3]. Rokowanie w raku płuca jest poważne, przy czym u chorych z rakiem drobnokomórkowym jest na ogół gorsze niż u tych z guzami niedrobnokomórkowymi. Korzystnymi czynnikami rokowniczymi jest niższy stopień zaawansowania choroby, dobry stan sprawności a w przypaku raka niedrobnokomórkowego także nieobecność mutacji w genie KRAS. Czynnikami predykcyjnymi dobrej odpowiedzi na określoną terapię są niektóre zaburzenia molekularne (mutacja aktywująca EGFR, rearanżacja ALK) oraz typ histologiczny (niepłaskonabłonkowy – lepsza odpowiedź na chemioterapię) [2]. 5. Aktualnie obowiązujący standard leczenia onkologicznego raka płuca Leczenie onkologiczne nowotworów płuc zależy od typu histologicznego, stopnia zaawansowania klinicznego oraz określonych klinicznych oraz molekularnych czynników rokowniczych i obejmuje postępowanie chirurgiczne, radioterapię, chemioterapię oraz leczenie ukierunkowane molekularnie (inhibitory kinazy receptora naskórkowego czynnika wzrostu i inhibitory angiogenezy). 5.1. Rak niedrobnokomórkowy Nowotwór ten wykazuje stosunkową oporność na konwencjonalną chemioterapię. Podstawową metodą leczenia jest zabieg chirurgiczny (możliwy do wykonania przy braku zajęcia węzłów chłonnych poniżej rozwidlenia tchawicy oraz przymostkowych tj bez cechy N2 w stopniu zaawansowania do IIB i niektórych przypadkach IIIA) polegający na pierwotnej doszczętnej resekcji miąższu płucnego (lobektomia, pneumonektomia), uzupełniony o radioterapię. W sytuacji niewielkiego zajęcia śródpiersia oraz przy rozległym guzie (T3-T4N1) w szczycie płuca zabieg chirurgiczny powinien być poprzedzony chemioterapią [3]. Uzasadnieniem stosowania leczenia systemowego jest nawrót choroby pod postacią jej uogórnienia po radykalnym leczeniu chirurgicznym. W sytuacji znacznego 71 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk miejscowego zaawansowania nowotworu lub jego rozsiewu zalecaną opcję leczenia stanowi dwulekowa chemioterapia zawierająca cisplatynę oraz (w zależności od podtypu histologicznego) pemetrexed, gemcytabinę, winorelbinę lub jeden z taksoidów [2]. Dostępne leczenie ukierunkowane molekularnie obejmuje: inhibitory kinaz tyrozynowych u chorych z aktywującą mutacją w genie EGFR (erlotynib, gefitynib, afatynib) lub z rearanżacją genów ALK lub ROS1 (kryzotynib), przeciwciała monoklonalne antyEGFR (cetuksymab) i anty-VEGF (bewacyzumab). Zgodnie z dotychczasową wiedzą leki te nie mają zastosowania w terapii uzupełniającej zabieg chirurgiczny a jedynie u chorych z nawrotem lub progresją choroby, zakwalifikowanych do leczenia paliatywnego [2]. Inhibitory kinaz w raku gruczołowym z mutacją aktywującą EGFR przynoszą korzyść kliniczną w porównaniu do CTH (nawet najskuteczniejszej w tym podtypie histologicznym Alimty+DDP) w zakresie odsetka odpowiedzi na leczenie, czasu wolnego od progresji oraz jakości życia; stwierdzony dotąd brak różnic w czasie przeżycia całkowitego może wynikać z powszechności stosowania inhibitorów kinaz u chorych z progresją w trakcie standardowej chemioterapii [2]. Erlotynib, gefitynib i afatynib są zalecane do stosowanie w ramach pierwszej linii leczenia paliatywnego u chorych z gruczolakorakiem płuca z mutacją aktywującą w genie EGFR [3]. Erlotynib jest także zalecany w leczeniu podtrzymującym u chorych w dobrym stanie sprawności, u których uzyskano odpowiedź na leczenie chemiczne [3]. Zastosowanie inhibitorów kinaz w omawianej grupie chorych w II i III linii leczenia po niepowodzeniu CTH jest również uzasadnione dotychczas przeprowadzonymi badaniami [2]. 5.2. Rak drobnokomórkowy Mimo dużej chemio- i radiowrażliwości tego typu histologicznego raka, rokowanie wciąż pozostaje niepomyślne z uwagi na wczesne występowanie uogólnienia choroby. W niewielkiej grupie chorych, jaką stanowią pacjenci w stadiach I-III (LD, local disease), możliwe jest leczenie o intencji radykalnej przy zastosowaniu chemioradioterapii. Stopień IV zaawansowania klinicznego (ED, extensive disease) obliguje do chemioterapii paliatywnej i elektywnej RT ośrodkowego układu nerwowego [3]. Według dotychczasowych badań najkorzystniejszym schematem chemioterapii jest połączenie cisplatyny i etopozydu, charakteryzujące się dłuższym PFS i lepszym profilem działań niepożądanych w porónaniu do schematów zawierających antracykliny czy leki alkilujące [2]. 72 Nowe możliwości w leczeniu systemowym nowotworów płuc – przegląd badań klinicznych 6. Nowe perspektywy leczenia raka płuca – przegląd badań klinicznych 6.1. Przeciwciała monoklonalne anty-EGFR W części przypadków niedrobnokomórkowego raka płuc stwierdza się mutacje aktywujące w genie kodującym receptor dla naskórkowego czynnika wzrostowego (EGFR). Standardowym postępowaniem onkologicznym u chorych z zaawansowanym gruczolakorakiem płuca z obecnością wspomnianej mutacji jest terapia przy pomocy inhibitorów kinazy tyrozynowej związanej z receptorem EGFR [3]. Wśród leków blokujących działanie samego receptora w użyciu praktycznym w różnych typach nowotworów znajdują się także przeciwciała monoklonalne o swoistości anty-EGFR. Cetuksymab jest chimerycznym przeciwciałem monoklonalnym klasy IgG1 wiążącym się z zewnątrzkomórkową domeną EGFR i stosowanym w leczeniu paliatywnym zaawansowanego raka jelita grubego [4]. Dotychczasowe próby oceny skuteczności cetuksymabu w terapii niedrobnokomórkowego raka płuc nie dały jasnej odpowiedzi w kwestii jego przydatności. Badanie III fazy FLEX obejmujące 1125 chorych z zaawansowanym niedrobnokomórkowym rakiem płuca z mutacją w genie EGFR oceniało efekty dodania cetuksymabu do chemioterapii złożonej z cisplatyny i winorelbiny w pierwszej linii leczenia paliatywnego. W ramieniu przyjmującym cetuksymab oprócz chemioterapii wykazano znamienne wydłużenie mediany czasu przeżycia całkowitego (11 vs 10 miesięcy) i wyższy odsetek odpowiedzi na leczenie (36 vs 29%), choć czas wolny od progresji pozostawał taki sam jak w grupie otrzymującej samą chemioterapię. Jednocześnie odnotowana ilość działań niepożądanych była znacząco większa u pacjentów leczonych schematem wzbogaconym o cetuksymab [5]. Inne badanie III fazy, w którym oceniano efektywność cetuksumabu w połączeniu z chemioterapią taksanami i karboplatyną w pierwszej linii leczenia paliatywnego u chorych z zaawansowanym niedrobnokomórkowym rakiem płuca, nie wykazało istotnej różnicy w zakresie czasu wolnego od progresji i czasu przeżycia całkowitego [6]. Ostatecznie, z uwagi na sprzeczne wyniki dotychczasowych adań w zakresie wpływu dołączenia cetuksymabu na czas przeżycia całkowitego, brak wykazanego wpływu na PFS oraz istotnie wyższą częstość występowania działań niepożądanych, zastosowanie cetuksymabu w leczeniu raka płuca obecnie nie znajduje uzasadnienia [3]. Innym badanym lekiem blokującym działanie receptora EGFR jest necitumumab, przeciwciało monoklonalne klasy IgG1 ukierunkowane przeciwko domenie zewnątrzkomórkowej receptora EGFR i blokujące przyłączenie do niego ligandu oraz aktywację [7]. Skuteczność związku była oceniana w badaniu klinicznym III fazy, w którym porównywano efekty 73 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk jego stosowania wraz z chemioterapią (cisplatyna i gemcytabina) w porównaniu do samej chemioterapii w pierwszej linii leczenia u chorych z rakiem płaskonabłonkowym w stadium IV. W badaniu stwierdzono wydłużenie czasu przeżycia całkowitego u chorych przyjmujących necitumumab (11,5 vs. 9,9 miesiąca), niewielkie wydłużenie czasu wolnego od progresji (5,7 vs. 5,5 miesiąca) oraz odsetka odpowiedzi obiektywnych (31% vs. 29%). Związek prezentował także akceptowalny profil bezpieczeństwa, z najczęstszymi działaniami niepożądanymi charakterystycznymi dla wszystkich leków anty-EGFR tj hipomagnezemią i wysypką skórną [7]. 6.2. Inhibitory kinaz tyrozynowych Kinazy tyrozynowe to enzymy katalizujące proces fosforylacji białka, będącego substratem danej kinazy [8]. Efektem fosforylacji danego substratu jest zmiana jego struktury przestrzennej oraz regulacja jego działania lub lokalizacji w komórce, w tym np zmiana aktywności enzymatycznej czy zdolności wiązania się z innymi białkami. Kinazy tyrozynowe są związane funkcjonalnie z różnymi białkami receptorowymi, ulegając aktywacji po przyłączeniu się do receptora jego liganda i uczestnicząc w wewnątrzkomórkowej transmisji sygnału [8]. W komórce znajdują się także kinazy cytoplazmatyczne, jak np kinaza Abl, Src, Akt. Jak wspomniano, obecnie w standardach leczenia niedrbnokomórkowego raka płuca znalazły się inhibitory kinazy tyrozynowej swoistej dla receptora EGFR (erlotynib, gefitynib, afatynib) [3]. Wśród innych, badanych obecnie związków tej grupy znajdują się inhibitory kinaz związanych z receptorami VEGFR, PDGFR, FGFR, ALK, MEK, KRAS i RET. Nintedanib to inhibitor kinaz tyrozynowych sprzężonych z receptorem VEGFR, PDGFR oraz FGFR i jest zarejestrowany w Unii Europejskiej do leczenia samoistnego włóknienia płuc oraz w II linii leczenia chorych z zaawansowanym miejscowo/przerzutowym/nawrotowym rakiem gruczołowym płuca [9]. W badaniu klinicznym III fazy (LUME-Lung 1) oceniano efekty stosowania nintedanibu wraz z docetakselem w porównaniu do docetakselu z placebo u chorych z zaawansowanym (stopień IIIb/IV) niedrobnokomórkowym rakiem płuca, u których doszło do progresji w trakcie stosowania chemioterapii I linii. Stosowanie nintedanibu wiążało się z korzystnym istotnym wysłużeniem czas wolnego od progresji (3,4 vs 2,7 miesiąca) u wszystkich pacjentów a także z wydłużeniem czas przeżycia całkowitego wśród chorych z rozpoznaniem histologicznym raka gruczołowego (12,6 vs 10,3 miesiąca), przy czym korzyść taką odnosiła także podgrupa chorych z rakiem gruczołowym, u których progresja w trakcie leczenia pierwszej linii wystąpiła szybko (OS 10,9 vs 7,9 miesiąca). Najbardziej nasilone działania niepożądane leczenia były częstsze w ramie- 74 Nowe możliwości w leczeniu systemowym nowotworów płuc – przegląd badań klinicznych niu z nintedanibem i obejmowały biegunkę (6,6% vs 2,6%) i przejsciowy wzrost poziomów aminotrensferaz (ALAT 7,8% vs 0,9% chorych, AspAT 3,4% vs 0,5%). W obu grupach odnotowano zgony niezwiązane z progresją choroby, występowały one częściej u chorych otrzymujących nintedanib i wynikały z sepsy, zapalenia płuc, niewydolności oddechowej i zatorowości płucnej [10]. Selumetynib to inhibitor kinaz MEK1/MEK2 stanowiących kolejne “ogniwo” w szlaku przekazywania sygnałów z receptorów czynnikó wzrostowych drogą białka KRAS [11]. W badaniu klinicznym II fazy oceniającym aktywność selumetynibu w połączeniu z docetakselem w porównaniu z samym docetakselem wzięło udział 87 pacjentów z zaawansowanym (stadium IIIb/IV) niedrobnokomórkowym rakiem płuca ze stwierdzoną mutacją KRAS. Selumetynib podawany wraz z docetakselem wykazał obiecującą efektywność; średni czas całkowitego przeżycia u chorych w ramieniu otrzymującym selumetynib i docetaksel wyniósł 9,4 miesiąca, podczas gdy w grupie z samym docetakselem zaledwie 5,2 miesiąca. Również czas wolny od progresji okazał się istotnie dłuższy przy zastosowaniu selumetynibu (5,3 vs 2,1 miesiąca). Odpowiedź obiektywną uzyskano u 37% pacjentów leczonych selumetynibem oraz u nikogo z grupy otrzymującej wyłącznie docetaksel. Stosowanie badanego związku wiązało się także ze zwiększeniem częstości działań niepożądanych; wystąpiły one w staopniu umiarkowanym lub wyższym u 82% chorych w ramieniu z selumetynibem oraz 67% w grupie kontrolnej z docetakselem. Wśród nich najczęściej odnotowywano neutropenię, gorączkę neutropeniczną, duszność i osłabienie [11]. Odchyleniem molekularnym spotykanym u części chorych na niedrobnokomórkowego raka płuca jest rearanżacja genu ALK (anaplastic lymphoma kinase) skutkująca nadaktywnością kinazy. Dotychczas rejestrację w 2012 roku uzyskał związek kryzotynib, będący selektywnym, drobnocząsteczkowym inhibitorem kinazy tyrozynowej ALK i jej wariantów onkogennych, w Polsce jeszcze trudno dostępny [12]. W badaniach na liniach komórkowych zwiążek ten wykazywał efekt hamowania wzrostu i nasilania apoptozy komórek nowotworowych z mutacją ALK [12]. Związek ten wykazał korzyści kliniczne w porównaniu do standardowej chemioterapii u chorych z rakiem niedrobnokomórkowym płuca z rearanżacją ALK w przeprowadzonych badaniach III fazy. Jedno z nich, prowadzone u chorych z zaawansowanym niedrobnokomórkowym rakiem płuca z mutacją ALK wykazało, że zastosowanie kryzotynibu w pierwszej linii leczenia paliatywnego u tych pacjentów wiąże się z wydłużeniem czasu wolnego od progresji (10,9 vs 7 miesiąca), większym odsetkiem przeżyć 1rocznych (84% vs 79%) a także wyższym odsetkiem odpowiedzi obiektywnych (74 vs 45%) [13]. Podobne korzyści lek wykazał w drugiej linii 75 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk leczenia paliatywnego pacjentów z zaawansowanym rakiem płuca z mutacją ALK, po niepowodzeniu leczenia chemicznego pierwszej linii [14]. W fazie badań klinicznych znajdują się dwa następne leki tej grupy: alektynib i cerytynib. Alektynib jest nowym, drobnocząsteczkowym inhibitorem kinazy ALK przeznaczonym do stosowania doustnego. Jak wykazano w badaniach przedklinicznych wykazuje on zdolność blokowania także niektórych form zmutowanej kinazy ALK, opornych na kryzotynib [15]. W badaniu klinicznym I/II fazy wykazano dobrą tolerancję alektynibu. Najczęstsze działania niepożądane powiązane ze stosowaniem alektynibu wykazywały nasilenie słabe do umiarkowanego i obejmowały zmęczenie, bóle mięśniowe i obrzęki obwodowe, natomiast spośród nasilonych efektów niepożądanych najczęstszymi było zwiększenie stężenia GGTP w surowicy, neutropenia i hipofosfatemia. Odpowiedź obiektywną na leczenie uzyskano u 55% chorych. Co ciekawe, również w grupie 21 pacjentów z przerzutami w ośrodkowym układzie nerwowym 11 (52%) uzyskało odpowiedź obiektywną, z czego 6 (29%) odpowiedź całkowitą, a 5 (24%) częściową; stabilizację choroby osiągnięto u kolejnych 36% badanych (16 chorych)[16]. Obecnie trwa badanie kliniczne III fazy (ALEX) porównujące efektywność alektynibu i kryzotynibu w zaawansowanym niedrobnokomórkowym raku płuca [17]. Cerytynib stanowi drobnocząsteczkowy, zależny od ATP inhibitor kinazy ALK, podobnie jak alektynib przeznaczony do stosowania doustnego. Przeprowadzone badanie I fazy wykazało wysoką aktywność przeciwnowotworową cerytynibu, widoczną także u pacjentów, u których doszło do progresji w trakcie terapii kryzotynibem – odsetek odpowiedzi w grupie badanej wyniósł 58%, zaś w podgrupie otrzymującej wcześniej kryzotynib 52% [18]. Istniejące doniesienia z badań na liniach komórkowych, potwierdzają zdolność cerytynibu do przełamania oporności na kryzotynib spowodowanej większością mutacji warunkujących oporność u pacjentów z niedrobnokomórkowym rakiem płuca [19]. 6.3. Przeciwciała monoklonalne anty-VEGFR Komórki guza nowotworowego charakteryzują się szeregiem specyficznych cech cytologicznych oraz histologicznych. Powtarzającym się we wszystkich typach guzów wykładnikiem złośliwości jest zdolność do nasilonej angiogenezy i patologiczne unaczynienie. W rozwoju takiego stanu odgrywają rolę czynnik wzrostowy VEGF (vascular endothelial growth factor) i jego receptor VEGFR. Bewacyzumab jest przeciwciałem monoklonalnym ukierunkowanym przeciwko receptorowi VEGFR i dotychczas znalazł zastosowanie w terapii paliatywnej zaawansowanego raka jelita grubego oraz raka jajnika, zaś jego skuteczność jest badana także 76 Nowe możliwości w leczeniu systemowym nowotworów płuc – przegląd badań klinicznych w raku piersi, żołądka, pęcherza moczowego czy trzustki [20-23]. Również w przypadku niedrobnokomórkowego raka płuc podejmowano próby blokowania receptora dla VEGFR w terapii onkologicznej. Dotychczasowe wyniki badań klinicznych nad skutecznością bewacizumabu nie uzasadniają powszechnego zastosowania tego leku w terapii raka płuca. Co prawda w przeprowadzonym badaniu klinicznym III fazy wykazano istotne wydłużenie czasu wolnego od progresji i odsetka odpowiedzi obiektywnych, jednak jego stosowanie wiązało się ze znacznym nasileniem występowania objawów niepożądanych, głównie o typie powikłań krwotocznych oraz wzrostu ciśnienia tętniczego, mimo bardzo starannej selekcji chorych (bez krwioplucia, przerzutów do ośrodkowego ukłądu nerwowego, bez źle kontrolowanego nadciśnienia tętniczego, nie na leczeniu przeciwkrzepliwym) [24]. Ramucirumab jest ludzkim przeciwciałem monoklonalnym klasy IgG1 skierowanym przeciwko zewnątrzkomórkowej domenie receptora VEGFR-2 [25]. W wieloośrodkowym randomizowanym badaniu klinicznym III fazy (REVEL) oceniano efekty stosowania ramucirumabu wraz z docetakselem w porównaniu z samym docetakselem w II linii leczenia paliatywnego u chorych z zaawansowanym niedrobnokomórkowym rakiem płuc. Badanie obejmowało 1253 pacjentów, u których wystąpiła progresja w trakcie I-liniowej chemioterapii paliatywnej na bazie cisplatyny. W ramieniu przykmującym ramucirumab zaobserwowano wydłużenie czasu przeżycia całkowitego (10,5 vs 9,1 miesiąca) i czasu wolnego od progresji a także istotne zwiększenie odsetka odpowiedzi obiektywnych (23% vs. 14%) w porównaniu do parametrów uzyskanych u chorych leczonych docetakselem w monoterapii. Ramucirumab wykazywał jednocześnie akceptowalny profil bezpieczeństwa, nie odnotowano zwiększenia częstości krwawień [25]. Lek ten został następnie zaaprobowany przez FDA do leczenia II linii niedrobnokomórkowego raka płuc, bez względu na podtyp histologiczny. 6.4. Odwracanie anergii limfocytów Jedną z cech charakterystycznych komórek różnych typów nowotworów złośliwych jest niestabilność genetyczna, skłonność do występowania mutacji i powiązana z nimi odrębność fenotypowa od zdrowych komórek organizmu. Antygeny nowotworowe są w normalnych warunkach rozpoznawane przez komóki odpowiedzi swoistej i nieswoistej układu immunologicznego (limfocyty T, B, komórki NK oraz fagocyty), by w następnym etapie mogły być eliminowane przy pomocy mechanizmów efektorowych. W wyniku interakcji komórki nowotworowej z limfocytem T, ten ostatni uzyskuje podwójny sygnał aktywujący (przez receptor TCR i cząstkę CD28), dzięki czemu zyskuje on zdolność do proliferacji, syntezy cytokin oraz pełnienia funkcji cytotoksycznych. Badania wykazały, że komórka 77 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk nowotworowa może jednak w pewnym stopniu modulować funkcje układu odpornościowego by wyzwolić się spod kontroli immunologicznej. W warunkach długotrwałej stymulacji antygenami nowotworowymi komórki T wchodzą w stan odwracalnej anergii czynnościowej określanej jako „wyczerpanie” (exhaustion) limfocytu i polegającej na braku reakcji na antygeny guza mimo prawidłowego ich rozpoznania. Białka odpowiedzialne za rozwój opisanego zjawiska budzą w ostatnich latach rosnące zainteresowanie onkologów, immunologów i biologów molekularnch. Cząstki, którym przypisuje się obecnie znaczenie przy rozwoju stanu wyczerpania limfocytu to m.in. białka PD-1 i CTLA4. 6.4.1. Blokada układu PD-1/PD-L1 Cząsteczka PD-1 (programmed death-1) to białko receptorowe należące do rodziny receptorów immunoglobulinowych, któego ekspresja znacząco zwiększa się na limfocytach T, komórkach dendrytycznych i makrofagach w warunkach ich aktywacji. Fizjologiczna rola PD-1 polega na wygaszaniu odpowiedzi immunologicznej po pewnym czasie jej trwania a także utrzymaniu tolerancji na antygeny własne [26]. PD-L1 jest jednym z ligandów dla cząsteczki PD-1, występującym na powierzchni komórek wielu typów nowotworów złośliwych [26]. Interakcja PD-1 z jej ligandem skutkuje opisywanym stanem wyczerpania komórek i niewydonością odpowiedzi immunologicznej wobec komórek nowotworowych. Blokowanie osi PD-1/PD-L1 stanowi interesującą nową opcję leczenia immunologicznego w onkologii i było dotąd badane w czerniaku złośliwym, chłoniakach nieziarniczych, raku pęcherza moczowego a także raku piersi [27-30]. Pembrolizumab stanowi humanizowane przeciwciało monoklonalne IgG4 skierowane przeciwko cząsteczce PD-1 [31]. Badanie kliniczne I fazy nad zastosowaniem pembrolizumabu u pacjentów z zaawansowanym niedrobnokomórkowym rakiem płuca po kilku liniach leczenia wykazało, że lek ten rozwija w tej grupie pewną aktywność przeciwnowotworową a także cechuje się akceptowalnym profilem toksyczności. Odpowiedzi obiektywne uzyskano u 19.4% chorych, czas wolny od progresji w badanej grupie wyniósł 3,7 miesiąca średni, okres trwania odpowiedzi 12.5 miesiąca a czas przeżycia całkowitego u leczonych chorych 12 miesięcy. Wyższą aktywność pembrolizumabu stwierdzono u tych chorych, u których przynajmniej 50% komórek guza wykazywało ekspresję PD-L1. Podczas badania odnotowano pewne działania niepożądane, spośród których najczęstsze były zmęczenie, świąd oraz brak apetytu i nie wykazywały wyraźnej zależności od dawki czy schematu podawania [32]. Nivolumab to w pełni ludzkie przeciwciało monoklonalne klasy IgG4, swoiste wobec cząsteczki PD-1. W badaniach klinicznych I fazy nivolumab 78 Nowe możliwości w leczeniu systemowym nowotworów płuc – przegląd badań klinicznych wykazał akceptowalny profil bezpieczeństwa oraz zachęcający wynik w zakresie przeżycia całkowitego u chorych z różnymi podtypami histologicznymi raka niedrobnokomórkowego. Najczęstszymi obserwowanymi działaniami niepożądanymi o dużym nasileniu (G3/4) było zmęczenie, brak apetytu oraz wzrost poziomu AspAT [33]. Badaniem II fazy objęto pacjentów z zaawansowanym rakiem płaskonabłonkowym po niepowodzeniu przynajmniej dwóch linii leczenia. Zastosowanie nivolumabu wiązało się z trwałą (trwającą ponad 24 tyg.) odpowiedzią u 57% badanych (8/14 pacjentów), u 2 chorych odpowiedź na leczenie utrzymuwała się aż 1 rok. Ogółem 1-roczne przeżycie osiągnęło 56% badanych pacjentów a 2-letnie 45% [34]. 6.4.2. Blokada cząsteczki CTLA-4 Cząsteczka CTLA-4 jest białkiem należącym do tej samej rodziny co kostymulacyjna cząstka CD28 i posiada te same ligandy, jednak jednak jej pobudzenie wiąże się z przeciwstawnym efektem. W prawidłowych warunkach cząsteczka ta pozwala na hamowanie nadmiernej aktywacji komórek układu immunologicznego, w chorobach nowotworowych odpowiada za wyzwalania anergii czynnościowej limfocytów T po rozpoznaniu antygenu. Ipilimumab jest przeciwciałem monoklonalnym specyficznym wobec cząsteczki CTLA-4 obecnej na powierzchni limfocytów T [35]. W odróżnieniu od leków blokujących PD-1 związek ten nie działa w bezpośrednim mikrośrodowisku guza, ale w węzłach chłonnych, pobudzając funkcję wszystkich klonów limfocytów i wywołując w związku z tym więcej działąń niepożądanych. Dotychczas lek jest stosowany do leczenia paliatywnego chorych z rozsianym czerniakiem złośliwym, u których doszło do niepowodzenia dwóch lub więcej linii leczenia chemicznego. Skuteczność leku była badana dotąd zarówno u chorych z rakiem drobnokomórkowym jak i niedrobnokomórkowym płuca. W badaniu klinicznym II fazy, którym objęto pacjentów z postacią uogólnioną raka drobnokomórkowego płuc, wykazano, że dołączenie ipilimumabu do schematu chemioterapii zawierającego paklitaksel i karboplatynę w pierwszej linii leczenia paliatywnego powoduje istotne wydłużenie czasu wolnego od progresji (6,4 vs 5,3 miesiąca) oraz czasu przeżycia całkowitego (12,9 vs 9,9 miesiąca) i wiąże się ze zwiększoną częstością działań niepożądanych (17 vs 9%) w porównaniu do stosowania samej chemioterapii [36]. Wyniki badań II fazy nad efektami działania ipilimumabu w zaawansowanym (IIIb/IV) raku niedrobnokomórkowym płuca wykazują również wydłużenie czasu do progresji choroby u pacjentów otrzymujących ipilimumab i chemioterapię w stosunku do tych leczonych wyłącznie chemicznie [37]. W konkluzji z obu opracowań pod- 79 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk kreślano konieczność podejmowania dalszych badań, które pozwolą na potwierdzenie dotychczsowych zachęcających wyników. Obecnie trwają badania kliniczne III fazy nad zastosowaniem ipilimumabu wraz z obowiązującymi schematami chemioterapii. Jedno z nich (NCT01285609) należące do badań III fazy porównuje efekty zastosowania ipilimumabu wraz z paklitakselem i karboplatyną i semej chemioterapii w pierwszej linii leczenia paliatywnego u chorych z płaskonabłonkowym rakiem płuca; przewidywany koniec badania przypada na czerwiec 2016roku. Ipilimumab jest także badany u chorych z drobnokomórkowym rakiem płuca – podjęte badanie III fazy (NCT01450761) pozwoli na ocenę zastosowania ipilimumabu wraz z cisplatyną i etopozydem w chorych z uogólnionym drobnokomórkowym rakiem płuca w porównaniu z samą chemioterapią, koniec jest przewidziany na wrzesień 2016 roku. 6.5. Zastosowanie komórek dendrytycznych Komórki dendrytyczne to komórki układu immunologicznego o pochodzeniu mieloidalnym, charakteryzujące się określonymi markerami różnicowania CD (clasters of diffesentation), nie wykazującym markeró charakterystycznych dla limfocytów (CD3, CD19, CD56) i monocytów (CD14, CD16) [38]. Komórki te pełnią kluczową funkcję w działaniu układu immunologicznego polegającą na prezentacji przetworzonych antygenów limfocytom T pomocniczym, które rozpoznają antygen i otrzymują sygnał do aktywacji, proliferacji i syntezy cytokin. Terapia przy pomocy komórek dendrytycznych w ogólnym zarysie polega na podawaniu pacjentowi w sposób powtarzalny (śródskórnie, podskórnie, dowęzłowo, doguzowo bądź dożylnie) wyizolowanych od nich wcześniej i uczulonych antygenami nowotworu komórek dendrytycznych, zdolnych do efektywnej prezentacji antygenów guza autologicznym limfocytom T i inicjacji odpowiedzi immunologicznej [38]. Z uwagi na wciąż nieudowodnioną wartość opisywanej terapii, komórki dendrytyczne są stosowane w monoterapii zwykle u chorych, u których doszło do niepowodzenia kilku linii terapii onkologicznej. Trudność sprawia także ocena odpowiedzi na tego typu leczenie; przypuszcza się, że obowiązujący dla standardowej terapii onkologicznej system RECIST nie pozwoli na wiarygodną ocenę efektó immunoterapii. W końcu, problemem w organizacji tego typu badań jest także konieczność indywidualnego przygotowania komórek dla pacjenta, przeprowadzania długotrwałych i skomplikowanych procedur izolacji i preparacji komórek i antygenów, wymagających na niektórych etapach także obecności pacjenta, a także ogramne koszty badań, ograniczające liczebność badanej grupy. Dotychczas prowadzone badania kliniczne nad praktycznym zastosowaniem komórek dendry- 80 Nowe możliwości w leczeniu systemowym nowotworów płuc – przegląd badań klinicznych tycznych prowadzone były zatem na niewielkich grupach pacjentów i dotyczyły chorych z rakiem prostaty, czerniakiem złośliwym, szpiczakiem mnogim czy rakiem jelita grubego [39-42]. W raku płuca terapia przy pomocy komórek dendrytycznych znajduje się na wczesnych etapach badań klinicznych. W badaniu I fazy, którym objęto 11 chorych z zaawansowanym/ nawrotowym niedrobnokomórkowym rakiem płuca, podawany dożylnie preparat komórek dendrytycznych charakteryzował się dobrą tolerancją, nie odnotowano żadnych ciężkich działań niepoządanych. Spośród badanych chorych u jednego stwierdzono wybitny wzrost ilości komórek NKT w surowicy już po pierwszej dawce, u 2 kolejnych pacjentów odnotowano znaczną odpowiedź po 3 dawce. Choć żaden z pacjentów nie spełnił kryteriów całkowitej lub częściowej odpowiedzi według RECIST, u 2 z nich doszło do stabilizacji choroby utrzymującej się rok lub dłużej przy jednoczesnej dobrej jakości życia [43]. 7. Podsumowanie Z uwagi na wysoką częstość występowania w populacji ogólnej oraz duże trudności terapeutyczne i niekorzystne prognozy rak płuca pozostaje wciąż istotnym problemem współczesnej medycyny. Z uwagi na wciąż wysoką popularność palenia tytoniu, skąpoobjawowy przebieg we wczesnych stadiach, brak skutecznych badań przesiewowych oraz dużą agresywność choroby rozpoznanie raka płuca bardzo często stawiane jest w zaawansowanym, objawowym stadium choroby, w którym leczenie radykalne jest niemożliwe lub bardzo utrudnione. Mimo, że w przeciągu oststnich dekad podejmowano wiele badań klinicznych mających na celu poprawę skuteczności leczenia nowotworów płuc, nie udało się osiągnąć przełomu w ich leczeniu. Zainteresowanie onkologów i biologów molekularnych rakiem płuca jednak wciąż nie słabnie i podejmowane są kolejne badania nad drogami leczenia raka płuc. Dzięki coraz lepszej znajomości biologii i charakterystyki molekularnej guzów płuc a także rosnących możliwości diagnostycznych w zakresie badań genetycznych otwierają się kolejne, coraz nowsze drogi leczenia celowanego. Spośród terapii ukierunkowanych molekularnie w raku płuca standardowo stosowane są inhibitory kinaz tyrozynowych związanych z receptorem dla czynnika wzrostu EGFR, rejestrację w raku gruczołowym ALK+ płuca ma także kryzotynib. Intensywnym badaniom poddawane są nowe związki z tych grup a także inhibitory innych kinaz, przeciwciała blokujące receptory dla czynników wzrostu czy inhibitory angiogenezy. Nowym interesującym mechanizmem zwalczania raka płuc jest także immunoterapia, która być może znajdzie zastosowanie także w raku drobnokomórkowym, dla którego niezmiennie brakuje metod leczenia celowanego czy w raku płąsko- 81 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk nabłonkowym, stosunkowo opornym na leczenie systemowe. Terapia raka płuca wciąż oczekuje na przełom konieczny do zmiany rokowania w tym często występującym nowotworze złośliwym. Biorąc pod uwagę ilość podejmowanych badań w tym zakresie oraz obserwowany na przestrzeni ostatnich lat znaczący postęp stanu wiedzy o biologii molekularnej i immunologii tej choroby istnieje nadzieja, że być może uda się go dokonać już w najbliższej przyszłości. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Krajowy Rejestr Nowotworów: http://onkologia.org.pl/k/epidemiologia/ Wejście z dnia 20.03.2016 Krzakowski M. Rak płuca, [w:] Krzakowski M., Potemski P., Warzocha K., Wysocki P. Onkologia Kliniczna tom II, Wyd. ViaMedica, Gdańsk 2015, s. 523-571 Krzakowski M., Jassem J. Nowotwory płuca i opłucnej oraz śródpiersi, [W:] Krzakowski M. Zalecenia postępowania diagnostyczno-terapeutycznego w nowotworach złośliwych, Wyd Via Medica, Gdańsk 2013, s. 71-93 Potemski P., Polkowski W. Nowotwory układu pokarmowego, [W:] Krzakowski M. Zalecenia postępowania diagnostyczno-terapeutycznego w nowotworach złośliwych, Wyd. Via Medica, Gdańsk 2013, s. 166-182 Pirker R., Pereira J. R., Szczesna A. Cetuximab plus chemotherapy in patients with advanced non-small-cell lung cancer (FLEX): an open-label randomized phase III trial, Lancet, 373 (2009), s. 1525-1531 Lynch T. J., Patel T., Dreisbach L., McCleod M., Heim W. J., Hermann R. C., Paschold E., Iannotti N. O., Dakhil S., Gorton S., Pautret V., Weber M. R., Woytowitz D. Cetuximab and First-Line Taxane/Carboplatin Chemotherapy in Advanced Non-Small-Cell Lung Cancer: Results of the Randomized Multicenter Phase III Trial BMS099, Journal of Clinical Oncology, 28, 6 (2010), s. 911-917 Thatcher N., Hirsch F. R., Szczesna A., Ciuleanu T. E., Szafranski W., Dediu M., Ramlau R., Galiulin R., Bálint B., Losonczy G., Kazarnowicz A., Park K., Schumann C., Reck M., Paz-Ares L., Depenbrock H., Nanda S., KruljacLetunic A., Socinski M. A. A randomized, multicenter, open-label, phase III study of gemcitabine-cisplatin (GC) chemotherapy plus necitumumab (IMC11F8/LY3012211) versus GC alone in the first-line treatment of patients (pts) with stage IV squamous non-small cell lung cancer (sq-NSCLC), Journal of Clinical Oncology, 32, 15 (2014), s. 5 Krawczyk P., Czekajska-Chehab E., Wojas-Krawczyk K., Jankowska O., Koczkodaj D., Rolski A., Mulawka D., Korobowicz E., Milanowski J. Molekularne terapie celowane w niedrobnokomórkowym raku płuca, Forum Medycyny Rodzinnej 3, 1 (2009), s. 16-26 Dhillon S. Nintedanib: A Review of Its Use as Second-Line Treatment in Adults with Advanced Non-Small Cell Lung Cancer of Adenocarcinoma Histology. Targeted Oncology 10, 2 (2015), s. 303-10 82 Nowe możliwości w leczeniu systemowym nowotworów płuc – przegląd badań klinicznych 10. Reck M., Kaiser R., Mellemgaard A., Douillard J. Y., Orlov S., Krzakowski M., von Pawel J., Gottfried M., Bondarenko I., Liao M., Gann C. N., Barrueco J., Gaschler-Markefski B., Novello S. Docetaxel plus nintedanib versus docetaxel plus placebo in patients with previously treated non-small-cell lung cancer (LUME-Lung 1): a phase 3, double-blind, randomised controlled trial, Lancet Oncology, 15, 2 (2014), s. 143-55 11. Jänne P. A., Shaw A. T., Pereira J. R., Jeannin G., Vansteenkiste J., Barrios C., Franke F. A., Grinsted L., Zazulina V., Smith P., Smith I., Crinò L. Selumetinib plus docetaxel for KRAS-mutant advanced non-small-cell lung cancer: a randomised, multicentre, placebo-controlled, phase 2 study.Lancet Oncology 14, 1, (2013), s. 38-47 12. Kryzotynib Charakterystyka Produktu Leczniczego: http://www.ema.europa.eu/docs/pl_PL/document_library/EPAR__Product_Information/human/002489/WC500134759.pdf Wejście z dnia 10.04.2016 13. Solomon B. J., Mok T., Kim D. W., Wu Y. L., Nakagawa K., Mekhail T., Felip E., Cappuzzo F., Paolini J., Usari T., Iyer S., Reisman A., Wilner K. D., Tursi J., Blackhall F. First-Line Crizotinib versus Chemotherapy in ALKPositive Lung Cancer, The New England Journal of Medicine, 371, 23 (2014), s. 2167-2177 14. Facchinetti F., Caramella C., Auger N., Planchard D., Adam J., Lacroix L., Remon J., Massard C., Soria J.C., Friboulet L., Besse B. Crizotinib versus Chemotherapy in Advanced ALK-Positive Lung Cancer The New England Journal of Medicine, 368, 25 (2013), s. 2385-2394 15. Kodama T., Tsukaguchi T., Yoshida M., Kondoh O., Sakamoto H. Selective ALK inhibitor alectinib with potent antitumor activity in models of crizotinib resistance, Cancer Letters, 351, 2 (2014), s. 215-21 16. Gadgeel S. M., Gandhi L., Riely G. J., Chiappori A. A., West H. L., Azada M. C., Morcos P. N., Lee R. M., Garcia L., Yu L., Boisserie F., Di Laurenzio L., Golding S., Sato J., Yokoyama S., Tanaka T., Ou S. H. Safety and activity of alectinib against systemic disease and brain metastases in patients with crizotinib-resistant ALK-rearranged non-small-cell lung cancer (AF-002JG): results from the dose-finding portion of a phase 1/2 study. Lancet Oncology, 15, 10 (2014), s. 1119-28 17. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02075840 wejście z dnia 12.04.2016 18. Shaw A. T., Kim D. W., Mehra R., Tan D. S. W., Felip E., Chow L. Q. M, Camidge R., Vansteenkiste J., Sharma S., De Pas T., Riely G. J, Solomon B. J., Wolf J., Thomas M., Schuler M., Liu G., Santoro A., Lau Y. Y., Goldwasser M., Boral A. L., Engelman J. A. Ceritinib in ALK-Rearranged Non-Small-Cell Lung Cancer, 370, 13 (2014), s. 1189-1197 19. Friboulet L., Li N., Katayama R., Lee C. C., Gainor J. F., Crystal A. S., Michellys P. Y., Awad M.M., Yanagitani N., Kim S., Pferdekamper A. M. C., Li J., Kasibhatla S., Sun F., Sun X., Hua S., McNamara P., Mahmood P., Lockerman E., Fujita N., Nishio M., Harris J., Shaw A.T., Engelman J. A. The ALK Inhibitor Ceritinib Overcomes Crizotinib Resistance in Non-Small Cell Lung Cancer, 27, (2014), s. 662-673 83 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk 20. Montero A. J., Escobar M., Lopes G., Glück S., Vogel C. Bevacizumab in the Treatment of Metastatic Breast Cancer: Friend or Foe? Current Oncology Reports, 14, 1 (2012), s. 1-11 21. Hahn N. M., Stadler W. M., Zon R. T., Waterhouse D., Picus J., Nattam S., Johnson C. S., Perkins S. M., Waddell M. J., Sweeney C. J. Phase II Trial of Cisplatin, Gemcitabine, and Bevacizumab As First-Line Therapy for Metastatic Urothelial Carcinoma: Hoosier Oncology Group GU 04-75, Journal of Clinical Oncology, 29, 12 (2011), s. 1525-1530 22. Ohtsu A., Shah M. A., Van Cutsem E., Rha S. Y., Sawaki A., Park S. R., Lim H. Y., Yamada Y., Wu J., Langer B., Starnawski M., Kang Y. K. Bevacizumab in combination with chemotherapy as first-line therapy in advanced gastric cancer: a randomized, double-blind, placebo-controlled phase III study, Journal of Clinical Oncology 29, 30 (2011), s. 3968-76 23. Van Cutsem E., Vervenne W.L., Bennouna J., Humblet Y., Gill S., Van Laethem J. L., Verslype C., Scheithauer W., Shang A., Cosaert J., Moore M.J. Phase III trial of bevacizumab in combination with gemcitabine and erlotinib in patients with metastatic pancreatic cancer, Journal of Clinical Oncology, 27, 13 (2009), s. 2231-7 24. Reck M., von Pawel J., Zatloukal P., Ramlau R., Gorbounova V., Hirsh V., Leighl N., Mezger J., Archer V., Moore N., Manegold C. Phase III Trial of Cisplatin Plus Gemcitabine With Either Placebo or Bevacizumab As FirstLine Therapy for Nonsquamous Non-Small-Cell Lung Cancer: AVAiL study, Journal of Clinical Oncolgy, 27, 8 (2009), s. 1227-1234 25. Garon E. B., Ciuleanu T. E., Arrieta O., Prabhash K., Syrigos K. N., Goksel T., Park K., Gorbunova V., Kowalyszyn R. D., Pikiel J., Czyzewicz G., Orlov S. V., Lewanski C. R., Thomas M., Bidoli P., Dakhil S., Gans S., Kim J. H., Grigorescu A., Karaseva N., Reck M., Cappuzzo F., Alexandris E., Sashegyi A., Yurasov S., Pérol M. Ramucirumab plus docetaxel versus placebo plus docetaxel for second-line treatment of stage IV non-small-cell lung cancer after disease progression on platinum-based therapy (REVEL): a multicentre, double-blind, randomised phase 3 trial The Lancet 384, 9944 (2014), s. 665-673 26. Keir M. E., Butte M. J., Freeman G. J., Sharpe A. H. PD-1 and its ligands in tolerance and immunity, Annual Review of Immunology, 26 (2008), s. 677-704 27. Robert C., Schachter J., Long G. V., Arance A., Grob J. J., Mortier L., Daud A., Carlino M. S., McNeil C., Lotem M., Larkin J., Lorigan P., Neyns B., Blank C. U., Hamid O., Mateus C., Shapira-Frommer R., Kosh M., Zhou H., Ibrahim N., Ebbinghaus S., Ribas A. Pembrolizumab versus Ipilimumab in Advanced Melanoma The New England Journal of Medicine, 372 (2015), s. 2521-2532 28. Plimack E. R., Bellmunt J., Gupta S., Berger R., Montgomery R. B., Heath K., Juco J., Emancipator K., Pathiraja K., Lunceford J. K., Perini R. F., O'Donnell P. H. Pembrolizumab (MK-3475) for advanced urothelial cancer: Updated results and biomarker analysis from KEYNOTE-012. Journal of Clinical Oncology, 33 (2015), s. 4502 84 Nowe możliwości w leczeniu systemowym nowotworów płuc – przegląd badań klinicznych 29. Zinzani P. L., Ribrag V., Moskowitz C. H. Phase 1b Study of PD-1 Blockade with Pembrolizumab in Patients with Relapsed/Refractory Primary Mediastinal Large B-Cell Lymphoma (PMBCL), Blood, 126 (2015), s. 3986-3986 30. Ding W., Dong H., Call T. G. PD-1 Blockade with Pembrolizumab (MK3475) in Relapsed/Refractory CLL Including Richter Transformation: An Early Efficacy Report from a Phase 2 Trial (MC1485), Blood, 126 (2015), s. 834-834 31. Pembrolizumab, Charakterystyka Produktu Leczniczego: http://www.ema.europa.eu/docs/pl_PL/document_library/EPAR__Product_Information/human/003820/WC500190990.pdf wejście z dnia 5.04.2016 32. Garon E. B., Rizvi N. A., Hui R., Leighl N., Balmanoukian A. S., Eder J. P., Patnaik A., Aggarwal C., Gubens M., Horn L., Carcereny E., Ahn M. J., Felip E., Lee J. S., Hellmann M. D., Hamid O., Goldman J. W., Soria J. C., DolledFilhart M., Rutledge R. Z., Zhang J., Lunceford J. K., Rangwala R., Lubiniecki G. M., Roach C., Emancipator K., Gandhi L. Pembrolizumab for the Treatment of Non-Small-Cell Lung Cancer New England Journal of Medicine, 372 (2015), s. 2018-28 33. Brahmer J. R., Horn L., Antonia S. J., Spigel D. R., Gandhi L., Sequist L. V., Sankar V., Ahlers C. M., Wigginton J. M., Kollia G., Gupta A. K., Gettinger S. N. Survival and long-term follow-up of the phase I trial of nivolumab (AntiPD-1; BMS-936558; ONO-4538) in patients (pts) with previously treated advanced non-small cell lung cancer (NSCLC,. Journal of Clinical Oncology, 31, 15 (2013), s. 8030 34. Rizvi N. A., Mazières J., Planchard D., Stinchcombe T. E., Dy G. K., Antonia S. J., Horn L., Lena H., Minenza E., Mennecier B., Otterson G. A., Campos L. T., Gandara D. R., Levy B. P., Nair S. G., Zalcman G., Wolf J., Souquet P. J., Baldini E., Cappuzzo F., Chouaid C. Activity and safety of nivolumab, an antiPD-1 immune checkpoint inhibitor, for patients with advanced, refractory squamous non-small-cell lung cancer (CheckMate 063): a phase 2, single-arm trial, The Lancet Oncology, 15, 3 (2015), s. 257-265 35. Lynch T. J., Bondarenko I. N., Luft A., Serwatowski P., Barlesi F., Chacko R. T., Sebastian M., Siegel J., Cuillerot J., Reck M. Phase II trial of ipilimumab (IPI) and paclitaxel/carboplatin (P/C) in first-line stage IIIb/IV non-small cell lung cancer (NSCLC), Journal of Clinical Oncology, 28, 15 (2010), s. 7531 36. Reck M., Bondarenko I., Luft A., Serwatowski P., Barlesi F., Chacko R., Sebastian M., Lu M., Cuillerot J. M., Lynch T. J. Ipilimumab in combination with paclitaxel and carboplatin as first-line therapy in extensivediseasesmall-cell lung cancer: results from a randomized, double-blind, multicenter phase 2 trial, Annals of Oncology, 24 (2013), s. 75-83 37. Lynch T. J., Bondarenko I., Luft A., Serwatowski P., Barlesi F., Chacko R., Sebastian M., Neal J., Lu H., Cuillerot J. M., Reck M. Ipilimumab in combination with paclitaxel and carboplatin as first-line treatment in stage IIIB/IV non-small-cell lung cancer: results from a randomized, double-blind, multicenter phase II study, Journal of Clinical Oncology, 30, 17 (2012), s. 2046-54 38. Krwaczyk P. Zastosowanie komórek dendrytycznych w immunoterapii nowotworów, Onkologia po dyplomie, 13, 2 (2016), s. 16-21 85 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk 39. Podrazil M., Horvath R., Brecht E. Phase I/II clinical trial of dendritic cellbased immunotherapy (DCVAC/PCa) combined with chemotherapy in patients with metastatic, castration-resistant prostate cancer, Oncotarget, 6, 20 (2015), s. 18192-18205 40. Dillman R. O., Bayer M. E., Langford J. A. Phase III multicenter trial of eltrapuldencel-T autologeous dendritic cell loaded with irradiated autologeous tumor cell (DC-TC) in granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF) in patients with metastatic melanoma (INTUS trial), Journal of Clinical Ocology, 33 (2015), s. 9082 41. Van Nuffel A. M., Benteyn D., Wilgenhof S. Intravenous and intradermal TriMix-dendritic cell therapy results in a broad T-cell response and durable tumor response in a chemorefractory stage IV-M1c melanoma patient, Cancer Immunology and Immunotherapy, 61, 7 (2012), s. 1033-1043 42. Garcia-Marques M. A., Wennhold K., Draube A., von Bergwelt-Baidon M. Results of a phase II clinical trial with Id-protein-loaded dendritic cell vaccine in multiple myeloma: encouraging or discouraging? Immunotherapy, 4, 10 (2012), s. 991-994 43. Ishikawa A., Motohashi S., Ishikawa E., Fuchida H., Higashino K., Otsuji M., Iizasa T., Nakayama T., Taniguchi M., Fujisawa T. A Phase I Study of αGalactosylceramide (KRN7000) – Pulsed Dendritic Cells in Patients with Advanced and Recurrent Non-Small Cell Lung Cancer, Clinical Cancer Research, 11 (2006), s. 1910 Nowe możliwości w leczeniu systemowym nowotworów płuc – przegląd badań klinicznych Streszczenie Wstęp: Rak płuc stanowi najczęstszą przyczynę zgonów z powodu nowotworów zośliwych u obu płci w Polsce i krajach zachodnich. Według aktualnych danych epidemiologicznych z powodu raka płuca umiera rocznie około 21 tysięcy osób, co stanowi blisko tyle, ile wynosi liczba nowych zachorowań na tę chorobę w ciągu roku. Z uwagi na wciąż wysoką popularność palenia tytoniu, skąpoobjawowy przebieg we wczesnych stadiach, brak skutecznych badań przesiewowych oraz dużą agresywność choroby rozpoznanie raka płuca bardzo często stawiane jest w zaawansowanym stadium choroby. Cel: Podsumowanie wyników badań klinicznych podejmowanych u chorych z zaawansowanymi nowotworami płuc, charakterystyka mechanizmó działania badanych leków i ocena potencjalnej przydatności. Metody: Dokonano przeglądu publikacji naukowych z okresu 2006-2016 przy użyciu bazy pubmed. Podsumowanie: Leczenie onkologiczne nowotworów płuc zależy od typu histologicznego, stopnia zaawansowania klinicznego oraz określonych klinicznych i molekularnych czynników rokowniczych i obejmuje postępowanie chirurgiczne, radioterapię, chemioterapię oraz leczenie ukierunkowane molekularnie (inhibitory receptora naskórkowego czynnika wzrostu i inhibitory angiogenezy). Mimo, że w ciągu ostatnich 20 lat terapia onkologiczna raka płuca uległa znaczącym zmianom, nie udało się osiągnąć wyraźnej poprawy wyników leczenia. Słowa kluczowe: rak płuca, badania kliniczne, terapie celowane molekularnie 86 Nowe możliwości w leczeniu systemowym nowotworów płuc – przegląd badań klinicznych Advances in the systemic treatment of lung cancers – review of clinical trials Abstract Introduction: Lung cancer is the most common cause of mortality among all malignancies in both sexes in Poland and western countries. According to epidemiological data lung cancer causes about 21 thousands of deaths annually, which is almost equal to the number of lung cancer new cases per year. Owing to the still high frequency of smoking, no symptoms in early stages, no screening test of documented efficacy and usually high aggressiveness of the disease, the diagnosis of lung cancer is very often made in the advanced stage of the disease. Aim: We aimed to present the current recommendations for treatment of advanced lung cancers as well as to review the outcomes of clinical trials undertaken to improve the prognosis in mentioned malignancy. Methods: We based on Polish, European and American standards of treatment and papers published between 2006 and 2016. Conclusions: Oncological therapy of lung cancer depends on the histological type, clinical stage, and certain molecular and clinical prognostic factors. The treatment involves surgery, radiotherapy, chemotherapy and targeted therapy (inhibitors of epidermal growth factor receptor and inhibitors of angiogenesis). In spite of the fact that during last 20 years oncology made a step forward, there have been so significant improvement in lung cancer patients’ outcomes. In this paper we aimed to present current standards in the therapy of advanced lung cancer and review the clinical trials that can possibly lead to changing the poor prognosis in the disease Keywords: lung cancer, clinical trials, targeted therapy 87 Marta Hełka1, Paulina Musiał2, Mateusz Stojko3, Aleksandra Moździerz4 Nowotwory złośliwe u dzieci i młodzieży na terenie województwa śląskiego 1. Wstęp Przyczyny nowotworów złośliwych występujących u dzieci i młodzieży pozostają nieznane, jednakże badania epidemiologiczne i genetyczne umożliwiają częściowe wyjaśnienie pochodzenia tych nowotworów. Głównymi czynnikami, które zwiększają ryzyko powstawania nowotworów są osobniczo specyficzne zwiększone predyspozycje do choroby nowotworowej a także niektóre zespoły chorobowe, takie jak wrodzone niedobory odporności, przewlekła choroba zapalna jelit, polipowatość jelit, a także czynniki rakotwórcze znane z indukowania nowotworów u osób dorosłych [1]. Choroba nowotworowa dotyczy przede wszystkim osób w wieku dojrzałym i starszym, dlatego też nowotwory u dzieci i młodzieży występują rzadziej niż u dorosłych. Rodzaj i rozkład wiekowy nowotworów u dzieci i młodzieży różni się od rodzaju i rozkładu nowotworów w populacji dorosłych. Wynika to przede wszystkim z odmiennego przebiegu klinicznego, biologii a także odmiennych uwarunkowań genetycznych. Wśród przyczyn zgonów wśród dzieci nowotwory stanowią drugie miejsce po wypadkach, zatruciach i urazach. Niektóre nowotwory występują częściej w poszczególnych przedziałach wiekowych. W pierwszym roku życianajczęściej występują nerwiak zarodkowy i nerczak zarodkowy oraz siatkówczak. Pomiędzy 2 a 5 rokiem życia 1 [email protected],Zakład Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 2 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Zakładzie Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 3 [email protected] Studenckie Koło Naukowe przy Zakładzie Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 4 [email protected], Zakład Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 88 Nowotwory złośliwe u dzieci i młodzieży na terenie województwa śląskiego przypada szczyt zachorowań ostrej białaczki limfoblastycznej. Guzy mózgu występują najczęściej u dzieci poniżej 5 roku życia. Natomiast na chłoniaki i guzy kości zapada przede wszystkim młodzież w wieku 10-14 lat [2]. W krajach europejskich odnotowuje się każdego roku około 15 tys. nowych przypadków zachorowań na nowotwory złośliwe wśród dzieci do 14 roku życia, a wśród młodzieży i młodych dorosłych w wieku od 15 do 24 lat odnotowuje się dodatkowo 20 tys. nowych zachorowań [3]. Liczba dzieci, które przebyły leczenie choroby nowotworowej wynosi około 10 tys. Z każdym rokiem liczba tych dzieci będzie się zwiększać dzięki temu, że medycyna potrafi wyleczyć większość z nich. Jest to o tyle ważne, że dzieci te, w przyszłości będą wymagały kompleksowego monitorowania pod kątem ewentualnego nawrotu choroby, a także pod kątem tak zwanych późnych następstw [3]. Wszystkie opisane powyżej kwestie świadczą o tym, że analizy epidemiologiczne dotyczące występowania nowotworów złośliwych u dzieci i młodzieży są ważne zarówno z administracyjnego, jak i medycznego punktu widzenia. 2. Cel pracy W niniejszym opracowaniu zbadano jak wygląda aktualna sytuacja onkologii pediatrycznej na terenie województwa śląskiego. Przedmiotem badania była ocena skali, częstości występowania oraz trendów zachorowań i zgonów na choroby nowotworowe. W pracy przedstawiona została również struktura zachorowań na najczęstsze nowotwory złośliwe w roku 2013. 2.1. Materiał i metody W pracy wykorzystano dane epidemiologiczne dotyczące zachorowalności i umieralności, które pochodzą z Krajowego Rejestru Nowotworów obejmują lata 1999-2013. Dane dostępne są na stronie onkologia.org.pl. Do przeprowadzenia analizy zostały wykorzystane podstawowe mierniki statystyczne: liczby bezwzględne, współczynniki surowe, współczynniki standaryzowane według wieku, średni indeks zmian. Bezwzględna liczba zachorowań (zgonów) spowodowanych chorobą nowotworową, która występuje u danej populacji w określonym przedziale czasu (tutaj w latach 1999-2013) [4]. Cząstkowy współczynnik zachorowalności (umieralności) określa liczbę zachorowań (zgonów) w przeliczeniu na 100 tys. osób badanej populacji [4]. Standaryzowany współczynnik zachorowalności (umieralności) określa liczbę zachorowań (zgonów), która wystąpiłaby w badanej populacji gdyby struktura wieku tej populacji była taka jak struktura wieku populacji 89 Marta Hełka, Paulina Musiał, Mateusz Stojko, Aleksandra Moździerz przyjętej za standard. Jako populację standardową przyjęto standardową populację świata [4]. Wyrażamy go następującym wzorem: 𝑆𝑅 = 𝑁 𝑘𝑖 𝑖=1 𝑝 𝑖 𝑤𝑖 𝑁 𝑖=1 𝑤𝑖 gdzie:ki jest liczbą zachorowań (zgonów) w i-tej grupie wieku,pi jest liczebnością populacji w tej grupie wiekowej,i to numer grupy wiekowej,wi jest wagą przypisaną i-tej grupie wiekowej, która wynika z rozkładu standardowej populacji świata,N jest liczbą grup wiekowych. Średni indeks zmian informuje o zmianach wartości danej cechy, które zaszły z okresu na okres (tutaj z roku z rok) [5]. 𝑖𝐺 = 𝑛 −1 𝑦𝑛 𝑦1 gdzie: n jest liczbą okresów, yn to poziom zjawiska w okresie (momencie) badanym,y1 to poziom zjawiska w okresie podstawowym. Struktura zachorowań została zbadana zgodnie z Międzynarodową Statystyczną Klasyfikacją Chorób i Problemów Zdrowotnych [6]. 2.2. Epidemiologia nowotworów złośliwych u dzieci i młodzieży Nowotwory złośliwe u dzieci(czyli wśród osób w wieku od 0 do 19 lat)są chorobami, które występują bardzo rzadko. Zachorowania wśród dzieci i młodzieży stanowią mniej niż 1% wszystkich zachorowań na nowotwory złośliwe w Polsce. Według danych Rządowej Rady Ludnościowej w Polsce w przeciągu ostatniej dekady liczba zachorowań na nowotwory w tej grupie wiekowej zmniejszyła się o około 300 przypadków (z 1374 w 1999r. do 1002 w 2011 r.). Główną przyczyną bezwzględnego spadku liczby zachorowań jest spadek liczby dzieci i młodzieży w tym wieku. Obecnie w Polsce notuje się około 1000 zachorowań rocznie. Liczba zgonów z powodu nowotworów w okresie ostatnich lat zmniejszyła się prawie dwukrotnie i obecnie stanowią one około 0,3% zgonów nowotworowych [7]. Z identyczną sytuacją mamy do czynienia na terenie województwa śląskiego. W 1999 roku liczba dzieci i młodzieży wynosiła około 1,3 mln, natomiast w 2013 roku wielkość tej populacji zmieszała się o prawie pół miliona i wynosiła tylko 881 tys.,co stanowiło 12% dzieci i młodzieży Polski. W 2013 roku na nowotwory złośliwe zachorowało 38 tys. osób, w tym 89 dzieci co stanowiło2,3‰ wszystkich zachorowań [1]. 90 Nowotwory złośliwe u dzieci i młodzieży na terenie województwa śląskiego 2.3. Wyniki analizy Tabela 1. Nowotwory złośliwe u dzieci i młodzieży w wieku 0-19 lat w województwie śląskim w latach 1999-2013 Zachorowalność Rok Liczba Wsp. cząstkowy Umieralność Wsp. standaryzowany Wsp. cząstkowy Liczba Wsp. standaryzowany 1999 198 15 13,6 52 3,9 3,5 2000 132 10,3 9,2 41 3,2 3 2001 124 10,1 9,2 53 4,3 3,9 2002 123 10,4 9,6 55 4,7 4,2 2003 147 13 12,7 41 3,6 3,5 2004 146 13,4 12,4 42 3,9 3,8 2005 138 13,2 12,2 24 2,3 2,3 2006 121 12 11,1 39 3,9 3,6 2007 105 10,7 9,3 33 3,4 3,1 2008 128 13,4 11,4 27 2,8 2,5 2009 131 14 12,4 30 3,2 2,8 2010 92 10 8,9 26 2,8 2,6 2011 99 10,9 9,4 9 1 0,8 2012 72 8,1 6,7 24 2,7 2,3 2013 89 10,1 8,7 22 2,5 2,3 Źródło: opracowanie własne według [1] 91 Marta Hełka, Paulina Musiał, Mateusz Stojko, Aleksandra Moździerz 2013 2012 2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2002 2001 2000 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1999 Współczynniki standaryzowane Tabela 1 przedstawia bezwzględną liczbę zachorowań i zgonów oraz współczynniki cząstkowe i standaryzowane zachorowań i zgonów na nowotwory złośliwe u dzieci i młodzieży. Liczba zachorowań na nowotwory wśród dzieci w województwie śląskim zmniejszyła się o około 100. W 1999 roku na nowotwór zachorowało 198 dzieci, natomiast w roku 2013 na nowotwór zachorowało 89 dzieci. Liczba zgonów również zmniejszyła się o około połowę. W 1999 roku w wyniku choroby nowotworowej zmarło 52 dzieci. W 2013 liczba zgonów wśród dzieci wynosiła 22. Spadek bezwzględnej liczby zachorowań i zgonów wśród dzieci związany jest przede wszystkim ze spadkiem liczby dzieci. W badanym okresie zarówno cząstkowe, jak i standaryzowane współczynniki zachorowalności i umieralności były bardzo zróżnicowane. Współczynniki zachorowalności najwyższe wartości osiągnęły w 1999 roku (wsp. cząstkowy 15%, wsp. standaryzowany 13,6%). Najniższe wartości współczynników zostały osiągnięte w roku 2012 (wsp. cząstkowy 8,1 wsp. standaryzowany 6,7%). Współczynniki umieralności najwyższe wartości osiągnęły w roku 2011 (wsp. cząstkowy 4,7%, wsp. standaryzowany 4,2%) a najniższe w 2001 roku (wsp. cząstkowy 1%, wsp. standaryzowany 0,8%). Rok zachorowania chłopcy zachorowania dziewczynki zgony chłopcy zgony dziewczynki Rycina 1. Zachorowalność i umieralność na nowotwory złośliwe u dzieci i młodzieży w wieku 0-19 lat w województwie śląskim w latach 1999–2013[opracowanie własne według [1]] Wykres przedstawia współczynniki cząstkowe zachorowań i zgonów dla chłopców i dziewczynek z województwa śląskiego. Cząstkowe współczynniki zachorowalności wykazują duże wahania, dlatego też trudno jest ustalić rzeczywisty kierunek trendu zachorowalności. Natomiast umieralność dzieci z powodu nowotworów charakteryzuje się tendencją malejącą. W okresie od 1999 roku do 2013 roku cząstkowy współczynnik umieralności zmniejszył się o około 30% (Rycina 1). 92 Nowotwory złośliwe u dzieci i młodzieży na terenie województwa śląskiego Tabela 2. Średnie tempo zmian zachorowalności i umieralności na nowotwory złośliwe wśród dzieci i młodzieży w wieku 0-19 lat w latach 1999-2013 Średnie tempo zjawisk w czasie Zachorowania chłopcy 0,92 Zachorowania dziewczynki 0,97 Zgony chłopcy 0,92 Zgony dziewczynki 0,97 Źródło: opracowanie własne według [1] Zachorwania/ 100000 Średnie roczne tempo spadku bezwzględnej zachorowalności i umieralności u chłopców wynosi 8%. Średnie roczne tempo spadku bezwzględnej zachorowalności i umieralności u dziewczynek wynosi 3% (Tabela 2). 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Rok Białaczka limfatyczna Mózg Choroba Hodgkina Jądra Kości i chrząstki Nerki Rycina 2. Trendy zachorowań na najczęstsze nowotwory u chłopców w województwie śląskim w latach 1999-2013[opracowanie własne według [1]] 93 Zachorowania/ 100000 Marta Hełka, Paulina Musiał, Mateusz Stojko, Aleksandra Moździerz 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Rok Białaczka limfatyczna Mózg Choroba Hodgkina Tarczyca Nerki Tkanki miękkie Rycina 3. Trendy zachorowań na najczęstsze nowotwory u dziewczynek w województwie śląskim w latach 1999-2013 [opracowanie własne według [1]] Zgony/ 100000 Ryciny 2 i 3 przedstawiają trendy zachorowalności na najczęstsze nowotwory złośliwe dla chłopców i dziewczynek. Trend zachorowalności na najczęstsze nowotwory złośliwe wykazuje bardzo duże wahania, to znaczy, że nie występuje wyraźny trend malejący ani rosnący. W okresie ostatnich 10 lat zarówno u chłopców, jak i u dziewczynek dominowała białaczka limfatyczna. 1,75 1,50 1,25 1,00 0,75 0,50 0,25 0,00 Rok Mózg Białaczka limfatyczna Białaczka szpikowa Kości i chrząstki Tkanki miękkie Chłoniaki Rycina 4. Trendy umieralności na najczęstsze nowotwory u chłopców w województwie śląskim w latach 1999-2013[opracowanie własne według [1]] 94 Zgony/ 100000 Nowotwory złośliwe u dzieci i młodzieży na terenie województwa śląskiego 1,50 1,25 1,00 0,75 0,50 0,25 0,00 Rok Mózg Białaczka limfatyczna Białaczka szpikowa Tkanki miękkie Wątroba Kości i chrząstki Rycina 5. Trendy umieralności na najczęstsze nowotwory u dziewczynek w województwie śląskim w latach 1999-2013 [opracowanie własne według [1]] Ryciny 4 i 5 przedstawiają trendy umieralności na najczęstsze nowotwory złośliwe dla chłopców i dziewczynek. Trend zachorowalności na najczęstsze nowotwory złośliwe wykazuje bardzo duże wahania i niemożliwe jest wskazanie kierunku trendu. W przypadku chłopców i dziewczynek chorujących na nowotwory w okresie ostatnich 15 lat najczęstszą przyczyną zgonu były nowotwory mózgu. Ucho 6% Białaczka szpikowa 6% Inne 21% Białaczka limfatyczna 29% Kości i chrzątki 4% Skóra 4% Tkanki miękkie 4% Oko 4% Choroba Hodgkina 4% Tarczyca Układ nerwowy 4% 14% Rycina 6. Struktura zachorowań na nowotwory u dziewczynek w województwie śląskim w roku 2013 [opracowanie własne według [1]] 95 Marta Hełka, Paulina Musiał, Mateusz Stojko, Aleksandra Moździerz Białaczka limfatyczna 25% Ucho 3% Białaczka szpikowa 4% Inne 11% Kości i chrząstki 8% Chłoniaki 5% Choroba Hodgkina 7% Tarczyca 5% Oko Układ nerwowy 3% 12% Skóra 3% Tkanki miękkie 5% Jądro 7% Nerki 2% Rycina 7. Struktura zachorowań na nowotwory u chłopców w województwie śląskim w roku 2013[opracowanie własne według [1]] W roku 2013 najczęstszym nowotworem, który występował u dziewczynek była białaczka limfatyczna, która stanowiła 29% zachorowań. 14% zachorowań u dziewczynek stanowiły nowotwory układu nerwowego. W dalszej kolejności występowały białaczki szpikowe (6%) oraz nowotwory tarczycy, oka, tkanek miękkich, skóry, kości i chrząstki oraz Choroba Hodgkina, gdzie każda z tych chorób stanowiła 4% zachorowań (Rycina 6). W roku 2013 u chłopców najczęstszym nowotworem była białaczka limfatyczna, która stanowiła 25% zachorowań. Kolejne 12% zachorowańu chłopców stanowiły nowotwory układu nerwowego. 12% zachorowań stanowiły chłoniaki, w tym 7% chłoniaki Hodgkina. W dalszej kolejności występowały nowotwory jąder (7%), tkanek miękkich i tarczycy po 5% dla każdej z lokalizacji. (Rycina 7). 3. Dyskusja W dostępnym piśmiennictwie brak jest prac o aktualnej sytuacji onkologii pediatrycznej w województwie śląskim, dlatego też wyniki można porównywać tylko z pracami, które opisują sytuację onkologii pediatrycznej w Polsce i innych krajach. Wyniki dotyczące zapadalności, które zostały przedstawione w niniejszym opracowaniu są różne od wyników Szymborskiego, Wojciechowskiej, Didkowskiej [7]. Niemożliwe jest jednoznaczne ustalenie kierunku trendu zachorowalności na nowotwory złośliwe u dzieci i młodzieży. Żeby ustalić kierunek trendu zachorowalności na nowotwory konieczne jest rozszerzenie wstecz zakresu czasowego badania, na przykład do okresu poprzednich 20 lat. 96 Nowotwory złośliwe u dzieci i młodzieży na terenie województwa śląskiego Dane z okresu ostatnich 30 lat dotyczące populacji dzieci i młodzieży z całej Polski świadczą o tym, że zachorowalność na nowotwory złośliwe dzieci w Polsce w ciągu ostatnich trzech dekad wzrasta dla obu płci [7]. Obserwowany jest dość powolny, stały wzrost zachorowań na większość nowotworów, którego średnie tempo wzrostu wynosi ok. 0,8% rocznie. Na przestrzeni ostatnich 30 lat w wielu krajach (Stany Zjednoczone, Niemcy) odnotowano okresy wzrostu zachorowalności. Nie był to jednak stały wzrost, lecz raczej sezonowe zmiany trendu obserwowane w końcu lat 70. i w połowie lat 80., po których następnie występowała stabilizacja, a nawet spadek wskaźników. Wzrosty zachorowalności występowały tylko w okresie, gdy zwiększyły się możliwości badań obrazowych dla nowotworów układu nerwowego, czyli możliwości wykonania badań tomografii komputerowej w połowie lat 70. i badań rezonansem magnetycznym w połowie lat 80. [2] Świadczy to o tym, że wzrost zachorowalności obserwowany w pewnych latach jest wynikiem rozwoju diagnostyki i wzrostu świadomości pacjentów, a co za tym idzie wzrostem wykrywalności nowotworów układu nerwowego aniżeli rzeczywistym zwiększeniem liczby zachorowań. Umieralność na nowotwory złośliwe wśród dzieci i młodzieży zmniejszyła się w przeciągu ostatnich 15 lat. W badanym okresie cząstkowy współczynnik umieralności zmniejszył się o około jedną trzecią, natomiast średnie roczne tempo spadku bezwzględnej zachorowalności i umieralności wynosi dla dziewczynek 3% i dla chłopców 7%. Spadek umieralności wskazuje na postęp w leczeniu nowotworów wieku dziecięcego. Bardzo zbliżone wyniki analizy umieralności zostały przedstawione w pracy Szymborskiego, Wojciechowskiej, Didkowskiej, gdzie umieralność z powodu nowotworów złośliwych dzieci charakteryzowała się trwałą tendencją malejącą [7]. W 2013 roku zarówno u dziewczynek, jak i u chłopców najczęściej występowała białaczka limfatyczna (stanowiąca 29% zachorowań u dziewczynek i 25% u chłopców), w drugiej kolejności najczęściej występowały nowotwory układu nerwowego (odpowiednio 14% i 12% zachorowań). Grupą nowotworów będącą najczęstszą przyczyną zgonów wśród dzieci i młodzieży były nowotwory układu nerwowego. W okresie ostatnich 30 lat najczęstszą nowotworową przyczyną zgonu wśród dzieci były nowotwory mózgu i białaczki [2, 7]. Punktem wyjścia do dalszych analiz powinna być prognoza występowania nowotworów w badanej populacji. Do prawidłowego przeprowadzenia prognozy konieczne jest zastosowanie modelu zaproponowanego przez Dybę [8]. Model prognozy oparty na rozkładzie Poisson lepiej odwzorowuje własności wartości historycznych i zachowuje ich specyficzny stosunek liczby zachorowań i zgonów do liczebności populacji w danych przedziałach wiekowych w okresie predykcji. W modelu udo97 Marta Hełka, Paulina Musiał, Mateusz Stojko, Aleksandra Moździerz wodniono, że jeśli liczba przypadków zapadalności lub umieralności ma rozkład Poisson to uzyskane na ich podstawie prognozy są dokładniejsze, a błąd estymacji jest mniejszy dzięki czemu wartości prognozowane są bliskie wartościom rzeczywistym [8]. Oszacowanie częstości występowania nowotworów w przyszłości pozwoli na lepsze rozdysponowanie zasobów pieniężnych na profilaktykę, diagnostykę oraz przede wszystkim na leczenie i rehabilitację. 4. Wnioski 1. Z powodu bardzo dużych wahań współczynnik zachorowalności jednoznaczne ustalenie kierunku trendu zachorowalności na nowotwory złośliwe u dzieci i młodzieży jest niemożliwe. 2. Umieralność na nowotwory złośliwe wśród dzieci i młodzieży zmniejszyła się w przeciągu ostatnich 15 lat. W badanym okresie cząstkowy współczynnik umieralności zmniejszył się o około jedną trzecią.Spadek umieralności wskazuje przede wszystkim na znaczny postęp w leczeniu nowotworów wieku dziecięcego. 3. Nowotwory układu nerwowego były najczęstszą nowotworową przyczyną zgonów wśród dzieci i młodzieży. 4. Dalsze analizy powinna być oparte na prognozie występowania nowotworów w badanej grupie. Zaprognozowaniewielkościprzypadków nowych zachorowań na nowotwory złośliwe w przyszłości pozwoli na lepsze rozdzieleniezasobów finansowych na profilaktykę, wczesną diagnozę a także na leczenie i rehabilitację. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Wojciechowska U., Didkowska J. Zachorowania i zgony na nowotwory złośliwe w Polsce. Krajowy Rejestr Nowotworów, Centrum Onkologii – Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie. Dostępne na stronie http://onkologia.org.pl/raporty/ dostęp z dnia 28/11/2015 Stachowicz-Stencel T., Krawczyk M., Balcerska A. Wczesna diagnostyka choroby nowotworowej u dzieci, Forum Medycyny Rodzinnej 2010, tom 4, nr 6, s. 431-437 Kowalczyk J. Wprowadzenie do onkologii i hematologii dziecięcej, Warszawa 2011 Zatoński W., Wojciechowska U., Didkowska J. Nowotwory Złośliwe w Polsce w 2012 roku, Krajowy Rejestr Nowotworów, Centrum Onkologii – Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie, Warszawa 2014 Sobczyk M. Statystyka, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007 Międzynarodowa Statystyczna Klasyfikacja Chorób i Problemów Zdrowotnych – X Rewizja, Tom I, 2008 Szymborski J., Wojciechowska U., Didkowska J. Nowotwory Złośliwe u Dzieci i Młodzieży w Polsce [w:] Zachorowalność i umieralność 98 Nowotwory złośliwe u dzieci i młodzieży na terenie województwa śląskiego 8. na nowotwory a sytuacja demograficzna Polski, Rządowa Rada Ludnościowa, Warszawa 2014, s. 117-136 Dyba T., Hakulinen T. Precision of incidence predictions based on Poisson distributed observation, Stat Med. 13 (1995), s.1513-1523 Nowotwory złośliwe u dzieci i młodzieży na terenie województwa śląskiego Streszczenie Celem pracy była analiza aktualnej sytuacji onkologii pediatrycznej na terenie województwa śląskiego oraz zbadanie oceny skali, częstości występowania oraz trendów zachorowań i zgonów na choroby nowotworowe, a także przedstawieniestruktury zachorowań na najczęstsze nowotwory złośliwe w roku 2013. Do przeprowadzenia analizy wykorzystano podstawowe mierniki statystyczne: liczby bezwzględne, współczynniki surowe, współczynniki standaryzowane według wieku oraz średni indeks zmian. Niemożliwe jest jednoznaczne ustalenie kierunku trendu zachorowalności na nowotwory złośliwe u dzieci i młodzieży.Umieralność na nowotwory złośliwe wśród dzieci i młodzieży zmniejszyła się w przeciągu ostatnich 15 lat. Natomiast średnie roczne tempo spadku bezwzględnej zachorowalności i umieralności wynosiło 3% dla dziewczynek i 7% dla chłopców. Spadek umieralności wskazuje na postęp w leczeniu nowotworów wieku dziecięcego. W 2013 roku zarówno u dziewczynek jak i u chłopców najczęściej występowała białaczka limfatyczna (29% zachorowań u dziewczynek i 25% u chłopców), w drugiej kolejności najczęściej występowały nowotwory układu nerwowego (odpowiednio 14% i 12% zachorowań). Najczęstszą nowotworową przyczyną zgonów wśród dzieci i młodzieży były nowotwory układu nerwowego.Punktem wyjścia do dalszych analiz powinna być prognoza występowania nowotworów w badanej populacji. Oszacowanie częstości występowania nowotworów w przyszłości pozwoli na lepsze rozdysponowanie zasobów pieniężnych na profilaktykę, diagnozę oraz przede wszystkim leczenie i rehabilitację. Słowa kluczowe: nowotwory złośliwe, epidemiologia, zachorowalność, umieralność Malignant tumors in children and adolescents from Silesia voivodship Abstract The aim of the paper was toanalyse the current situation of pediatric oncology in Silesia, examine the scale, prevalence and trends ofcancer morbidity and mortality. The paper also presents the structure of the most common cancersin 2013. Basic statistical indicators were used: absolute numbers, crude rates, age-specific rates, the average rate of change. It is impossible to clearly determine the trend of children’s’ and adolescents’ cancer morbidity. The cancer mortality ratefor children and adolescents has decreased in the last 15 years. However, the average annual rate of absolute cancer morbidity and mortalitydecline by 3% for girls and 7% for boys. The decrease in mortality indicates progress in the treatment of childhood cancers. In 2013 lymphocytic leukemia occurred most frequently (29% of cases for females and 25% for boys), second the most frequent cancer was nervous system cancer (14% and 12% of cases accordingly). The main cause of death among children and adolescents was nervous system cancer. For further analysis it is important to forecast indicants of cancers. Estimation of the cancer morbidity in the future will allowfor better allocation of financial resources on prevention, diagnosis, and above all for treatment and rehabilitation. Keywords: cancer, epidemiology, morbidity, mortality 99 Marta Hełka1, Mateusz Stojko2, Paulina Musiał3, Aleksandra Moździerz4 Nowotwory złośliwe u kobiet na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 1. Wstęp Co czwarty zgon w Polsce spowodowany jest chorobą nowotworową. Według Polskiego Towarzystwa Onkologicznego nowotwory są dziś drugą przyczyną zgonów w Polsce i w Europie. Szacuje się, że w najbliższym dziesięcioleciu choroby nowotworowe przewyższą pod kątem umieralności choroby układu krążenia i staną się najczęstszą przyczyną zgonów w naszym kraju. Dane zawarte w raportach Krajowego Rejestru Nowotworów wskazują, że od 1999 roku do 2012 liczba zgonów rocznie wśród obu płci wzrosła o prawie 1200, natomiast liczba osób, które zachorowały w ciągu ostatnich 12 lat zwiększyła się o ponad 770 000. Według prognoz liczby te z roku na rok będą coraz wyższe. Wśród kobiet nowotwory są główną przyczyną przedwczesnych zgonów [1]. Mimo szybkiego rozwoju medycyny i coraz łatwiejszego dostępu do leczenia, umieralność na nowotwory wśród kobiet w Polsce zmniejsza się bardzo powoli w stosunku do innych krajów Unii Europejskiej. Do niedawna, kobiety chorowały najczęściej na raka piersi, jednak z raportu Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego – Państwowego Zakładu Higieny opublikowanego w 2013 roku wynika, że coraz częściej chorują na nowotwory złośliwe, w tym przede wszystkim na raka płuc. Twierdzi się, że wynika to głównie z niskiej świadomości badań profilaktycznych i mody 1 [email protected], Zakład Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 2 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Zakładzie Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 3 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Zakładzie Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 4 [email protected], Zakład Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 100 Nowotwory złośliwe u kobiet na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 na palenie tytoniu. Do najczęstszych nowotworów występujących u kobiet zaliczane są nowotwory piersi, jelita grubego, płuca, trzonu macicy, jajnika, szyjki macicy, nerki, żołądka i tarczycy [2]. Czynnikami ryzyka wymienianymi jako ogólne w przypadku chorób nowotworowych są wiek, czynniki genetyczne oraz tryb życia. Wbrew powszechnej opinii tylko niewielka część spośród nowotworów spowodowana jest czynnikami genetycznymi, większość z nich wynika natomiast z długotrwałego gromadzenia się uszkodzeń DNA, co wiąże się ze zwiększeniem prawdopodobieństwa wystąpienia choroby nowotworowej wraz z długością życia. Według Głównego Urzędu Statycznego liczba ludności Polski zmniejsza się od 1996 roku. Prognozuje się, że liczba ta będzie zmniejszać się systematycznie do 2035, a spadek w tym okresie ma wynieść około 2120 tysięcy osób i obejmie przede wszystkim mieszkańców miast. Zmniejsza się również udział w populacji dzieci i młodzieży poniżej 20 lat, zwiększa się natomiast udział osób starszych, co ma znaczący wpływ na zwiększenie częstości występowania choroby nowotworowej w populacji. Według prognozy GUS odsetek osób starszych w 2030 roku osiągnie aż 22,3%. Zwiększa się także długość życia, która wzrasta od 1991 roku [3]. Według Eurostatu kobiety przeżywają w zdrowiu 84% długości swojego życia, co jest o prawie 2 lata dłuższym okresem niż w przypadku mężczyzn. Na tle innych krajów Unii Europejskiej jest to jednak niepokojący wynik. W przypadku kobiet długość życia różni się aż o 2 lata w stosunku pozostałych krajów Unii. Na długość życia ma wpływ także poziom wykształcenia oraz miejsce zamieszkania. W przypadku kobiet, szacuje się, że różnica ta wynosi aż 9 lat i związana jest z większą wiedzą na temat profilaktyki przeciwnowotworowej oraz wiedzy na temat tych chorób. Kobiety zamieszkujące najmniejsze miasta również żyją krócej, co może być związane z niedostatecznym dostępem do edukacji oraz ośrodków medycznych [4]. Na tryb życia składa się wiele czynników takich jak: dieta, używki, uprawianie sportu i wiele innych. Powszechnym tematem badań wielu naukowców jest określenie, które zachowania życia codziennego mają największy wpływ na rozwój nowotworu. Co do jednego są zgodni – każdy z czynników oddziałuje w różny sposób, a jednocześnie poszczególne czynniki wzajemnie potęgują swój wpływ. Najszerzej opisywanymi czynnikami ryzyka nowotworów są: palenie tytoniu, nadużywanie alkoholu oraz zła dieta, Wykazano także ich znaczenie w nowotworach płuc, piersi, jelita grubego, przełyku czy wątroby. Zmiana jednego z czynników znacznie zmniejsza prawdopodobieństwo rozwoju nowotworu. Według brytyskich epidemiologów palenie papierosów odpowiada za 1/3 zachorowań na raka; dieta (30%), nadwaga i otyłość (5,5%), alkohol (2-4%), praca 101 Marta Hełka, Mateusz Stojko, Paulina Musiał, Aleksandra Moździerz zawodowa (2-8%), opalanie się (3%), infekcje do (10%), promieniowanie jonizujące (1-2%). W innych badaniach oszacowano również udział innych czynników ryzyka w zachorowanych na nowotwory: brak ćwiczeń fizycznych (1%), bezdzietność i niekarmienie piersią (0,9%) oraz zastępcza terapia hormonalna (0,5%) Wśród kobiet największe znaczenie ma nadwaga i otyłość (6,9% zachorowań na raka) i infekcje wirusem HPV (3,7%). HPV czyli wirus brodawczaka ludzkiego jest najczęstszą infekcją narządów rodnych, przenoszoną drogą płciową. Z badań wynika, że zakażenie to odpowiada za niemal wszystkie przypadki raka szyjki macicy, 90% raka odbytu i 40% przypadków nowotworów zewnętrznych organów płciowych. Najszerzej badanymi pod kątem wpływu na rozwój nowotworu używkami są tytoń i alkohol. Tytoń zażywany pod różnymi postaciami stanowi główny czynnik ryzyka zgonów z powodu choroby nowotworowej wśród mężczyzn, a jego udział w zgonach w grupie kobiet stale się powiększa. Szacuje się, że w roku 2030 liczba ta wyniesie aż 8,4 miliona w tym, co najmniej 1/3 stanowić będą zgony spowodowane nowotworem. Alkohol natomiast, przyczynia się do rozwoju nie tylko nowotworów narządów układu pokarmowego, ale również piersi. Ryzyko wystąpienia nowotworu wzrasta wraz z ilością spożywanego alkoholu. Ryzyko rozwoju kilku rodzajów raka np. gardła, jamy ustnej, przełyku i krtani znacznie wzrasta jeśli dana osoba jest nałogowym palaczem. Na zły tryb życia składają się nawyki żywieniowe i brak aktywności fizycznej, które wiążą się bezpośrednio z nadwagą i otyłością. Wysoki wskaźnik BMI oraz brak aktywności fizycznej wspólnie odpowiadają za śmierć 19% osób zmarłych na nowotwór piesi i aż za 26% zgonów spowodowanych rakiem jelita grubego i odbytu. 40% zachorowań na nowotwory trzonu macicy związanych jest z nadwagą i otyłością wśród kobiet [1]. Wśród kobiet nowotworem najczęściej wywołującym zgon od połowy lat 70. był rak piersi, który wówczas „wyprzedził” raka żołądka, cechującego się długotrwałą tendencją spadkową. Umieralność spowodowana rakiem piersi wzrastała do lat 80. kiedy nastąpiła jej stabilizacja, a następnie spadek, którego początek miał miejsce w ostatniej dekadzie [5]. Od 2007 roku rak piersi jest drugą nowotworową przyczyną zgonu, co zostało spowodowane przez gwałtowny wzrost umieralności na raka płuc. Po czasie bardzo szybkiego wzrostu umieralności spowodowanej rakiem jelita grubego na przełomie XXI wieku nastąpił jej wyraźny spadek. Ilość zgonów spowodowanych nowotworem szyjki macicy wykazuje systematyczną tendencję malejącą od połowy lat 70. Do początku lat 90. wzrastała umieralność na nowotwory jajnika aktualnie ustabilizowała się. Natomiast umieralność spowodowana białaczkami jest niezmienna [6]. 102 Nowotwory złośliwe u kobiet na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 2. Cel pracy W niniejszym opracowaniu opracowano aktualne statystyki onkologiczne kobiet zamieszkujących teren województwa śląskiego. Dane statystyczne zostały przedstawione dla trzech grup wiekowych: od 20 do 44 lat, od 45 do 64 lat oraz od 65 lat. Przedmiotem opracowania jest ocena ilości, częstości występowania nowotworów złośliwych u kobiet, a także przedstawienie trednów zachorowań i zgonów na choroby nowotworowe. 3. Materiał i metody W pracy wykorzystano dane epidemiologiczne dotyczące zachorowalności i umieralności, które pochodzą z Krajowego Rejestru Nowotworów i obejmują lata od 1999 do 2013. Dane dostępne są na stronie onkologia.org.pl. Do przeprowadzenia analizy wykorzystane zostały podstawowe mierniki statystyczne: liczby bezwzględne, współczynniki surowe oraz współczynniki standaryzowane. Bezwzględna liczba zachorowań (zgonów) spowodowanych chorobą nowotworową, która występuje u danej populacji w określonym przedziale czasu (tutaj w latach 1999-2013) [7]. Surowy współczynnik zachorowalności (umieralności) określa liczbę zachorowań (zgonów) w przeliczeniu na 100 tys. osób badanej populacji [7]. Standaryzowany współczynnik zachorowalności (umieralności) określa liczbę zachorowań (zgonów), która wystąpiłaby w badanej populacji gdyby struktura wieku tej populacji była taka jak struktura wieku populacji przyjętej za standard. Jako populację standardową przyjęto standardową populację świata [7]. Wyrażamy go następującym wzorem: 𝑆𝑅 = 𝑁 𝑘𝑖 𝑖=1 𝑝 𝑖 𝑤𝑖 𝑁 𝑖=1 𝑤𝑖 gdzie: ki jest liczbą zachorowań (zgonów) w i-tej grupie wieku, pi jest liczebnością populacji w tej grupie wiekowej, i to numer grupy wiekowej, wi jest wagą przypisaną i-tej grupie wiekowej, która wynika z rozkładu standardowej populacji świata, N jest liczbą grup wiekowych Struktura zachorowań została zbadana zgodnie z Międzynarodową Statystyczną Klasyfikacją Chorób i Problemów Zdrowotnych [8]. 103 Marta Hełka, Mateusz Stojko, Paulina Musiał, Aleksandra Moździerz 4. Wyniki Tabela 1. Nowotwory złośliwe u kobiet w wieku 20-85 i więcej lat w województwie śląskim w latach 1999-2013 Rok Zachorowalność Wsp. Wsp. Liczba Liczba surowy standaryzowany Umieralność Wsp. Wsp. surowy standaryzowany 1999 7633 410,61 330,49 4358 234,44 175,84 2000 7778 415,06 331,03 2001 6707 355,19 286,77 4655 4825 248,41 255,52 185,22 187,55 2002 276,77 317,48 4717 252,48 179,55 2003 6427 344,01 7541 400,47 4852 257,67 184,28 2004 7350 387,03 303,22 4958 261,08 183,84 2005 7683 401,59 313,28 5065 264,75 186,14 2006 7540 391,73 303,19 5123 266,16 181,46 2007 7507 388,19 301,56 5293 273,7 183,67 2008 7549 388,99 300,09 5337 275,01 182,39 2009 8561 439,63 333,72 5258 270,01 176,81 2010 8313 427,11 319,11 5139 264,03 171,83 2011 8879 455,12 337,03 5154 264,18 168,25 2012 9144 468,04 337,68 5418 277,32 172,49 2013 9427 482,74 349,46 5544 283,9 173,15 Źródło: opracowanie własne według [1] Tabela 1 przedstawia bezwzględną liczbę zachorowań i zgonów oraz współczynniki surowe i standaryzowane zachorowań i zgonów na nowotwory złośliwe u kobiet. Liczba zachorowań na nowotwory wśród kobiet w województwie śląskim zwiększyła się o prawie 1800 przypadków. W 1999 roku zostało odnotwanych 7633 przypadków nowotworów wśród kobiet, natomiast w roku 2013 zanotowano 9427 przypadków. W 1999 roku w wyniku choroby nowotworowej zmarło 4358 kobiet. W 2013 liczba zgonów wśród kobiet wynosiła 5544. Wzrost bezwzględnej liczby zachorowań i zgonów wśród kobiet związany jest również z powiększeniem się populacji kobiet w województwie śląskim. W badanym okresie zarówno surowe jak i standaryzowane współczynniki zachorowalności i umieralności były bardzo zróżnicowane. Współczynniki zachorowalności osiągnęły najwyższe wartości w 2013 roku. Natomiast najniższe wartości współczynników 104 Nowotwory złośliwe u kobiet na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 Współczynniki standaryzowane zostały osiągnięte w roku 2002. Surowy współczynnik umieralności najwyższą wartość osiągnął w 2013 roku a standaryzowany współczynnik umieralności w 2005 roku. Najniższe wartości obydwu współczynników umieralności zostały osiągnięte w 2002 roku. 1200 1000 800 600 400 200 0 Kobiety w wieku 20-44 Kobiety w wieku 45-64 Kobiety w wieku 65 i więcej Rysunek 1. Zachorowalność na nowotwory złośliwe u kobiet w poszczególnych przedziałach wiekowych w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [1] Powyższy wykres (Rysunek 1) przedstawia współczynniki standaryzowane zachorowań na nowotwory u kobiet w województwie śląskim. Współczynniki standaryzowane były najniższe dla kobiet w wieku 20-44 lat. Linia trendu współczynników zachorowalności dla kobiet w wieku od 20 do 45 lat była stała w całym badanym okresie. Trend zachorowalności na nowotwory u kobiet w wieku od 45 do 64 lat stopniowo wzrastał we wszystkich latach. Najwyższe wartości współczynników zachorowalności zostały osiągnięte wśród kobiet w przedziale wiekowym 65 lat i więcej. Po spadku współczynników w latach 2000-2002, współczynniki zachorowalności dla tej grupy wiekowej stopniowo wzrastały w kolejnych latach aż do poziomu 1000. (Rysunek 1). 105 Współczynniki standaryzowane Marta Hełka, Mateusz Stojko, Paulina Musiał, Aleksandra Moździerz 1000 800 600 400 200 0 Kobiety w wieku 20-44 Kobiety w wieku 45-64 Kobiety w wieku 65 i więcej Rysunek 2. Umieralność na nowotwory złośliwe u obiet w poszczególnych przedziałach wiekowych w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [1] Zachorowania/100000 Wykres (Rysunek 2) przedstawia współczynniki standaryzowane umieralności na nowotwory u kobiet w województwie śląskim. Współczynniki umieralności osiągały najniższe wartości dla kobiet w wieku od 20 do 44 lat. Linia trendu współczynników umieralności dla kobiet w przedziałach wiekowych od 20 do 44 lat i od 45 do 64 lat była stała w całym badanym okresie. Najwyższe wartości współczynniki umieralności osiągały dla kobiet w przedziale wiekowym 65 lat i więcej. 25 15 5 -5 Nowotwór złośliwy sutka Nowotwór złośliwy szyjki macicy Nowotwór złośliwy tarczycy Nowotwór złośliwy jajnika Rysunek 3. Trendy zachorowań na najczęstsze nowotwory u kobiet w wieku 20-44 lat w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [1] 106 Zachorowania/100000 Nowotwory złośliwe u kobiet na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 180 150 120 90 60 30 0 Nowotwór złośliwy sutka Nowotwór złośliwy oskrzela i płuca Nowotwór złośliwy trzonu macicy Nowotwór złośliwy jajnika Zachorwania/100000 Rysunek 4. Trendy zachorowań na najczęstsze nowotwory u kobiet w wieku 45-64 lat w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [1] 210 180 150 120 90 60 30 0 Nowotwór złośliwy sutka Nowotwór złośliwy oskrzela i płuca Nowotwór złośliwy jelita grubego Inne nowotwory złośliwe skóry Rysunek 5 Trendy zachorowań na najczęstsze nowotwory u kobiet w wieku 65-85 i więcej lat w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [1] Rysunki 3, 4 i 5 przedstawiają trendy zachorowalności na najczęstsze nowotwory złośliwe dla kobiet w trzech grupach wiekowych. Trend zachorowalności na najczęstsze nowotwory złośliwe u kobiet w wieku od 20 do 44 lat oraz kobiet w wieku od 45 do 64 lat wykazuje bardzo duże wahania, to znaczy, że nie występuje wyraźny trend malejący ani rosnący. Wyjątkiem była zachorowalność na nowotwór złośliwy sutka dla grupy wiekowej od 45 do 64 lat, która wzrastała systematycznie w przeciągu ostatnich 14 lat. Trend zachorowalności na najczęstsze nowotwory złośliwe 107 Marta Hełka, Mateusz Stojko, Paulina Musiał, Aleksandra Moździerz u kobiet w najstarszej grupie wiekowej czyli 65 lat i więcej, z roku na rok osiągał coraz wyższe wartości. W okresie ostatnich 14 lat u kobiet we wszystkich grupach wiekowych dominował nowotwór złośliwy sutka. Zgony/100000 8 6 4 2 0 Nowotwór złośliwy sutka Nowotwór złośliwy szyjki macicy Nowotwór złośliwy jajnika Nowotwór złośliwy mózgu Rysunek 6. Trendy umieralności na najczęstsze nowotwory u kobiet w wieku 20-44 lat w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [1] Zgony/100000 30 20 10 Nowotwór złośliwy sutka 0 Nowotwór złośliwy oskrzela i płuca 199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013 Nowotwór złośliwy jajnika Nowotwór złośliwy szyjki macicy Rysunek 7. Trendy umieralności na najczęstsze nowotwory u kobiet w wieku 45-64 lat w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [1] 108 Nowotwory złośliwe u kobiet na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 120 Zgoy/100000 100 80 60 40 20 0 Nowotwór złośliwy sutka Nowotwór złośliwy oskrzela i płuca Nowotwór złośliwy jelita grubego Nowotwór złośliwy bez określenia jego umiejscowienia Rysunek 8. Trendy umieralności na najczęstsze nowotwory u kobiet w wieku 65-85 i więcej lat w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [1] Rysunki 6,7,8 przedstawiają trendy umieralności na najczęstsze nowotwory złośliwe dla kobiet w trzech grupach wiekowych. Trend umieralności na najczęstsze nowotwory złośliwe u kobiet w wieku od 20 do 44 lat wykazuje wyraźną tendencję malejącą. Trendy umieralności na najczęstsze nowotwory złośliwe u kobiet w kolejnych dwóch grupach wiekowych wykazywały bardzo dużą zmienność, dlatego też niemożliwe jest jednoznaczne ustalenie kierunku trendów umieralności. Wyjątkiem była umieralność na nowotwór złośliwy oskrzela i płuca, która wzrastała w przeciągu ostatnich 14 lat. Tak samo jak w przypadku trendów zachorowalności w okresie ostatnich od 1999 do 2013 roku u kobiet we wszystkich grupach wiekowych najczęstszą przyczyną zgonu był nowotwór złośliwy sutka. 5. Wnioski W badanym okresie 14 lat zarówno standaryzowane współczynniki zachorowalności, jak i umieralności były bardzo zróżnicowane. W młodszych grupach wiekowych standaryzowany współczynnik zachorowalności osiągał najniższe wartości. Trend zachorowalności dla najmłodszej grupy wiekowej kobiet pozostawał stały na przestrzeni analizowanych lat, co świadczy o najniższej zapadalności na choroby nowotworowe w tej grupie wiekowej (od 20 do 44 lat). Natomiast w najstarszej badanej grupie wiekowej (od 65 lat) wartości współczynnika standaryzowanego były 109 Marta Hełka, Mateusz Stojko, Paulina Musiał, Aleksandra Moździerz wysokie, a ich trend po spadku odnotowanym do 2002 roku nieznacznie wzrastał. Trend umieralności na przestrzeni badanych lat pozostawał stały dla wszystkich analizowanych grup wiekowych i osiągał odpowiednio najniższe wartości dla najmłodszej grupy kobiet oraz najwyższe wartości dla najstarszej grupy wiekowej. U kobiet w grupie wiekowej od 20 do 44 lat dominującą lokalizacją nowotworu były sutek, tarczyca, jajnik i szyjka macicy. Wśród kobiet w grupie wiekowej od 45 do 64 lat najczęściej odnotowywane były nowotwory zlokalizowane w sutku, oskrzelach i płucach, jajnikach i trzonie macicy. W grupie wiekowej kobiet od 65 lat najczęstszymi miejscami lokalizacji nowotworu były sutek, szyjka macicy, jajnik i mózg. Największa zapadalność wśród wszystkich grup wiekowych została odnotowana dla nowotworów złośliwych sutka, a trend zachorowań na ten rodzaj nowotworu pozostaje rosnący. Najczęstszymi nowotworowymi przyczynami zgonu dla kobiet w grupie wiekowej od 20 do 44 lat były nowotwory sutka, macicy, jajnika, mózgu. Dla kobiet w kolejnej grupie wiekowej czyli od 45 do 65 lat umieralność była największa dla nowotworów sutka, oskrzela i płuca, szyjki macicy, jajnika. W najstarszej grupie wiekowej tj. 65 lat i więcej kobiety najczęściej umierały z powodu nowotworów sutka, oskrzela i płuca, jelita grubego oraz nowotworów, których umiejscowienie nie zostało określone. Nowotwory złośliwe sutka były także najczęstszą przyczyną zgonów we wszystkich analizowanych grupach wiekowych. Dla grup wiekowych od 45 do 64 lat oraz 65 i więcej lat, wzrastała umieralność na nowotwory oskrzeli i płuc. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Wojciechowska U., Didkowska J. Zachorowania i zgony na nowotwory złośliwe w Polsce. Krajowy Rejestr Nowotworów, Centrum Onkologii – Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie. Dostępne na stronie http://onkologia.org.pl/raporty/ dostęp z dnia 20/01/2016 http://www.pzh.gov.pl http://stat.gov.pl http://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php/Cancer_statistics Wojciechowska U., Didkowska J. Zachorowalność i umieralność na nowotwory w świetle sytuacji demograficznej Polski [w:] Sytuacja Demograficzna Polski, Rządowa Rada Ludnościowa Warszawa 2013, s.261-280 Zatoński W., Sulkowska U., Przewoźniak K., Zatoński M. Epidemiologia nowotworów złośliwych w Polsce [w:] Zachorowalność i umieralność na nowotwory a sytuacja demograficzna Polski, Rządowa Rada Ludnościowa, Warszawa 2014, s. 30-49 Zatoński W., Wojciechowska U., Didkowska J. Nowotwory Złośliwe w Polsce w 2012 roku, Krajowy Rejestr Nowotworów, Centrum Onkologii – Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie, Warszawa 2014 Międzynarodowa Statystyczna Klasyfikacja Chorób i Problemów Zdrowotnych – X Rewizja, Tom I, 2008 110 Nowotwory złośliwe u kobiet na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 Nowotwory złośliwe u kobiet na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 Streszczenie Celem pracy było przedstawienie sytuacji onkologicznej u kobiet zamieszkujących województwo śląskie. Dane zostały przedstawione w podziale na trzy grupy wiekowe: od 20 do 44 lat, od 45 do 64 lat oraz 65 lat i więcej.Praca dotyczy danych z okresu od 1999 do 2013 roku. Przedmiotem badania była ocena ilości, częstości występowania a także przedstawiane zostały trendy zachorowań i zgonów na choroby nowotworowe. Do przeprowadzenia analizy wykorzystane zostały podstawowe mierniki statystyczne: liczby bezwzględne, współczynniki surowe oraz współczynniki standaryzowane.W okresie od 1999 roku do 2013 roku można było zaobserwować bardzo duże zróżnicowanie standaryzowanych współczynników zachorowalności, jak i umieralności. Najniższe wartości współczynnika zachorowalności występowały dla kobiet w najmłodszej grupie wiekowej (od 20 do 44 lat). Najwyższe wartości współczynnika zachorowalności można było zaobserwować w przypadku najstarszej badanej grupy wiekowej (od 65 lat). Współczynnik umieralności na przestrzeni badanych lat pozostawał stały dla wszystkich analizowanych grup wiekowych i osiąga odpowiednio najniższe wartości dla najmłodszej grupy kobiet oraz najwyższe dla najstarszej grupy wiekowej. U kobiet we wszystkich grupach wiekowych. dominującą lokalizacją nowotworową i pierwszą przyczyną zgonów były nowotwory złośliwe piersi. Słowa kluczowe: nowotwory złośliwe, epidemiologia, zachorowalność, umieralność Malignant tumors in women from Silesia voivodship in years from 1999 to 2013 Abstract The aim of this paper was to analyze the situation of women’s cancer who live in Silesia voivodship. Statistical data were divided into three age groups: from 20 to 44 years, from 45 to 64 years and 65 years and older,. This paper relates to data from the period from 1999 to 2013. The subject of the study was to examine the size, frequency and to present trends in morbidity and mortality from women’scancer. Basic statistical indicators were used: absolute numbers, crude rates and standardized rates. It was impossible to clearly determine the trend of women’s cancer morbidity and mortality. The lowest values of women’s cancers incidence rate was observed for the youngest age group (from 20 to 44 years). The highest values of women’s cancers morbidity were observed for the oldest studied age group (65 years of age. The mortality rate during the analyzed period remained stable and reached the lowest values for the youngest group of women and the highest values for the oldest age group. The most common cancer type for each age group for both morbidity and mortality was breast cancer. Keywords: cancer, epidemiology, morbidity, mortality 111 Paulina Musiał1, Marta Hełka2, Mateusz Stojko3, Aleksandra Moździerz4 Nowotwory złośliwe u mężczyzn na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 1. Wstęp Choroby nowotworowe stanowią obecnie coraz większy problem nie tylko zdrowotny ale także ekonomiczny i społeczny. Osób chorujących na nowotwory złośliwe w naszym kraju z roku na rok przybywa, co przykłada się także na coraz większą liczbę zgonów. Od połowy lat sześćdziesiątych dostępne są dane dotyczące zachorowalności i liczby zgonów na obszarze Polski. Co roku, od 1979 roku Centrum Onkologii w Warszawie publikuje dane dotyczące zachorowalności i umieralności na nowotwory złośliwe. Regularnie pojawiają się także dane dotyczące wybranych regionów w Cancer Incidence in Five Country. Choroby nowotworowe są drugą przyczyną zgonów w naszym kraju. Szacuje się, że w najbliższym czasie wyprzedzą znajdujące się od wiele lat na pierwszym miejscu, choroby układu krążenia. W ciągu ostatnich 50 lat liczba zachorować i zgonów z przyczyn nowotworowych wzrosła wśród mężczyzn o prawie 60 tysięcy, co oznacza, że wzrosła czterokrotnie. Analogicznie wzrosła także liczba zgonów. Tendencje wzrostowe przypisuje się głównie zmianom w strukturze populacji [1]. Pomimo zwiększenia się liczby osób zmarłych z powodu toczącej się choroby nowotworowej w ogólnej liczbie zgonów natężenie umieralności z ich powodu w populacji ogółem jest dosyć ustabilizowane i zmniejsza się wśród osób w wieku 1 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Zakładzie Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 2 [email protected], Zakład Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 3 [email protected], Studenckie Koło Naukowe przy Zakładzie Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 4 [email protected], Zakład Higieny, Bioanalizy i Badania Środowiska, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.sum.edu.pl 112 Paulina Musiał, Marta Hełka, Mateusz Stojko, Aleksandra Moździerz aktywności zawodowej. Pomimo faktu, iż nowotwory stanowią najważniejszą przyczynę przedwczesnych zgonów wśród kobiet, bardziej zagrażają życiu mężczyzn [2]. Województwo śląskie zamieszkuje prawie 5 milionów ludzi i jest ono najbardziej zaludnionym województwem w Polsce. Według danych zawartych w Biuletynie Statystycznym Ministerstwa Zdrowia z roku 2012 w województwie śląskim na nowotwory złośliwe zachorowało najwięcej osób bo ponad 1800 w porównaniu do innych województw [3]. Oznacza to, że rocznie w naszym kraju rejestruje się ponad 128 tysięcy zachorowań, z czego 15000 z nich to zachowania w województwie śląskim co stanowi aż 12 % nowych przypadków w całym kraju. W 2011 roku liczba osób, które zachorowały na chorobę nowotworową na Śląsku zwiększyła się o 13,4% czyli o ponad 2000 osób w porównaniu z rokiem 1999. W odniesieniu do mężczyzn liczby te wzrosły o 11% [ 4]. Z perspektywy całego kraju u mężczyzn najwięcej zachorowań na nowotwory złośliwe występuje między 60 a 74 rokiem życia – w 2011 roku w tej grupie wiekowej stwierdzono prawie 33 tys. zachorowań (ponad 45%). Struktura zachorowań jest zależna od płci. W 2011 roku najczęściej diagnozowane u mężczyzn w całym kraju były nowotwory złośliwe płuc – 20%, gruczołu krokowego – 14% i jelita grubego – 12%. W dalszej kolejności zgłaszane były nowotwory złośliwe pęcherza moczowego – 7% i żołądka – 5% [5]. Na Śląsku w odróżnieniu do danych opisujących mężczyzn w całym kraju, po nowotworach płuc, gruczołu krokowego i jelita grubego zgłaszano nieczerniakowate nowotwory złośliwe skóry (6%). Najczęstszą przyczyną zgonów (ponad 50%) wśród mężczyzn stanowiły nowotwory płuca (30%), jelita grubego (12%), żołądka (8%) i gruczołu krokowego (7%). W ostatnich latach poprawił się natomiast współczynnik 5-letniego względnego przeżycia. Wzrósł on z 35% w okresie 2000-2002 do 40% w okresie 2009-2011 [4]. Czynnikami, które mają istotny wpływ na liczbę osób chorób oraz zgonów są przede wszystkim starzejące się społeczeństwo i narażenie na różne czynniki fizyczne czy chemiczne wynikające ze stylu życia oraz środowiska w jakim żyjemy. Ze względu na różnice w występowaniu nowotworów złośliwych w zależności od wieku wydzielono 3 grupy wiekowe: osoby młode – przed 45 rokiem życia, osoby w średnim wieku miedzy 45. a 65. rokiem życia i osoby starsze w wieku powyżej 65 lat. Najbardziej narażoną grupą wiekową na zachorowanie na nowotwór są osoby starsze. U nich notuje się najwięcej zachorowań bo aż 55% w grupie mężczyzn. W pozostałych grupach to 6% u osób młodych i 40% u mężczyzn w średnim wieku [5]. Wśród czynników mających bezpośredni wpływ na liczbę zgonów spowodowanych określonym typem nowotworu wśród mężczyzn najważniejszym jest palenie tytoniu. Liczne badania 113 Nowotwory złośliwe u mężczyzn na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 wykazały istotny wpływ na częstość zachorowania na raka płuc związany z ogromną ilością związków chemicznych o silnym działaniu rakotwórczym dostarczanych wraz z dymem tytoniowym do płuc. Długość czasu palenia, wiek rozpoczęcia palenia oraz liczba wypalanych papierosów przekłada się na ryzyko zachorowania. Niestety, nie tylko czynne palenie tytoniu zwiększa ryzyko zachorowania. Szacuje się, że 20-50% chorujących na raka płuc, które deklarują się jako osoby niepalące to bierni palacze tytoniu. Pozostałymi czynnikami mającymi wpływ na rozwój choroby są ekspozycja na promieniowanie jonizujące, azbest czy niektóre metale ciężkie. Mają one mniejsze znaczenie w skali populacji. W przypadku raka gruczołu krokowego głównym czynnikiem ryzyka także jest wiek. Nowotwór ten występuje rzadko przed 50. rokiem życia, a ponad połowa zdiagnozowanych przypadków to mężczyźni po 70. roku życia. Szacuje się, że u połowy mężczyzn po 60. roku życia rozwija się bezobjawowe ognisko raka w gruczole krokowym. Podczas badań sekcyjnych z powodu innych przyczyn śmierci często wykrywa się właśnie takie ogniska. Innymi czynnikami są: obciążenie rodzinne (rak stercza w rodzinie), rasa czarna, otyłość i dieta wysokotłuszczowa oraz narażenie na androgeny (męskie hormony płciowe). Rak jelita grubego występuje najczęściej w obrębie okrężnicy, zgięcia esiczo-odbytniczego, odbytnicy i odbytu. Mimo wielu badań nad określeniem czynników sprzyjających rozwojowi tego typu nowotworu, trudno określić jaki jest powód wzrostu guza. Czynnikami ryzyka w tym przypadku może być podłoże genetyczne. Od 5 do 10% przypadków związane jest z mutacjami określonych genów. Na raka jelita grubego chorują częściej mężczyźni niż kobiety. Aż 90% przypadków występuje po 50 roku życia. Znaczący wpływ mają czynniki epidemiologiczne. Zespół metaboliczny wiąże się ze wzrostem ryzyka zachorowania proporcjonalnie do ilości kryteriów zespołu, które występują u danej osoby. Palenie tytoniu, brak aktywności fizycznej czy nadużywanie alkoholu także mają wpływ na rozwój guzów. Udowodniono także związek z dietą bogatą w tłuszcze, ubogą w wapń czy błonnik. Oprócz czynników na które można wpływać, są także takie jak rasa i przynależność do grupy etnicznej np. Afroamerykanów czy Żydów Aszkenazyjskich oraz czynniki geograficzne. Wśród tzw. czynników jelitowych wymienić można występowanie polipów gruczolakowych i rodzinną polipowatość gruczolakowatą, która predysponuje prawie w 100% do zachorowania na raka jelita grubego. Przebyta radioterapia obszaru jamy brzusznej, cholecystektomia, obecność ureterosigmaidostomii również nie zostaje obojętne w przypadku tego typu nowotworu [6]. Wszystkie nowotwory charakteryzują się odmienną etiologią, diagnostyką, przebiegiem klinicznym oraz wymagają odmiennej strategii 114 Paulina Musiał, Marta Hełka, Mateusz Stojko, Aleksandra Moździerz leczenia. Według WHO aż jednej trzeciej zachorowań można zapobiec, jedną trzecią zachorowań można wyleczyć, a w przypadku jednej trzeciej najciężej chorych polepszyć warunki ich życia [7]. 2. Cel pracy W niniejszym artykule opracowano aktualne statystyki onkologiczne w odniesieniu do mężczyzn zamieszkujących teren województwa śląskiego w podziale na cztery grupy wiekowe. Przedmiotem opracowania jest ocena trendów zachorowań i zgonów na choroby nowotworowe oraz ilości i częstości występowania nowotworów złośliwych u mężczyzn. 3. Materiał i metody W pracy wykorzystano dane epidemiologiczne dotyczące zachorowalności i umieralności, które pochodzą z Krajowego Rejestru Nowotworów, obejmują lata 1999-2013. Dane dostępne są na stronie onkologia.org.pl. Do przeprowadzenia analizy wykorzystane zostały podstawowe mierniki statystyczne: liczby bezwzględne, współczynniki surowe oraz współczynniki standaryzowane według wieku. Dane epidemiologiczne zostały przedstawione w podziale na cztery grupy wiekowe:od 0 do 19 lat, od 20 do 44 lat, od 45 do 64 lat oraz dla grupy wiekowej 65 lat i więcej. Pierwsze dwie grupy wiekowe stanowią osoby młode (od 0 do 109 lat oraz od 20 do 44 lat), kolejna grupa wiekowa (45-65 lat) to osoby w wieku średnim, ostatnia grupa wiekowa (65 lat i więcej) to osoby starsze. Bezwzględna liczba zachorowań (zgonów)spowodowanych chorobą nowotworową, która występuje u danej populacji w określonym przedziale czasu (tutaj w latach 1999-2013) [5]. Cząstkowy współczynnik zachorowalności (umieralności) określa liczbę zachorowań (zgonów) w przeliczeniu na 100 tys. osób badanej populacji [1]. Standaryzowany współczynnik zachorowalności (umieralności) określa liczbę zachorowań (zgonów), która wystąpiłaby w badanej populacji gdyby struktura wieku tej populacji była taka jak struktura wieku populacji przyjętej za standard. Jako populację standardową przyjęto standardową populację świata [1]. Wyrażamy go następującym wzorem: 𝑆𝑅 = 𝑁 𝑘𝑖 𝑖=1 𝑝 𝑖 𝑤𝑖 𝑁 𝑖=1 𝑤𝑖 gdzie: ki jest liczbą zachorowań (zgonów) w i-tej grupie wieku,pi jest liczebnością populacji w tej grupie wiekowej,i to numer grupy wiekowej, 115 Nowotwory złośliwe u mężczyzn na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 wi jest wagą przypisaną i-tej grupie wiekowej, która wynika z rozkładu standardowej populacji świata,N jest liczbą grup wiekowych. Struktura zachorowań została zbadana zgodnie z Międzynarodową Statystyczną Klasyfikacją Chorób i Problemów Zdrowotnych [8]. 4. Wyniki Tabela 1. Nowotwory złośliwe u mężczyzn w wieku 20-85 i więcej lat w województwie śląskim w latach 1999-2013 Zachorowania Rok Zgony 1999 8019 Wsp. standaryzowany 339,41 2000 8053 2001 Liczba Liczba Wsp. standaryzowany 5823 246,47 342 5996 254,64 6960 296,65 6297 268,39 2002 6649 289,89 6513 283,96 2003 8192 358,65 6277 274,81 2004 8066 354,41 6614 290,61 2005 8149 359,34 6547 288,70 2006 8229 364,33 6475 286,67 2007 7951 353,32 6731 299,11 2008 7645 340,80 6590 293,77 2009 8860 395,55 6681 298,27 2010 8563 382,23 6599 294,57 2011 8948 400,20 6485 290,04 2012 9440 423,18 6856 307,34 2013 9688 435,71 6782 305,01 Źródło: Opracowanie własne na podstawie [6] Tabela 1 przedstawia bezwzględną liczbę zachorowań i zgonów oraz współczynniki standaryzowane dla zachorowań i zgonów na nowotwory złośliwe u mężczyzn. Liczba zachorowań na nowotwory wśród mężczyzn w województwie śląskim zwiększyła się o około 1600 przypadków. W 1999 roku zostało odnotwanych 8019 przypadków nowotworów wśród mężczyzn, natomiast w roku 2013 zanotowano 9688 przypadków nowych zachorowań. W 1999 roku w wyniku choroby nowotworowej zmarło 5823 mężczyzn, natomiast w 2013 liczba zgonów wśród mężczyzn wynosiła 6782. 116 Paulina Musiał, Marta Hełka, Mateusz Stojko, Aleksandra Moździerz Współczynniki standaryzowane Jedną z głównych przyczyn wzrostu bezwzględnej liczby zachorowań i zgonów wśród mężczyzn jest zwiększenie się populacji mężczyzn w województwie śląskim. W okresie badanych15 latmożemy dostrzec stały trend rosnący zarówno dla standaryzowanych współczynników zachorowalności, jak i umieralności. Współczynniki zachorowalności osiągnęły najwyższe wartości w 2013 roku. Natomiast najniższe wartości współczynników zostały osiągnięte w roku 2002. Surowy współczynnik umieralności najwyższą wartość osiągnął w 2012 roku. Standaryzowany współczynnik umieralności najniższą wartość osiągnął w 2002 roku. 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Rok mężczyźni w wieku 0-19 lat mężczyźni w wieku 20-44 lat mężczyźni w wieku 45-64 lat mężczyźni w wieku 65 lat i więcej Rysunek 1. Zachorowalność na nowotwory złośliwe u mężczyznt w poszczególnych przedziałach wiekowych w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [6] Powyższy wykres (Rysunek 1) przedstawia współczynniki standaryzowane zachorowań na nowotwory u mężczyzn w województwie śląskim. Współczynniki standaryzowane osiągnęły najniższe wartości dla grupy osób młodych, czyli dla grup od 0 do 19 lat i od 20 do 44 lat. Linia trendu współczynników zachorowalności dla młodych mężczyznosiągała stałe wartości w całym badanym okresie. Trend zachorowalności na nowotwory u mężczyzn w wieku średnimbył zróżnicowany we wszystkich badanych latach, dlatego też nie możliwe jest jednoznaczne ustalenie kierunku trendu dla tej grupy wiekowej. Najwyższe wartości współczynnik zachorowalności osiągnął dla mężczyzn starszych. Trend zachorowalności dla ostatniej grupy wiekowej również osiągał bardzo zróżnicowane wartości. 117 Współczynniki standaryzwane Nowotwory złośliwe u mężczyzn na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 2000 1500 1000 500 0 19992000200120022003200420052006200720082009201020112012 Rok mężczyźni w wieku 0-19 lat mężczyźni w wieku 20-44 lat mężczyźni w wieku 45-64 lat mężczyźni w wieku 65 lat i więcej Rysunek 2. Umieralność na nowotwory złośliwe u mężczyznt w poszczególnych przedziałach wiekowych w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [6] Wykres (Rysunek 2) przedstawia współczynniki standaryzowane umieralności na nowotwory mężczyzn w województwie śląskim. Współczynniki umieralności osiągały najniższe wartości dla młodych mężczyzn, czyli dla dwóch najmłodszych grup wiekowych. Linia trendu współczynników umieralności dla mężczyzn w średnim oraz w starszym wieku była w była stała w całym badanym okresie. Najwyższe wartości współczynniki umieralności osiągały dla mężczyzngrupie wiekowej 65 lat i więcej. 118 Paulina Musiał, Marta Hełka, Mateusz Stojko, Aleksandra Moździerz Zachorowania/100000 4 3 2 1 0 199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013 Rok Białaczka limfatyczna Nowotwór złośliwy mózgu Choroba hodgkina Nowotwór złośliwy jądra Zachorowania/100000 Rysunek 3. Trendy zachorowań na najczęściej występujące nowotwory u mężczyzn w wieku 0-19 lat w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [6] 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Rok Nowotwór złośliwy jądra Nowotwór złośliwy oskrzela i płuca Nowotwór złośliwy mózgu Nowotwór złośliwy żołądka Rysunek 4. Trendy zachorowań na najczęściej występujące nowotwory u mężczyzn w wieku 20-44 lat w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [6] 119 Nowotwory złośliwe u mężczyzn na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 Zachorowania/100000 180 150 120 90 60 30 0 199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013 Rok Nowotwór złośliwy oskrzela i płuca Nowotwór złośliwy gruczołu krokowego Nowotwór złośliwy pęcherza moczowego Nowotwór złośliwy jelita grubego Rysunek 5. Trendy zachorowań na najczęściej występujące nowotwory u mężczyzn w wieku 45-64 lat w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [6] 120 Paulina Musiał, Marta Hełka, Mateusz Stojko, Aleksandra Moździerz Zachorowania/100000 600 500 400 300 200 100 0 Rok Nowotwór złośliwy oskrzela i płuca Nowotwór złośliwy gruczołu krokowego Nowotwór złośliwy jelita grubego Nowotwór złośliwy pęcherza moczowego Rysunek 6. Trendy zachorowań na najczęściej występujące nowotwory u mężczyzn w wieku 65 lat i więcej w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [6] Rysunki 3, 4, 5 i 6 przedstawiają trendy zachorowalności na najczęściej występujące nowotwory złośliwe u mężczyzn, w podziale na cztery grupy wiekowe. Najczęściej występującymi nowotworami dla grupy wiekowej od 0 do 19 lat były białaczka limfatyczna, nowotwór złośliwy mózgu, choroba Hodgkina oraz nowotwór złośliwy jądra. Trendy zachorowalności na najczęściej występujące nowotwory w tej grupie wiekowej cechowały się bardzo dużą zmiennością Dla grupy wiekowej od 20 do 44 lat dominującymi lokalizacjami nowotworów były jądra, oskrzela i płuca, mózg oraz żołądek. Tylko w przypadku nowotworu złośliwego jądra możemy zauważyć wyraźną, stałą tendencję rosnącą zachorowalności. Dla osób w średnim i starszym wieku najczęstszymi lokalizacjami występowania nowotworu były oskrzela i płuca, gruczoł krokowy, pęcherz moczowy i jelito grube. W analizowanych latach zachorowalność na nowotwory oskrzela i płuca dla osób w grupach wiekowych od 45 do 64 lat oraz 65 lat i więcej spadła. Wzrosła natomiast zachorowalność na nowotwory gruczołu krokowego. 121 Nowotwory złośliwe u mężczyzn na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 Zgony/100000 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Rok Nowotwór złośliwy mózgu Białaczka limfatyczna Białaczka szpikowa Nowotwory złośliwe tkanki łącznej i innych tkanek miękkich Rysunek 7. Trendy umieralności na najczęściej występujące nowotwory u mężczyzn w wieku 0-19 lat w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [6] Zgony/10000 6 5 4 3 2 1 0 Rok Nowotwór złośliwy oskrzela i płuca Nowotwór złośliwy mózgu Nowotwór złośliwy żołądka Nowotwór złośliwy trzustki Rysunek 8. Trendy umieralności na najczęściej występujące nowotwory u mężczyzn w wieku 20-44 lat w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [6] 122 Zgony/10000 Paulina Musiał, Marta Hełka, Mateusz Stojko, Aleksandra Moździerz 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Rok Nowotwór złośliwy oskrzela i płuca Nowotwór złośliwy żołądka Nowotwór złośliwy jelita grubego Nowotwór złośliwy trzustki Rysunek 9. Trendy umieralności na najczęściej występujące nowotwory u mężczyzn w wieku 45-64 lat w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [6] 600 Zgony/10000 500 400 300 200 100 0 Rok Nowotwór złośliwy oskrzela i płuca Nowotwór złośliwy gruczołu krokowego Nowotwór złośliwy żołądka Nowotwór złośliwy jelita grubego Rysunek 10. Trendy umieralności na najczęściej występujące nowotwory u mężczyzn w wieku 65 lat i więcej w województwie śląskim w latach 1999-2013 opracowanie własne według [6] 123 Nowotwory złośliwe u mężczyzn na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 Rysunki 7, 8, 910 przedstawiają trendy umieralności na najczęstsze nowotwory złośliwe występujące u mężczyzn, w podziale na cztery grupy wiekowe. Dla mężczyzn w wieku od 0 do 19 lat największa umieralność była spowodowana nowotworamimózgu, białaczką limfatyczną, białaczką szpikową oraz nowotworami tkanek miękkich. W okresie od 1999 do 2013 roku trend umieralności na najczęstsze nowotwory dla tej grupy wiekowej cechował się bardzo dużą zmiennością. Najczęstszymi nowotworowymi przyczynami zgonu dla mężczyzn w kolejnej grupie wiekowej, czyli od 20 do 44 lat były nowotwory oskrzela i płuca, mózgu, żołądka i trzustki. W grupie wiekowej od 44 do 65 lat mężczyźni najczęściej umierali z powodu nowotworu oskrzela i płuca, żołądka, jelita grubego i trzustki. W ostatniej grupie wiekowej, czyli mężczyzn w wieku 65 lat i więcej, największa śmiertelność była wywołana przez nowotwory oskrzela i płuca, gruczołu krokowego, żołądka oraz jelita grubego. W przypadku trzech ostatnich grup wiekowych dominującą nowotworową przyczyną zgonu były nowotwory oskrzela i płuca. Jednakże w badanym okresie można zauważyć wyraźną tendencję spadkową dla umieralności wywołanej przez tą lokalizację nowotworu. Największy spadek jest zauważalny dla grupy wiekowej od 20 do 44 lat. 5. Wnioski We wszystkich grupach mężczyzn na przestrzeni analizowanych lat nastąpił wzrost bezwzględnej liczby zachorowań, jak i bezwzględnej liczby zgonów. Współczynniki standaryzowane zachorowań i zgonów także uległy wzrostowi na przestrzeni lat 1999-2013. Najwyższa wartość współczynnika zachorowalności została odnotowana w 2013 roku, natomiast najwyższa wartość współczynnika zgonów przypada na rok 2012. Współczynniki standaryzowane zachorowań dla poszczególnych grup wiekowych były najniższe wśród osób młodych (grupy od 0 do 19 lat i od 20 do 24 lat), natomiast najwyższe współczynniki zostały odnotowane do grupy osób starszych (65 lat i więcej). Analogiczna sytuacja miała miejsce w przypadku standaryzowanych współczynników zgonów. Dla najmłodszej grupy wiekowej (od 0 do 19 lat) lokalizacjami nowotworowymi dla których odnotowano zarówno najwyższą zachorowalność jak i najwyższą śmiertelność były białaczka limfatyczna oraz nowotwory mózgu. Trendy zachorowalności i śmiertelności w tej grupie wiekowej charakteryzowały się bardzo dużą zmiennością. W grupie osób młodych (od 20 do 44 lat) lokalizacjami w których zachorowania były najczęściej odnotowywane oraz wywoływały największą śmiertelność w badanym okresie były nowotwory oskrzeli i płuc, nowotwory mózgu oraz nowotwory żołądka. Wśród osób w średnim wieku (od 45 do 64 lat) najwyższe współczynniki 124 Paulina Musiał, Marta Hełka, Mateusz Stojko, Aleksandra Moździerz zachorowalności i umieralności zostały odnotowane dla nowotworów lokalizujących się w oskrzelach i płucach oraz jelicie grubym. W najstarszej z analizowanych grup wiekowych (65 lat i więcej) lokalizacjami dla których zaobserwowano najwyższe współczynniki zachorowalności i zgonów były oskrzela i płuca, gruczoł krokowy oraz jelito grube. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Wojciechowska U., Didkowska J., Zatoński W. Nowotwory Złośliwe w Polsce w 2012 roku, Krajowy Rejestr Nowotworów, Centrum Onkologii – Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie, Warszawa 2014 Wojtyniak B., Goryński P. Sytuacja Zdrowotna Ludności Polski, Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego – Państwowy Zakład Higieny, Warszawa 2008 Biuletyn Statystyczny Ministerstwa Zdrowia, Centrum Systemów Informacyjnych Ochrony Zdrowia, Warszawa 2015 Kołosza Z., Banasik T. R. Nowotwory złośliwe w województwie śląskim w 2011 roku, Centrum Onkologii – Instytut im. M. Skłodowskiej-Curie, Oddział w Gliwicach, Gliwice 2013 Wojciechowska U., Didkowska J Zachorowalność i umieralność na nowotwory w świetle sytuacji demograficznej Polski [w:] Sytuacja Demograficzna Polski, Rządowa Rada Ludnościowa Warszawa 2013, s.261-280 Wojciechowska U., Didkowska J. Zachorowania i zgony na nowotwory złośliwe w Polsce, Krajowy Rejestr Nowotworów, Centrum Onkologii – Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie. Dostępne na stronie http://onkologia.org.pl/raporty/ dostęp z dnia 25/05/2016 Zatoński W., Sulkowska U., Przewoźniak K., Zatoński M. Epidemiologia nowotworów złośliwych w Polsce [w:]. Zachorowalność i umieralność na nowotwory a sytuacja demograficzna Polski, Rządowa Rada Ludnościowa, Warszawa 2014, s. 30-49 Międzynarodowa Statystyczna Klasyfikacja Chorób i Problemów Zdrowotnych – X Rewizja, Tom I, 2008 125 Nowotwory złośliwe u mężczyzn na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 Nowotwory złośliwe u mężczyzn na terenie województwa śląskiego w latach 1999-2013 Streszczenie W niniejszej pracy przedstawione zostały bieżące statystyki onkologiczne dotyczące mężczyzn, którzy zamieszkiwali teren województwa śląskiego w latach od 1999 roku do 2013 roku. Dane statystyczne dotyczące zachorowalności i umieralności na nowotwory złośliwe zostały podzielone na cztery grupy wiekowe:od 0 do 19 lat, od 20 do 44 lat, od 45 do 64 lat oraz dla grupy wiekowej 65 lat i więcej. Pierwsze dwie grupy wiekowe to osoby młode (od 0 do 19 lat oraz od 20 do 44 lat), następna grupa wiekowa (45-65 lat) to osoby w wieku średnim, natomiast ostatnia grupa wiekowa (65 lat i więcej) to osoby starsze. Przedmiotem badań była przede wszystkim ocena trendów zapadalności i umieralności na choroby nowotworowe oraz ilości i częstości występowania nowotworów złośliwych u mężczyzn. Do przeprowadzenia analizy wykorzystane zostały następujące mierniki statystyczne: liczby bezwzględne, współczynniki surowe oraz współczynniki standaryzowane.W badanymokresiemożna zaobserwować stały zarówno wzrost bezwzględnej liczby zachorowań i zgonów jak i współczynników standaryzowanych zachorowań i zgonów na nowotwory złośliwe u mężczyzn. Najniższe wartości współczynnika zachorowalności występowały dla mężczyzn młodych, czyli dla grup wiekowych od 0 do 19 lat oraz od 20 do 44 lat. Najwyższe wartości współczynnika zachorowalności można zaobserwować w przypadku najstarszej badanej grupy wiekowej (65 lat i więcej). Współczynnik umieralności na przestrzeni badanych osiągał najniższe wartości dla młodych mężczyzn, jednakże trend tego współczynnika charakteryzował się bardzo dużą zmiennością. Najwyższe wartości współczynnika umieralności zostały osiągnięte dla mężczyzn w wieku starszym. Słowa kluczowe: nowotwory złośliwe, epidemiologia, zachorowalność, umieralność Malignant tumors in men from Silesia voivodship in years from 1999 to 2013 Abstract The aim of this paper was to analyse the current statistics of men’s cancer of inhabitants of Silesia voivod ship in years from 1999 to 2013. Statistical data of morbidity and mortality of men’s cancer was divided into four age groups: 0 to 19 years, from 20 to 44 years, from 45 to 64 years, and for the age group 65 years and more. The first group is called young people (from 0 to 19 years old and from 20 to 44 years), the next age group (45-65 years) are those in middle age, and the last age group (65 years and more) consists of older people.The subject of the study was to examine the size, frequency and to present trends in morbidity and mortality from men’s cancer. Basic statistical indicators were used: absolute number and standardized rates. The trend of men’s cancer morbidity and mortality raised steadily in analysed period. It was impossible to clearly determine the trend of women’s cancer morbidity and mortality.The lowest values of men’s cancers incidence rates were observed for the youngest age group (from 20 to 44 years). The highest values of men’s cancers morbidity rates were observed for the oldest age group (65 and more years old). The mortality rates reached the lowest values for young men, theywere characterized by high volatility. The highest values of mortality rates were achieved for men in older age. Keywords: cancer, epidemiology, morbidity, mortality 126 Anna Niechciał1, Karolina Jandura2, Karolina Dusza3, Tomasz Janikowski4, Joanna Gola4, Grzegorz Cwynar5 Profil stężenia mRNA genów szlaku Wnt uczestniczących w regulacji transkrypcji w gruczolakoraku endometrium 1. Wstęp Rak endometrium jest jednym z trzech najpowszechniej występujących nowotworów w obrębie żeńskich narządów płciowych. Rocznie około 290 000 kobiet zapada na raka endometrium, a dla 74 000 jest on przyczyną śmierci. Zaobserwowano wzrost zachorowalności wraz z wiekiem kobiet, z czego apogeum występuje powyżej 65 roku życia [1, 2]. W Polsce według Krajowego Rejestru Nowotworów zapadalność na nowotwory złośliwe trzonu macicy przewyższa średnią europejską, notując coroczny wzrost zarówno nowych przypadków jak i liczby zgonów [3]. Dlatego ważnym aspektem jest wprowadzanie nowych metod diagnostycznych oraz modyfikacje już istniejących. Szeroki udział w procesie nowotworzenia złośliwego raka endometrium mają zachodzące zmiany genetyczne. W 1983 Bokhman zaproponował dualistyczny model raka endometrium na podstawie obserwacji klinicznych i patologicznych korelacji. Większość raków trzonu macicy (około 70-80%), zaliczanych jest do typu I, zwanego estrogenozależnym. Pod względem histologicznym, powstaje on na tle nieograniczonego rozrostu śluzówki macicy, wykazując zróżnicowanie endometrium i charakteryzuje się korzystnym rokowaniem. Pozostałe 1 [email protected], STN Katedra i Zakład Biologii Molekularnej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach 2 [email protected], STN Katedra i Zakład Biologii Molekularnej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach 3 karolina.dusza@ med.sum.edu.pl, STN Katedra i Zakład Biologii Molekularnej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach 4 Katedra i Zakład Biologii Molekularnej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, www.biolmol.sum.edu.pl 5 Katedra i Klinika Ginekologii i Położnictwa, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach 127 Anna Niechciał, Karolina Jandura, Karolina Dusza, Tomasz Janikowski, Joanna Gola, Grzegorz Cwynar 10-20% raków endometrium zaliczane jest do typu II, powstającego na tle zanikowego zapalenia endometrium. Typ II nie wykazuje powiązania z hormonami i występuje zwykle w starszym wieku i w odróżnieniu od typu I zazwyczaj jest złośliwy. W charakterystyce klinicznej jest bardziej agresywny z gorszym przebiegiem klinicznym oraz złym rokowaniem [4, 5]. Ryzyko zachorowania na raka endometrium może być zwiększone przez szereg czynników. Do najbardziej znanych należą: otyłość, nadciśnienie tętnicze, cukrzyca, nieregularne cykle menstruacyjne, menopauza jaki i wiek pomenopauzalny. W powstaniu tego raka znaczącą rolę odgrywa także stosowanie estrogenów oraz palenie papierosów [6]. Dodatkowo w powstaniu endometrioidalnego raka endometrium (EEC) znaczenie ma szereg zmian w szlakach sygnalizacji i regulacji transkrypcji, spowodowanych dezaktywacją ważnych przekaźników, jak np. wyciszenie PTEN, K-ras czy β-katenina. [7]. Zaburzenia sygnalizacji szlaku Wnt są przyczyną wielu ludzkich chorób zwyrodnieniowych oraz nowotworów. Liczne badania potwierdziły znaczący wpływ sygnalizacji Wnt na progresję nowotworu. Wykazano, że defekty genetyczne w postaci mutacji składników szlaku Wnt (aksyna, APC, β-kateina) przyczyniają się do rozwoju nowotworów [8]. Białka Wnt mogą być istotnym „narzędziem” w kontroli losów komórki, dlatego oczekuje się, że szczegółowa analiza sygnalizacji Wnt pomoże w łagodzeniu tych chorób [9]. Spośród szeregu szlaków sygnalizacji wydaje się, że jedną z kluczowych ról odgrywa sygnalizacja związana z cząsteczkami Wnt (skrót powstały poprzez połączenie Wg – ang. wingless oraz nazwy mysiego genu Int-1). Badania ludzkiego genomu wykazały obecność 19 genów kodujących białka Wnt [10, 11]. Na ich podstawie opisano jak do tej pory 19 białek Wnt, zawierających charakterystyczny cysteinowy wzór niezbędny do prawidłowego funkcjonowania [12]. Ze względu na funkcję białka (ligandy) szlaku Wnt zostały podzielone na dwie grupy. Pierwszą stanowią białka o właściwościach transformujących (onkogennych), bezpośrednio aktywujące ścieżkę związaną z β-kateniną (Wnt-1, Wnt-3a, Wnt-8 i Wnt8b). Drugą grupę stanowią białka nie wykazujące działania transformującego, aktywujące ścieżki niekanoniczne szlaku Wnt oraz działające antagonistycznie w stosunku do białek z pierwszej grupy (Wnt-4, Wnt-5a oraz Wnt11) [13, 14]. Podstawą aktywacji sygnalizacji jest przyłączenie cząsteczki Wnt do swoistego receptora Fzd (ang. frizzled) znajdującego się na błonie komórkowej. Obecnie znanych jest 10 różnych receptorów Fzd. Posiadają charakterystyczną, dużą, zewnątrzkomórkową domenę CRD (domena bogata w cysteinę), która uczestniczy w wiązaniu cząsteczek Wnt. Do prawidłowej sygnalizacji Wnt wymagane są również inne molekuły transbłonowe tzw. koreceptory, do których można zaliczyć białka: LRP5 i LRP6, należące do rodziny białek związanych z receptorem dla LDL [11; 128 Profil stężenia mRNA genów szlaku Wnt uczestniczących w regulacji transkrypcji w gruczolakoraku endometrium 15]. W zależności od rodzaju liganda, jak i warunków panujących w komórce dochodzi do aktywacji poszczególnych szlaków sygnalizacji. Wyróżniono trzy główne szlaki sygnalizacji: jedną kanoniczną zależną od β-kateniny oraz dwie niekanoniczne Wnt/Ca2+ oraz Wnt/PCP (polarną) [16]. W szlaku kanonicznym centralną rolę odgrywa białko znajdujące się w cytoplazmie: β-katenina. W przypadku braku sygnalizacji Wnt, βkatenina łączy się z kompleksem enzymatycznym składającym się z dwóch białek skafoldowych: APC (aktywne białko C) i Axin oraz dwóch kinaz CK1 (kazeinowa kinaza 1) GSK3β (3 β syntazy glikogenowej), co prowadzi do ufosforylowania β-kateniny. Fosforylacja umożliwia rozpoznanie β-kateniny przez składnik kompleksu ligazy ubikwitynowej – E3, umożliwiając jej degradację [17]. Przyłączenie liganda Wnt do receptora frizzled powoduje heterodimeryzację receptora. Prowadzi to do fosforylacji białka dishevelled (Dvl), które zostaje przetransportowane do błony komórkowej. Następnie aktywne białko Dvl wiąże się z kompleksem APCaksyna zaburzając aktywność kinaz: CK1a I GSK3 β. A w konsekwencji blokując fosforylację β-kateniny prowadząc do jej stabilizacji i akumulacji w cytoplazmie. Stan ten pozwala na przejście β-kateniny do jądra, gdzie działa jako regulator transkrypcji przez aktywację czynnika transkrypcyjnego Tcf/Lef. Skutkiem całego procesu jest ekspresja genów zaangażowanych w proliferację, migrację komórek oraz angiogenezę [18, 19]. Niekanoniczna ścieżka (Wnt/ Ca2+) została słabiej poznana ze względu na różne receptory i efektory zaangażowane w ten proces. Reguluje ona adhezję i migrację komórek niezależnie od β-kateniny. Wykazano, że ścieżka niekanoniczna może odgrywać kluczową rolę w procesach rozwojowych takich jak angiogeneza czy morfogeneza kości [18]. Efektory tej ścieżki nie oddziałują przez β-kateninę i prawdopodobnie hamują jej aktywność w jądrze [20]. Stymulacja poszczególnymi ligandami Wnt prowadzi do uwalniania wewnątrzkomórkowej puli Ca2+ z retikulum endoplazmatycznego. Zależny od białek Wnt wzrost stężenia Ca2+ jest osiągany poprzez zahamowanie aktywności białkowej kinazy zależnej od cGMP (PKG), która blokuje uwalnianie Ca2+ w przypadku, gdy nie dochodzi do związania ligandu Wnt. Uwalnianie Ca2+ stymulowane jest również poprzez aktywację fosfolipazy C i zwiększenie poziomu 1,4,5-trifosforanu inozytolu (IP3). Uwolnienie Ca2+ aktywuje kinazę białkową C (PKC), kinazę II kalmoduliny zależną od wapnia (CaMKII) i kalcyneurynę oraz czynnik transkrypcyjny NF-AT. Z kolei CaMKII aktywuje Nemopodobną kinazę (NLK), która antagonizuje sygnalizację Wnt zależną od β-kateniny przez jej fosforylację i dezaktywację czynnika transkrypcyjnego Tcf [18]. W ścieżce niekanonicznej PCP uważa się, że sygnał Wnt jest przekazywany przez Fzd niezależny od koreceptora LRP5/6. Koreceptory te nie zostały jasno określone, chociaż potencjalnie NRH1, Ryk, PTK7 czy 129 Anna Niechciał, Karolina Jandura, Karolina Dusza, Tomasz Janikowski, Joanna Gola, Grzegorz Cwynar ROR2 mogą do nich należeć. Dalej sygnał ulega transdukcji do Dvl, prowadząc do jego aktywacji. Obydwie domeny Dvl – PDZ oraz DEP są wykorzystywane do aktywacji dwóch równoległych ścieżek, które z kolei stymulują małe GTPazy Rho oraz Rac. W przypadku ścieżki Rho, dochodzi do indukcji kompleksu Dvl-Daam1, prowadząc do aktywacji Daam1 i w konsekwencji mobilizując GTP-azę Rho poprzez WGEF, jak dotąd jedyny zidentyfikowany czynnik. Proces ten indukuje z kolei kinazę Rhozwiązaną ROCK oraz miozynę, prowadząc do modyfikacji cytoszkieletu aktynowego i jego przegrupowania. Druga ścieżka wymaga domeny DEP Dvl i aktywuje GTPazę Rac. Jest ona zależna od Daam1, a zaktywowany Rac w odpowiedzi stymuluje aktywność JNK. Dalsze czynniki zostały słabo poznane. Na poziomie komórkowym, obie ścieżki kontrolują biegunowość komórek poprzez wpływ na organizację ich cytoszkieletu [21, 22]. 2. Cel pracy Celem pracy było sprawdzenie jak zmienia się profil ekspresji genów szlaku Wnt uczestniczących w regulacji transkrypcji, w wycinkach gruczolakoraka endometrium, w stosunku do endometrium prawidłowego. Określono także które geny okazały się różnicujące w poszczególnych stopniach zaawansowania histopatologicznego gruczolakoraka endometrium. 3. Materiały i metody Analizie zostały poddane próbki raka endometrium oraz prawidłowego endometrium pobrane bezpośrednio po usunięciu macicy. Do grupy badanej zostało zakwalifikowanych 23 kobiet z rozpoznanym rakiem endometrium. Kwalifikacja do zabiegu operacyjnego opierała się na rozpoznaniu histopatologicznym tkanek pobranych podczas łyżeczkowania jamy macicy. Na podstawie pozytywnego wyniku histopatologicznego tego badania pacjentki poddano zabiegowi według protokołu operacji raka trzonu macicy. Wybrany fragment endometrium, średnicy około 3-4 mm pobierano i przenoszono do probówki zawierającej utrwalacz RNA-later. Próbkę do badania genetycznego przechowywano zgodnie z instrukcją producenta utrwalacza. Po uzyskaniu ostatecznego wyniku badania histopatologicznego decydowano o włączeniu próbki do jednej z trzech grup badanych G1, G2, G3. Grupa kontrolna była pobierana od pacjentek z rozpoznaniem mięśniakowata macica, czy wypadanie narządu rodnego, w stadium histopatologicznym endometrium w fazie proliferacyjnej lub sekrecyjnej. Powyższe rozpoznanie wraz z obrazem klinicznym pacjentki i jej zgodą stanowiło kwalifikację do operacyjnego leczenia polegającego na usunięciu macicy (histerektomii). Zgoda na pobieranie materiału została wydana przez 130 Profil stężenia mRNA genów szlaku Wnt uczestniczących w regulacji transkrypcji w gruczolakoraku endometrium Komisję Bioetyczną Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach dnia 09/07/2013 – uchwała nr KNW/0022/KB1/67/13. Po uzyskaniu ostatecznego wyniku badania histopatologicznego decydowano o włączeniu próbki do jednej z trzech grup badanych G1, G2, G3. Kolejnym etapem badania była homogenizacja próbek, a następnie ekstrakcja całkowite RNA metodą fenolowo-chloroformową z użyciem TRIzol® zgodnie z protokołem producenta i oczyszczone. Uzyskane RNA zostało poddane kolejno analizie ilościowej metodą spektrofotometryczną przy użyciu aparatu GeneQuant, a następnie analizie jakościowej w tym celu wykonano elektroforezę w 2% żelu agarozowym. Pozytywny wynik obu analiz stanowił podstawę do zakwalifikowania próbki do dalszej analizy z użyciem mikromacierzy oligonukleotydowych HGU-133a Affymetrix. Procedurę wykonania mikromacierzy oligonukleotydowych HGU-133a rozpoczęto od syntezy komplementarnego cDNA przy pomocy zestawu Super Script Choice System (Invitrogen Technologies, Kalifornia, USA). Po zakończeniu tego etapu oczyszczono materiał zmodyfikowaną metodą fenolowo-chloroformową z użyciem Phase Lock Gel Light (Eppendorf, Niemcy). Po czym dokonano oceny ilościowej i jakościowej w sposób opisany powyżej. Kolejnym etapem była synteza biotynylowanego cRNA przeprowadzona przy pomocy zestawu BioArray High Yield RNA Transcript Labeling Kit (Enzo Life Science, New York, USA). Uzyskany cRNA następnie oczyszczono przy zestawem RNeasy Mini Kit (Qiagen Gmbh, Niemcy), po czym oczyszczone cRNA poddano ocenie ilościowej i jakościowej. Następnym krokiem była fragmentacja cRNA przy pomocy zestawu Sample Cleanup Module (Qiagen Gmbh, Niemcy). Po zakończeniu fragmentacji przygotowano mieszaninę hybrydyzacyjną z użyciem GenChip® Expression 3’- Amplification Reagents Hybridization Control Kit zgodnie z protokołem zamieszczonym z Gene Expression Analysis Technical Manual (Affymetrix Inc., Kalifornia USA). Produkty uzyskane w procesie hybrydyzacji wyznakowano streptawidyno-fikoerytryną, a sam sygnał fluorescencji wzmocniono przy pomocy dodatkowego zastosowania biotynylowanych przeciwciał. Roztwory płuczące i znakujące mikromacierze przygotowano według instrukcji Gen Expression Analysis Technical Manual (Affymetrix Inc. Kalifornia, USA). Końcowym etapem wykonania procedury mikromacierzy z badanego materiału było zmierzenie intensywności sygnałów fluorescencji na płytce za pomocą skanera GeneArray Scanner G2500A firmy Agilent (Agilent Technologies, Kalifornia, USA). Ostatnim etapem była kontrola jakości uzyskanych wyników i analiza statystyczna w programie GeneSpring 13.0 (Agilent), przy użyciu testu ANOVA z poprawką Benjamini-Hochberg oraz post hoc Tukey HSD. 131 Anna Niechciał, Karolina Jandura, Karolina Dusza, Tomasz Janikowski, Joanna Gola, Grzegorz Cwynar 4. Analiza wyników Analizę wyników 22 283 Id mRNA rozpoczęto od wyodrębnienia na podstawie bazy danych NetAffx 537 Id mRNA powiązanych z szlakiem sygnalizacji Wnt. Następnie dla 537 Id mRNA wyliczono podstawowe statystyki opisowe dla poszczególnych grup zaawansowania histopatologicznego raka endometrium i kontroli, które zostały uwidocznione pod postacią wykresu pudełkowego (Rycina 1). Potwierdziło to występowanie rozkładu normalnego w badanych grupach. Rycina 1. Wykres pudełkowy (czarna linia –mediana, niebieskie pudełko – górny dolny kwartyl, niebieskie wąsy- odchylenie standardowe) Źródło: opracowanie własne Następnym krokiem było wprowadzenie testu ANOVA z poprawką Benjamini-Hochberg pozwoliło to na zawężenie wyników do 100 statystycznie znamiennych (p<0,05) różnicujących wszystkie stadia zaawansowania histopatologicznego od kontroli. W celu oceny występowania różnic w poszczególnych stadiach zaawansowania histopatologicznego raka endometrium zastosowano test post hoc Tukey HSD. W stadium G1 uzyskano 21 Id mRNA różnicujących od kontroli, w stadium G2 46, natomiast w G3 35 (Tabela 1). 132 Profil stężenia mRNA genów szlaku Wnt uczestniczących w regulacji transkrypcji w gruczolakoraku endometrium Tabela 1. Ilość różnicujących Id mRNA poszczególne grupy z testu ANOVA z post hoc Tukey Nazwa grupy Kontrola G1 G2 G3 Kontrola 100 21 46 35 G1 79 100 55 43 G2 54 45 100 15 G3 65 57 85 100 Źródło: Opracowanie własne Kolejnym etapem analizy było zestawienie wyników z analizy post hoc na diagramie Venn’a pozwalającym określić specyficzne geny dla poszczególnych stadiów zróżnicowania histopatologicznego raka endometrium (Rycina 2). Rycina 2. Diagram Venn’a obrazujący ilość różnicujących genów poszczególne stopnie zróżnicowania histopatologicznego w stosunku do kontroli Źródło: Opracowanie własne Spośród statystycznie znamiennych genów specyficznych dla poszczególnych stadiów zróżnicowania histopatologicznego raka endometrium, na podstawie biologicznych baz danych Pubmed i Genecards wyodrębniono geny związane z regulacją transkrypcji, uczestniczące w szlakach sygnalizacji Wnt. Wybrane geny zestawiono w tabeli (Tabela 2) wraz z wartością Fold Change, regulacją i skorygowaną wartością p. 133 Anna Niechciał, Karolina Jandura, Karolina Dusza, Tomasz Janikowski, Joanna Gola, Grzegorz Cwynar Tabela 2. Geny specyficzne dla poszczególnych stadiów zróżnicowania histopatologicznego raka endometrium w porównaniu do kontroli (szare) z wartością p, fold change (FC) i regulacją z wyników ANOVA z poprawką Benjamini-Hochberg wzrost spadek spadek spadek -2,0442 spadek spadek -1,4015 spadek spadek 1,0304 -1,1031 -1,0287 G3 regulacja -1,7811 -1,8583 spadek spadek wzrost FC -1,3213 spadek -1,0958 -1,1024 3,1156 wzrost wzrost G2 regulacja spadek spadek FC -3,9642 wzrost 1,1519 1,5700 1,5763 -1,1472 1,2758 -1,7355 0,005 0,0001 0,03 0,015 CYLD HHEX G1 regulacja wzrost 216997_x_at FC 0,041 207011_s_at pvalue 0,003 201280_s_at CDH1 201130_s_at DAB2 204689_at PTK7 60084_at Symbol genu TLE4 Sonda Źródło: Opracowanie własne 5. Dyskusja Obecnie badania przeprowadzane metodami biologii molekularnej stanowią podstawę zdobytej wiedzy w dziedzinie kancerogenezy czy biologii komórki. Do tych należą też badania ekspresji genu, które pozwalają na wgląd w metabolizm i zmiany zachodzące w komórce. W opisanym powyżej raku endometrium wykazano różnice w ekspresji genów związanych z Wnt zarówno względem kontroli, jak i pomiędzy poszczególnymi stopniami zróżnicowania histopatologicznego. Zmiany te mogą mieć wpływ na dobór odpowiedniej terapii. Wiele genów regulujących transkrypcję oraz zachodzenie szlaków sygnalizacji wewnątrzkomórkowych ma duży wpływ na działanie chemioterapii. Poznanie tych właściwości pozwoliłoby na lepsze dopasowanie terapii. Natomiast w przypadku leczenia operacyjnego raka endometrium, może mieć znaczenie przy doborze rozległości zabiegu. Zmniejszyłoby to możliwość komplikacji, 134 Profil stężenia mRNA genów szlaku Wnt uczestniczących w regulacji transkrypcji w gruczolakoraku endometrium a także uchroniło część pacjentek od niepotrzebnej rozszerzonej limfadenektomii. Zastosowane metody statystyczne pozwoliły na wyodrębnię 6 genów specyficznych dla poszczególnych stadiów zróżnicowania histopatologicznego. W stadium zróżnicowania histopatologicznego raka endometrium G1 wykazano zmianę ekspresji w genach CYLD i HHEX. Gen CYLD zlokalizowany jest na długim ramieniu chromosomu 16 (16q). Koduje on cytoplazmatyczne białko posiadające trzy domeny zawierające glicynę (CAP-Gly), które powiązane są z cytoszkieletem [23]. Produkt CYLD działa jako negatywny regulator szlaku sygnalizacji Wnt poprzez białko Dvl. Proces ten zachodzi poprzez deubikwitynację domeny DIX doprowadzając do wzrostu aktywności dishivelled, a co za tym idzie kanonicznej ścieżki Wnt/B-kateniny [24]. W otrzymanych wynikach ekspresja CYLD była nieznacznie podwyższona w stosunku do kontroli, co może sugerować wyciszenie aktywność szlaku Wnt. Drugim genem odpowiedzialnym za modyfikacje szlaku Wnt jest HHEX (ang. hematopoietically expressed homeobox). Gen ten należy do rodziny czynników transkrypcyjnych homeobox. W raku wątroby i trzustki wykazano, że jego działanie może być hamowane przez β-kateninę [25]. W stadium G1 raka endometrium dochodzi do wzrostu ekspresji HHEX co wraz z aktywnością CYLD może sugerować występowanie mutacji w genie β-kateniny w części próbek, jednak wymaga to dalszych badań. W stadium zróżnicowania histopatologicznego G2 statystycznie jak i biologicznie znamienne były geny CDH1 i DAB2. W przypadku CDH1 poziom stężenia mRNA był ponad trzy krotnie wyższy niż w grupie kontrolnej (FC=3,1156). CDH1 jest białkiem należącym do rodziny kadheryn. Mutacje w tym genie są skorelowane z rakiem żołądka, piersi, jelita grubego, tarczycy i raka jajnika. Uważa się, że utrata funkcji genu przyczynia się do postępu nowotworu poprzez zwiększenie proliferacji, inwazji, czy tworzenie przerzutów [26]. Kolejnym genem był DAB2 posiadający bardzo duży wpływ na regulację kanonicznego szlaku Wnt poprzez działanie na koreceptor LRP6. Dodatkowo uznawany jest za gen supresorowy. Spadek ekspresji DAB2 został powiązany z występowaniem wczesnego stadium raka jajnika [27]. W powyższych wynikach wykazano wyciszenie ekspresji genu DAB2 w stadium G2 gruczolakoraka endometrium. Utrata ekspresji jest zgodna z wynikami w przypadku raka jajnika, w którym obserwowano obniżoną ekspresję DAB2. Jednak w odróżnieniu od innych raków wyciszenie jego ekspresji występuje na wyższym poziomie zróżnicowania histopatologicznego. Spośród 35 Id mRNA specyficznych dla wysoko zaawansowanego endometrioidalnego raka endometrium duże znaczenie w regulacji ekspresji genów związanych z szlakami sygnalizacji Wnt mają geny PTK7 i TLE4. 135 Anna Niechciał, Karolina Jandura, Karolina Dusza, Tomasz Janikowski, Joanna Gola, Grzegorz Cwynar Gen PTK7 koduje receptor o aktywności kinazy tyrozynowej uczestniczący w aktywacji szlaku Wnt/PCP. Działa on zarówno w progresji jak i powstawaniu nowotworów [28]. Obniżona ekspresja PTK7 została skorelowana u pacjentów z rakiem jajnika z gorsza prognozą [29]. W badanym raku endometrium wykazano znaczące wyciszenie w wysoko zróżnicowanym raku G3. Skutkiem tego może dalsza deregulacja sygnalizacji Wnt, wpływająca na rokowanie pacjentek z zaawansowanym stopniem nowotworu. Ostatni opisanym w wynikach genem jest TLE4, gdzie odnotowano wyciszenie jego ekspresji. Produkt białkowy tego genu jest korepresorem transkrypcyjnym, wiążącym się do szeregu czynników transkrypcyjnych w szlaku sygnałowym Wnt/β-katenina [30]. Obniżona ekspresja powyższych genów sugeruje silną deregulację genów modulujących efekt działania szlaków sygnalizacji Wnt. Szczególnie widoczne jest to w stosunku do kanonicznej ścieżki Wnt. Powyższe wyniki sugerują częściowe wyciszenie inhibitorów i supresorów działania sygnalizacji Wnt w stadium G2 a następnie dalszą progresję tego procesu w stopniu G3. 6. Wnioski Profil stężenia mRNA genów szlaku Wnt związanych z regulacją transkrypcji zmienia się w zależności od stopnia zróżnicowania histopatologicznego gruczolakoraka endometrium. Przedstawione wyniki sugerują deregulację modulatorów szlaków sygnalizacji Wnt w komórkach raka endometrium w poszczególnych stadiach zróżnicowania histopatologicznego, prawdopodobnie wpływających na działanie ścieżki Wnt. Jednak do pełnego potwierdzenia powyższych stwierdzeń konieczne są dalsze badania. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. Nout R. A., Bosse T., Creutzberg C. L., Jürgenliemk-Schulz I. M., Jobsen J. J., Lutgens L. C., van der Steen-Banasik E. M., van Eijk R., Ter Haar N. T., Smit V. T. Improved risk assessment of endometrial cancer by combined analysis of MSI, PI3K-AKT, Wnt/β-catenin and P53 pathway activation, Gynecologic Oncology, 126(3) (2012), s. 466-73 Bansal N., Yendluri V., Wenham R. M. The molecular biology of endometrial cancers and the implications for pathogenesis, classification, and targeted therapies, Cancer Control, 16(1) (2009), s. 8-13 http://onkologia.org.pl (dostęp 14.03.2016) Bokhman J. V. Two pathogenetic types of endometrial carcinoma, Gynecologic Oncology, 15(1) (1983), s.10-7 Doll A., Abal M., Rigau M., Monge M., Gonzalez M., Demajo S., Colás E., Llauradó M., Alazzouzi H., Planagumá.J, Lohmann M. A., Garcia J., Castellvi S., Ramon y Cajal J., Gil-Moreno A., Xercavins J., Alameda F., Reventós J. 136 Profil stężenia mRNA genów szlaku Wnt uczestniczących w regulacji transkrypcji w gruczolakoraku endometrium 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. Novel molecular profiles of endometrial cancer-new light through old windows, Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology, 108(3-5) (2008), s. 221-9 Liu F. S. Molecular carcinogenesis of endometrial cancer, Taiwanese Journal of Obstetrics and Gynecology, 46(1) (2007), s.26-32 Matsuzaki S., Botchorishvili R., Pouly J. L., Canis M. Targeting the Wnt/ β-catenin pathway in endometriosis: a potentially effective approach for treatment and prevention, Molecular and Cellular Therapies, 2(36) (2014), s. 40591-014-0036-9 Polakis P. The many ways of Wnt in cancer, Current Opinion in Genetics & Development., 17(1) (2007), s.45-51 Kiewisz J., Wasniewski T., Kmiec Z. Participation of WNT and 𝛽-Catenin In Physiological and Pathological Endometrial Changes: Association with Angiogenesis, BioMed Research International, (2015) Clevers H. Wnt/β-Catenin Signaling in Development and Diseas, Cell, 127(3) (2006) s. 469-480 Nusse R. Wnt signaling in disease and in development, Cell Research, 15(1) (2005), s.28-32 Willert K., Brown J. D., Danenberg E., Duncan A. W., Weissman I. L., Reya T., Yates J. R. 3rd, Nusse R. Wnt proteins are lipid-modified and can act as stem cell growth factors, Nature, 423(6938) (2003), s.448-52 Lamparska-Przybysz M., Wieczorek M., Majorek M., Guzenda P. Role of Wnt/β-catenin pathway in molecular mechanism of tumorigenesis, Współczesna Onkologia, 10(10) (2006), s.497-501 Sheldahl L. C., Park M., Malbon C. C., Moon R. T. Protein kinase C is differentially stimulated by Wnt and Frizzled homologs in a G-proteindependent manner, Current Biology, 9(13) (1999), s.695-8 Smalley M. J., Dale T. C. Wnt signalling in mammalian development and cancer, Cancer and Metastasis Reviews, 18(2) (1999), s.215-230 Veeman M. T., Axelrod J. D., Moon R. T. A Second Canon: Functions and Mechanisms of -Catenin-Independent Wnt Signaling, Developmental Cell, 5 (2003), s. 367-377 Gordon M. D., Nusse R. Wnt signaling: multiple pathways, multiple receptors, and multiple transcription factors, Journal of Biological Chemistry, 281 (2006), s. 22429-22433 Sonderegger S., Pollheimer J., Knöfler M. Wnt Signalling in Implantation, Decidualisation and Placental Differentiation, Elsevier, (2010), s. 839-847 Moreno-Bueno G., Hardisson D., Sánchez C., Sarrió D., Cassia R., GarcíaRostán G., Prat J., Guo M., Herman J. G., Matías-Guiu X., Esteller M., Palacios J. Abnormalities of the APC/b-catenin pathway in endometrial cancer, Oncogene, 21 (2002), s. 7981-7990 Ishitani T., Kishida S., Hyodo-Miura J., Ueno N., Yasuda J., Waterman M. et al. The TAK1-NLK mitogen-activated protein kinase cascade functions in the Wnt-5a/Ca(2þ) pathway to antagonize Wnt/beta-catenin signaling, Molecular and Cellular Biology, 23 (2003), s. 131-139 Komiya Y., Habas R. Wnt signal transduction pathways, Organogenesis, 4 (2008), s. 68-75 137 Anna Niechciał, Karolina Jandura, Karolina Dusza, Tomasz Janikowski, Joanna Gola, Grzegorz Cwynar 22. Lustig B., Behrens Ć. J. The Wnt signaling pathway and its role in tumor development, Journal of Cancer Research and Clinical Oncology, 129 (2003), s.199-221 23. Welte S., Urbanik T., Elßner C., Kautz N., Koehler B. C., Waldburger N., Bermejo J. L., Pinna F., Weiss K. H., Schemmer P., Jaeger D., Longerich T., Breuhahn K., Schulze-Bergkamen H. Nuclear expression of the deubiquitinase CYLD is associated with improved survival in human hepatocellular carcinoma, Public Library of Science, 9 (2014) 24. Madrzak J., Fiedler M., Christopher M. Johnson Ch. M., Ewan R., Knebel A., Mariann Bienz M., Chin J. W. Ubiquitination of the Dishevelled DIX domain blocks its head-to-tail polymerization, Nature Communications, 6 (2015) 25. McLin V. A., Rankin S. A., Zorn A. M. Repression of Wnt/β-catenin signaling in the anterior endoderm is essential for liver and pancreas development, Development, 134 (2007), s. 2207-2217 26. van der Post R. S., Vogelaar I. P., Manders P., van der Kolk L. E., Cats A., van Hest L. P., Sijmons R., Aalfs C.M., Ausems M.G., Gómez García E.B., Wagner A.,Hes F.J., Arts N., Mensenkamp A. R., van Krieken J. H., Hoogerbrugge N., Ligtenberg M. J. Accuracy of Hereditary Diffuse Gastric Cancer Testing Criteria and Outcomes in Patients With a Germline Mutation in CDH1, Gastroenterology, 149 (2015), s. 897-906 27. Jiang Y., He X., Howe P. H. Disabled-2 (Dab2) inhibits Wnt/β-catenin signalling by binding LRP6 and promoting its internalization through clathri. The EMBO Journal, 31 (2012), s. 2336-2349 28. Wang H., Li G., Yin Y., Wang J., Wang H., Wei W., Guo Q., Ma H,Shi Q., Zhou X.,Wang J. PTK7 protein is decreased in epithelial ovarian carcinomas with poor prognosis, International Journal of Clinical and Experimental Pathology, 7 (2014), s. 7881-7889 29. Ravo M., Cordella A., Rinaldi A., Bruno G., Alexandrova E., Saggese P., Nassa G., Giurato G., Tarallo R., Marchese G., Rizzo F., Stellato C., Biancardi R., Troisi J., Di Spiezio Sardo A., Zullo F., Weisz A., Guida M. Small noncoding RNA deregulation in endometrial carcinogenesis, Oncotarget, 6 (2015), s. 4677-4691 138 Profil stężenia mRNA genów szlaku Wnt uczestniczących w regulacji transkrypcji w gruczolakoraku endometrium Profil stężenia mRNA genów szlaku Wnt uczestniczących w regulacji transkrypcji w gruczolakoraku endometrium Streszczenie Wstęp: Szlak Wnt tworzy rodzinę glikoprotein, które są zaangażowane w wiele kluczowych procesów komórkowych, między innymi w różnicowanie, migrację i proliferację. Mutacje ich genów prowadzą do powstania zaburzeń w fizjologii komórek skutkując transformacją nowotworową, powstaniem chorób degeneracyjnych czy wrodzonych schorzeń. Cel pracy: Celem pracy było sprawdzenie jak zmienia się profil stężenia mRNA genów szlaku Wnt związanych z regulacją transkrypcji w gruczolakoraku endometrium. Materiały i metody: Materiałem do badań były wycinki raka endometrium oraz endometrium prawidłowego, z których dokonano ekstrakcji kwasów rybonukleinowych. Uzyskany materiał genetyczny został zamplifikowany i poddany analizie metodą mikromacierzy HG-U133a Affymetrix (Santa Clara, CA). Na mikromacierzy było 537 sond komplementarnych do mRNA genów szlaku Wnt (wybranych w oparciu o bazę NetAffx Affymetrix). Analizę statystyczną przeprowadzono w programie GeneSpring 13.0 (Agilent) przy użyciu testu ANOVA z poprawką Benjamini – Hochberg oraz testu post hoc Tukey HSD. Na podstawie biologicznych baz danych pubmed i Genecards wyodrębniono także geny szlaku Wnt związane z regulacją transkrypcji i przeanalizowano pod względem profilu ich ekspresji. Wyniki: Otrzymane wyniki wskazują, że 100 mRNA różnicuje badane traskryptomy, przy założeniu, że p<0,05. W stadium G1 uzyskano 21 Id mRNA różnicujących od kontroli, w stadium G2 46 Id mRNA, natomiast w G3 35 Id mRNA (G1-G3 – stopnie zróżnicowania histopatologicznego gruczolakoraka endometrium). Wnioski: Profil stężenia mRNA genów szlaku Wnt związanych z regulacją transkrypcji zmienia się w zależności od stopnia zróżnicowania histopatologicznego gruczolakoraka endometrium. Słowa kluczowe: szlak Wnt, regulacja transkrypcji, gruczolakorak endometrium mRNA concentration profile of Wnt pathway genes involved in regulation of transcription in endometrial adenocarcinoma Abstract Introduction: Wnt pathway creates a family of glycoproteins which take part in many key cellular processes, including differentiation, migration, and proliferation. Mutations in their genes lead to disturbances in cell physiology resulting in malignant transformation and creation of degenerative or congenital diseases. Aim: The aim of the study was to investigate the changes of mRNA profile of Wnt pathway genes involved in regulation of transcription in endometrial adenocarcinoma. Material and methods: Tissue samples were obtained from normal endometrium and altered endometrium, which defined the base for ribonucleic acids extraction. As a result, genetic material has been amplified and underwent analysis using Affymetrix microarray HG-U133a method (Santa Clara, CA). Microarray had 537 probes complementary to mRNA of Wnt pathway genes ( genes were chosen based on NetAffx database, Affymetrix). Statistical analysis has been performed using GeneSpring 13.0 (Agilent), using ANOVA test with the Benjaminii – Hochberg correction, and post hoc Tukey HSD test. Wnt pathway genes involved in regulation of transcription, were chosen on the basis of biological databases PubMed and Genecards, and their expression profile was analised. Results: Results showed, that for investigated transcriptomes, 100 mRNA stated as differentiation group, assuming that p < 0.05. Among them G1 vs. K: 21 Id mRNA, G2 vs. K: 46 Id mRNA, G3 vs. K: 35 mRNA (K – control group, normal endometrium; G1 – G3 – histopathological grades of endometrial cancer). Conclusions: mRNA concentration profile of Wnt pathway genes associated with regulation of transcription is changing, depending on the histopathological grades of endometrial adenocarcinoma. Keywords: Wnt pathway, regulation of transcription, endometrial adenocarcinoma 139 Kinga Gutowska1, Arkadiusz Goede2, Adrian Krajewski3 Rak piersi – aktualizacja stanu wiedzy 1. Częstość występowania i klasyfikacja raka piersi Rak piersi jest najczęstszym typem nowotworu występującym wśród kobiet krajów zachodnich, dotykającym co dziesiątą kobietę. W Polsce rak piersi stanowi 1/5 wszystkich zachorowań na nowotwory złośliwe u kobiet. Nowotwór ten występuje najczęściej u kobiet między 50 a 69 rokiem życia. Co roku zapadalność na złośliwe nowotwory piersi wzrasta o ok. dwa tysiące nowych zachorowań. Mimo zwiększenia świadomości społecznej na temat profilaktyki (okresowych badań mammograficznych) oraz wczesnej diagnozy pacjentek w Polsce corocznie umiera ok. tysiąc kobiet ze zdiagnozowanym rakiem piersi [1]. 2. Czynniki ryzyka Wzrost częstotliwości występowania nowotworu piersi może wynikać z nasilenia czynników ryzyka. Do głównych czynników ryzyka zalicza się nieprawidłową masę ciała, nadmierne spożywanie alkoholu, palenie papierosów, leczenie terapią hormonalną. Z kolei do czynników zmniejszających ryzyko raka piersi należą m.in. ciąża i karmienie piersią [2, 3]. 2.1. Nadwaga i otyłość Częstość występowania raka piersi w powiązaniu z nadmierną masą ciała różni się w zależności od wieku. Nadwaga u kobiet w okresie postmenopauzalnym wiąże się z większym ryzykiem rozwoju nowotworu piersi w porównaniu do kobiet w okresie przed menopauzą [4, 5]. Co więcej w badaniach Baer i wsp. stwierdzono, że nadmierna masa ciała u kobiet w młodym wieku zmniejsza ryzyko wystąpienia raka piersi [6]. Przy1 [email protected], Katedra Biochemii Klinicznej, Wydział Farmaceutyczny, Colegium Medicum w Bydgoszczy Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, www.cm.umk.pl 2 [email protected], Zakład Genoterapii, Wydział Lekarski, Colegium Medicum w Bydgoszczy Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, www.cm.umk.pl 3 [email protected], Katedra i Zakład Histologii i Embriologii, Wydział Lekarski, Colegium Medicum w Bydgoszczy Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, www.cm.umk.pl 140 Rak piersi – aktualizacja stanu wiedzy puszcza się, że zwiększone ryzyko rozwoju raka piersi u kobiet z nadwagą lub otyłością w okresie postmenopauzalnym jest związane z nieprawidłową syntezą hormonów płciowych. Główną rolę w biosyntezie estrogenu przejmuje tkanka tłuszczowa. Dochodzi do zwiększenia konwersji prekursorów androgenicznych do estradiolu poprzez wzrost aktywności aromatazy w tkance tłuszczowej, co może powodować zwiększone ryzyko rozwoju raka piersi [7, 8]. Innym mechanizmem predysponującym do występowania tego nowotworu u kobiet z nadmierną masą ciała jest rozwój procesu zapalnego spowodowanego otyłością. Stan zapalny w tkance tłuszczowej jest zapoczątkowany przez przenikanie makrofagów do tkanki tłuszczowej [9, 10]. Ponadto u osób otyłych może dochodzić do zmniejszonego przepływu krwi przez tkankę tłuszczową powodując hipoksję, co wiąże się z ekspresją HIF-1α w adipocytach [11]. HIF-1α pobudza ekspresję czynnika chemotaktycznego dla monocytów (MCP1), który ułatwia rekrutowanie makrofagów do tkanki tłuszczowej [12]. Adipocyty i makrofagi indukują ekspresję cytokin prozapalnych: czynnika martwicy nowotworu-α (TNF-α), interleukiny 6 (IL-6) oraz prostaglandyny E2 (PGE2). Zarówno TNF-α, jak i PGE2 wpływają na wzrost ekspresji aromatazy w tkance tłuszczowej. Ekspresja aromatazy w fibroblastach lub komórkach podścieliska otaczających adipocyty i kanały sutkowe wpływa na przekształcanie się androgenu do estrogenu w piersiach, przez co zwiększa ryzyko wystąpienia nowotworów [13]. 2.2. Nadmierne spożywanie alkoholu Według licznych doniesień epidemiologicznych spożycie alkoholu jest także związane ze zwiększonym ryzykiem rozwoju nowotworów piersi. Alkohol wpływa na występowanie zarówno hormonozależnego, jak i hormononiezależnego raka piersi [14]. Konsumpcja alkoholu jest pozytywnie skorelowana ze stężeniem hormonów płciowych w surowicy i gęstością piersi u kobiet w okresie postmenopauzalnym [15, 16]. Estrogeny stymulują podziały komórek nabłonkowych piersi, co zwiększa ryzyko mutacji, a tym samym indukcję i promocję raka piersi. Alkohol wpływa na metabolizm organizmu i powoduje występowanie wysokich stężeń estrogenu u kobiet, które łączą alkohol z terapią hormonalną [17]. Karcynogenny wpływ na organizm ma także metabolit etanolu: aldehyd octowy. Aldehyd octowy jest wysoce toksyczny i mutagenny. Może powodować nieprawidłowości podczas syntezy i naprawy nici DNA, co w konsekwencji powoduje rozwój guza [18]. Etanol może też zmieniać metabolizm folianów, zwiększać niestabilność DNA i wpływać na nieprawidłową metylację, co skutkuje zaburzeniem regulacji ekspresji genów [19, 20]. 141 Kinga Gutowska, Arkadiusz Goede, Adrian Krajewski 2.3. Palenie papierosów Badania wykazują, że istnieje korelacja pomiędzy aktywną ekspozycją na dym tytoniowy, a zachorowalnością na raka piersi. Różne związki chemiczne zawarte w dymie tytoniowym mogą gromadzić się w gruczołach piersiowych kobiet zarówno palących, jak i niepalących. Nikotyna, benzopiren, 1–metyloantracen i fenantren mogą powodować zmiany w ekspresji genów zaangażowanych w transformację zdrowych komórek jak również proliferację komórek nowotworowych i naciekanie gruczołu piersiowego [21]. Geny, które wykazują zmienioną ekspresję u palaczy to m.in. geny cytochromu P450 1B1 (CYP1B1), sulfotransferazy 1A1 (SULT1A1), katechol-O-methylotransferazy (COMT) i N-acetylotransferazy 2 (NAT2). Geny CYP1B1, COMT i SULT1A1 są istotne w metabolizmie ksenobiotyków i estrogenów. Ich nieprawidłowa ekspresja prowadzi do zmian w produkcji i akumulacji estrogenów, a rezultacie do zwiększenia ryzyka rozwoju nowotworu piersi [22]. Według badań Passarelli i wsp. kobiety palące zarówno przed rozpoznaniem nowotworu piersi, jak i te, które zaczęły palić po diagnozie wykazywały wyższą śmiertelność z powodu raka piersi w porównaniu do pacjentek niepalących [23]. 2.4. Leczenie terapią hormonalną Hormonalna terapia jest powszechnie stosowana przez kobiety w okresie menopauzy, jak również przez kobiety poddane operacji usunięcia jajników [24]. Używanie hormonalnej terapii zastępczej zwiększa stężenie estrogenów i androgenu. Wysokie stężenia tych hormonów są związane ze zwiększeniem ryzyka rozwoju raka piersi [25]. Ryzyko jest większe jeśli stosuje się łączoną terapię hormonalną, przez długi okres czasu, z początkiem krótko po menopauzie. W szczególności dotyczy to kobiet, u których stwierdzono mutacje w genie BRCA1 [24]. 2.5. Ciąża i karmienie piersią Ciąża i karmienie piersią należą do czynników, które zmniejszają ryzyko wystąpienia nowotworu piersi. W ciąży dochodzi do zmian hormonalnych oraz zmian strukturalnych w przewodach piersiowych. Przed pierwszą ciążą w piersiach kobiet występują niezróżnicowane komórki przewodów piersiowych, których kompletne różnicowanie następuje tylko podczas ciąży i laktacji. Całkowicie zróżnicowane komórki są bardziej oporne na czynniki rakotwórcze, ponieważ mają niższy poziom proliferacji i dłuższe fazy naprawy DNA w cyklu komórkowym. Z kolei karmienie piersią wpływa na różnicowanie się komórek, odracza powrót do owulacyjnego cyklu miesiączkowego po ciąży i jest odpowiedzialne za zmiany środowiska hormonalnego po ciąży [26]. Liczne badania potwierdzają, że większa liczba donoszonych ciąż i młody wiek przy pierwszej ciąży oraz laktacja są odwrotnie skorelowane z występowaniem raka piersi [27, 28]. 142 Rak piersi – aktualizacja stanu wiedzy 3. Czynniki prognostyczne i predykcyjne Zarówno czynniki prognostyczne, jak i predykcyjne stanowią istotną wartość rokowniczą. Czynniki prognostyczne określają prawdopodobieństwo przebiegu choroby – uzyskanie remisji niezależnie od rodzaju stosowanej terapii. Czynniki predykcyjne pozwalają ocenić możliwy przebieg choroby na skutek planowanego leczenia i rokowanie pacjenta [29]. Zarówno czynniki prognostyczne, jak i predykcyjne są klinicznie istotne aby zaplanować leczenie, które zwiększa czas przeżycia bez wznowy, uogólnione przeżycie i jakość życia. 3.1. Klasyfikacja czynników prognostycznych Czynniki prognostyczne są definiowane według następujących aspektów: wieku, wielkości guza, stanu pachowych węzłów chłonnych, typu histologicznego guza, stopnia złośliwości, obecności komórek nowotworowych w naczyniach krwionośnych i limfatycznych, markerów proliferacji, ekspresji receptora EGFR oraz białek uPA, PAI-1, Bcl-2 i p53 [30, 31, 32]. 3.1.1. Wiek Zachorowalność na raka piersi w wieku poniżej 35 lat wiąże się z gorszym rokowaniem. Pacjentki chorujące na nowotwór piersi w młodym wieku wykazują znacznie częściej wyższy stopień zaawansowania oraz bardziej agresywny przebieg choroby [33, 34]. Młody wiek kobiet ma wpływ również na większą tendencję do zajmowania pachowych węzłów chłonnych i niski stopień przeżywalności [35]. Agresywność tych nowotworów jest duża, mimo leczenia chemioterapią, radioterapią piersi oraz hormonalną terapią zastępczą [36]. 3.1.2. Zajęcie węzłów chłonnych Stopień zajęcia węzłów pachowych jest najważniejszym czynnikiem prognostycznym, w szczególności dla pacjentów we wczesnej fazie rozwoju guza. Stwierdza się bezpośredni związek pomiędzy liczbą zajętych węzłów chłonnych, a ryzykiem wystąpienia przerzutów. Co więcej, wraz z liczbą zajętych węzłów pachowych zmniejsza się stopień przeżycia pacjenta. Pacjenci, którzy nie mają przerzutów w węzłach chłonnych wykazują ryzyko wznowy istotnie mniejsze (ok.20-30%) w porównaniu do tych, którzy mają zajęte węzły chłonne [31]. 3.1.3. Wielkość guza U pacjentów nie wykazujących zajęcia pachowych węzłów chłonnych wielkość guza stanowi najistotniejszy aspekt prognostyczny. Jednakże 143 Kinga Gutowska, Arkadiusz Goede, Adrian Krajewski w większości przypadków rozmiar guza jest proporcjonalny do występowania przerzutów w pachowych węzłach chłonnych [32]. Wykazano, że pacjenci, których guzy miały mniejszą średnicę niż 1 cm wykazywali współczynnik 5-letniego przeżycia równy 99%, podczas gdy współczynnik przeżycia u pacjentów z guzami 3-5 cm wynosił 86% [37]. 3.1.4. Typ histologiczny W oparciu o typ histologiczny nowotworu dokonuje się klasyfikacji na postawie skali Blooma-Richardsona. Ocenia się mikroskopowo indeks mitotyczny, różnicowanie i pleomorfizm komórek nowotworowych w skali 1-3 w każdej kategorii [31]. Jeśli łączna suma punktów wynosi 3-5 guz jest dobrze zróżnicowany, nieagresywny i wolnorosnący (stopień 1 – G1); suma punktów od 6-7 kwalifikuje guza jako średniozróżnicowanego (stopień 2 – G2); za guzy słabozróżnicowane, szybkorosnące i agresywne uważa się guzy, których suma wynosi 8-9 (stopień 3 – G3) [38]. 3.1.5. Markery proliferacji Ocena odsetku komórek nowotworowych, które podejmują proliferację jest istotna by właściwie poprowadzić leczenie. Zmienna ta znacząco wpływa na wzrost guza i dlatego też jest odzwierciedleniem agresywności komórek. Do najważniejszych markerów proliferacji zalicza się: ocenę fazy S podziałów komórkowych, ligazę ubikwitynowo-białkową 1 (MIB1, Ki67) oraz indeks znakowania tymidyną (TLI) [38]. Ocenę fazy S (SPF) dokonuje się poprzez zliczenie odsetka komórek w tej fazie z użyciem cytometrii przepływowej. Wysoki SPF uważa się za zły czynnik prognostyczny. W badaniach Klintman i wsp. zauważono, że pacjenci z wysokim SPF wykazują 5-cio krotnie wyższą śmiertelność w ciągu 5 lat [39]. Ponadto SPF wykazuje korelację z innymi czynnikami proliferacji np. MIB1. Wartości MIB-1 są także istotnie skorelowane z niekorzystnymi cechami charakteryzującymi guzy pierwotne (duży rozmiar guza, niskie zróżnicowanie histologiczne), co wykazano w badaniach Aziz i wsp. [38]. Oprócz pomiaru odsetka komórek w fazie S za pomocą cytometii przepływowej, frakcję tą reprezentuje również indeks znakowania tymidyną TLI. Jest on oparty na pomiarze aktywnej inkorporacji tymidyny znakowanej trytem do DNA komórek guza. Żeby ocenić komórki aktywnie dzielące się pomiaru dokonuje się za pomocą autoradiografii [32]. Badania Avici i wsp. wykazały znaczący związek TLI z przedoperacyjnym pierwotnym stadium guza, klinicznym stadium TNM i rozmiarem guza. Pacjenci z wysokim indeksem TLI wykazują lepsze prognozy zarówno jeśli chodzi o uogólnioną przeżywalność oraz przeżywalność bez choroby [39]. 144 Rak piersi – aktualizacja stanu wiedzy 3.1.6. Inwazja naczyniowo-limfatyczna Uważa się, że inwazja naczyń krwionośnych i limfatycznych jest istotną wartością prognostyczną. Nawet u pacjentów, u których nie stwierdzono przerzutów w pachowych węzłach chłonnych w badaniu histologicznym, zaobserwowano korelację pomiędzy inwazją naczyniowo-limfatyczną, a wczesnym nawrotem [40]. Ponadto okołoguzowa inwazja naczyniowolimfatyczna jest związana z wyższą częstością przerzutów do węzłów chłonnych [41]. Według badań Mohammed i wsp. inwazja naczyniowa w nowotworach podstawnokomórkowch i potrójnie ujemnych była związana z gorszym przeżyciem. 20-letni wskaźnik ogólnego przeżycia w rakach podstawno komórkowych z inwazją naczyniową wynosił 55%, natomiast bez inwazji naczyniowej 73%. W przypadku nowotworów potrójnie ujemnych wskaźnik ten wynosił odpowiednio 46% dla pacjentek z inwazją naczyniową i 79% dla pacjentek bez inwazji [42]. 3.1.7. Receptor dla naskórkowego czynnika wzrostu Receptor dla naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR) jest glikoproteiną, która wiąże kilka ligandów związanych z rakiem piersi: transformujący czynnik wzrostu α (TGFα), epidermalny czynnik wzrostu EGF oraz betacellulinę. Należy do rodziny receptorów dla transbłonowych czynników wzrostu kinazy tyrozynowej typu 1, które są wymagane do prawidłowego wzrostu komórki [35]. Receptor EGFR odgrywa istotną rolę podczas proliferacji i różnicowania komórkowego oraz rozwoju tkanek. Nadmierna ekspresja EGFR w raku piersi jest związana z dużym rozmiarem guza, małym różnicowaniem i złymi wynikami klinicznymi. Wysoka ekspresja EGFR jest obserwowana we wszystkich typach nowotworu piersi, jednak najczęściej występuje w raku piersi potrójnie negatywnym i zapalnym, które związane są z dużą agresywnością [43]. Ponadto stwierdzono, że wysoka ekspresja EGFR u kobiet chorujących na raka piersi wiąże się najczęściej z występowaniem przerzutów do mózgu [44]. 3.1.8. Urokinazowy aktywator plazminogenu i inhibitor aktywatora plazminogenu-1 Urokinazowy aktywator plazminogenu (uPA) jest proteazą, która konwertuje plazminogen do aktywnej plazminy. Oprócz tego uPA może oddziaływać z komponentami macierzy zewnątrzkomórkowej wpływając na jej degradację. Również plazmina odgrywa rolę w pośredniej degradacji macierzy zewnątrzkomórkowej poprzez aktywację metaloproteinaz macierzy (MMPs). Degradacja macierzy zewnątrzkomórkowej umożliwia inwazję nowotworową i rozwój przerzutów. In vivo aktywność katalityczna uPA może być inaktywowana poprzez kilka inhibitorów m.in. inhibitor 145 Kinga Gutowska, Arkadiusz Goede, Adrian Krajewski aktywatora plazminogenu-1 (PAI-1). PAI-1 oprócz łączenia się z uPA, może przyłączać się do białek macierzy zewnątrzkomórkowej np. witronektyny. Pozwala to na modulowanie adhezji i migracji komórkowej, a także proliferacji i angiogenezy. PAI-1 odgrywa ważną rolę w inwazji nowotworowej i przerzutowniu [45]. Wysokie stężenie zarówno uPA, jak i PAI-1 u pacjentek z rakiem piersi wiąże się z gorszym prognozowaniem. W badaniach Lampelj i wsp., obejmujących grupę 606 pacjentek, stwierdzono istotne pozytywne korelacje pomiędzy uPA i PAI-1 a wielkością guza, stopniem zaawansowania choroby, typem histologicznym guza. Negatywne korelacje zauważono z statusem receptorów hormonalnych [46]. Na tej podstawie można stwierdzić, że zarówno uPA jak i PAI-1 klinicznie wykazują taką samą wartość jak tradycyjne czynniki prognostyczne (wiek, rozmiar guza, zajęcie węzłów chłonnych, typ histologiczny itd.). 3.1.9. Białko Bcl-2 Białko Bcl-2 należy do rodziny bcl-2, która odgrywa istotną rolę w regulowaniu apoptozy. Rodzina białek bcl-2 składa się z protein, które mają charakter pro- jak i antyapoptotyczny. Nieprawidłowa ekspresja białek bcl-2 występuje u połowy wszystkich ludzkich nowotworów. Przypuszcza się, że jest spowodowana poprzez hipometylację genu Bcl-2 lub utratą endogennego microRNA, które powoduje represję ekspresji genu BCL-2 [47]. Paradoksalnie wysoka ekspresja Bcl-2 wiąże się z lepszym rokowaniem. W badaniach González-Rodilla i wsp. stwierdzono pozytywną korelację pomiędzy ekspresją Bcl-2, a ekspresją receptorów hormonalnych oraz negatywną ze stopniem zaawansowania choroby [48]. 3.1.10. Białko p53 Białko p53 odgrywa istotną rolę w odpowiedzi komórkowej na stres, głównie poprzez hamowanie bądź indukcję ekspresji genów związanych z zatrzymaniem cyklu komórkowego, starzeniem, apoptozą czy naprawą DNA. W warunkach prawidłowych białko p53 wykazuje bardzo krótki okres półtrwania, jest degradowane poprzez ubikwitynylację i proteosomalną degradację z udziałem białka MDM-2 [49]. Istnieje kilka mechanizmów inaktywujących białko p53 w nowotworach piersi: mutacje genu p53, zmiany w regulacji ekspresji genu p53, zmiany w transkrypcji genów docelowych białka p53 oraz zmiany w koaktywatorach białka p53 [50]. Mutacje genu p53 są negatywnymi wskaźnikami uogólnionego przeżycia i czasem przeżycia bez wznowy [51]. 146 Rak piersi – aktualizacja stanu wiedzy 3.2. Klasyfikacja czynników predykcyjnych Do czynników predykcyjnych zalicza się ekspresję receptorów estrogenowych i progesteronowych oraz ekspresję receptora HER2. Pacjentki, które nie wykazują ekspresji ani receptorów hormonalnych, ani HER2 na komórkach guza posiadają nowotwory potrójnie ujemne, charakteryzujące się największą agresywnością. 3.2.1. Ekspresja receptorów hormonalnych Najistotniejszym czynnikiem predykcyjnym jest stopień ekspresji receptorów hormonalnych w komórkach guza u pacjentek chorujących na nowotwór piersi. W komórkach raka piersi ocenia się występowanie dwóch rodzajów receptorów steroidowych występujących w jądrach komórkowych komórek guza: receptory estrogenowe (ER) i progesteronowe (PR). Niektóre geny regulujące wzrost komórki są regulowane poprzez receptory steroidowe, wobec czego mogą wpływać na zachowanie się guza i jego leczenie. Pacjentki posiadające receptory steroidowe w komórkach guza są klasyfikowane do terapii hormonalnej [51]. Guzy wykazujące ekspresję receptorów zarówno ER, jak i PR mają 60-70% odpowiedź na leczenie, podczas gdy brak receptorów PR i ER powoduje że odpowiedź jest mniejsza niż 10%. Natomiast guzy posiadające jedynie receptory ER bez receptorów PR wykazują pośredni współczynnik odpowiedzi równy 40% [35]. Co więcej w badaniach Lindström i wsp. zauważono, że pacjentki z dodatnimi receptorami PR w guzach pierwotnych rokowały lepiej niż te, które posiadały dodatnie receptory PR we wznowie. Jednakże kobiety, których guzy wykazywały ekspresję ER we wznowie miały lepsze prognozy niż te, które nie posiadały receptorów ER niezależnie od progresji guza [52]. 3.2.2. Receptor HER2 Oprócz ekspresji receptorów steroidowych, komórki guzów piersi mogą wykazywać nadekspresję receptora dla ludzkiego epidermalnego czynnika wzrostu 2 (HER2). HER2 jest protoonkogenem zlokalizowanym na długim ramieniu chromosomu 17. Dojrzałe tkanki narządów takich jak piersi, endometrium, prostata oraz jajniki w warunkach prawidłowych wykazują niską ekspresję białka kodowanego przez HER2. Zwiększony poziom ekspresji tego genu został stwierdzony u 20-30% inwazyjnych nowotworów piersi. Nadekspresja HER2 wiąże się ze zwiększeniem agresywności guza i gorszym rokowaniem: pacjentki HER2 dodatnie wykazują zwiększone ryzyko wznowy nowotworu i zmniejszoną przeżywalność, szczególnie gdy występują przerzuty do węzłów chłonnych [52]. U kobiet, których guzy wykazują zwiększoną ekspresję HER2 zaleca się leczenie anty-HER2 związane z podawaniem przeciwciał blokujących zewnętrzną część receptora [53]. 147 Kinga Gutowska, Arkadiusz Goede, Adrian Krajewski 4. Podsumowanie Badania wykazują duży udział czynników ryzyka w rozwoju nowotworu piersi. Na chwilę obecną zbadano szereg czynników, które w sprzyjających warunkach prowadzą do inicjacji karcynogenezy. Większość z nich jest modyfikowalna, co oznacza, że zdrowy styl życia jest istotny, aby zmniejszyć ryzyko wystąpienia nowotworu. Rokowanie w raku piersi jest określane przy pomocy markerów prognostycznych i predykcyjnych. Są one również pomocne w wyborze najbardziej odpowiedniej terapii dla pacjenta. Zarówno czynniki ryzyka, jak i markery prognostyczne oraz predykcyjne raka piersi stanowią ciągle istotny temat badań klinicznych, z uwagi na wysoką częstotliwość występowania tego nowotworu wśród kobiet. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Wojciechowska U., Didkowska J. Zachorowania i zgony na nowotwory złośliwe w Polsce. Krajowy Rejestr Nowotworów, Centrum Onkologii – Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie, Dostępne na stronie http://onkologia.org.pl/raporty/ dostęp z dnia 8/3/2016 Howell A., Anderson A. S., Clarke R. B., Duffy S. W., Evans D. G., GarciaClosas M., Gescher A. J., Key T. J., Saxton J. M., Harvie M. N. Risk determination and prevention of breast cancer, Breast Cancer Research, 2014, 16 (5) 446 Fejerman L., Stern M. C., John E. M., Torres-Mejía G., Hines L. M., Wolff R. K., Baumgartner K. B., Giuliano A. R., Ziv E., Pérez-Stable E. J., Slattery M. L. Interaction between common breast cancer susceptibility variants, genetic ancestry, and nongenetic risk factors in Hispanic women, Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention: A Publication of the American Association for Cancer Research, Cosponsored by the American Society of Preventive Oncology, 2015, 24 (11), 1731-1738 Colditz G. A., Bohlke K., Priorities for the primary prevention of breast cancer, CA: A Cancer Journal For Clinicians, 2014, 64 (3), 186-194 Wang J., Yang D. L., Chen Z. Z., Gou B. F. Associations of body mass index with cancer incidence among populations, genders, and menopausal status: A systematic review and meta-analysis, Cancer Epidemiology, 2016, 3(42), 1-8 Baer H. J., Tworoger S. S., Hankinson S. E., Willett W. C. Body fatness at young ages and risk of breast cancer throughout life., American Journal of Epidemiology, 2010, 171 (11), 1183-1194 Druesne-Pecollo N., Touvier M., Barrandon E., Chan D. S., Norat T., Zelek L., Hercberg S., Latino-Martel P. Excess body weight and second primary cancer risk after breast cancer: a systematic review and meta-analysis of prospective studies. Breast Cancer Research and Treatment 2012, 135(3):647-654 Boonyaratanakornkit V., Pateetin P. The role of ovarian sex steroids in metabolic homeostasis, obesity, and postmenopausal breast cancer: molecular mechanisms and therapeutic implications, Biomed Research International 2015, 140196 doi: 10.1155/2015/140196 148 Rak piersi – aktualizacja stanu wiedzy 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. Simpson E. R., Brown K. A. Obesity and breast cancer: role of inflammation and aromatase, Journal of Molecular Endocrinology, 2013, 51 (3), T51-T59 Macciò A., Madeddu C. Obesity, inflammation, and postmenopausal breast cancer: therapeutic implications, The Scientific World Journal, 2011, 11:2020-2036 Calgani A., Delle Monache S., Cesare P., Vicentini C., Bologna M., Angelucci A. Leptin contributes to long-term stabilization of HIF-1α in cancer cells subjected to oxygen limiting conditions. Cancer Letters 2016, 376(1):1-9 Ye J., Adipose tissue vascularization: its role in chronic inflammation, Current Diabetes Reports, 2011, 11(3):203-210 Chan H. J., Petrossian K., Chen S. Structural and functional characterization of aromatase, estrogen receptor, and their genes in endocrine-responsive and -resistant breast cancer cells, The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology, 2015, doi: 10.1016/j.jsbmb.2015.07.018 Suzuki R., Iwasaki M., Inoue M., Sasazuki S., Sawada N., Yamaji T., Shimazu T., Tsugane S. Alcohol consumption-associated breast cancer incidence and potential effect modifiers: the Japan Public Health Center-based Prospective Study, International journal of cancer. Journal International du Cancer, 2010, 127 (3), 685-695 Scoccianti C., Lauby-Secretan B., Bello P. Y., Chajes V., Romieu I. Female breast cancer and alcohol consumption: a review of the literature, American Journal of Preventive Medicine, 2014, 46 (3 Suppl 1):S16-S25 Frydenberg H., Flote V. G., Larsson I. M., Barrett E. S., Furberg A. S., Ursin G., Wilsgaard T., Ellison P. T., McTiernan A., Hjartåker A., Jasienska G., Thune I. Alcohol consumption, endogenous estrogen and mammographic density among premenopausal women, Breast Cancer Research 2015, 17:103. doi: 10.1186/s13058-015-0620-1 Hvidtfeldt U. A., Tjønneland A., Keiding N., Lange T., Andersen I., Sørensen T. I., Prescott E., Hansen Å. M., Grønbæk M., Bojesen S. E., Diderichsen F., Rod N. H. Risk of breast cancer in relation to combined effects of hormone therapy, body mass index, and alcohol use, by hormone-receptor status, Epidemiology, 2015, 26 (3), 353-361 Seitz H. K., Stickel F. Acetaldehyde as an underestimated risk factor for cancer development: role of genetics in ethanol metabolism., Genes and Nutrition 2010, 5(2):121-128 Varela-Rey M., Woodhoo A., Martinez-Chantar M., Mato J. M., Lu S. C. Alcohol, DNA Methylation, and Cancer, Alcohol Research, 2013, 35 (1), 25-35 Rajdl D., Racek J., Trefil L., Stehlik P., Dobra J., Babuska V. Effect of Folic Acid, Betaine, Vitamin B₆, and Vitamin B12 on Homocysteine and Dimethylglycine Levels in Middle-Aged Men Drinking White Wine, Nutrients 2016, 8(1). pii: E34. doi: 10.3390/nu8010034 Pérez-Solis M. A., Maya-Nuñez G., Casas-González P., Olivares A., AguilarRojas A. Effects of the lifestyle habits in breast cancer transcriptional regulation, Cancer Cell International, 2016 13, 16:7, doi: 10.1186/s12935016-0284-7 149 Kinga Gutowska, Arkadiusz Goede, Adrian Krajewski 22. Kasajova P., Holubekova V., Mendelova A., Lasabova Z., Zubor P., Kudela E., Biskupska-Bodova K., Danko J. Active cigarette smoking and the risk of breast cancer at the level of N-acetyltransferase 2 (NAT2) gene polymorphisms, Tumor Biology: the Journal of The International Society for Oncodevelopmental Biology and Medicine, 2015 Doi 10.1007/s13277-015-4685-3 23. Passarelli M. N., Newcomb P. A., Hampton J. M., Trentham-Dietz A., Titus L. J., Egan K. M., Baron J. A., Willett W. C. Cigarette Smoking Before and After Breast Cancer Diagnosis: Mortality From Breast Cancer and SmokingRelated Diseases, Journal of Clinical Oncology, 2016, pii: JCO639328 24. Kotsopoulos J., Huzarski T., Gronwald J., Moller P., Lynch H. T., Neuhausen S. L., Senter L., Demsky R., Foulkes W. D., Eng C., Karlan B., Tung N., Singer C. F., Sun P., Lubinski J., Narod S. A. Hormone replacement therapy after menopause and risk of breast cancer in BRCA1 mutation carriers: a case-control study, Breast Cancer Research and Treatment, 2016, 155(2):365-373 25. Pizot C., Boniol M., Mullie P., Koechlin A., Boniol M., Boyle P., Autier P. Physical activity, hormone replacement therapy and breast cancer risk: A meta-analysis of prospective studies, European Journal of Cancer, 2016, 52, 138-154 26. Ritte R., Tikk K., Lukanova A., Tjønneland A., Olsen A., Overvad K., Dossus L., Fournier A., Clavel-Chapelon F., Grote V., Boeing H., Aleksandrova K., Trichopoulou A., Lagiou P., Trichopoulos D., Palli D., Berrino F., Mattiello A., Tumino R., Sacerdote C., Quirós J. R., Buckland G., Molina-Montes E., Chirlaque M. D., Ardanaz E., Amiano P., Bueno-de-Mesquita H. B., van Gils C. H., Peeters P. H., Wareham N., Khaw K. T., Key T. J., Travis R. C., Weiderpass E., Dumeaux V., Lund E., Sund M., Andersson A., Romieu I., Rinaldi S., Vineis P., Merritt M. A., Riboli E., Kaaks R. Reproductive factors and risk of hormone receptor positive and negative breast cancer: a cohort study, BMC Cancer, 2013, 9,13:584. doi: 10.1186/1471-2407-13-584 27. Akbari A., Razzaghi Z., Homaee F., Khayamzadeh M., Movahedi M., Akbari M. E. Parity and breastfeeding are preventive measures against breast cancer in Iranian women, Breast Cancer, 2011, 18 (1), 51-55 28. Sisti J. S., Bernstein J. L., Lynch C. F., Reiner A. S., Mellemkjaer L., Brooks J. D., Knight J. A., Bernstein L., Malone K. E., Woods M., Liang X., John E. M. Reproductive factors, tumor estrogen receptor status and contralateral breast cancer risk: results from the WECARE study, Springerplus, 2015 Dec 30, 4:825. doi: 10.1186/s40064-015-1642-y 29. Płużański A. Słownik terminów onkologicznych, Gastroenterologia Kliniczna. Postępy i Standardy, 2010, 4 (2), 117-120 30. Biganzoli L. Prognostic and Predictive Factors, Cancer Treatment and Research, 2009, 151, DOI 10.1007/978-0-387-75115-3_2, 13-30 31. Miscoria M., Tonetto F., Deroma L., Machin P., Di Loreto C., Driol P., Minisini A. M., Russo S., Andreetta C., Mansutti M., Damante G., Fasola G., Puglisi F. Exploratory predictive and prognostic factors in advanced breast cancer treated with metronomic chemotherapy, Anticancer Drugs 2012, 23(3):326-334 150 Rak piersi – aktualizacja stanu wiedzy 32. Hayes D. F. Prognostic and predictive factors revisited, The Breast, 2005, 14, 493-499 33. Stankov A., Bargallo-Rocha J. E., Silvio A. Ñ., Ramirez M. T., StankovaNinova K., Meneses-Garcia A. Prognostic factors and recurrence in breast cancer: experience at the national cancer institute of Mexico, International Scholarly Research Notices Oncology, 2012, 2012, 825258. doi: 10.5402/2012/825258 34. Vila J., Gandini S., Gentilini O. Overall survival according to type of surgery in young (≤40 years) early breast cancer patients: A systematic meta-analysis comparing breast-conserving surgery versus mastectomy, The Breast, 2015, 24(3), 175-181 35. Conlon N., Howard J., Catalano J., Gallagher M., Tan L. K., Corben A. D. Breast Carcinoma in Young Women: No Evidence of Increasing Rates of Metastatic Breast Carcinoma in a Single Tertiary Center Review, The Breast Journal 2016 doi: 10.1111/tbj.12575 36. Sariego J. Breast cancer in the young patient, The American Surgeon 2010, 76(12):1397-1400 37. Klintman M., Nilsson F., Bendahl P. O., Fernö M., Liljegren G., Emdin S., Malmström P. A prospective, multicenter validation study of a prognostic index composed of S-phase fraction, progesterone receptor status, and tumour size predicts survival in node-negative breast cancer patients: NNBC, the node-negative breast cancer trial, Annals of Oncology: Official Journal of the European Society for Medical Oncology, 2013, 24, (9), 2284-2291 38. Aziz S., Wik E., Knutsvik G., Klingen T. A., Chen Y., Davidsen B., Aas H., Aas T., Akslen L. A. Evaluation of Tumor Cell Proliferation by Ki-67 Expression and Mitotic Count in Lymph Node Metastases from Breast Cancer, PLoS One, 2016, 11(3):e0150979. doi: 10.1371/journal.pone.0150979 39. Avci N., Deligonul A., Tolunay S., Cubukcu E., Fatih Olmez O., Altmisdortoglu O., Tanriverdi O., Aksoy A., Kurt E., Evrensel T. Prognostic impact of tumor lymphocytic infiltrates in patients with breast cancer undergoing neoadjuvant chemotherapy, Journal of B.U.ON.: Official Journal of the Balkan Union of Oncology, 2015, 20(4), 994-1000 40. Fujii T., Yajima R., Tatsuki H., Suto T., Morita H., Tsutsumi S., Kuwano H. Significance of lymphatic invasion combined with size of primary tumor for predicting sentinel lymph node metastasis in patients with breast cancer, Anticancer Research 2015, 35(6):3581-3584 41. Zhang X., Jaffer S., Bleiweiss I. J., Nayak A. The clinical significance of internal mammary lymph node (IMLN) biopsy during autologous reconstruction in breast cancer patients, Breast Cancer Research and Treatment, 2015, 153 (3), 565-572 42. Mohammed R. A., Ellis I. O., Mahmmod A. M., Hawkes E. C., Green A. R., Rakha E. A., Martin S. G. Lymphatic and blood vessels in basal and triplenegative breast cancers: characteristics and prognostic significance, Modern pathology: An Official Journal of the United States and Canadian Academy of Pathology, Inc., 2011, 24 (6), 774-85 151 Kinga Gutowska, Arkadiusz Goede, Adrian Krajewski 43. Masuda H., Zhang D., Bartholomeusz C., Doihara H., Hortobagyi G. N., Ueno N. T. Role of epidermal growth factor receptor in breast cancer, Breast Cancer Research and Treatment, 2012, 136 (2), 331-345 44. Sirkisoon S. R., Carpenter R. L., Rimkus T., Miller L., Metheny-Barlow L., Lo H. W. EGFR and HER2 signaling in breast cancer brain metastasis, Frontiers in Bioscicience (Elite Edition) 2016, 8:245-263 45. De Lorenzi V., Sarra Ferraris G. M., Madsen J. B., Lupia M., Andreasen P. A., Sidenius N. Urokinase links plasminogen activation and cell adhesion by cleavage of the RGD motif in vitronectin, EMBO Reports 2016 pii: e201541681 46. Lampelj M., Arko D., Cas-Sikosek N., Kavalar R., Ravnik M., JezersekNovakovic B., Dobnik S., Dovnik N. F., Takac I. Urokinase plasminogen activator (uPA) and plasminogen activator inhibitor type-1 (PAI-1) in breast cancer – correlation with traditional prognostic factors, Radiology and Oncology, 2015, 49 (4),357-364 47. Martin L. A., Dowsett M. BCL-2: a new therapeutic target in estrogen receptor-positive breast cancer?, Cancer Cell, 2013, 24 (1),7-9 48. González-Rodilla I., Verna V., Muñoz A. B., Estévez J., Boix M., Schneider J. Expression of the apoptosis-related genes Bcl-2 and p53 in clinical samples from endometrial carcinoma patients, Anticancer Research 2011, 31(12):4191-4193 49. Yang P., Du C. W., Kwan M., Liang S. X., Zhang G. J. The impact of p53 in predicting clinical outcome of breast cancer patients with visceral metastasis, Scientific Reports, 2013, 3:2246. doi: 10.1038/srep02246 50. Zhou E., Hui N.A., Shu M., Wu B., Zhou J. Systematic analysis of the p53related microRNAs in breast cancer revealing their essential roles in the cell cycle, Oncology Letters 2015, 10(6):3488-3494 51. Zhu Y. Y., Si W., Ji T. F., Guo X. Q., Hu Y., Yang J. L. The variation and clinical significance of hormone receptors and Her-2 status from primary to metastatic lesions in breast cancer patients, Tumour Biology: The Journal of The International Society for Oncodevelopmental Biology and Medicine, 2015, doi: 10.1007/s13277-015-4649-7 52. Lindström L. S., Karlsson E., Wilking U. M., Johansson U., Hartman J., Lidbrink E. K., Hatschek T., Skoog L., Bergh J. Clinically used breast cancer markers such as estrogen receptor, progesterone receptor, and human epidermal growth factor receptor 2 are unstable throughout tumor progression, Journal of Clinical Oncology: Official Journal of The American Society of Clinical Oncology, 2012, 30 (21), 2601-2608 53. Rosa F. E., Santos R. M., Rogatto S. R., Domingues M. A. Chromogenic in situ hybridization compared with other approaches to evaluate HER2/neu status in breast carcinomas, Brazilian Journal of Medical and Biological Research 2013, 46(3):207-216 152 Rak piersi – aktualizacja stanu wiedzy Rak piersi aktualizacja stanu wiedzy Streszczenie Rak piersi jest najczęstszym typem nowotworu występującym u kobiet: co roku w Polsce odnotowuje się ok. dwóch tysięcy nowych zachorowań. Występowanie tego nowotworu jest związane m.in. z nasileniem czynników ryzyka, do których należą: nieprawidłowa masa ciała, nadmierne spożywanie alkoholu, palenie papierosów, leczenie terapią hormonalną. Czynnikami zmniejszającymi ryzyko zachorowania na nowotwór piersi są m.in. ciąża oraz karmienie piersią. Rokowanie pacjentek jest określane przy pomocy markerów prognostycznych i predykcyjnych. Czynniki prognostyczne pozwalają na ocenę uzyskania remisji choroby niezależnie od podjętego leczenia. W przypadku nowotworu piersi czynnikami prognostycznymi są: wiek, zajęcie węzłów chłonnych, wielkość guza, typ histologiczny guza, markery proliferacji komórek nowotworowych, inwazja naczyniowo-limfatyczna, ekspresja receptora EGFR, białek uPA, Bcl-2 i p53. Czynniki predykcyjne umożliwiają ocenę skuteczności planowanego leczenia. W raku piersi czynnikami predykcyjnymi jest ekspresja receptorów progesteronowych, estrogenowych i receptora HER2. Zarówno czynniki ryzyka, jak i markery prognostyczne oraz predykcyjne raka piersi stanowią niezmiennie istotny temat badań klinicznych, z uwagi na wysoką częstotliwość występowania tego nowotworu wśród kobiet. Słowa kluczowe: rak piersi, czynniki ryzyka, czynniki prognostyczne, czynniki predykcyjne Breast cancer actualization of current knowledge Abstract Breast cancer is the most frequent type of cancer among women: there are two thousands of new cases in Poland every year. The occurrence of this cancer is associated with i.a. intensity of risk factors, which are: abnormal body weight, alcohol consumption, smoking, use of hormonal replacement therapy. Factors, which decrease the risk of breast cancer are i.a. pregnancy and breast feeding. Breast cancer prognosis is defined by predictive and prognostic markers. Prognostic markers help to evaluate chances for remission regardless of treatment. Prognostic markers in breast cancer are: age, lymph node stage, tumor size, histological tumor grade, cancer cells proliferation markers, lymphovascular invasion, EGFR expression and expression of proteins uPA, Bcl2, p53. Predictive markers enable to assess the effectiveness of planned treatment. Predictive factors in breast cancer are estrogen and progesterone receptor status and HER2 receptor expression. Both predictive and prognostic markers are the main issue of clinical studies, due to high frequency of breast cancer incidents among women. Keywords: breast cancer, risk factors, prognostic markers, predictive markers 153 Katarzyna Schab1, Magdalena Amarowicz2, Marcin Urbańczuk3 Rak piersi – obecne standardy leczenia onkologicznego i perspektywy na przyszłość 1. Wprowadzenie Rak piersi jest złośliwym rozrostem wywodzącym się z nabłonka gruczołów piersiowych, stanowiącym obecnie jeden z największych problemów zdrowotnych w krajach rozwiniętych a także rosnący problem w krajach rozwijających się. Ocenia się, że w skali świata rak piersi jest czwartym co do częstości występowania nowotworem złośliwym u kobiet a także pierwszą przyczyną zgonów na tle onkologicznym w tej grupie [1]. Współczynniki zachorowalności i umieralności na raka piersi istotnie różnią się w krajach wysoko rozwiniętych i rozwijających się. Podczas gdy w Afryce czy Południowej Azji zachorowalność pozostaje relatywnie niska, w krajach zachodnich osiąga ona wysoki poziom przy zbliżonych współczynnikach umieralności. Pod względem zachorowalności i umieralności z powodu raka piersi Polska wpisuje się w obraz krajów rozwiniętych. Według danych z 2012 roku rak piersi pozostaje w naszym kraju najczęściej rozpoznawanym nowotworem złośliwym z około 16 500 nowymi rozpoznaniami rocznie oraz stanowi drugą przyczynę zgonów (około 5600 w skali roku), ustąpując miejsca tylko rakowi płuca [1]. W Polsce i krajach zachodnich rosnącemu trendowi zachorowalności towarzyszy od połowy lat dziewięćdziesiątych niewielki trend spadkowy umieralności z powodu raka piersi [1]. Obserwowane rozejście się trendów zachorowalności i umieralności przypisuje się poprawie wykrywalności wczesnych form dzięki badaniom przesiewowym oraz istotnemu postępowi leczenia raka piersi dokonanemu w ciągu ostatnich dekad [2]. Według wszystkich obowiązujących zaleceń leczenie onkologiczne nowotworów 1 [email protected]; Katedra i Zakład Immunologii Klinicznej, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.immunologia.am.lublin.pl 2 [email protected]; Katedra i Zakład Patomorfologii Klinicznej, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.patomorfologia.lublin.pl 3 [email protected]; Katedra i Zakład Medycyny Rodzinnej, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl; 154 Rak piersi – obecne standardy leczenia onkologicznego i perspektywy na przyszłość złośliwych sutka przyjmuje formę terapii skojarzonej obejmującej leczenie miejscowe (metody chirurgiczne, radioterapię) oraz systemowe (chemioterapię, hormonoterapię, leczenie celowane anty-HER2). Odsetek pięcioletnich przeżyć u ogółu pacjentek z rozpoznaniem raka sutka sięga 72% w Polsce i wciąż pozostaje o około 10% niższy niż w krajach Europy Zachodniej [2]. Mimo, że w ciągu ostatnich dekad wyniki leczenia onkologicznego raka piersi uległy znaczącej poprawie, wciąż istnieje grupa pacjentek z tym nowotworem, u których rokowanie pozostaje niepomyślne. Odsetek przeżyć pięcioletnich u chorych z rozsianym rakiem piersi wynosi tylko 18%, w chorobie miejscowo zaawansowanej około 52%. Dodatkowo, większe ryzyko niepowodzenia terapii i szybszego przebiegu choroby towarzyszy nowotworom o ujemnym statusie receptorowym (ER-, PgR-, HER2-) lub związanym z obecnością mutacji w genie BRCA-1/2. Istnieje zatem potrzeba dalszego poszukiwania skutecznych metod postępowania w tych bardziej obciążonych grupach chorych na raka piersi. 2. Cel pracy Celem pracy było zaprezentowanie aktualnego standardu leczenia onkologicznego raka piersi według wytycznych polskich, europejskich i amerykańskich a także dokonanie przeglądu najbardziej interesujących nowych metod leczenia systemowego, stwarzających perspektywę poprawy rokowania u pacjentek z rakiem piersi. 3. Materiały i metody Przeglądu obecnych i nowych metod leczenia raka piersi dokonano w oparciu o obowiązujące wytyczne postępowania Polskiego Towarzystwa Onkologii Klinicznej, European Society of Medical Oncology i National Comprehensive Cancer Guidelines, bazę badań klinicznych www.clinicaltrials.gov oraz dostępne publikacje z okresu 2006-2016. 4. Kwalifikacja do leczenia onkologicznego w raku piersi Optymalne wyniki leczenia można osiągnąć tylko dzięki właściwej kwalifikacji pacjentek do danej formy terapii. O wyborze leczenia decyduje rozpoznanie histopatologiczne i podtyp raka piersi wraz z oceną statusu receptorowego, stopień zaawansowania klinicznego choroby (wielkość i cechy szczególne guza, zajęcie węzłów chłonnych, przerzuty odległe) a także ewentualna obecność czynników ryzyka. Podobnie jak w przypadku wszystkich nowotworów złośliwych, ocena histopatologiczna w raku piersi ma zasadnicze znaczenie dla postawienia rozpoznania i podjęcia decyzji terapeutycznych [2]. Materiał do oceny histopatologicznej może być pobrany przy pomocy metody BAC, biopsji 155 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk gruboigłowej, mammotomicznej bądź badany jest guz lub jego wycinek pobrany podczas zabiegu operacyjnego [3]. Naciekające nowotwory złośliwe piersi stanowią heterogenną histologicznie grupę i mogą posiadać utkanie raka przewodowego (NST, no special type, wg klasyfikacji WHO), stanowiącego ok 70-80% wszystkich przypadków, raka zrazikowego, cewkowego, rdzeniastego, śluzowotwórczego i innych. Ważnym elementem oceny patomorfologicznej jest immunohistochemiczna ocena ekspresji recetorów estrogenu, progesteronu i naskórkowego czynnika wzrostu HER2 oraz wskaźnika proliferacji komórek Ki-67. Status recetorów ER czy PgR guza uznaje się za dodatni jeśli jakąkolwiek ekspresję wykaże więcej niż 1% komórek; w przypadku receptora HER2 wynikiem dodatnim jest silna, nadmierna ekspresja (3+), podczas gdy poziom ekspresji 1+ stanowi o ujemnym statusie HER2 a wynik 2+ wymaga oceny ilości kopii genu HER2 w badaniu FISH lub CISH. Na podstawie rodzaju utkania histologicznego, statusu receptorowego oraz wskaźnika proliferacji wyodrębniono kilka podtypów molekularnych raka piersi, charakteryzujących się różnym rokowaniem i wymagających odmiennego leczenia [4] (Tabela 1.). Tabela 1. Podtypy molekularne raka piersi na podstawie zaleceń konferencji St. Gallen 2013 [5] Podtyp molekularny raka piersi Luminalny A Luminalny B HER2+ (“nieluminalny”) Bazalnopodobny Specjalne typy Status receptorowy oraz wskaźnik proliferacji ER+ PgR >20% HER2Ki-67 <14% (Luminalny B HER2-) ER/PgR+ HER2Ki67>14% lub PgR<20% (Luminalny B HER2+) ER+ HER2+ Każde Ki67 i PgR ER/PgRHER2+ ER/PgRHER2ER+ (sitowaty, śluzowy, cewkowy) ER- (apokrynowy, gruczołowotorbielowaty, rdzeniasty, metaplastyczny) Źródło: [3] 156 Rak piersi – obecne standardy leczenia onkologicznego i perspektywy na przyszłość Czynniki prognostyczne to cechy pozwalające na oszacowanie dalszego przebiegu choroby bez względu na zastosowane leczenie [6]. W odniesieniu do raka piersi znaczenie takie ma średnica guza, stan regionalnych węzłów chłonnych, typ histologiczny, podtyp molekularny stopień złośliwości, status receptorowy, wskaźniki proliferacji i obecność zatorów z komórek nowotworowych w naczyniach krwionośnych i limfatycznych [2, 6]. Z gorszym rokowaniem wiąże się wysoki stopień zaawansowania choroby, podtyp bazalnopodobny oraz status „potrójnie ujemny” – brak ekspresji receptorów ER, PgR i HER2 [6]. Z kolei czynniki predykcyjne to te, które pozwalają przewidzieć odpowiedź na poszczególne formy terapii [6]. Udokumentowanymi czynnikami predykcyjnymi dla leczenia hormonalnego jest obecność receptorów estrogenowych i w nieco mniejszym stopniu progesteronowych, natomiast dla leczenia ukierunkowanego przeciw receptorowi HER2 obecność nadekspresji tego receptora [2]. 5. Aktualne standardy leczenia onkologicznego raka piersi Według wszystkich grup ekspertów aktualny schemat leczenia raka piersi przyjmuje formę terapii skojarzonej. Stosowane metody leczenia i ich sekwencja uzależnione są w dużej mierze od stopnia zaawansowania klinicznego i we wszystkich stadiach poza IV są ukierunkowane na radykalne usunięcie komórek nowotworowych. Podkreśla się, że lepsze wyniki leczenia są osiągane po zakwalifikowaniu pacjentki przez specjalne wielospecjalistyczne zespoły (breast units) w obrębie jednostek wielodyscyplinarnych o dużym doświadczeniu w leczeniu raka piersi [3]. 5.1. Rak przedinwazyjny 5.1.1. DCIS Rak wewnątrzprzewodowy (DCIS, ductal carcinoma in situ) stanowi złośliwy rozrost nabłonka przewodów piersiowych ograniczony do błony podstawnej, bez cech naciekania tkanek głębszych. Według aktualnych rekomendacji Polskiego Towarzystwa Onkologii Klinicznej podstawowe znaczenie w przypadku DCIS ma leczenie operacyjne tj usunięcie zmiany widocznej mammografii lub wyczuwalnego palpacyjnie guza w granicach zdrowych tkanek lub wykonanie amputacji prostej piersi. Leczenie oszczędzające wiąże się z większym ryzykiem wznowy i w każdym przypadku wymaga uzupełnienia leczenia o napromienianie całej piersi, co pozwala na redukcję tego ryzyka o około 50%[3]. Ocenia się, że rzyzko wznowy (w postaci kolejnego ogniska DCIS lub raka inwazyjnego) jest wyższe u pacjentek z wyczuwalnym palpacyjnie guzem o dużej średnicy i wyższym stopniu złośliwości histologicznej a także u chorych poniżej 50 157 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk roku życia i przy wąskim marginesie resekcji wolnym od komórek nowotworowych [7]. Przy braku tych czynników ryzyka zalecenia amerykańskie dopuszczają w indywidualnych przypadkach pominięcie radioterapii i zakończenie leczenia na leczeniu oszczędzającym [7]. Amputację całej piersi wykonuje się w sytuacji istnienia przeciwwskazań do uzupełniającej radioterapii, braku zgody pacjentki na napromienianie, jeśli zmiana jest wieloośrodkowa lub umieszczona w obrębie dwóch kwadrantów a także jeśli nie ma możliwości uzyskania dobrego efektu kosmetycznego leczenia oszczędzającego. Zgodnie z wytycznymi PTOK oraz zaleceniami NCCN mimo nieinwazyjnego charakteru zmiany w częsci przypadków staging należy poszerzyć o ocenę regionalnych węzłów chłonnych. Biopsja węzła wartowniczego jest zalecana przy istnieniu dużego guza (powyżej 4cm w mammografii) lub w razie stwierdzenia komponenty naciekającej w usuniętym materiale [3, 7]. Powstanie DCIS w jednej piersi wiąże się z ryzykiem dalszego nowotworzenia w pozostawionym fragmencie lub w drugiej piersi, zatem u chorych z DCIS i ekspresją receptorów estrogenowych (ER+) na komórkach rakowych rekomenduje się leczenie uzupełniające tamoksifenem przez 5 lat. Tamoksyfen stanowi lek antyestrogenowy o charakterze selektywnego modulatora receptorów estrogenowych (SERM, selective estrogen receptor modulator), który działa antagonistycznie na receptory estrogenowe na komórkach nowotworowych blokując ich proliferację oraz ostatecznie zmniejszając ryzyko wznowy/ rozwoju raka zarówno w piersi operowanej jak i zdrowej [2]. W amerykańskich przewodnikach postępowania ujęto tamoksyfen w leczeniu uzupełniającym pacjentek przed menopauzą, zaś w okresie pomenopauzalnym – tamoksyfen bądź inhibitory aromatazy, ostatnie zwłaszcza przy podwyższonym ryzyku powikłań zakrzepowo-zatorowych [7]. 5.1.2. LCIS LCIS (lobular carcinoma in situ) stanowi przedinwazyjną formę nowotworu złośliwego piersi biorącą swój początek w komórkach zrazików gruczołu piersiowego. Wykrycie LCIS obliguje według zaleceń polskich i światowych do podjęcia postawy wyczekującej i aktywnej obserwacji polegającej na powtarzanym corocznie lekarskim badaniu palpacyjnym piersi i badaniu mammograficznym [3, 7]. Przy stwierdzeniu LCIS u pacjentki z czynnikami ryzyka raka piersi (obecność mutacji w geneie BRCA-1, obciążony wywiad rodzinny obejmujący wczesne zachorowania na raka piersi u krewnych pierwszego stopnia) dopuszcza się wykonanie obustronnej profilaktycznej mastektomii wraz z leczeniem rekonstrukcyjnym piersi [3, 7]. 158 Rak piersi – obecne standardy leczenia onkologicznego i perspektywy na przyszłość 5.2. Wczesny rak piersi Przypadki wczesne raka piersi to te, w których występuje naciekanie błony podstawnej nabłonka oraz tkanek głębszych a wymiar guza nie przekracza 5 cm (T2), przy małej liczbie (do 3) zajętych węzłów pachowych lub przerzutach w ujemnych klinicznie węzłach piersiowych wewnętrznych [2]. Fundamentalne znaczenie w leczeniu radykalnym raka piersi w tym stadium zaawansowania klinicznego ma zabieg operacyjny, który według wytycznych polskich może polegać na tumorektomii/kwadrantektomii (leczenie oszczędzające) lub mstektomii. Uważa się, że pod warunkiem właściwej kwalifikacji pacjentek obie wymienione formy charakteryzują się takimi samymi wynikami przeżycia całkowitego. Tumorektomia jest przeciwwskazana przy braku możliwości wykonania uzupełniającej radioterapii oraz przy obecności nacieków nowotworowych w marginesie uzuniętej zmiany, względnie także u kobiet poniżej 35 roku życia, z mutacją BRCA-1, o małej objętości piersi lub przy zmianach wieloośrodkowych, z dużą ilością mikrozwapnień [2]. Radioterapia jest konieczną metodą uzupełniającą po zabiegu oszczędzającym, gdyż istotnie redukuje ryzyko nawrotu miejscowego oraz zgonu. Podobne korzyści kliniczne wykazuje także jako uzupełnienie mastektomii u chorych z masywnym guzem naciekającym ścianę klatki piersiowej i większą liczbą zajętych węzłów chłonnych i w tych sytuacjach jest również rekomendowana przez wszystkie grupy ekspertów [3, 7, 8]. W przypadkach wczesnego raka naciekającego konieczna jest ocena stanu zajęcia węzłów chłonnych, dokonywana przy pomocy metody SNB (sentinel node biopsy) tj pobrania całego węzła wartownika, wykonywanego jeśli węzły klinicznie (w palpacji czy ultrasonograficznie) nie wykazują cech przerzutów lub BAC (biopsji aspiracyjnej cienkoigłowej), która pozwala na pobranie materiału cytologicznego z węzła podejrzanego o zmiany przerzutowe (np powiększony, spoisty, słabiej przesuwalny lub o zatartym obrazie wnęk w badaniu utrasonograficznym) [2, 7]. Mikroskopowe potwierdzenie przerzutów w węzłach chłonnych obliguje do wykonania limfadenektomii pachowej [3, 7]. Zabieg polega na usunięciu chirurgicznym wszystkich węzłów chłonnych pachowych I i II piętra, przy klinicznych wyznacznikach ich zajęcia – usunięciu także węzłów piętra III [3]. Limfadenektomia wiąże się jednak z istotnymi i nieodwracalnymi zaburzeniami czynnościowymi (obrzęk, bolesność kończyny) i istotnym pogorszeniem jakości życia [lymphadenectomy QoL]. Dotychczasowe dane wskazują, że w przypadku małych guzów (T1-T2) i niewielkiej liczby zajętych węzłów pachowych (N1) możliwe jest ominięcie zabiegu limfadenektomii przez zastąpienie go radioterapią pól tangencjalnych całej piersi [9]. W systemowym leczeniu uzupełniającym stosuje się w zależności od statusu receptorowego hormonoterapię, trastuzumab lub leczenie che- 159 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk miczne. Opcję leczenia hormonalnego u pacjentek z rakiem piersi ER+ i stanowi tamoksyfen (selektywny modulator receptorów estrogenowych), a także starydowe i niesterydowe inhibitory aromatazy, przy czym u chorych przed menopauzą inhibitory aromatazy powinny być stosowane każdorazowo z jednoczesną supresją czynności jajników (tj dołączeniem analogu gonadoliberyny lub chirurgiczną resekcją jajnków) z uwagi na fakt, że efekt ich działania w tej grupie pacjentek może być krótkotrwały [2]. Trastuzumab (Herceptyna) jest ujętą w zaleceniach postępowania, ważną częścią leczenia uzupełniającego u chorych z rakiem piersi wykazującym wyraźną ekspresję receptorów HER2, stosowaną w połączeniu z chemioterapią [3, 7, 8]. W Polsce lek ten zyskał refundację w grupie pacjentek z guzami o wymiarze przekraczającym 1 cm i obecnością przerzutów w pachowych węzłach chłonnych. 5.3. Rak piersi miejscowo zaawansowany Pojęcie zaawansowanego raka piersi dotyczy guzów przekraczających 5 cm średnicy lub wiążących się z masywnymi przerzutami w okolicznych (pachowych, piersiowych wewnętrznych) węzłach chłonnych. W przypadkach tych obowiązuje zasada postępowania skojarzonego obejmującego metody chirurgiczne, systemowe oraz napromienianie. Wykonanie zabiegu operacyjnego przy dużym zaawansowaniu miejscowym może nastręczać trudność w uzyskaniu radykalności; może być ono ułatwione przez zastosowanie systemowego leczenia neoadjuwantowego, które według aktualnej wiedzy pozwala także na wydłużenie czasu do nawrotu oraz czasu przeżycia całkowitego [2]. Opcję terapii neoadjuwantowej stanowi standardowa chemioterapia oparta na antracyklinach, taksanach i lekach alkilujących w przypadku nowotworów potrójnie ujemnych, chemioterapia w połączeniu z trastuzumabem (przeciwciałem monklonalnym ukierunkowanym przeciw receptorowi HER2) w guzach wykazujących ekspresję HER2 oraz hormonoterapia w nowotworach estrogenozależnych. Indukcyjna terapia powinna trwać 4-6 miesięcy, w zależności od stosowanego schematu [ptok]. W przypadkach zmian nieoperacyjnych (cecha T4/rak zapalny, N3) i utrzymującej się nieresekcyjności po wstępnym leczeniu systemowym w zaleceniach ujęta jest radioterapia i kolejne linie paliatywnego leczenia systemowego [3]. W wytycznych amerykańskich jako opcja terapeutyczna w leczeniu adjuwantowym u pacjentek z rakiem piersi HER2+ w stopniu zaawansowania >T2 lub >N1 ujęty jest także pertuzumab, nowe przeciwciało monklonalne skierowane wobec cząsteczki HER2, stosowane preferencyjnie w schemacie zawierającym oprócz niego także doksorubicynę, cyklofosfamid, paklitaksel oraz trastuzumab lub docetaksel, karboplatynę i trastuzumab [7]. Po raz pierwszy pertuzumab 160 Rak piersi – obecne standardy leczenia onkologicznego i perspektywy na przyszłość został zarejestrowany w Unii Europejskiej w marcu 2013 roku, obecnie jest on dostępny w 14 krajach w tym Wielkiej Brytanii, Francji, Czechach, Słowacji. W Polsce wciąż brakuje programu lekowego, według którego lek będzie refundowany chorym. 5.4. Rozsiany/nawrotowy rak piersi Wznowa miejscowa lub regionalna raka piersi po przebytym leczeniu radykalnym występuje zwykle po kilku latach od zakończenia leczenia radykalnego. Zalecanym postępowaniem w tej grupie chorych jest stosowanie metod miejscowych leczenia (usunięcie chirurgiczne zmiany, napromienianie lub obie te metody w skojarzeniu). Dodatkowo, wyniki poprawia dołączenie leczenia systemowego, które w nowotworach estrogenozależnych przyjmuje formę hormonoterapii i pozwala na wydłużenie czasu wolnego od proresji a w guzach potrójnie ujemnych – chemioterapii, umożliwiającej wydłużenie czasu przeżycia całkowitego [2]. Korzyści kliniczne u chorych z HER2+ rakiem piersi osiąga się poprzez dołączenie leczenia anty-HER2 do stosowanych schematów chemioterapii. W krajowych zaleceniach postępowania dostępną opcją leczenia jest trastuzumab, podczas gdy wytyczne amerykańskie uwzględniają także możliwość zastosowania pertuzumabu razem z trastuzumabem i chemioterapią (preferencyjnie taksanami), co wykazuje wyższość kliniczną w porównaniu z samym trastuzumabem i leczeniem chemicznym [3, 7]. Innym dopuszczonym lekiem w terapii nawrotowego lub rozsianego HER2+ raka piersi jest trastuzumab-emtansyna, w Polsce wciąż dostępny w ograniczonym zakresie [7]. Według wytycznych amerykańskich u pacjentek z rakiem piersi, u których doszło do progresji w trakcie leczenia tamoksifenem lub wczesnej progresji w trakcie leczenia inhibitorami aromatazy dopuszcza się także leczenieni inhibitorem kinazy mTOR w połączeniu z inhibitorem aromatazy [7]. 6. Nowe perspektywy leczenia raka piersi 6.1. Nowe przeciwciała monoklonalne anty-HER2 W bliskiej perspektywie leczenia HER2-dodatniego raka piersi w Polsce znajdują się nowe przeciwciała monoklonalne anty-HER2 (pertuzumab i trastuzumab- emtansyna), które zyskały już miejsce w standardach światowych. Pertuzumab jest w pełni ludzkim przeciwciałem monoklonalnym swoistym wobec zewnątrzkomórkowej domeny receptora HER2 i łączy się on z innym epitopem niż trastuzumab, dzięki czemu oba związki wykazują synergię działania terapeutycznego [10]. Lek okazał się mieć dużą wartość 161 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk kliniczną, co wykazano w kilku badaniach. Badanie II fazy, prowadzone na grupie 66 pacjentek z rozsianym rakiem piersi HER2+ po progresji choroby w trakcie podawania trastuzumabu, ujawniło wyraźny odsetek odpowiedzi (OR 24%, CR 8%, PR 17%) a średni PFS wyniósł w tej grupie 5,5 miesiąca, przy czym u 26% udało się osiągnąć stabilizację choroby na okres >6 miesięcy. Tolerancja leczenia peruzumabem okazała się dobra; odnotowane działania niepożądane (biegunka, wysypka, zmęczenie) przybrały nasilenie niewielkie do umiarkowanego. Co ważne, stosowanie pertuzumabu u chorych po uprzedniej terapii trastuzumabem nie nasila jego efektów kardiotoksycznych [11]. W badaniu III fazy CLEOPATRA na grupie 808 pacjentek z rozsianym rakiem piersi HER2+ oceniano efekty dodania pertuzumabu do standardowego schematu docetaksel + trastuzumab w I linii leczenia paliatywnego. W ramieniu otrzymującym pertuzumab+trastuzumab+DXL wykazano istotne wydłużenie czasu wolnego od progresji w porównaniu do ramienia bez peruzumabu (PFS 18,5 miesiąca vs 12,4miesiąca), w pośredniej analizie zaś stwierdzono wydłużenie czasu przeżycia całkowitego przy dodaniu pertuzumabu [12]. Dotychczas osiągnięte pozytywne wyniki skutkowały uwzględnieniem pertuzumabu w światowych zaleceniach zarówno w I linii leczenia paliatywnego u pacjentek z rozsianym HER2dodatnim rakiem piersi jak i w leczeniu adjuwantowym pacjentek z HER2dodatnim rakiem piersi o w stopniu zaawansowania >T2 lub >N1[7]. Obecnie trwa badanie kliniczne II fazy (NCT01026142), w którym oceniana jest skutecznosć i bezpieczeństwo schematu pertuzumab +trastuzumab+kapecytabina w porównaniu do standardowego połączenia trastuzumab+kapecytabina w rozsianym raku piersi HER2+. W toku jest również badanie III fazy (NCT01358877) oceniające schemat pertuzumab+trastuzumab+CTH w porównaniu z trastuzumabem+CTH w leczeniu uzupełniającym HER2+ raka piersi. Trastuzumab-DM1 stanowi połączenie chimerycznego przeciwciała monoklonalnego anty-HER2 z pochodną emtansyny, związkiem cytotoksycznym blokującym polimeryzację mikrotubul i wrzeciono kariokinetyczne [13]. Dużą przydatność kliniczną trastuzumabu-DM1 wykazało badanie kliniczne III fazy EMILIA, w którym porównywano działanie T-DM1 i schematu kapecytabina+lapatynib w łącznej grupie 978 pacjentek z zaawansowanym miejscowo/rozsianym rakiem piersi po progresji na leczeniu trastuzumabem i taksanami. W ramieniu otrzymującym T-DM1 wykazano istotnie dłuższy czas wolny od progresji (PFS 9,6 vs 6,4 miesiąca), wyższy odsetek odpowiedzi (OR 44% vs 31%), i wydłużenie czasu przeżycia całkowitego (OS 30,9 miesiąca vs 25,1 miesiąca). Efekty te widoczne były także u pacjentek, które otrzymywały trastuzumab mniej niż 6 miesięcy wcześniej w leczeniu uzupełniającym czy neoadiuwantowym. 162 Rak piersi – obecne standardy leczenia onkologicznego i perspektywy na przyszłość Tolerancja leczenia trastuzumabem-DM1 była dobra, wśród najczęstszych działań niepożądanych wykazywano małopłytkowość oraz podwyższenie aktywności aminotransferaz. W porównaniu z klasycznym trastuzumabem, T-DM1 nie powodował większej kardiotoksyczności [14]. Z kolei w innym badaniu III fazy porównano działanie T-DM1 z chemioterapią (różnymi schematami, według wyboru lekarza) w kolejnej linii leczenia pacjentek z rozsianym HER2-dodatnim rakiem piersi, u których wystąpiła progresja po leczeniu trastuzumabem i lapatynibem. W grupie otrzymującej T-DM1 wykazano wydłużenie PFS (6,5 vs 3,3 miesiaca) i OS a także mniej ciężkich działań niepożadanych, mniejszą częstość występowania neutropenii i biegunki, choć trombocytopenię odnotowywano nieco częściej [15]. 6.2. Inhibitory kinaz tyrozynowych sprzężonych z receptorami dla czynników wzrostowych W związku z faktem, że w częsci przypadków raka piersi dochodzi do amplifikacji genu kodującego receptor dla naskórkowego czynnika wzrostowego (HER2) i nasilenia przekazywania tą drogą sygnałów promujących wzrost pojawiła się koncepcja o potencjalnej skuteczności inhibitorów kinaz sprzężonych z receptorami HER2 u tych pacjentek. Neratynib jest doustnym, nieodwracalnym, drobnocząsteczkowym inhibitorem kinazy tyrozynowej sprzężonej z receptorem HER2[16]. W badaniach klinicznych I fazy związek ten wykazał aktywność przeciwnowotworową oraz akceptowalną tolerancję u chorych z guzami litymi. Działaniem niepożądanym, które ograniczyło zwiększanie dawki powyżej 320mg na dobę była nasilona biegunka [17]. Badanie kliniczne II fazy prowadzone było u chorych z zaawansowanym HER2-dodatnim rakiem piersi, u części jako kolejna linia po wcześniejszym leczeniu trastuzumabem, u pozostałych bez żadnego wcześniejszego leczenia anty-HER2. Pierwszorzędowym punktem końcowym badania był odsetek osób osiągających 16-tygodniowy PFS, który osiągnął 59% u osób leczonych wcześniej trastuzumabem i 78% wśród osób nieprzyjmujących wcześniej terapii anty-HER2. Średni czas wolny od progresji w obu grupach wynosił odpowiednio: 22,3 i 39,6 tygodnia, zaś obiektywną odpowiedź na leczenie stwierdzono u 24% i 56% pacjentów. Spośród działań niepożądanych najczęściej występowały dolegliwości z przewodu pokarmowego (nudności, wymioty biegunki) oraz zmęczenie, które pojawiały się częściej w grupe chorych otrzymujących trastuzumab we wcześniejszych liniach leczenia (30% vs 13%)[16]. Neratinib był testowany także w połączeniu z trastuzumabem u pacjentek z zaawansowanym HER2+ rakiem piersi, po progresji w trakcie leczenia trastuzumabem, gdzie wykazał aktywność kliniczną oraz charakteryzował się dobrą tolerancją. Najczęściej obserwowanym działa- 163 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk niem niepożądanym była biegunka, nidności, wymioty, anoreksja oraz astenia, przy czym w większości przypadków nie przekraczały one umiarkowanego stopnia nasilenia [18]. Sunitynib jest doustnym, drobnocząsteczkowym inhibitorem wielokinazowym, blokującym aktywność kinazy tyrozynowej sprzężonej z receptorem HER2, VEGF, PDGF, kit oraz CSF-1 [19]. W badaniach przedklinicznych sunitynib, zarówno w monotaerapii jak i w skojarzeniu z chemioterapią, prezentował aktywność przeciwnowotworową w laborato0ryjnych modelach raka piersi. Zastosowanie sunitynibu u pacjentek z rozsianym rakiem piersi oceniono w badaniach klinicznych II fazy, w których wykazano, że posiada on aktywność kliniczną oraz akceptowalny profil bezpieczeństwa u chorych z zaawansowanym rakiem piersi w kolejnej linii leczenia po progresji w trakcie przyjmowania chemioterapii opartej na antracyklinach i taksanach. W badanej grupie korzyść kliniczną, definiowaną jako całkowitą/częściową remisję lub stabilizację choroby odniosło 16% pacjentek (10 z 64 chorych). Odnotowane działania niepożądane obejmowały głównie zmęczenie, nudności, biegunkę oraz zaburzenia łaknienia, przyjmowały w większości przypadków stopień łagodny do umiarkowanego i łatwo ustępowały po redukcji lub opóźnieniu podania dawki [19]. Niestety, kolejne badania nie potwierdziły tych zachęcających wyników. W badaniu III fazy aktywność sunitynibu w monoterapii porównywano z kapecytabiną u chorych z zaawansowanym HER2-ujemnym rakiem piersi, u których doszło do progresji w trakcie stosowania antracyklin i taksanów. Wykazano, że czas wolny od progresji w grupie otrzymującej sunitynib jest znacząco krótszy niż przy stosowaniu kapecytabiny (2,8 vs 4,2 miesiąca), podobnie jak czas przeżycia całkowitego (15,3 vs 24,6 miesiąca) a odsetki odpowiedzi obiektywnych były niższe (11 vs 16%). Choć sunitynib nie ujawniał żadnych nowych, nieprzewidzianych działąń niepożądanych, częstość ich występowania była większa przy jego zastosowaniu niż przy podawaniu kapecytabiny [20]. 6.3. Inhibitory kinazy mTOR Istotnym problemem w leczeniu hormonozależnego raka piersi pozostaje pierwotna lub wtórna oporność na leczenie antyestrogenowe (SERM i inhibitory aromatazy). Estrogeny i progesteron działąją na komórki gruczołu piersiowego poprzez receptory steroidowe zlokalizowane w jądrze komórkowym. Pobudzenie tych receptorów powoduje ich aktywację jako czynników transkrypcyjnych i inicjację ekspresji genów m.in. promujących proliferację [21]. Jak wykazano w badaniach przekazywanie sygnału z receptora estrogenowego jest także w pewnym stopniu powiązane z działaniem kilku układów kinaz w tym kinazy fosfatydylo- 164 Rak piersi – obecne standardy leczenia onkologicznego i perspektywy na przyszłość inozytolu, Akt i mTOR a zmiany w aktywności tych kinaz leżą u podstaw oporności na leczenie hormonalne [22]. Kinaza serynowo-treoninowej mTOR (mammalian target of rapamycin) zajmuje istotną rolę w regulacji wielu procesów komórkowych (przeżycie, wzrost, proliferacja, metabolizm) i, jak wykazano w badaniach, integruje synały wewnątrzkomórkowe z różnych receptorów hormonów czy czynników wzrostowych [23, 24]. Istniejące dane wskazują, że zastosowanie selektywnego inhibitora kinazy mTOR pozwala na odwrócenie oporności na leczenie hormonalne u pacjentek z pierwotnie lub wtórnie opornym na hormony rakiem piersi [25, 26]. Ewerolimus jest pochodną sirolimusu (rapamycyny), która allosterycznie blokuje aktywność kinazy mTOR poprzez połączenie się z jednym z jej kompleksów mTORC1 [27]. W badaniach przedklinicznych dodanie ewerolimusu do inhibitora aromatazy pozwalało na spotęgowanie efektu antyproliferacyjnego i apoptozy. W wykonanych badaniach II fazy wykazano poprawę skuteczności działania antyproliferacyjnego letrozolu przy dołączeniu do niego ewerolimusu w leczeniu neuoadjuwantowym u pacjentek po menopauzie [28]. Z kolei badanie II fazy TAMRAD ukazało korzyść z zastosowania ewerolimusu wraz z tamoksyfenem u pacjentek z rozsianym/nawrotowym ER+ rakiem piersi leczonych wcześniej hormonalnie. U chorych przyjmujących tamoksyfen z ewerolimusem stwierdzono mianowicie wydłużenie czasu do progresji (8,6 vs 4,5 miesiąca) oraz czasu przeżucia całkowitego [29]. Badanie III fazy BOLERO-2 prowadzone na pacjentkach z rozsianym i nawrotowym estrogenozależnym rakiem piersi ostatecznie rozstrzygnęło o przydatności ewerolimusu w leczeniu tego nowotworu. W badaniu wzięły udział łącznie 724 pacjentki z ER+, PgR+, HER2-zaawansowanym rakiem piersi, po nawrocie lub progresji choroby w trakcie leczenia niesteroidowym inhibitorem aromatazy, którym w ramach badania podawano eksemestan z ewerolimusem lub eksemestan z placebo. W ramieniu przyjmującym ewerolimus odnotowano wydłużenie PFS o kilka miesięcy (6,9 vs 2,8 miesiąca) oraz znacznie wyższy odsetek odpowiedzi na leczenie (OR 9,5% vs 0,4%). W grupie przyjmującej ewerolimus stwierdzono więcej zdarzeń niepożądanych typowych dla inhibitorów mTOR w tym zapalenie śluzówek jamy ustnej, niedokrwistość, duszność, hiperglikemię, zmęczenie, zapalenie płuc i aż u 19% pacjentek zakończono leczenie przedwcześnie z uwagi na toksyczność (przy samym eksemestanie u 4%) [30]. Z uwagi na duże korzyści kliniczne – znaczne spowolnienie przebiegu choroby ewerolimus został zarejestrowany zarówno w Stanach Zjednoczonych, jak i w Europie do leczenia zaawansowanego raka piersi u kobiet po menopauzie, po nieskutecznym leczeniu niesteroidowymi inhibitorami aromatazy. Pierwszą rejestrację na terenie Unii Europejskiej lek zyskał w czerwcu 2012, obecnie jest refundowany w 20 krajach członkowskich, w tym na Węgrzech, w Słowacji, Czechach. 165 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk W Polsce wciąż nie powstał program lekowy dla finansowania leczenia ewerolimusem u chorych z ER+ rakiem piersi opornym na leczenie hormonalne. Obecnie trwa badanie kliniczne III fazy BOLERO-4 (NCT01698918) zmierzające do ustalenia przydatności klinicznej ewerolimusu już w I linii leczenia paliatywnego (ewerolimus + letrozol vs letrozol) u pacjentek z zaawansowanym ER+ rakiem piersi. Jak wskazują doniesienia z badań przedklinicznych – szlaki kinaz tyrozynowych powiązane czynnościowo z przekaźnictwem przez receptory estrogenowe ulegają znacznie większej aktywacji po uprzedniej ekspozycji na antyestrogeny, zatem ich stosowanie w I linii leczenia może dawać mniejsze korzyści kliniczne; ostateczne rozstrzygnięcie tej kwestii pojawi się być może wraz z wynikami badania BOLERO-4. Być może podobne mechanizmy zdecydowały o rozczarowujących wynikach innego badania III fazy, HORIZON, nad temsirolimusem, drugim testowanym obecnie inhibitorem kinazy mTOR. Badaniem objęto 1112 pacjentek, z których części podawano temsirolimus z letrozolem a części letrozol+placebo w I linii leczenia hormonalnego w zaawansowanym ER+ raku piersi. Pierwszym punktem końcowym był PFS, w którym nie wykazano żadnej różnicy między ramionami badania [31]. 6.4. Blokada PD-1/PD-L1 W ostatnich latach zjawiska immunologiczne towarzyszące chorobie nowotworowej budzą coraz większe zainteresowanie. Według powszechnej teorii, nadzór immunologiczny stanowi integralny mechanizm zapobiegania nowotworzeniu w zdrowym organizmie. Komórki nowotworowe charakteryzują się często niestabilnością genetyczną a powstawanie mutacji warunkuje ich zmienność i odrębność antygenową. Antygeny nowotworu mogą być rozpoznawane przez komórki układu immunologicznego (receptory TCR limfocytów T, BCR limfocytów B oraz dużą grupę receptorów immunoglobulinopodobnych komórek NK, NKT i fagocytów) a następnie eliminowane w mechanizmie cytotoksyczności. Rozpoznanie antygenu przez swoisty limfocyt T i otrzymanie przez limfocyt dodatkowego, tzw. drugiego sygnału poprzez znajdującą się na jego powierzchni cząsteczkę CD28 pozwala na osiągnięcie przez komórkę stanu aktywacji i rozwinięcie funkcji cytotoksycznej wobec komórki nowotworowej. W trakcie prawidłowej interakcji na linii komórka nowotworowa- komórka układu limmunologicznego może dochodzić jednak także indukcji tolerancji immunologicznej na antygeny guza. Jedną z głównych dróg na jakiej może rozwijać się to zjawisko jest ekspresja cząsteczek osi PD-1/PDL1-2 na interreagujących ze sobą komórkach. Cząstka PD-1 (programmed death-1) jest białkiem receptorowym należącym do tej samej rodziny co 166 Rak piersi – obecne standardy leczenia onkologicznego i perspektywy na przyszłość cząsteczka CD28, ulegającym zwiększonej ekspresji na limfocytach T, B, makrofagach oraz komókach dendrytycznych w warunkach aktywacji tych komórek [32]. Receptor ten pozwala na właściwą regulację negatywną procesów immunologicznych tj utrzymanie tolerancji na antygeny własne i terminację odpowiedzi na antygeny obce [32]. Białko PD-L1 jest ligandem receptora PD-1 ulegającym ekspresji na komórkach nowotworowych [32]. Długotrwała interakcja PD-1-PD-L1 w warunkach choroby nowotworowej powoduje wyzwolenie w limfocytach zjawiska wyczerpania (“exhaustion”) polegającego na czasowej niezdolności do proliferacji, aktywacji, syntezy cytokin czy wyzwalania efektu cytotoksycznego [33]. W ciągu ostatnich lat pojawiło się kilka związków ukierunkowanych na blokowanie osi PD-1/PD-L1 i odwracanie zjawiska anergii limfocytów. Przeciwciała monoklonalne anty-PD-1 lub anty-PD-L1 wykazały dotąd obiecujące efekty w badaniach klinicznych u chorych z czerniakiem złośliwym, niedrobnokomórkowym rakiem płuca, pęcherza moczowego czy chłoniakami złośliwymi [34-38]. Podwyższoną ekspresję PD-1 stwierdzono także na limfocytach TIL (tumor infiltrating lymphocytes) naciekających utkanie guzów piersi a PD-L1 na komórkach różnych typów nowotworów piersi [39]. Podwyższony poziom PD-L1 na komórkach raka piersi w świetle ostatnich doniesień wydaje się być negatywnym czynnikiem progrnostycznym [40]. Zauważono, że ekspresja PD-L1 w różnych typach i podtypach raka piersi waha się w szerokich granicach i wykazuje ją szczególnie duży odsetek komórek w guzach potrójnie ujemnych [39]. Pembrolizumab stanowi humanizowane przeciwciało monoklonalne IgG4 skierowane przeciwko cząsteczce PD-1 [41]. W badaniu fazy Ib przeprowadzonym na grupie 32 pacjentek z rozsianym potrójnie ujemnym rakiem piersi z ekspresją PD-L1 pembrolizumab wykazał skuteczność kliniczną mimo, że u blisko połowy chorych stanowił aż 4 lub kolejną linię leczenia. Odsetek odpowiedzi obiektywnych osiągnął poziom 19% (4% CR, 15% PR, 26% SD) zaś 6-miesięczny PFS u 23,3%. Jednocześnie leczenie to charakteryzowała dobra tolerancja. Mimo, że objawy toksycznosci odnotowano u ponad połowy badanych chorych, w większości przypadków miały one akceptowalny wymiar, nasilona toksyczność (3-5. stopień) wystąpiła tylko o około 16% badanych [42]. Lek jest testowany w ramach badań I fazy także u pacjentek z zaawansowanym ER+HER2rakiem piersi, wykazującym ekspresję PD-L1, w większości jako 4 lub kolejna linia leczenia, jednak wyniki są jeszcze niedostępne [43]. Związek MPDL3280A jest kolejnym badanym przeciwciałem monoklonalnym blokującym układ PD-1/PD-L1, jednak ukierunkowanym wobec PD-L1 na komórkach nowotworowych. W przeprowadzonym dotąd badaniu I fazy, obejmującym 12 pacjentek z przerzutowym potrójnie ujemnym rakiem piersi (90% z nich po >2 liniach leczenia), stwierdzono 167 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk aktywność przeciwnowotworową: w grupie 9 ocenianych pacjentek odsetek odpowiedzi obiektywnych wyniósł 33%, w tym u 1 chorej doszło do całkowitej remisji a u dwóch do remisji częściowej. Odpowiedzi na leczenie badanym związkiem pojawiały się u tych chorych w ciągu pierwszych 6 tygodni leczenia. MPDL3280A charakteryzował się także akceptowalnym profilem tosyczności, z objawami niepożądanymi widocznymi u niewielkiej części pacjentów [44]. 6.5. Inhibitory PARP Polimerazy poli-ADP-rybozy (PARP) to grupa enzymów biorących udział w naprawie uszkodzeń DNA oraz regulacji wielu procesów komórkowych [45]. Do aktywacji tych enzymów dochodzi w warunkach stresu mutacyjnego i powstawania uszkodzeń w DNA, co ma miejsce m.in podczas karcynogenezy. Ogólnym mechanizmem działania opisywanych polimeraz jest dołączanie ADP-rybozy, najperw do własnej cząsteczki (auto-ADP-rybozylacja), przez co enzym zyskuje pełną aktywność a następnie do różnych białek enzymatycznych, czynników transkrypcyjnych, zaangażowanych w kontrolę cyklu komórkowego, procesy naprawcze DNA czy apoptozę (hetero-ADP-rybozylacja), co umożliwia regulację tych procesów [46]. Polimeraza poli-ADP rybozy wykazuje także powinowactwo do histonów i powoduje rozluźnienie struktury chromatyny, a także wiąże się z miejscami w DNA, w których doszło do uszkodzeń i inicjuje ich naprawę [45]. Inhibitory PARP zaczęły wzbudzać zainteresowanie onkologów z uwagi na powiązane z nimi zjawisko “indukowanej letalności” (“induced lethality”) komórek, wyodrębnione w latach 40 ubiegłego wieku [45]. Zgodnie z tą teorią, komórka nowotworowa posiadająca nieprawidłowości w zakresie genów naprawy DNA (np mutacje w genach BRCA-1/2), gromadzi kolejne mutacje, które warunkują jej złośliwy fenotyp. Inne układy enzymatyczne pozwalające na naprawę mutacji (np PARP) pozostają czynne, a nawet zwiększają swoją aktywność, zapobiegając nadmiernemu nagromadzeniu mutacji, które mogłoby skutkować śmiercią komórki. Zablokowanie polimeraz poli-ADP-rybozy w guzach z mutacją BRCA-1/2 umożliwia wyindukowanie letalności nagromadzonych mutacji [47]. Dotąd prowadzone były badania kliniczne nad dwoma lekami z grupy inhibitorów polimerazy poli-ADP-rybozy, iniparibu i olaparibu. Wyniki badania II fazy z zastosowaniem iniparibu u pacjentek z rozsianym potrójnie ujemnym rakiem piersi okazały się obiecujące. Badanie wykazało, że dołączenie iniparibu do standardowego schematu zawierającego gemcytabinę i karboplatynę wykazuje korzyść kliniczną u większego odsetka pacjentek niż zastosowanie samych cytostatyków (CB, clini- 168 Rak piersi – obecne standardy leczenia onkologicznego i perspektywy na przyszłość cal benefit, 56 vs 34%). Również odsetek odpowiedzi obiektywnych w ramieniu przyjmującym iniparib okazał się wyższy niż u chorych przyjmujących jedynie chemioterapię (OR 52% vs 32%). Dołączenie iniparibu powodowało również znamienne wydłużenie czasu wolnego od progresji choroby (5,9 miesiąca vs 3,6 miesiąca) a nawet czasu przeżycia całkowitego (12,3 vs 7,7 miesiąca). Wśród działań niepożądanych odnotowano cytopenie, zmęczenie oraz wzrost aktywności aminotransferaz, przy czym były one porównywalne w częstości wysępowania i nasileniu w obu ramionach badania [48]. Wykonane następnie badanie III fazy nie potwierdziło niestety powyższych zachęcających wyników. Czas wolny od progresji choroby u chorych zakwalifikowanych do stosowanie iniparibu wraz z gemcytabiną i karboplatyną uległ wydłużeniu o zaledwie miesiąc (5,1 vs 4,1 miesiąca) w staosunku do tych otrzymujących gemcytabinę i karbo-platynę, zaś czas przeżycia całkowitego zasadniczo nie różnił się w obu ramionach badania (1,8 vs 11,1 miesiąca)[49]. Olaparib jest drugim badanym dotychczas lekiem z grupy inhibitorów PARP [50]. Badanie I fazy z udziałem 60 chorych z guzami litymi w tym rakiem piersi, spośród których 22 było nosicielami mutacji w genie BRCA1 lub 2 ujawniło, że lek rozwija aktywność przeciwnowotworową wyłącznie w grupie nosicieli mutacji BRCA-1 (rak piersi, jajnika, prostaty) i tylko u tych chorych wykazano obiektywne odpowiedzi na leczenie. Wśród działań niepożądanych olaparibu odnotowano głównie trombocytopenię, zmęczenie, senność [51]. Kolejne badania prowadzone były już wyłącznie na grupach chorych ze stwierdzoną mutacją w genie BRCA-1/2 oraz rozsianym rakiem piersi po kilku liniach chemioterapii lub rozsianym rakiem jajnika, również po kilku liniach leczenia, u których monoterapia olaparibem wykazała pewien efekt przeciwnowotworowy, odsetki odpowiedzi obiektywnych pacjentek w tych dwóch badaniach wyniosły odpowiednio 41% i 33% [52, 53]. 7. Podsumowanie Mimo ciągłego rozwoju metod leczenia raka piersi, wciąż pozostaje on odpowiedzialny za największą liczbę zgonów z przyczyn onkologicznych u kobiet w Polsce i stanowi ważny problem zdrowotny. Dzięki badaniom podejmowanym w ciągu ostatnich dekad udało się osiągnąć znaczący postęp w leczeniu tego nowotworu i poprawić rokowanie u większości chorych. Niestety, w grupie pacjentek z rozsianym, nawrotowym lub miejscowo zaawansowanym rakiem piersi prognoza wciąż pozostaje niepomyślna a dotychczasowe metody wymagają usprawnienia. Najgorsze wyniki są osiągane w raku rozsianym/nawrotowym lub typie bazalnopodobnym (potrójnie ujemnym) i wiele badań podejmowanych jest właśnie 169 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk w tych grupach pacjentek. Dzięki coraz lepszej znajomości biologii molekularnej raka piersi możliwe jest poszukiwanie kolejnych związków mogących posłużyć jako element terapii skojarzonej raka piersi. W przeciągu ostatnich lat część z badanych dotąd leków charakteyzowała się dobrą tolerancją i wykazała istotny efekt przeciwnowotworowy w badaniach klinicznych, niektóre okazały się znacząco wydłużać czas przeżycia całkowitego i czas wolny od progresji u chorych z przerzutowym rakiem piersi i zyskały w krajach zachodnich określone miejsce w aktualnych zaleceniach postępowania. Także niepowodzenia podejmowanych badań III fazy po bardzo obiecujących wynikach fazy II wiele uzmysławiają. Okazuje się, że mimo, iż wiemy o raku piersi coraz więcej to wiele aspektów złożonej biologii tego nowowtworu pozostaje wciąż nieznane i wymaga zbadania. Kolejne badania być może rzucą nowe światło na trudną i wyrafinowaną sztukę leczenia raka piersi i mają szansę okazać się przydatne w leczeniu chorych z zaawansowanymi miejscowo, rozsianymi lub nawrotowymi nowotworami piersi. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Krajowy Rejestr Nowotworów: http://onkologia.org.pl/k/epidemiologia/ Wejście z dnia 20.03.2016 Jassem J. Rak piersi, [W:] Krzakowski M., Potemski P., Warzocha K., Wysocki P. Onkologia Kliniczna tom II, Wyd. ViaMedica, Gdańsk 2015, s. 643-675 Krzakowski M., Jassem J. Rak piersi, [W:] Krzakowski M. Zalecenia postępowania diagnostyczno-terapeutycznego w nowotworach złośliwych, Wyd Via Medica, Gdańsk 2013, s. 197-246 Engstrøm M. J., Opdahl S., Hagen A. I., Romundstad P. R., Akslen L. A., Haugen O. A., Vatten L. J., Bofin A. M. Molecular subtypes, histopathological grade and survival in a historic cohort of breast cancer patients, Breast Cancer Research and Treatment, 8, 140 (2013), s.463-473 Goldhirsch A., Winer E. P., Coates A. S. Personalizing the treatment of women with early breast cancer: highlights of the St Gallen International Expert Consensus on the Primary Therapy of Early Breast Cancer 2013, Annals of Oncology, 24 (2013), s. 2206-2223 Karczmarek-Borowska B. Czynniki prognostyczne i predykcyjne dla raka piersi, Przegląd Medyczny Uniwersytetu Rzeszowskiego, 4 (2009), s. 350-355 National Comprehensive Cancer Network Clinical Practice Guidelines in Oncology Breast Cancer: https://www.nccn.org/professionals/physician_gls/f_guidelines.asp#site Wejście z dnia 20.03.2016 Senkus E., Kyriakides S., Ohno S., Penault-Llorca F., Poortmans P., Rutgers E., Zackrisson S., Cardoso S. Primary breast cancer: ESMO Clinical Practice Guidelines for diagnosis, treatment and follow-up, Annals of Oncology 26, 5 (2015), s. 8-30 170 Rak piersi – obecne standardy leczenia onkologicznego i perspektywy na przyszłość 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. Giuliano A. E., McCall L. M., Beitsch P. D., Whitworth P. W., Morrow M., Blumencranz P. W., Leitch A. M., Saha S., Hunt K., Ballman K. V. ACOSOG Z0011: A randomized trial of axillary node dissection in women with clinical T1-2 N0 M0 breast cancer who have a positive sentinel node, Journal of Clinical Oncology, 28,18 (2010), http://meetinglibrary.asco.org/content/47842-74, wejście z dnia 25.03.2016 Pertuzumab – Charakterystyka Produktu Leczniczego: http://ec.europa.eu/health/documents/communityregister/2014/20140630129157/anx_129157_pl.pdf, wejście z dnia 25.03.2016 Baselga J., Gelmon K. A., Verma S., Wardley A., Conte P., Miles D., Bianchi G., Cortes J., McNally V. A., Ross G. A., Fumoleau P., Gianni L. Phase II Trial of Pertuzumab and Trastuzumab in Patients With Human Epidermal Growth Factor Receptor 2-Positive Metastatic Breast Cancer That Progressed During Prior Trastuzumab Therapy, Journal of Clinical Oncology, 28, 7 (2010), s. 1138-1144 Baselga J., Cortés J., Kim S. B., Im S. A., Hegg R., Im Y. H., Roman L., Pedrini J. L., Pienkowski T., Knott A., Clark E., Benyunes M. C., Ross G., Swain S. M. Pertuzumab plus Trastuzumab plus Docetaxel for Metastatic Breast Cancer, The New England Journal of Medicine 366, 2 (2012), s. 109-119 Trastuzumab DM1 – Charakterystyka Produktu Leczniczego: http://ec.europa.eu/health/documents/communityregister/2013/20131115127009/anx_127009_pl.pdf Wejście z dnia 25.03.2016 Verma S., Miles D., Gianni L. Trastuzumab Emtansine for HER2-Positive Advanced Breast Cancer, The New England Journal of Medicine, 5 (2012), s. 1-9 Krop I. E., Kim S. B., González-Martín A., LoRusso P. M., Ferrero J. M., Smitt M., Yu R., Leung A. C., Wildiers H. Trastuzumab emtansine versus treatment of physician's choice for pretreated HER2-positive advanced breast cancer (TH3RESA): a randomised, open-label, phase 3 trial, Lancet Oncology 15, 7 (2014), s. 689-99 Burstein H. J., Sun Y., Dirix L. Y., Jiang Z., Paridaens R., Tan A. R., Awada A., Ranade A., Jiao S., Schwartz G., Abbas R., Powell C., Turnbull K., Vermette J., Zacharchuk C., Badwe R. Neratinib, an Irreversible ErbB Receptor Tyrosine Kinase Inhibitor, in Patients With Advanced ErbB2-Positive Breast Cancer, Journal of Clinical Oncology, 28, 8 (2010), s. 1301-1307 Wong K. K, Fracasso P. M., Bukowski R. M. A phase I study with neratinib (HKI-272), an irreversible pan ErbB receptor tyrosine kinase inhibitor, in patients with solid tumors, Clinical Cancer Research, 15 (2009), s. 2552-2558 Swaby R., Blackwell K., Jiang Z., Sun Y., Dieras V., Zaman K., Zacharchuk C., Powell C., Abbas R., Thakuria M. Neratinib in combination with trastuzumab for the treatment of advanced breast cancer: A phase I/II study Journal of Clinical Oncology (Meeting Abstracts), 27,15 (2009), s. 1004 Burstein H. J., Elias A. D., Rugo H. S., Cobleigh M. A., Wolff A. C., Eisenberg P. D., Lehman M., Adams B. J., Bello C. L., DePrimo S. E., Baum C. M., Miller K. D. Phase II Study of Sunitinib Malate, an Oral Multitargeted Tyrosine Kinase Inhibitor, in Patients With Metastatic Breast Cancer 171 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. Previously Treated With an Anthracycline and a Taxane, Journal of Clinical Oncology 28, 11 (2008), s. 1810-1816 Barrios C. H., Liu M. C., Lee S. C., Vanlemmens L., Ferrero J. M., Tabei T., Pivot X., Iwata H., Aogi K., Lugo-Quintana R., Harbeck N., Brickman M. J., Zhang K., Kern K. A., Martin M. Phase III randomized trial of sunitinib versus capecitabine in patients with previously treated HER2-negative advanced breast cancer Breast Cancer Research and Treatment, 121 (2010), s.121-131 Dębska S., Potemski P. Leczenie hormonalne chorych na raka piersi z nadekspresją receptora HER2 Onkologia w Praktyce Klinicznej, 6, 6 (2010), s. 301-310 Baselga J., Campone M., Piccart M., Burris H. A., Rugo H. S., Sahmoud T., Noguchi T., Gnant M., Pritchard K. I., Lebrun F., Beck J. T., Ito Y., Yardley D., Deleu I., Perez A., Bachelot T., Vittori L., Xu Z., Mukhopadhyay P., Lebwohl D., Hortobagyi G. N. Everolimus in Postmenopausal HormoneReceptor – Positive Advanced Breast Cancer The New England Journal of Medicine, 366 (2012), s. 520-529 Laplante M., Sabatini D. M. mTOR signaling in growth control and disease, Cell, 149 (2012), s. 274-293 Hanahan D., Weinberg R. A. Hallmarks of cancer: the next generation., Cell, 144 (2011), s. 646-74 Dhillon S. Everolimus in combination with exemestane: a review of its use in the treatment of patients with postmenopausal hormone receptor-positive, HER2-negative advanced breast cancer, Drug, 73 (2013), s. 475-485 Shtivelband M. I. Everolimus in hormone receptor-positive advanced breast cancer: targeting receptor-based mechanisms of resistance, Breast 22, (2013), s. 405-410 Johnston S. R. Clinical efforts to combine endocrine agents with targeted therapies against epidermal growth factor receptor/ human epidermal growth factor receptor 2 and mammalian target of rapamycin in breast cancer, Clinical Cancer Research, 12 (2006), s. 1061-1068 Baselga J., Semiglazov V., van Dam P. Phase II randomized study of neoadjuvant everolimus plus letrozole compared with placebo plus letrozole in patients with estrogen receptor-positive breast cancer, Journal of Clinical Oncology, 27 (2009), s. 2630-2637 Bachelot T., Bourgier C., Cropet C., Ray-Coquard I., Ferrero J. M., Freyer G. Randomized phase II trial of everolimus in combination with tamoxifen in patients with hormone receptor-positive, human epidermal growth factor receptor 2-negative metastatic breast cancer with prior exposure to aromatase inhibitors: a GINECO study, Journal of Clinical Oncology, 30 (2012), s. 2718-24 Beaver J. A., Park B. H. The BOLERO-2 trial: the addition of everolimus to exemestane in the treatment of postmenopausal hormone receptor-positive advanced breast cancer, Future Oncology, 8, 6 (2012), s. 651-657 Wolff A. C., Lazar A. A., Bondarenko I., Garin A. M., Brincat S., Chow L. Randomized phase III placebo-controlled trial of letrozole plus oral temsirolimus as first-line endocrine therapy in postmenopausal women with 172 Rak piersi – obecne standardy leczenia onkologicznego i perspektywy na przyszłość 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. locally advanced or metastatic breast cancer, Journal of Clinical Oncology, 31 (2013), s. 195-202 Keir M. E., Butte M. J., Freeman G. J., Sharpe A. H. PD-1 and its ligands in tolerance and immunity, Annual Review of Immunology, 26 (2008), s. 677-704 Riley J. L. PD-1 signaling in primary T cells, Immunological Reviews, 229 (2009), s. 114-125 Robert C., Schachter J., Long G. V., Arance A., Grob J. J., Mortier L., Daud A., Carlino M. S., McNeil C., Lotem M., Larkin J., Lorigan P., Neyns B., Blank C. U., Hamid O., Mateus C., Shapira-Frommer R., Kosh M., Zhou H., Ibrahim N., Ebbinghaus S., Ribas A. Pembrolizumab versus Ipilimumab in Advanced Melanoma The New England Journal of Medicine, 372 (2015), s. 2521-2532 Garon E. B., Rizvi N. A., Hui R., Leighl N., Balmanoukian A. S., Eder J. P., Patnaik A., Aggarwal C., Gubens M., Horn L., Carcereny E., Ahn M. J., Felip E., Lee J. S., Hellmann M. D., Hamid O., Goldman J. W., Soria J. C., DolledFilhart M., Rutledge R. Z., Zhang J., Lunceford J. K., Rangwala R., Lubiniecki G. M., Roach C., Emancipator K., Gandhi L. Pembrolizumab for the Treatment of Non-Small-Cell Lung Cancer The New England Journal of Medicine, 372 (2015), s. 2018-2028 Plimack E. R., Bellmunt J., Gupta S., Berger R., Montgomery R. B., Heath K., Juco J., Emancipator K., Pathiraja K., Lunceford J. K., Perini R. F., O'Donnell P. H. Pembrolizumab (MK-3475) for advanced urothelial cancer: Updated results and biomarker analysis from KEYNOTE-012. Journal of Clinical Oncology, 33 (2015), s. 4502 Zinzani P. L., Ribrag V., Moskowitz C. H. Phase 1b Study of PD-1 Blockade with Pembrolizumab in Patients with Relapsed/Refractory Primary Mediastinal Large B-Cell Lymphoma (PMBCL), Blood, 126 (2015), s. 3986-3986 Ding W., Dong H., Call T. G. PD-1 Blockade with Pembrolizumab (MK3475) in Relapsed/Refractory CLL Including Richter Transformation: An Early Efficacy Report from a Phase 2 Trial (MC1485), Blood, 126 (2015), s. 834-834 Disis M. L., Stanton S. L. Triple-Negative Breast Cancer: Immune Modulation as the New Treatment Paradigm http://meetinglibrary.asco.org/content/11500025-156 wejście z dnia 2.04.2016 Muenst S., Schaerli A. R., Gao F., Däster S., Trella E., Droeser R. A., Muraro M. G., Zajac P., Zanetti R. Expression of programmed death ligand 1 (PD-L1) is associated with poor prognosis in human breast cancer, Breast Cancer Research and Treatment 146, 1 (2014), s. 15-24 Pembrolizumab, Charakterystyka Produktu Leczniczego: http://www.ema.europa.eu/docs/pl_PL/document_library/EPAR__Product_Information/human/003820/WC500190990.pdf wejście z dnia 5.04.2016 Nanda R., Chow L. Q., Dees E. C., Berger R., Gupta S., Geva R., Pusztai L., Dolled-Filhart M., Emancipator K., Gonzalez E. J., Houp J., Pathiraja K., Karantza V., Iannone R., Gause C. K., Cheng J. D., Buisseret L. Abstract S109: A phase Ib study of pembrolizumab (MK-3475) in patients with advanced triple-negative breast cancer Cancer Research, 75 (2015), s. 1-9 Rugo H. S., Delord J. P., Im S. A., Ott P. A., Piha-Paul S. A., Bedard P. L., Sachdev J., Le Tourneau C., van Brummelen E., Varga A., Saraf S., 173 Katarzyna Schab, Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. Pietrangelo D., Karantza V., Tan A. Abstract S5-07: Preliminary efficacy and safety of pembrolizumab (MK-3475) in patients with PD-L1-positive, estrogen receptor-positive (ER+)/HER2-negative advanced breast cancer enrolled in KEYNOTE-028, Cancer Research, 76 (2016), s. 5-7 Emens L. A., Braiteh F. S., Cassier P. Inhibition of PD-L1 by MPDL3280A leads to clinical activity in patients with metastatic triple-negative breast cancer. Presented at San Antonio Breast Cancer Symposium. December 9-13, 2014. San Antonio, TX Dębska S., Kubicka J., Czyżykowski R., Habib M., Potemski P. Inhibitory PARP – podstawy teoretyczne i zastosowanie kliniczne, Postepy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 66 (2012), s. 311-321 Krishnakumar R., Kraus W. L. The PARP side of the nucleus: molecular actions, physiological outcomes, and clinical targets, Molecular Cell, 39 (2010), s. 8-24 Ferrari E., Lucca C., Foiani M. A lethal combination for cancer cells: synthetic lethality screenings for drug discovery, European Journal of Cancer, 46 (2010), s. 2889-2895 O’Shaughnessy J., Osborne C., Pippen J. E., Yoffe M., Patt D., Rocha C., Koo I. C., Sherman B. M., Bradley C. Iniparib plus chemotherapy in metastatic triple-negative breast cancer, The New England Journal of Medicine, 364 (2011), s. 205-214 O’Shaughnessy J., Schwartzberg L. S., Danso M. A., Rugo H. S., Miller K., Yardley D. A., Carlson R.W., Finn S. R., Charpentier E., Freese M., Gupta S., Blackwood-Chirchir A., Winer E. P. A randomized phase III study of iniparib (BSI-201) in combination with gemcitabine/carboplatin (G/C) in metastatic triple-negative breast cancer (TNBC), Journal of Clinical Oncology, 29 (2011), s. 1007 Meindl A., Ditsch N., Kast K., Rhiem K., Schmutzler R. K. Hereditary breast and ovarian cancer: new genes, new treatments, new concepts, Deutsches Arzteblatt International, 108 (2011), s. 323-330 Fong P. C., Boss D. S., Yap T. A., Tutt A., Wu P., Mergui-Roelvink M., Mortimer P., Swaisland H., Lau A., O’Connor M. J., Ashworth A., Carmichael J., Kaye S. B., Schellens J. H., de Bono J. S. Inhibition of poly(ADP-ribose) polymerase in tumors from BRCA mutation carriers, The New England Journal of Medicine, 361 (2009), s. 123-134 Tutt A., Robson M., Garber J. E., Domchek S. M., Audeh M. W., Weitzel J. N., Friedlander M., Arun B., Loman N., Schmutzler R. K., Wardley A., Mitchell G., Earl H., Wickens M., Carmichael J. Oral poly(ADP-ribose) polymerase inhibitor olaparib in patients with BRCA1 or BRCA2 mutations and advanced breast cancer: a proof-of-concept trial, Lancet, 376 (2010), s. 235-244 Audeh M. W., Carmichael J., Penson R. T., Friedlander M., Powell B., BellMcGuinn K. M., Scott C., Weitzel J. N., Oaknin A., Loman N., Lu K., Schmutzler R. K., Matulonis U., Wickens M., Tutt A. Oral poly(ADP-ribose) polymerase inhibitor olaparib in patients with BRCA1 or BRCA2 mutations and recurrent ovarian cancer: a proof-of-concept trial, Lancet, 376 (2010), s. 245-251 174 Rak piersi – obecne standardy leczenia onkologicznego i perspektywy na przyszłość Rak piersi – obecne standardy leczenia onkologicznego i perspektywy na przyszłość Streszczenie Wstęp: Nowotwory złośliwe po chorobach układu krążenia stanowią najczęstszą przyczynę zgonów w populacji ogólnej i stały się problemem o zasięgu społecznym. Rak piersi to najczęściej występujący nowotwór złośliwy u kobiet w Polsce i krajach zachodnich. Szacuje się, że zachorowalność na ten nowotwór w naszym kraju sięga około 52/100 000 rocznie. Cel pracy: Zaprezentowanie aktualnych standardów leczenia onkologicznego raka piersi wraz z danymi o jego skuteczności oraz przegląd dotychczasowych i obecnie prowadzonych badań klinicznych. Metody: W pracy dokonano przeglądu krajowych i międzynarodowych wytycznych postępowania u chorych z nowotworami piersi. W oparciu o dostępne publikacje naukowe z okresu 2006-2016 podsumowano wyniki dotychczasowych badań nad nowymi metoamid leczenia raka piersi. Wnioski: Standardowe leczenie onkologiczne raka piersi zależy od typu histologicznego, obecności receptorów na powierzchni komórek guza oraz stopnia zaawansowania klinicznego i uwzględnia metody leczenia miejscowego (leczenie chirurgiczne, radioterapia) oraz systemowego (chemioterapia, hormonoterapia, leczenie ukierunkowane molekularnie). W ciągu ostatnich dekad udało się znacząco wydłużyć czas przeżycia pacjentek z rozpoznaniem raka piersi, jednak nie dotyczy to wszystkich grup chorych. Podejmowanych jest wiele badań klinicznych zmierzających do poprawy wyników leczenia pacjentek z rakiem piersi zarówno we wczesnych jak i późnych stadiach choroby. Słowa kluczowe: rak piersi, leczenie systemowe, badania kliniczne The therapy of breast cancer – current standards and new perspectives Abstract Introduction: Cancers are the second most common cause of mortality in general population, giving way only to the cardiovascular diseases. Nowadays they are more and more commonly considered a modern-age diseases. Breast cancer is the most common malignancy in women in Poland and western countries. Its morbidity has been estimated for 52 new cases per 100 000 annually. Aim:The aim of the paper was to present current standards of breast cancer treatment as well as to introduce new potential drugs that have been investigated within clinical trials Methods: We based on recommendations of Polish, European and American groups of experts and papers published between 2006 and 2016. Conclusions: Standard oncological therapy of breast cancer depends on the histological type, tumor receptor status and finally the clinical stage of the disease. The available methods of treatment involve surgery, radiotherapy and systemic treatment (chemotherapy, hormonal therapy and targeted therapy). Within the past few decades the outcomes of the treatment of breast cancer have been improved, however, this goal has not been achieved in all groups of patients. There are many clinical trials undertaken to improve the outcomes of treatment in patients with early or advanced breast cancer. In the paper we review the current recommendations for standard oncological treatment in breast cancer patients as well as clinical trials Keywords: breast cancer, systemic treatment, clinical trials 175 Magdalena Sowa1, Iwona Głowacka2, Tomasz Nowikiewicz3 Rak piersi jako choroba cywilizacyjna – profilaktyka pierwotna i wtórna raka piersi 1. Wprowadzenie Najczęściej diagnozowanym nowotworem złośliwym u polskich kobiet jest rak gruczołu piersiowego. W naszym kraju stanowi on również drugą pod względem częstości przyczynę zgonów z powodów onkologicznych (po raku płuc). Mimo znacznego rozwoju nauk medycznych, licznych programów profilaktycznych oraz zauważalnej poprawie odległych wyników leczenia, współczynnik zachorowań stale rośnie [1, 2]. Statystyki medyczne wskazują na występowanie około 12 000 nowych przypadków rocznie w populacji polskiej, z czego umiera z tego powodu średnio 5 000 kobiet [3-5]. Stanowi ponad 20% z ogólnej liczby zachorowań na nowotwory wśród płci żeńskiej. Bazując na danych epidemiologicznych National Cancer Institute oszacowuje się, że ryzyko zachorowania na raka piersi w życiu każdej kobiety wynosi blisko 12% i wzrasta wraz z upływem lat [6-8]. Można wywnioskować, że częstość występowania raka piersi jest poniekąd związana z rozwojem cywilizacji. Należy zauważyć, że znacznie wyższe wskaźniki zachorowalności odnotowuje się w krajach o wysokim stopniu rozwoju gospodarczego, w porównaniu do krajów biedniejszych. Zgodnie z danymi opublikowanymi przez Tkaczuk i wsp., w 2010 roku z powodu raka piersi w krajach o wysokim stopniu rozwoju ekonomicznego zmarło blisko 68 000 kobiet w wieku rozrodczym, natomiast w krajach ubogich odnotowano około 26 000 zgonów z tego powodu [4, 9]. Kraje północnej i zachodniej Europy, Australia i Ameryka Północna to 1 Katedra i Zakład Laseroterapii i Fizjoterapii, Katedra Chirurgii Onkologicznej, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Collegium Medicum w Bydgoszczy, [email protected], https://www.cm.umk.pl 2 Katedra i Klinika Rehabilitacji, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Collegium Medicum w Bydgoszczy, [email protected], https://www.cm.umk.pl 3 Katedra Chirurgii Onkologicznej, Oddział Kliniczny Nowotworów Piersi i Chirurgii Rekonstrukcyjnej, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Collegium Medicum w Bydgoszczy, https://www.cm.umk.pl 176 Rak piersi jako choroba cywilizacyjna – profilaktyka pierwotna i wtórna raka piersi regiony, w których odnotowuje się najwyższy wskaźnik zachorowalności. Średnia wartość wskaźnika zachorowalności występuje w Azji Południowo – Wschodniej i Europie Środkowo-Wschodniej. Najniższą wartością odznaczają się kraje Afryki. Wartość wskaźnika zachorowalności uwarunkowana jest przede wszystkim czynnikiem demograficznym, związanym ze starzeniem się społeczeństwa [1-5]. Należy mieć na uwadze, że część kobiet mimo odczuwanych objawów nie zgłasza się do lekarza onkologa, nie diagnozuje się, nie poddaje leczeniu, przez co nie zostaje objęte statystyką. Z uwagi na ten fakt, dane epidemiologiczne zachorowalności i umieralności na raka piersi mogą być zaniżone. Największe ryzyko zachorowania występuje wśród kobiet w przedziale wiekowym 50-70 lat [1-3]. U pań w wieku prokreacyjnym dostrzec można wzrost wskaźnika zachorowalności, jednakże współczynnik umieralności w tej grupie wiekowej jest malejący. Wśród kobiet w wieku okołomenopauzalnym występuje wzrost zachorowalności oraz względnie stały poziom umieralności – pacjentki w tym wieku stanowią najliczniejszą grupę kobiet cierpiących na nowotwór złośliwy gruczołu piersiowego [4]. Uważa się za Tabor i wsp., że wczesne wykrycie nowotworu złośliwego, w dużym stopniu przyczynia się do terapii onkologicznych zakończonych sukcesem, a także obniża współczynnik umieralności o około 25% [10]. Polska należy do krajów, gdzie występuje średnie ryzyko zachorowania [1]. W populacji polskiej nadal średnie wyniki przeżyć pięcioletnich są gorsze w porównaniu do średniej europejskiej. Od połowy lat 90. odnotowano poprawę wyników leczenia, co przełożyło się na zmniejszenie wskaźnika umieralności. Mimo to rak piersi stanowi jedną z głównych przyczyn zgonów wśród kobiet. Statystyki medyczne wskazują, że w ciągu ostatnich 20 lat w Polsce doszło do ograniczania tendencji pogarszania się wskaźnika umieralności i zwiększenia liczby 5-letnich przeżyć [3]. W populacji polskiej po leczeniu onkologicznym raka piersi, średnia przeżycia wynosi około 20 lat. Z danych opublikowanych przez Zych i wsp., wynika, że występowanie raka piersi wykazuje duże zróżnicowanie w zależności od statusu materialnego i społecznego, stanu cywilnego, miejsca zamieszkania czy przeszłości położniczej [2]. Z uwagi na powyższe dane epidemiologiczne, współcześnie rak piersi jest nie tylko problemem o charakterze medycznym, ale również społecznym. Tak więc, problem raka piersi jest szczególnie istotny, ponieważ wiąże się nie tylko z zaburzeniami funkcjonowania w wymiarze fizycznym, ale także psychicznym i społecznym [11-13]. 177 Magdalena Sowa, Iwona Głowacka, Tomasz Nowikiewicz 2. Cel pracy Celem niniejszej pracy było przedstawienie aktualnych danych epidemiologicznych związanych z zachorowalnością oraz wynikami leczenia zmian nowotworowych w obrębie gruczołu piersiowego a także przybliżenie tematyki badań profilaktycznych wchodzących w skład profilaktyki pierwotnej i wtórnej raka piersi. Zwrócono uwagę na czynniki predysponujące do nowotworzenia w obrębie gruczołu piersiowego. 3. Materiały i metody W pracy posługując się metodą analizy piśmiennictwa zamieszczonego w latach 2005-2016 w internetowych, medycznych bazach danych, przedstawiono dane epidemiologiczne, czynniki ryzyka oraz metody profilaktyki pierwotnej i wtórnej raka sutka. 4. Aktualny stan wiedzy Dynamiczny rozwój profilaktyki i diagnostyki medycznej oraz wdrożenie nowoczesnych metod leczenia, nie zmieniły niestety tendencji wzrostowej współczynnika zachorowalności na raka piersi. Zgodnie z literaturą przedmiotu wykorzystuje się niewiele ponad 20% możliwości mammografów, zaś promocja wczesnej diagnostyki i szybkiego wdrożenia terapii, może przyczynić się do zmniejszenia współczynnika umieralności o ok. 20-30% [14]. Mimo rozwoju medycyny, jak dotąd nie odkryto żadnej metody profilaktycznej, diagnostycznej czy leczniczej, mogącej zaoferować więcej szans na wyleczenie, niż właśnie wczesne rozpoznanie choroby [15]. Profilaktyka pierwotna Profilaktyka pierwotna to szereg działań mających na celu zmniejszenie wskaźnika zachorowalności na raka sutka. Bezsprzecznym wydaje się fakt, iż jednym z najtańszych aspektów profilaktyki pierwotnej jest ograniczanie a nawet eliminacja modyfikowalnych czynników ryzyka rozwoju raka gruczołu piersiowego. Ich znajomość wśród kobiet oraz w miarę możliwości skuteczne im zapobieganie, być może przyczyniłaby się do zmniejszenia liczby nowych przypadków. Eliminacja niekorzystnych zachowań nierozerwalnie wiąże się ze świadomością prozdrowotną kobiet [4, 6]. Mówiąc o etiologii raka piersi należy podkreślić, iż jest chorobą wieloczynnikową [14]. Czynnikami ryzyka zachorowania na nowotwór złośliwy piersi wyselekcjonowanymi w badaniach molekularnych i epidemiologicznych są płeć żeńska – odsetek zachorowań u mężczyzn to około 1% [17]. Do czynników ryzyka zalicza się także wiek – najbardziej narażone są kobiety w przedziale wiekowym 50-70 lat; otyłość – zwłaszcza typu brzusznego w wieku pomenopauzalnym [1, 17]. Kobiety otyłe mają 178 Rak piersi jako choroba cywilizacyjna – profilaktyka pierwotna i wtórna raka piersi 3,5 wyższe ryzyko zachorowania w porównaniu do kobiet szczupłych [18]. Codzienne spożywanie wysokoprocentowego alkoholu także zwiększa ryzyko zachorowania. Tymczasem prawidłowa dieta, bogata w warzywa i owoce oraz regularna aktywność fizyczna redukują ryzyko zachorowania [19]. W procesie kancerogenezy w obrębie sutka istotne znaczenie mają również mutacje genetyczne zwłaszcza genów BRCA1 i BRCA 2. Nosicielstwo mutacji genu BRCA1 wiąże się z 70-80% wyższym ryzykiem zachorowania, w przypadku BRCA 2 penetracja jest mniejsza, niemniej jednak nadal sięga 60%. Warto zaznaczyć ze mutacje genowe u kobiet z rozpoznanym rakiem piersi wykrywane są jedynie u 5-15% [1, 3, 20]. Przedłużona ekspozycja na okres estrogenowy (wczesna pierwsza miesiączka przed 12 r. ż. i późna menopauza – po 55 r.ż.) także zwiększa ryzyko nowotworzenia. Negatywna przeszłość ginekologiczno-położnicza, czyli urodzenie pierwszego dziecka po 30 roku życia lub bezdzietność także podwyższają ryzyko zachorowania [21]. Podaż egzogennych estrogenów w postaci hormonalnych pigułek antykoncepcyjnych, które stymulują proliferację komórek nabłonkowych w obrębie gruczołu piersiowego lub hormonalnej terapii zastępczej (HTZ) także istotnie zwiększa ryzyko zachorowania. Istotne zatem wydaje się być propagowanie wczesnego macierzyństwa oraz przemyślane stosowanie egzogennych estrogenów [1-3, 21]. Kobiety, u których krewnym I stopnia zdiagnozowano raka piersi również znajdują się w grupie zwiększonego ryzyka zachorowania. Do pozostałych czynników ryzyka zalicza się tzw. „wysoką gęstość sutka”, guzy z rozrostem i obecnością komórek atypowych, długotrwały stres, palenie tytoniu, ograniczona aktywność fizyczna, nowotwór złośliwy jajnika bądź trzonu macicy w wywiadzie [1÷3]. Ekspozycja na promieniowanie jonizujące także zaliczana jest do czynników ryzyka. Unikanie napromieniania wydaje się mieć istotne znaczenie, zwłaszcza wśród młodych kobiet [4, 9, 14, 22]. Najistotniejszym a zarazem najtańszym aspektem w ramach profilaktyki pierwotnej jest ograniczanie lub eliminacja modyfikowalnych czynników ryzyka, związanych ze stylem życia. Analiza piśmiennictwa wskazuje, iż u ponad 50% chorych na raka piersi nie występują żadne z powszechnie znanych czynniki ryzyka [22]. W ramach profilaktyki pierwotnej stosuje się także chemioprofilaktykę. W wielu badaniach z obecnością randomizacji wykazano pozytywny wpływ selektywnych modulatorów receptora estrogenowego – tamoksyfenu i raloksyfenu, w ograniczeniu rozwoju raka pierwotnego sutka, wśród kobiet z grupy zwiększonego ryzyka zachorowania. W 1998 roku Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) wydała zgodę na stosowanie tamoksyfenu w grupie kobiet o zwiększonym ryzyku zachorowania w okresie przed- i pomenopauzalnym. W 2007 roku FDA 179 Magdalena Sowa, Iwona Głowacka, Tomasz Nowikiewicz zaakceptowała także raloksyfen, u kobiet ze zwiększonym ryzykiem zachorowania, w wieku pomenopauzalnym. Tamoksyfen jest inhibitorem angiogenezy, posiada właściwości estrogenowe i antyestrogenowe, indukuje śmierć komórek. Nie zmniejsza ryzyka zachorowania na raka jajnika, jednakże kilkukrotnie zwiększa ryzyko rozwoju raka błony śluzowej macicy. Chemioprofilaktyka stosowana przez okres 3 lat, ma zabezpieczyć nosicielkę mutacji genów BRCA1 lub/i BRCA2 na następne 10 lat [4, 14, 23]. Do działań wchodzących w skład profilaktyki pierwotnej należy także profilaktyczna obustronna podskórna mastektomia, która niweluje ryzyko o około 80- 95% oraz profilaktyczna adneksetomia połączona z usunięciem macicy w przypadku obciążenia mutacjami BRCA1 przed 40 rokiem życia. Postępowanie to ogranicza rozwój raka sutka od 60-75%. Zarówno obustronna mastektomia jak i usunięcie narządów rodnych są bardzo kontrowersyjnym tematem, zgłasza w grupie kobiet w wieku prokreacyjnym [4, 23]. Reasumując, istotne znaczenie w profilaktyce pierwotnej ma ograniczanie modyfikowalnych czynników ryzyka. Współczesna medycyna, w działania prewencyjnych, jest silnie ograniczona. Profilaktyka wtórna W pracy Tabor i wsp. [10] podkreśla się, że rak gruczołu piersiowego cechuje się długim okresem przedklinicznym, pierwsze symptomy pojawiają się po latach fazy utajonej, natomiast czynnik rokowniczy ściśle zależny jest od stopnia zaawansowania klinicznego. Podkreśla się także związek pomiędzy wielkością guzka, a fazą symptomów wskazujących na rozprzestrzenianie się guza. Badania skriningowe mają na celu rozpoznanie choroby w stadium niemanifestującym się klinicznie, we wczesnym stopniu zaawansowania, co przekłada się na odległe wyniki leczenia. Warunkiem zapewniającym skuteczność skriningu jest masowy udział społeczeństwa, wysoka jakość oraz długoterminowość. Drugorzędowym celem badań przesiewowych jest zmniejszenie kosztów terapii onkologicznych [4, 14,23]. Badaniem przesiewowym w raku piersi jest mammografia rentgenowska. Jej swoistość ocenia się na 94-97%, zaś czułość na 77-95% [1, 3,15, 16]. Wczesne wykrycie nowotworu złośliwego sutka daje szansę na wdrożenie leczenia chirurgicznego, pozwalającego na oszczędzenie piersi, zmniejsza ryzyko rozsiewu choroby nowotworowej a także wznowy, co pozytywnie wpływa na wyniki 5-letnich przeżyć oraz jakość życia chorych [4]. Masowy udział kobiet w badaniach mammograficznych może obniżać wskaźnik umieralności na raka sutka o 15-35% [24]. Badanie jest wykonywane w dwóch projekcjach: przyśrodkowo-bocznej oraz kraniowo-kauzalnej [3]. Szacuje się, że w wyspecjalizowanych ośrodkach, w których istnieje możliwość konsultacji specjalistów radiologii, onkologii, chirurgii i patomorfologii powinno się wykonywać rocznie blisko 2000 180 Rak piersi jako choroba cywilizacyjna – profilaktyka pierwotna i wtórna raka piersi mammografii rentgenowskich rocznie. Kobiety, u których mammografia uwidoczniła zmiany, poddawane są dalszej diagnostyce [1 -5, 15, 16]. Opis badania mammograficznego podlega standaryzacji – w 2003 roku wdrożono siedmiostopniowy system BIRADS. Opis mammografii odpowiadający BIRADS 1 to wynik prawidłowy. Inny wynik wymaga przeprowadzenia dalszej diagnostyki [4, 23]. Częstość wykonywania mammografii oraz przedział wiekowy nadal stanowią kwestię dyskusyjną. Polska Unia Onkologii zaleca wykonywanie mammografii w wieku 50-69 co 2 lata. U kobiet z grupy zwiększonego ryzyka zachorowania w wieku 40-49 rekomenduje się wykonanie mammografii co 12-18 miesięcy. Polska Unia Onkologii nie proponuje badań skriningowych przed 40. rokiem życia oraz u pań po 70-tce. Polskie Towarzystwo Ginekologiczne (PTG) w rekomendacjach z 2005 roku opowiada się za wykonywaniem mammografii w wieku 45-50 co 24 miesiące, zaś po 50. r.ż. co rok. PTG podkreśla rolę lekarzy ginekologów w profilaktyce raka sutka oraz zwraca uwagę na konieczność objęcia wczesną opieką osób z dużym ryzykiem zachorowania na raka piersi. Amerykańskie Towarzystwo Onkologiczne u kobiet z grupy wysokiego ryzyka zachorowania (wczesne zachorowanie krewnych pierwszego stopnia i drugiego na raka piersi lub/i jajnika- przed 40 rokiem życia, obciążenie mutacją genetyczną BRCA1 lub BRCA2, zdiagnozowanie u krewnych pierwszego stopnia raka metasynchronicznego lub synchronicznego) zaleca wykonywanie badania ginekologicznego, badania USG a także oznaczanie markeru CA 125 we krwi co rok po 30. roku życia. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) opowiada się za wykonywaniem mammografii wśród kobiet w wieku 50-69 co 1-2 lata, nie zaleca natomiast samobadania piersi oraz badania lekarskiego, jako metod badań przesiewowych. W Polsce zgodnie z założeniami Populacyjnego Programu Wczesnego Wykrywania Raka Piersi badanie mammograficzne skierowane jest do kobiet w przedziale wiekowym 50-69 co 2 lata, natomiast u kobiet z grupy wysokiego ryzyka zachorowania co rok [2, 3, 4, 8, 14, 16, 23]. Obecnie, podkreśla się niewystarczającą skuteczność mammografii, zwłaszcza u kobiet z dużym ryzykiem zachorowania [4]. W literaturze przedmiotu opisywano wykorzystanie RM jako badania skriningowego w raku piersi, który w porównaniu do mammografii wykazuje większą czułość. Z uwagi na duże koszty a także częste fałszywie dodatnie wyniki nie rekomenduje się wdrożenia tego badania jako metody skriningowej [4]. Ultrasonografia jest badaniem zalecanym u młodych kobiet z tzw. dużą „gęstością sutka” oraz ciężarnych. Jest badaniem uzupełniającym diagnostykę mammograficzną. Badanie USG pozwala na ocenę przewodów mlecznych a także na różnicowanie zmian litych od cystycznych [1, 3, 4, 14]. 181 Magdalena Sowa, Iwona Głowacka, Tomasz Nowikiewicz W pracy Pawlickiego i wsp. [ 25] samobadanie piersi opisywane jest jako tania i skuteczna metoda wykrywania zmian. Czułość samobadania ocenia się na 12-41%. Blisko 90% zmian nowotworowych wykrywanych jest przez kobiety w momencie samobadania piersi. Badanie palpacyjne przez lekarza traktowane jest jako uzupełniające proces profilaktyki wtórnej. Czułość ocenia się na 40-69%, w dużej mierze czułość uzależniona jest od doświadczenia osoby badającej [4, 23]. 5. Podsumowanie Literatura przedmiotu podkreśla znaczenie edukacji zdrowotnej, będącej fundamentem promocji zdrowia w procesie profilaktyki pierwotnej. Promocja zdrowia ma na celu zwiększenie świadomości prozdrowotnej kobiet. Rozumiana jest jako wieloetapowy proces, w którym człowiek uczy się dbałości o zdrowie nie tylko własne, ale również rodziny i społeczności, w której żyje. Przekonania i zachowania zdrowotne, w dużej mierze są wyznacznikiem prezentowanego poziomu wiedzy. Analiza wyników prowadzonych badań, dowodzi niewystarczającej wiedzy kobiet i mężczyzn na temat profilaktyki raka piersi [4, 14]. Badania prowadzone przez Woźniak i wsp. [26], dowiodły, że w 100-osobowej, losowo dobranej grupie badanej aż 55% respondentów nie potrafiło odpowiedzieć na żadne pytanie dotyczące profilaktyki raka piersi oraz żeńskich narządów płciowych. Z badań Zych i wsp. [2], wynika, że tylko co druga ankietowana potrafi wymienić zaledwie 4 symptomy mogące sugerować proces nowotworowy w obrębie sutka. W pracy Zapały i wsp. [16], podkreśla się jak wiele na przestrzeni ostatnich lat zrobiono już w celu rozszerzenia wiedzy społeczeństwa na temat profilaktyki pierwotnej i wtórnej chorób nowotworowych, jednakże pozostało jeszcze bardzo wiele do zrobienia w celu wyuczenia ludności prozdrowotnych nawyków, aby zapobiec śmierci około 5 000 kobiet rocznie z rozpoznanym rakiem sutka. Z uwagi na niezadowalający stan wiedzy kobiet na temat metod profilaktyki pierwotnej i wtórnej istnieje potrzeba edukacji zdrowotnej społeczeństwa, wskazanie działań mających na celu umacnianie zdrowia i przeciwdziałanie chorobom, a także przekazywanie wiedzy na temat postaw i zachowań prozdrowotnych. Edukowanie społeczeństwa o szkodliwych czynnikach mogących prowadzić do transformacji nowotworowej, uczy dokonywać właściwych wyborów i zachowań zdrowotnych. Upowszechnianie wiedzy, popularyzacja akcji i kampanii profilaktycznych, wydają się być warte poświęcenia uwagi i każdego wysiłku. W procesie zapobiegania nowotworzeni, istotne znaczenie ma wiedza na temat czynników ryzyka i ich znaczenia w rozwoju choroby. 182 Rak piersi jako choroba cywilizacyjna – profilaktyka pierwotna i wtórna raka piersi Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. Pieńkowski T. Rak piersi. Leczenie ogólnoustrojowe, Med.-Media, (2011), s. 23-24 Zych B., Marć M., Bińkowska-Bury M. Stan wiedzy kobiet po 35 roku życia w zakresie profilaktyki raka piersi, Przegląd Medyczny Uniwersytetu Rzeszowskiego, 1 (2006), s. 27-33 Pawlicki M. Nowe nadzieje i możliwości leczenia, medica Press, (2011), s. 30-41 Tkaczuk-Włach J., Sobstyl M., Jakiel G. Rak piersi – znaczenie profilaktyki pierwotnej i wtórnej, Przegląd menopauzalny, 4 (2012), s. 343-347 Didkowska J., Wojciechowska U., Zatoński W. Nowotwory w Polsce w roku 2009, Centrum Onkologii Instytut, (2011), s. 5-23 Pepłońska B., Szeszenica-Dąbrowska N. Zawodowe czynniki ryzyka raka piersi w badaniach epidemiologicznych, Medycyna Pracy, 6 (2001), s. 483-495 Ries L. A. G., Harkins D., Krapcho M., Mariotto A., Miller B. A., Feuer E. J., Clegg L., Eisner M. P., Horner M. J., Howlader N., Hayat M., Hankey B. F., Edwards B. K. SEER Cancer Statistics Review, 1975-2003, National Cancer Institute, (2006) Szewczyk K. Epidemiologia i profilaktyka raka piersi, w: Kornafel J. (red.). Rak piersi, CMKP, (2011), s. 20-45 Suszyńska K., Kulik T., Pacian A Ocena zachowań prozdrowotnych dotyczących profilaktyki raka piersi u kobiet w makroregionie lubelskim, Medycyna Ogólna i Nauki o Zdrowiu, 3 (2013), s. 370-374 Tabor L., Tot T., Dean P. Rak piersi. Wczesne wykrywanie przy użyciu mammografii, MediPage, (2010), s. 22-29 Pawlik M., Kaczmarek Borowska B. Akceptacja choroby nowotworowej u kobiet po mastektomii, Przegląd Medyczny Uniwersytetu Rzeszowskiego i Narodowego Instytutu Leków w Warszawie, 2 (2013), s. 203-211 Ślubowska M., Ślubowski T. Problemy psychosocjalne w raku piersi, Psychoonkologia, 1 (2008), s. 14-25 Nowicki A., Kwasińska E., Rzepka K., Walentowicz M., Grabiec M. Wpływ choroby na życie emocjonalne kobiet po operacji raka piersi zrzeszonych w klubach „Amazonka”, Ann. Acad. Med. Siles., Roczniki Pomorskiej Akademii Medycznej w Szczecinie, 5 (2009), s. 81-85 Najdyhor E., Krajewska-Kułak E., Krajewska-Ferishah K. Wiedza kobiet i mężczyzn na temat profilaktyki raka piersi, Ginekol. Pol., 84 (2013), s. 116-125 Dziukowa J., Wesołowska E. Mammografia diagnostyce raka sutka, wyd. II, Medi Page, (2006), s. 25-40 Zapała E., Jaeschake R. Mammografia w badaniu przesiewowym w kierunku raka piersi – przegląd systematyczny, Med. Prakt., 2 (2007), s. 148-150 Assi H., Khoury K., Dbouk H., Khalil L. E., Mouhieddine T. H., El Saghir N. S. Epidemiology and prognosis of breast cancer in young women, J Thor Disease, 5 (2013), s. 2-8 Grodecka- Gazdecka S. Association between obesity and breast cancer, Forum Zaburzeń Metabolicznych, 4 (2011), s. 231-238 Matkowski R. Etiopatogeneza raka piersi, w: Markowska J., (red). Ginekologia Onkologiczna, Urban & Partner, (2006), s. 20-60 Malone K. E., Begg C. B., Haile R. W., Borg A., Concannon P., Tellhed L., Xue S., Teraoka S., Bernstein L., Capanu M., Reiner A. S., Riedel E. L., 183 Magdalena Sowa, Iwona Głowacka, Tomasz Nowikiewicz 21. 22. 23. 24. 25. 26. Thomas D. C., Mellemkiaer L., Lynh Ch. F., Culver H., Bernstein J. L., Boice J. D. Population Based – Study of the Risk of Second Primary Contralateral Breast Cancer Associated With Carrying a Mutation in BRCA 1 or BRCA2, J Clin Oncol., 14 (2010), s. 2404-2410 Makowski M., Połać I., Pertyński T. Estrogeny a rak sutka, Prz Menopauz., 3 (2007), s. 150-154 Malczyk E., Majkrzak Ż. Selected elements of lifestyle and risk of breast cancer, Probl Hig Epidemiol., 4 (2014), s. 827-830 Szkiela M., Kardas-Worach H., Marcinkowski J. Nowotwór złośliwy piersi – epidemiologia, czynniki ryzyka, znaczenie profilaktyki pierwotnej i wtórnej, Probl Hig Epidemiol., 2 (2014), s. 292- 302 Kordek R. Onkologiczne badania skriningowe, Służba Zdrowia nr 5-8 z 22 stycznia 2007 Pawlicki M. Rak piersi – nowe nadzieje i możliwości leczenia, Alfa Medica Press., (2002), s. 25-60 Woźniak I. Wiedza o schorzeniach nowotworowych narządów kobiecych i postawy kobiet wobec badań profilaktycznych, Probl Pielęg., 16 (2008), s. 136-139 Rak piersi jako choroba cywilizacyjna – profilaktyka pierwotna i wtórna raka piersi Streszczenie Wprowadzenie: Rak gruczołu piersiowego jest obecnie najczęściej rozpoznawanym nowotworem złośliwym w Polsce i na świecie. W polskiej populacji, zaraz po raku płuc stanowi drugą pod względem częstości przyczynę zgonów z powodów onkologicznych. Z danych epidemiologicznych wynika, że odnotowuje się szybszy wzrost wskaźnika zachorowalności niż umieralności, co najprawdopodobniej ma związek z rozwojem nowoczesnych metod profilaktycznych, diagnostycznych i leczniczych. Cel pracy: Celem niniejszej pracy była próba analizy epidemiologicznej zachorowania na nowotwór złośliwy gruczołu piersiowego zarówno w Polsce, jak i na świecie. Szczególną uwagę zwrócono na rolę profilaktyki pierwotnej i wtórnej w procesie zapobiegania nowotworzeniu oraz wczesnego wykrywania choroby. Celem pracy było również wskazanie modyfikowalnych i niemodyfikowalnych czynników ryzyka. Materiał i metoda: W celu opracowania zagadnienia posłużono się aktualnie opublikowanymi danymi pochodzącymi z piśmiennictwa dostępnego w internetowych medycznych bazach danych. Wyniki: Można zauważyć, że poziom zachorowalności w poszczególnych krajach skorelowany jest z czynnikiem demograficznym, czyli starzeniem się społeczeństwa. Przedział wiekowy, w którym kobiety najbardziej narażone są na zachorowanie to 50-70 lat. Zaobserwowano liczne czynniki mogące mieć wpływ na rozwój raka piersi, jednakże u ok. 50% chorych nie stwierdza się występowania żadnych (z wyjątkiem płci) czynników ryzyka. W skład profilaktyki pierwotnej wchodzi modyfikacja stylu życia, profilaktyczna obustronna mastektomia, profilaktyczne usunięcie jajników oraz stosowanie tamoksifenu. Profilaktyka wtórna zaś to mammografia rentgenowska. Wnioski: Z uwagi na niekorzystne dane epidemiologiczne, liczne modyfikowalne czynniki sprzyjające nowotworzeniu w obrębie sutka oraz pomyślne wyniki leczenia wcześnie wykrytych zmian, uzasadniony wydaje się nacisk na propagowanie zdrowego stylu życia, eliminowanie niekorzystnych zachowań oraz popularyzowanie akcji i programów profilaktycznych. Słowa kluczowe: rak piersi, profilaktyka, mammografia, zachowania prozdrowotne 184 Rak piersi jako choroba cywilizacyjna – profilaktyka pierwotna i wtórna raka piersi Breast cancer as a disease of affluence – primary and secondary prophylaxis Abstract Introduction: Mammary gland cancer is currently the most commonly diagnosed malignant tumour in Poland and in the world. In the Polish population, right after lung cancer, it is the second most common cause of deaths due to oncological reasons. Epidemiological data show that there’s a faster increase in the incidence rate than in the mortality rate, which most probably is linked to the development of modern methods of prophylaxis, diagnostics and treatment. Aim of the study: The aim of this study was to conduct epidemiological analysis of the incidence of mammary gland malignancy, both in Poland and in the world. Particular emphasis was put on the role of primary and secondary prophylaxis in the process of carcinogenesis prevention and early detection of this disease. The aim of this study was also to indicate modifiable and nonmodifiable risk factors. Material and methods: In order to elaborate on this issue, the currently published data were used from the literature available in the online medical databases. Results: As it can be noticed, the level of incidence in individual countries is correlated with the demographic factor, i.e. aging of the society. The age range, in which the women have the highest risk of developing this disease, is 50-70 years old. It was observed that there are numerous factors, which can affect the development of breast cancer, however in approx. 50% of sick patients there’s no evidence of occurrence of any (except gender) risk factors. Primary prophylaxis consists of lifestyle modification, prophylactic bilateral mastectomy, prophylactic removal of the ovaries and the use of tamoxifen, whereas the secondary prophylaxis consists of X-ray mammography. Conclusions: Due to unfavourable epidemiological data, numerous modifiable factors conducive to carcinogenesis in the nipple area and successful results of the treatment of early detected lesions, it seems reasonable to focus on the promotion of healthy lifestyle, elimination of unfavourable behaviours, as well as promotion of prophylactic programs and activities. Key words: breast cancer, prophylaxis, mammography, health promoting behaviours 185 Kinga Gutowska1, Maciej Gawroński2, Tomasz Wandtke3 Rak piersi z punktu widzenia epigenetyki 1. Wpływ epigenetyki na rozwój nowotworów Termin epigenetyka został po raz pierwszy użyty przez Condrada H. Waddingtona w 1940 roku. Zdefiniował epigenetykę jako naukę biologiczną badającą interakcje pomiędzy genami i ich produktami, które odpowiadają za występowanie określonego fenotypu. W oryginalnym znaczeniu tej definicji epigenetyka odnosiła się do wszystkich molekularnych ścieżek, które modulowały ekspresję genotypu do określonego fenotypu [1]. Obecnie termin epigenetyka odnosi się do modyfikacji, które nie wpływają na zmianę sekwencji nukleotydów w nici DNA, lecz na ich strukturę (głównie cytozyny) oraz na organizację chromatyny [2]. Modyfikacje epigenetyczne są istotne podczas rozwoju zarodkowego oraz różnicowania komórkowego, jednak mogą zachodzić również podczas życia osobniczego na skutek oddziaływań środowiskowych [3]. Takie zmiany mogą przyczyniać się do powstawania wielu nowotworów poprzez inaktywację genów supresorowych lub aktywację onkogenów [4, 5]. Zmiany epigenetyczne występują m.in. w raku piersi – najczęstszym nowotworze dotykającym kobiety. 2. Metylacja i demetylacja DNA W komórce mogą występować różne zmiany epigenetyczne. Mechanizmy te dotyczą zarówno modyfikacji histonów, przez co organizacji chromatyny, jak i samego DNA, polegające na przemianach cytozyny. W nici DNA wyróżnia się dwa podstawowe mechanizmy epigenetyczne: metylację oraz demetylację DNA [6]. 1 [email protected], Katedra Biochemii Klinicznej, Wydział Farmaceutyczny, Colegium Medicum w Bydgoszczy Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, www.cm.umk.pl 2 [email protected], Studenckie Koło Terapii Genowej, Zakład Genoterapii, Wydział Lekarski, Colegium Medicum w Bydgoszczy Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, www.cm.umk.pl 3 [email protected], Zakład Genoterapii, Wydział Lekarski, Colegium Medicum w Bydgoszczy Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, www.cm.umk.pl 186 Rak piersi z punktu widzenia epigenetyki 2.1. Metylacja DNA Metylacja DNA u człowieka zachodzi poprzez przyłączenie grupy metylowej do węgla cytozyny w pozycji 5. Metylacji podlegają głównie cytozyny wchodzące w skład dinukleotydów CpG [7]. Proces metylacji odbywa się przy udziale enzymów – metylotransferaz (DNTMs). Wszystkie metylotransferazy wykorzystują S–andenozylo–L–metioninę jako donora grup metylowych. Wykazano dwa istotne procesy metylacji: metylację występującą de novo oraz metylację zachowawczą zachodzącą po replikacji DNA, kiedy do cytozyn w nici potomnej przyłączają się reszty metylowe w miejscach metylacji nici macierzystej. Za metylację zachowawczą odpowiadają metylotranferazy DNMT1, natomiast za metylację de novo – DNMT3a i DNMT3b. Mutacje prowadzące do utraty funkcji głównych metylotranferaz prowadzą do zaburzeń rozwojowych [8]. W komórkach Eucariota wyróżnia się cztery metyloransferazy: DNMT1, DNTM2, DNMT3a i DNMT3b, przy czym aktywności enzymatycznej nie stwierdzono u DNMT2. Wszystkie metylotransferazy posiadają wspólną strukturę domeny katalitycznej. Ponadto DNMT1, DNMT3a i DNMT3b posiadają dużą domenę regulatorową na N-końcu [9]. W prawidłowych komórkach metylacja występuje głównie w regionach powtórzonych w genomie m.in. w satelitarnym DNA, długich sekwencjach rozproszonych (LINE), krótkich sekwencjach rozproszonych (SINE) oraz endogennych retrowirusach [10]. W wyniku metylacji dochodzi do przemiany cytozyny w 5–metylocytozynę (5–mC). 5–metylocytozyna jest uważana za piątą zasadę ludzkiego genomu. Termin ten odzwierciedla relatywnie dużą zawartość tej modyfikacji w genomie: ok. 4% reszt cytozynowych ludzkiego genomu jest poddawanych metylacji [11]. Z kolei ilość 5–mC w wyspach CpG szacuje się na ok. 80-90% [12]. Metylacja DNA jest związana z represją chromatyny i inhibicją ekspresji genów. Promotory genów ulegających ekspresji nie są zmetylowane, natomiast promotory genów nieaktywnych wykazują metylację [13]. Istnieją dwa główne mechanizmy inhibicji ekspresji genów poprzez metylację DNA. Zmodyfikowana cytozyna może hamować łączenie czynników wiążących się z DNA m.in. czynników transkrypcyjnych, w skutek czego nie dochodzi do powstawania kompleksów transkrypcyjnych. Drugi mechanizm związany jest z białkami rozpoznającymi zmetylowane dinukleotydy CpG. Białka wiążące zmetylowną cytozynę wysp CpG zostały sklasyfikowane do trzech rodzin: białka MBD z konserwatywną domeną MBD; białka posiadające motyw palca cynkowego, które wiążą zmetylowany i niezmetylowany DNA; białka posiadające domenę (SRA), które wiążą hemimetylowany DNA [14, 15]. 187 Kinga Gutowska, Maciej Gawroński, Tomasz Wandtke Mogą wykorzystywać różne kompleksy represorowe, które wyciszają transkrypcję oraz modyfikować otaczającą chromatynę [16]. Badania na myszach wykazały, że metylacja DNA warunkuje prawidłowy rozwój ssaków. Odgrywa istotną rolę w licznych procesach biologicznych, włączając imprinting genomowy, inaktywację chromosomu X i wyciszanie transpozonów [17]. 2.2. Demetylacja DNA Istotą demetylacji DNA jest przekształcenie 5-metylocytozyny z powrotem w cytozynę. Demetylacja DNA może zachodzić zarówno w wyniku pasywnego, jak i aktywnego procesu. Pasywna demetylacja zachodzi podczas replikacji DNA, kiedy nowo utworzona nić potomna nie ulega metylacji np. w wyniku inhibicji metylotranferazy DNMT1. W wyniku następnych podziałów komórka nie jest w stanie utrzymać wzoru metylacji [18]. Aktywna demetylacja jest procesem angażującym białka z rodziny TET oraz z rodziny AID/APOBEC [19, 20]. Polega na modyfikacji 5-mC poprzez utlenianie (białka TET) lub/i deaminację (AID/APOBEC), a następnie zastąpieniu modyfikacji na drodze naprawy DNA przez wycinanie zasad azotowych (BER) na cytozynę. 2.2.1. Rodzina białek TET Białka TET są dioksygenazami zależnymi od jonów żelaza (II) oraz 2ketoglutaranu (2-KG). Katalizują oksydację 5-mC do 5-hydroksymetylocytozyny (5-hmC). W wyniku dalszego działania białek TET 5-hmC ulega przekształceniu do 5-formylocytozyny (5-fC) i następnie 5-karboksycytozyny (5-caC) [21, 22]. Oksydowane półprodukty: 5-hmC, 5-fC oraz 5-caC mogą również wpływać na pasywną demetylację DNA stanowiąc przeszkodę dla zależnej od replikacji metylacji zachowawczej katalizowanej poprzez DNMT1 [23]. Zarówno 5-fC, jak i 5-caC mogą być usuwane z DNA na drodze mechanizmu naprawy poprzez wycinanie zasad azotowych typu BER [24]. Naprawa typu BER jest zapoczątkowana poprzez rozpoznanie i wycięcie zmodyfikowanych zasad przez specyficzną glikozylazę TDG (thymine DNA glycosylase). Glikozylaza TDG usuwa tyminę z par T:G i uracyl z par U:G, ma także właściwości usuwania 5-formylocytozyny z par 5-fC:G jak i 5-karboksycytozyny z par 5-caC:G [25, 26, 27]. Na rodzinę białek TET składa się trzech członków: TET1, TET2, TET3. Gen TET1 zlokalizowany jest w chromosomie 10 (10q21.3), gen TET2 w chromosomie 4 (4q24), natomiast TET3 w chromosomie 2 (2p13.1) [28, 29]. Każdy członek rodziny TET posiada na C-końcu domenę katalityczną, która składa się z regionu bogatego w cysteinę oraz domeny DSBH 188 Rak piersi z punktu widzenia epigenetyki (double–stranded β–helix) charakterystycznej dla rodziny dioksygenaz zależnych od jonów Fe2+ oraz 2–ketoglutaranu [29, 30]. 2-ketoglutaran, który jest kofaktorem białek TET powstaje podczas cyklu Krebsa, przy udziale enzymu dehydrogenazy izocytrynianowej (IDH). Mutacje w genach IDH prowadzą do syntezy 2–hydroksyglutaranu (2–HG), który jest podobny strukturalnie do 2–KG i poprzez inhibicję kompetycyjną może hamować aktywność białek TET [31]. Białka TET wykorzystują tlen cząsteczkowy do katalizowania oksydacyjnej dekarboksylacji 2-KG, a tym samym generują reaktywne wysokowartościowe enzymatyczne wiązanie Fe(IV) z rodnikiem tlenowym, które konwertuje 5–mC do 5–hmC [32, 33]. W strukturze białek TET występują trzy miejsca, które wiążą Fe(II) [32]. Ponadto TET1 i TET3 posiadają na N–końcu domenę CXXC o strukturze palca cynkowego, która wiąże sekwencje CpG (zmetylowane oraz niezmetylowane). Natomiast TET2 oddziałuje z niezależnym białkiem IDAX/CXXC4, zawierającym domenę CXXC, która lokalizuje się w obrębie promotorów i wysp CpG oraz wiąże niezmetylowane sekwencje CpG [34]. 2.2.2. Rodzina białek AID/APOBEC Białka AID/APOBEC należą do rodziny deaminaz cytydyny. Biorą udział w konwersji 5-mC do tyminy oraz 5-hmC do 5-hydroksymetylouracylu (5-hmU). Zarówno tymina, jak i 5-hmU zostają usunięte na drodze naprawy DNA typu BER, poprzedzoną wycięciem zmodyfikowanych zasad przez glikozylazę TDG lub MBD4 (methyl-CpG binding domain protein 4) [20, 25, 35]. Co więcej, deminacja 5-mC może zachodzić także z udzialem metylotransferaz DNMT3a i DNMT3b w przypadku braku donora jakim jest S–adenozylo–L–metionina [36]. Nadekspresja deaminaz AID/APOBEC w komórkach skutkuje nadmiernym usuwaniem 5-hmC z DNA i stymuluje wzmożoną ekspresję genów TET1 i AID prowadząc do globalnej akumulacji 5-hmU [25]. U człowieka występuje jedenaście białek wchodzących w skład rodziny AID/APOBEC: AID, APOBEC1, APOBEC2, APOBEC3 (APOBEC3A, APOBEC2B, APOBEC3C, APOBEC3D, APOBEC3F, APOBEC3G, APOBEC3H), APOBEC4 [37]. Enzymy AID/APOBEC są dobrze scharakteryzowane jako zdolne do deaminacji cytozyny do uracylu, zarówno w DNA, jak i RNA. Powoduje to zmianę w sposobie kodowania genomu. Wykazano, że cytozyna, a nie 5-mC czy 5-hmU jest preferowanym substratem dla białek AID/APOBEC. W dojrzewających limfocytach B deaminacja cytozyny przez AID pociąga za sobą somatyczne hipermutacje i rekombinacje przyczyniające się do różnicowania przeciwciał. Podobnie APOBEC3 odgrywa istotną rolę we wrodzonej odporności poprzez 189 Kinga Gutowska, Maciej Gawroński, Tomasz Wandtke hamowanie retrowirusów przez deaminację reszt retrowirusowego DNA. Z kolei deaminacja cytozyny przez APOBEC1 powoduje powstawanie kodonu STOP w mRNA apoproteiny B w wyniku czego powstaje apoproteina B-48, która odmiennie wpływa na metabolizm lipidów [38]. Białka AID i APOBEC1 wykazują ekspresję w progenitorowych komórkach macierzystych, oocytach i wczesnych embrionach. Wykazano, że białka AID nie działają globalnie, ale na specyficzne miejsca w genomie. Jednakże w przeciwieństwie do białek TET nie posiadają specyficznych motywów wiążących DNA, wobec czego na chwilę obecną niewiadomo na jakiej zasadzie zachodzi przyłączanie do określonych loci [39]. 3. Zaburzenia metylacji w raku piersi Rozwój nowotworu może wynikać ze zaburzeń równowagi pomiędzy metylacją i demetylacją w genomie, które pociągają za sobą aktywację bądź represję kluczowych genów. Wyciszanie lub aktywacja genów następuje w wyniku zmian w konformacji chromatyny, co skutkuje zaburzeniem dostępności dla czynników transkrypcyjnych pociągając za sobą zmiany w ekspresji genów. Większość genów związanych z wystąpieniem raka piersi ulega hipermetylacji. Są to geny związane m.in. z: cyklem komórkowym (CDKN2A, RARβ2), naprawą DNA (BRCA1), przerzutowaniem (CDH1), angiogenezą (TIMP-3) oraz geny receptorów steroidowych (ESR1, PGR). Natomiast hipometylacja w raku piersi dotyczy grupy genów odpowiedzialnych głównie za występowanie przerzutów (BCSG1, CAV1, uPA) [40, 41]. 3.1. Hipermetylacja w raku piersi 3.1.1. BRCA1 Do najbardziej znanych genów, których mutacje zwiększają ryzyko wystąpienia nowotworu piersi należą geny: BRCA1 zlokalizowany w chromosomie 17q i BRCA2 znajdujący się w chromosomie 13q [42]. Rodzina białek BRCA bierze udział w naprawie uszkodzeń podwójnej nici DNA poprzez homologiczną rekombinację. BRCA1 funkcjonuje jako białko supresorowe, które porusza się pomiędzy jądrem, a cytoplazmą. Oprócz naprawy DNA odgrywa także istotną rolę w indukcji apoptozy. Funkcje białka BRCA1 są regulowane poprzez różne mechanizmy włączając kontrolę transkrypcyjną i fosforylację [41]. Niska bądź niewykrywalna ekspresja genu BRCA1 jest spotykana w sporadycznych nowotworach piersi. W zależności od rodzaju guza obserwuje się różny stopień metylacji sekwencji CpG promotora BRCA1 (od 10% do 85%) [43]. Rak piersi spowodowany hipermetylacją BRCA1 wykazuje podobieństwo fenotypowe 190 Rak piersi z punktu widzenia epigenetyki do nowotworu z mutacją w tym genie. Nowotwory z hipermetylacją i mutacją BRCA1 wykazują niski stopień zróżnicowania histologicznego guza, agresywny przebieg, brak receptorów dla hormonów estrogenowych i brak amplifikacji HER2/neu. Wymienione cechy spotyka się częściej u pacjentek z mutacją w genie BRCA1 niż chorych z hipermetylacją tego genu [44]. 3.1.2. ESR1 i PGR Receptor estrogenowy (ERα) jest kodowany przez gen ESR1 znajdujący się w chromosomie 6. Jego transkrypcja podlega kontroli siedmiu promotorom, z których dwa posiadają sekwencje CpG. Receptor progesteronowy (PR) jest kodowany przez gen PGR, który znajduje się w chromosomie 11. Podlega kontroli dwóm promotorom, wykazującym występowanie sekwencji CpG. U większości nowotworów piersi stwierdza się ekspresję receptorów progesteronowych i estrogenowych, wobec czego geny ESR1 i PGR zazwyczaj nie ulegają hipermetylacji [45]. Jednak spadek ekspresji ESR1 stwierdza się u ok. 20% pacjentek wykazujących niski stopień zaawansowania nowotworu i u ok. 50% wykazujących zaawansowany nowotwór. Wysoka ekspresja ESR1 koreluje z lepszym rokowaniem, niższą agresywnością i dobrą odpowiedzią na terapię antyestrogenową [46]. 3.1.3. CDKN2A Gen CDKN2A (p16) jest genem supresorowym, którego hipermetylacja została uznana za główny mechanizm wielu pierwotnych nowotworów [47]. Jest umiejscowiony w chromosomie 9p21 i koduje inhibitor cyklino– zależnej kinazy p16. Białko p16 reguluje przejście komórek z fazy G1 do fazy S poprzez fosforylację. Niska ekspresja p16 zwiększa ryzyko wystąpienia raka piersi [48], ponadto jest silnie skorelowana z umieralnością pacjentek chorujących na ten nowotwór (współczynnik ryzyka wynosił 95%) [47]. 3.1.4. CDH1 Gen CDH1 koduje kadherynę–E, transbłonową glikoproteinę, która utrzymuje adhezję komórkową w tkankach nabłonkowych. CDH1 jest uważany za gen supresorowy, jego zmniejszona ekspresja może prowadzić do inwazji komórek nowotworowych i przerzutowania [49, 50]. Hipermetylacja promotora genu CDH1 jest obserwowana u pacjentów z nowotworem piersi [51]. Wyciszenie genu CDH1 stwierdzono u 50% pacjentek z inwazyjnym rakiem przewodowym i u 95% pacjentek ze zrazikowym rakiem sutka [52, 53]. Zmniejszona ekspresja kadheryny–E jest związana z gorszym rokowaniem, słabym zróżnicowaniem i naciekającym wzrostem 191 Kinga Gutowska, Maciej Gawroński, Tomasz Wandtke guza oraz przerzutami do węzłów chłonnych [49]. Stopień zmetylowania genu CDH1 jest wyższy u pacjentów z przerzutami do węzłów chłonnych, wobec czego może być używany jako marker prognostyczny dla wczesnych przerzutów miejscowych [54]. 3.1.5. RARβ2 Receptor dla kwasu retinowego RARβ2 należy do rodziny receptorów jądrowych, które odgrywają rolę w regulacji wzrostu i różnicowanie komórek nabłonkowych. Retinoidy hamują wzrost wielu komórek nowotworowych włączając komórki raka piersi [55]. RARβ2 jest więc uważany za gen supresorowy, a jego nieprawidłowa ekspresja prowadzi do oporności na kwas retinowy [56]. Nieprawidłowa metylacja RARβ2 hamuje ekspresję receptora, prowadząc do deregulacji cyklu komórkowego [57]. Hipermetylacja RARβ2 jest częstym zjawiskiem obserwowanym w raku piersi [58]. Pacjentki ze zmniejszoną ekspresją RARβ2 wykazują wyższe prawdopodobieństwo wznowy oraz krótszy czas przeżycia [55]. 3.1.6. RASSF1A Gen RASSF1A (RAS-association domain family member 1) jest izoformą genu RASSF1 i znajduje się na chromosomie 13p21.3. Koduje białko RAS, które reguluje m.in. proliferację komórkową, apoptozę oraz stabilizację mikrotubul [59, 60]. Tkanki guza piersi wykazują hiper-metylację promotora genu RASSF1A w 56-94% przypadków [61, 62]. Ponadto w tkankach sąsiadujących z guzem również występuje wyższy stopień metylacji. Te wyniki sugerują, że poprzez badanie stopnia metylacji promotora RASSF1A można ocenić obszar tkanki objęty procesem nowotworzenia [62]. 3.1.7. TIMP3 Tkankowy inhibitor metaloproteinazy 3 (TIMP3) należy do rodziny białek regulujących aktywność metaloproteinaz (MMPs). TIMP3 jest białkiem występującym w nabłonku piersi. Wpływa na regulację cyklu komórkowego i przez to może hamować pierwotny wzrost guza poprzez wpływ na jego rozwój, angiogenezę, inwazję i przerzutowanie. Metylacja wysp CpG jest równoznaczna z zahamowaniem ekspresji TIMP3. Redukcja ekspresji TIMP3 w guzach piersi jest związana z deregulacją cyklu komórkowego i proliferacją komórek guza. Promotor genu TIMP3 jest zmetylowany w 30% przypadków pierwotnego raka piersi [63]. Hipermetylacja TIMP3 jest związana z wyższym stopniem zaawansowania guza oraz przerzutami do węzłów chłonnych [64]. 192 Rak piersi z punktu widzenia epigenetyki 3.2. Hipometylacja w raku piersi 3.2.1. BCSG1 Białko BCSG1 (Breast cancer specific gene 1) należy do rodziny białek neuronalnych. Ulega wysokiej ekspresji w naciekających nowotworach piersi, ale nie występuje w normalnych tkankach lub w początkowej fazie rozwoju guza [65]. Gen BCSG1 ulega demetylacji we wszystkich tkankach raka piersi. Stopień metylacji promotora BCSG1 jest skorelowany z ekspresją tego genu w tkankach guza [66]. Ekspresja BCSG1 jest związana ze stadium rozwoju guza. Nadekspresja BCSG1 w komórkach raka piersi zwiększa inwazyjność i zdolność do przerzutowania. Pacjenci z nadekspresją BCSG1 wykazują krótszy czas przeżycia i wyższe prawdopodobieństwo zgonu [65]. 3.2.2. CAV1 Białko CAV1 (caveolin–1) jest transbłonową proteiną zaangażowaną w istotne procesy biologiczne takie jak endocytoza, transcytoza, transport pęcherzykowy i sygnalizacja komórkowa. Ponadto odgrywa istotną rolę w wiązaniu białek zaangażowanych w proliferację komórkową: białka EGFR (Epidermal growth factor receptor), białka H–Ras, kinaz białkowych i receptora HER2/neu. Nadekspresja CAV1 powoduje, że białko to funkcjonuje jako onkogen. Może więc odgrywać istotną rolę podczas inicjacji i progresji nowotworów [67]. Zróżnicowana metylacja wysp CpG jest silnie związana z ekspresją CAV1. Wykazano związek pomiędzy agresywnością nowotworu piersi, a hipometylacją wysp CpG genu CAV1. Ponadto zmiany metylacji wysp CpG genu CAV1 są także negatywnie skorelowane z przeżyciem pacjentek, których guzy nie wykazują obecności receptorów estrogenowych [68]. 3.2.3. uPA Urokinazowy aktywator plazminogenu (uPA) jest proteazą serynową, która katalizuje konwersję plazminogenu do plazminy. Plazmina degraduje większość komponentów macierzy pozakomórkowej. Białko uPA ulega ekspresji tylko w wysoko inwazyjnych komórkach rakowych i jest zaangażowane w progresję guza, inwazję, przerzutowanie i angiogenezę [69]. Nadmierna ekspresja białka uPA jest skorelowana z wielkością i stopniem zaawansowania guza i zdolnością do przerzutów w nowotworach piersi [70]. W badaniach na liniach komórkowych wykazano, że gen uPA w inwazyjnych komórkach raka piersi jest hipometylowany i aktywny, natomiast w nieinwazyjnych jest hipermetylowany i nieaktywny [71]. 193 Kinga Gutowska, Maciej Gawroński, Tomasz Wandtke 4. Możliwości leczenia Zmianę wzoru metylacji można uzyskać również farmakologicznie. Zahamowanie metylostranferaz skutkuje brakiem przyłączenia reszty metylowej do cytozyny. W wyniku podziału komórkowego nić potomna nie będzie zmetylowana. W komórkach nowotworowych stan hipometylacji może wiązać się z hamowaniem proliferacji bądź ze śmiercią komórki, co wykorzystano w syntezie leków przeciwnowotworowych. Pierwszymi lekami, które przyłączają się do DNA i wiążą metylotranferazy prowadząc do ich inhibicji były analogi cytozyny: 5-azacytydyna (AZA) oraz 5-aza-2’-deoksycytydyna. Do tej pory zsyntetyzowano jeszcze trzy nowe leki: Zebularyna, 5-fluoro-2’-deoksycytydyna i S110. Swój efekt terapeutyczny osiągają przy bardzo małych dawkach z uwagi na dużą toksyczność [72, 73]. 5. Podsumowanie Modyfikacje epigenetyczne wiążą się ze zmianami ekspresji genów. Najczęstszymi modyfikacjami epigenetycznymi są metylacja i demetylacja DNA, a zaburzenie równowagi pomiędzy tymi procesami może doprowadzić do występowania nowotworów. Nadmierna metylacja promotorów prowadzi do wyciszenia genu i obniżenia ekspresji, a z kolei hipometylacja objawia się zwiększoną ekspresją. Liczne badania wskazują, że nowotworom piersi towarzyszy wyciszenie głównych genów supresorowych komórki (m.in. BRCA1, CDKN2A), nadmierna ekspresja onkogenów (m.in. BSG1) lub genów wykazujących niską ekspresję w warunkach prawidłowych (CAV1, uPA). Leczenie farmakologiczne zaburzeń metylacji DNA polega na stosowaniu analogów cytydyny, które hamują działanie metalotransferaz. Obecnie trwają badania nad lekami mniej toksycznymi o większej efektywności klinicznej, których działanie nie będzie skierowane cały organizm, ale wyłącznie na komórki nowotworowe. Literatura 1. 2. 3. 4. González-Recio O., Toro M. A., Bach A. Past, present, and future of epigenetics applied to livestock breeding, Frontiers in Genetics 2015, 6:305. doi: 10.3389/fgene.2015.00305 Weinhold B. Epigenetics: The Science of Change, Environmental Health Perspectives, 2006, 114 (3), A160-A167 Waggoner D. Mechanisms of disease: epigenesis, Seminars in Pediatric Neurology 2007, 14(1):7-14 Ansari J., Shackelford R. E., El-Osta H. Epigenetics in non-small cell lung cancer: from basics to therapeutics, Translational Lung Cancer Research 2016, 5(2):155-1571 194 Rak piersi z punktu widzenia epigenetyki 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. Wu Y., Sarkissyan M., Vadgama J. V. Epigenetics in breast and prostate cancer, Methods in Molecular Biology 2015, 1238:425-466 Sanchez-Mut J. V and Gräff J. Epigenetic Alterations in Alzheimer’s Disease, Frontiers in Behavioral Neuroscience, 2015, 9:347, doi: 10.3389/fnbeh.2015.00347 Giehr P., Kyriakopoulos C., Ficz G., Wolf V., Walter J. The Influence of Hydroxylation on Maintaining CpG Methylation Patterns: A Hidden Markov Model Approach, PLoS Computational Biology 2016, 12(5):e1004905. doi: 10.1371/journal.pcbi.1004905 Jurkowska R. Z., Jurkowski T. P., Jeltsch A. Structure and function of mammalian DNA methyltransferases, Chembiochem: A European Journal of Chemical Biology 2011, 12(2):206-222 Guz J. Foksiński M., Oliński R. Mechanizm metylacji i demetylacji DNA – znaczenie w kontroli ekspresji genów, Postępy Biochemii, 2010, 56 (1), 7-15 Asada K., Kotake Y., Asada R., Saunders D., Broyles R. H., Towner R. A., Fukui H., Floyd R. A. LINE-1 hypomethylation in a choline-deficiencyinduced liver cancer in rats: dependence on feeding period, Journal of Biomedicine and Biotechnology 2006, (1):17142 1-6 Breiling A., Lyko F. Epigenetic regulatory functions of DNA modifications: 5-methylcytosine and Beyond, Epigenetics and Chromatin, 2015, 8 (24), doi: 10.1186/s13072-015-0016-6 Shin J., Ming G. L., Song H. DNA modifications in the mammalian brain, Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 2014, 369(1652).doi: 10.1098/rstb.2013.0512 Charles V., Raghunath C. CG methylation, Epigenomics, 2012, 4(6), 655-663 Parry L., Clarke A. R. The Roles of the Methyl-CpG Binding Proteins in Cancer, Genes and Cancer, 2011, 2 (6), 618-630 Fatemi M., Wade P. A. MBD family proteins: reading the epigenetic code, Journal of Cell Science, 2006, 119, 3033-3037 Klose R. J., Bird A. P. Genomic DNA methylation: the mark and its mediators, Trends in Biochemical Sciences, 2006, 31 (2), 89-97 Smith Z. D., and Meissner A. DNA methylation: roles in mammalian development, Nature Revievs Genetetics, 2013, 14 (3),204-220 Chen Z., Riggs A. D. DNA Methylation and Demethylation in Mammals, The Journal of Biological Chemistry, 2011, 286 (21), 18347-18353 Maiti A., Drohat A. Thymine DNA glycosylase can rapidly excise 5formylocytosine and 5-carboxytyosine. Potential implications for active demethylation of CpG sites, The Journal of Biological Chemistry, 2011, 286 (41), 35334-35338 Bhutani N., Burns D. M., Blau H. M. DNA Demethylation Dynamics, Cell, 2011, 146 (6), 866-872 Münzel M., Globish D., Carell T. 5-hydroxymethylcytosine the sixth base of the genome, Angewandte Chemie International ed. in English, 2011, 50 (29), 6460-6468 195 Kinga Gutowska, Maciej Gawroński, Tomasz Wandtke 22. Scourzic L., Moully E., Bernard O. A. TET proteins and the control of cytosine demethylation in cancer, Genome Medicine, 2015, 7 (1):9. doi: 10.1186/s13073-015-0134-6 23. He Y. F., Li B. Z., Li Z., Liu P., Wang Y., Tang Q., Ding J., Jia Y., Chen Z., Li L., Sun Y., Li X., Dai Q., Song C. X., Zhang K., He C., Xu G. L. Tetmediated formation of 5-carboxylcytosine and its excision by TDG in mammalian DNA, Science, 2011, 333 (6047), 1303-1307 24. Hu L., Lu J., Cheng J., Rao Q., Li Z., Hou H., Lou Z., Zhang L., Li W., Gong W., Liu M., Sun C., Yin X., Li J., Tan X., Wang P., Wang Y., Fang D., Cui Q., Yang P., He C., Jiang H., Luo C., Xu Y. Structural insight into substrate preference for TET-mediated oxidation, Nature, 2015, 527 (7576), 118-122 25. Grin I., Ishchenko A.A. An interplay of the base excision repair and mismatch repair pathways in active DNA demethylation, Nucleic Acids Research, 2016, pii: gkw059 26. Malik S. S., Coey C. T., Varney K. M., Pozharski E., Drohat A. C. Thymine DNA glycosylase exhibits negligible affinity for nucleobases that it removes from DNA, Nucleic Acids Research, 2015, 43, (19), 9541-9552 27. Morgan M. T., Maiti A., Fitzgerald M. E., Drohat A. C. Stoichiometry and affinity for thymine DNA glycosylase binding to specific and nonspecific DNA, Nucleic Acids Research, 2011, 39 (6) 2319-2329 28. Mohr F., Döhner K., Buske C., Rawat V. P. TET Genes: new players in DNA demethylation and important determinants for stemness, Experimental Hematology, 2011, 39 (3), 272-281 29. Tan L., Shi Y. G. Tet family proteins and 5-hydroxymethcytosine in development and disease, Development, 2012, 139 (11),1895-1902 30. Li D., Guo B., Wu H., Tan L., Lu Q. TET Family of Dioxygenases: Crucial Roles and Underlying Mechanisms, Cytogenetic and Genome Research, 2015, 146 (3), 171-180 31. Kroeze L., van der Reijden B. A., Jansen J. H. 5-hydroxymethylcytosine: An epigenetic mark frequently deregulated in cancer, Biochimica et Biophysica Acta, 2015, 1855 (2), 144-154 32. Kohli R. M., Zhang Y. TET enzymes, TDG and the dynamics of DNA demethylation, Nature, 2013, 502 (7472), 472-479 33. Ponnaluri V. K., Maciejewski J. P., Mukherji M. A mechanistic overview of TET-mediated 5-methylcytosine oxidation, Biochemical and Biophysical Research Commununications, 2013, 436 (2),115-120 34. Ko M., An J., Bandukwala H. S., Chavez L., Aijö T., Pastor W. A., Segal M. F., Li H., Koh K. P., Lähdesmäki H., Hogan P. G., Aravind L., Rao A. Modulation of TET2 expression and 5-methylcytosine oxidation by the CXXC domain protein IDAX, Nature, 2013, 497 (7447), 122-126 35. Li C. J. DNA Demethylation Pathways: Recent Insights, Genetics and Epigenetics, 2013:5, 43-49 36. Chen C. C., Wang K. Y., Shen C. K. DNA 5-methylcytosine demethylation activities of the mammalian DNA methyltransferases, The Journal of Biological Chemistry, 2013, 288 (13),9084-9091 196 Rak piersi z punktu widzenia epigenetyki 37. Rebhandl S., Huemer M., Greil R., Geisberger R. AID/APOBEC deaminases in cancer, Oncoscience 2015, 2 (4), 320-329 38. Nabel C. S., Jia H., Ye Y., Shen L., Goldschmidt H. L., Stivers J. T., Zhang Y., Kohli R.M. AID/APOBEC deaminases disfavor modified cytosines implicated in DNA demethylation, Nature Chemical Biology 2012, 8 (9),751-758 39. Bhutani N., Brady J. J., Damian M., Sacco A., Corbel S. Y., Blau H. M. Reprogramming towards pluripotency requires AID-dependent DNA demethylation, Nature, 2010, 463 (7284), 1042-1047 40. Stefansson O. A., Esteller M. Epigenetic modifications in breast cancer and their role in personalized medicine, The American Journal of Pathology, 2013, 183 (4), 1052-1063 41. Nowsheen S., Aziz K., Tran P. T., Gorgoulis V. G., Yang E. S., Georgakilas A. G. Epigenetic inactivation of DNA repair in breast cancer, Cancer Letters, 2014, 342 (2), 213-222 42. Kobayashi H., Ohno S., Sasaki Y., Matsuura M. Hereditary breast and ovarian cancer susceptibility genes (review), Oncology Reports, 2013, 30 (3), 1019-1029 43. Romagnolo D. F., Papoutsis A. J., Laukaitis C., Selmin O. I. Constitutive expression of AhR and BRCA-1 promoter CpG hypermethylation as biomarkers of ERα-negative breast tumorigenesis, BMC Cancer, 2015, 15:1026, doi: 10.1186/s12885-015-2044-9 44. Lord C. J., Ashworth A. BRCAness revisited, Nature Reviews Cancer 2016, 16(2):110-120 45. Medina-Jaime A. D., Reyes-Vargas F., Martinez-Gaytan V., ZambranoGalvan G., Portillo-Delcampo E., Burciaga-Nava J.A., Reyes-Romero M., Sifuentes-Alvarez A. ESR1 and PGR gene promoter methylation and correlations with estrogen and progesterone receptors in ductal and lobular breast cancer, Asian Pacific Journal of Cancer Prevention, 2014, 15 (7), 3041-3044 46. Hervouet E., Cartron P. F., Jouvenot M., Delage-Mourroux R. Epigenetic regulation of estrogen signaling in breast cancer, Epigenetics, 2013, 8 (3), 237-245 47. Xu X., Gammon M. D., Zhang Y., Cho Y. H., Wetmur J. G., Bradshaw P. T., Garbowski G., Hibshoosh H., Teitelbaum S. L., Neugut A. I., Santella R. M., Chen J. Gene promoter methylation is associated with increased mortality among women with breast cancer, Breast Cancer Research Treatment, 2010, 121 (3), 685-692 48. Wang L., Tang L., Xie R., Nie W., Chen L., Guan X. p16 promoter hypermethylation is associated with increased breast cancer risk, Molecular Medicine Reports, 2012, 6 (4),904-908 49. Huang R., Ding P., Yang F. Clinicopathological significance and potential drug target of CDH1 in breast cancer: a meta-analysis and literature review, Drug Design, Development and Therapy, 2015, 9:5277-85. doi: 10.2147/DDDT.S86929 50. Sebova K., Zmetakova I., Bella V., Kajo K., Stankovicova I., Kajabova V., Krivulcik T., Lasabova Z., Tomka M., Galbavy S., Fridrichova I. RASSF1A 197 Kinga Gutowska, Maciej Gawroński, Tomasz Wandtke 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. and CDH1 hypermethylation as potential epimarkers in breast cancer, Cancer Biomarkers: Section A of Disease Markers, 2011-2012, 10 (1), 13-26 Shargh S. A., Sakizli M., Khalaj V., Movafagh A., Yazdi H., Hagigatjou E., Sayad A., Mansouri N., Mortazavi-Tabatabaei S. A., Khorram Khorshid H. R. Downregulation of E-cadherin expression in breast cancer by promoter hypermethylation and its relation with progression and prognosis of tumor, Medical Oncology, 2014, 31 (11):250, doi: 10.1007/s12032-014-0250-y Prasad C. P., Mirza S., Sharma G., Prashad R., Datta Gupta S., Rath G., Ralhan R. Epigenetic alterations of CDH1 and APC genes: relationship with activation of Wnt/beta-catenin pathway in invasive ductal carcinoma of breast, Life Sciences, 2008, 83 (9-10), 318-325 Zou D., Yoon H. S., Perez D., Weeks R. J., Guilford P., Humar B. Epigenetic silencing in non-neoplastic epithelia identifies E-cadherin (CDH1) as a target for chemoprevention of lobular neoplasia, The Journal of Pathology, 2009, 218 (2), 265-272 Jung S. P., Kim S., Nam S. J., Kim I., Bae J. W. The Role of the CDH1 Promoter Hypermethylation in the Axillary Lymph Node Metastasis and Prognosis, Journal of Breast Cancer, 2013, 16 (1), 16-22 Mirza S., Sharma G., Parshad R., Srivastava A., Gupta S.D., Ralhan R. Clinical Significance of Promoter Hypermethylation of ERβ and RARβ2 in Tumor and Serum DNA in Indian Breast Cancer Patients, Annals of Surgical Oncology, 2012, 19 (9), 3107-3115 Moison C., Senamaud-Beaufort C., Fourrière L., Champion C., Ceccaldi A., Lacomme S., Daunay A., Tost J., Arimondo P.B., Guieysse-Peugeot A. L. DNA methylation associated with polycomb repression in retinoic acid receptor β silencing, FASEB Journal: Official Publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology, 2013, 27 (4), 1468-1478 Fang C., Jian Z. Y., Shen X. F., Wei X. M., Yu G. Z., Zeng X. T. Promoter Methylation of the Retinoic Acid Receptor Beta2 (RARβ2) Is Associated with Increased Risk of Breast Cancer: A PRISMA Compliant Meta-Analysis, PLoS One, 2015, 10 (10):e0140329, doi: 10.1371/journal.pone.0140329 Swellam M., Abdelmaksoud M. D., Sayed Mahmoud M., Ramadan A., AbdelMoneem W., Hefny M. M. Aberrant methylation of APC and RARβ2 genes in breast cancer patients., IUBMB Life, 2015, 67 (1), 61-68 Kajabova V., Smolkova B., Zmetakova I., Sebova K., Krivulcik T., Bella V., Kajo K., Machalekova K., Fridrichova I. RASSF1A Promoter Methylation Levels Positively Correlate with Estrogen Receptor Expression in Breast Cancer Patients, Translational Oncology, 2013, 6 (3), 297-304 Hagrass H. A,. Pasha H. F., Shaheen M. A., Abdel Bary E. H., Kassem R. Methylation status and protein expression of RASSF1A in breast cancer patients, Molecular Biology Reports, 2014, 41 (1),57-65 Richter A. M., Walesch S. K., Dammann R. H. Aberrant Promoter Methylation of the Tumour Suppressor RASSF10 and Its Growth Inhibitory Function in Breast Cancer, Cancers (Basel), 2016, 8 (3),doi: 10.3390/cancers8030026 198 Rak piersi z punktu widzenia epigenetyki 62. Spitzwieser M., Holzweber E., Pfeiler G., Hacker S., Cichna-Markl M. Applicability of HIN-1, MGMT and RASSF1A promoter methylation as biomarkers for detecting field cancerization in breast cancer, Breast Cancer Research: BCR, 2015, 17 (1):125, doi: 10.1186/s13058-015-0637-5 63. Peterson N. B., Beeghly-Fadiel A., Gao Y. T., Long J., Cai Q., Shu X. O., Zheng W. Polymorphisms in tissue inhibitors of metalloproteinases-2 and -3 and breast cancer susceptibility and survival, International Journal of Cancer, 2009, 125 (4), 844-850 64. Radpour R., Barekati Z., Kohler C., Lv Q., Bürki N., Diesch C., Bitzer J., Zheng H., Schmid S., Zhong X. Y. Hypermethylation of tumor suppressor genes involved in critical regulatory pathways for developing a blood-based test in breast cancer, PLoS One 2011, 6(1):e16080. doi: 10.1371/journal.pone.0016080 65. He J., Chen W., Wu H., Wang M., Wang Y., She X., Song S., Guan H., Wang X. Downregulation of BCSG1 may correlate with better outcome of neoadjuvant chemotherapy for triple-negative breast cancer, Oncology Letters 2012, 4(6):1209-1212 66. Gu Y. M., Tan J. X., Lu X. W., Ding Y., Han X., Sun Y. J. BCSG1 methylation status and BCSG1 expression in breast tissues derived from Chinese women with breast cancer, Oncology, 2008, 74 (1-2), 61-68 67. Anwar S. L., Wahyono A., Aryandono T., Haryono S. J. Caveolin-1 in Breast Cancer: Single Molecule Regulation of Multiple Key Signaling Pathways, Asian Pacific Journal of Cancer Prevention: APJCP, 2015, 16 (16), 6803-6812 68. Rao X., Evans J., Chae H., Pilrose J., Kim S., Yan P., Huang R.L., Lai H.C., Lin H., Liu Y., Miller D., Rhee J. K., Huang Y. W., Gu F., Gray J.W., Huang T. M., Nephew K. P. CpG island shore methylation regulates caveolin-1 expression in breast cancer, Oncogene, 2013, 32 (38), 4519-4528 69. Huang H. Y., Jiang Z. F., Li Q.X., Liu J. Y., Wang T., Zhang R., Zhao J., Xu Y. M., Bao W., Zhang Y., Jia L. T., Yang A. G. Inhibition of human breast cancer cell invasion by siRNA against urokinase-type plasminogen activator, Cancer Investigation 2010, 28(7):689-697 70. Lampelj M., Arko D., Cas-Sikosek N., Kavalar R., Ravnik M., JezersekNovakovic B., Dobnik S., Dovnik N. F., Takac I. Urokinase plasminogen activator (uPA) and plasminogen activator inhibitor type-1 (PAI-1) in breast cancer – correlation with traditional prognostic factors, Radiology and Oncology 2015, 49(4):357-364 71. Ari F., Napieralski R., Ulukaya E., Dere E., Colling C., Honert K., Krüger A., Kiechle M., Schmitt M. Modulation of protein expression levels and DNA methylation status of breast cancer metastasis genes by anthracycline-based chemotherapy and the demethylating agent decitabine, Cell Biochemistry and Function 2011, 29(8):651-659 72. Issa J. P, Kantarjian H. M. Targeting DNA methylation, Clinical Cancer Research, 2009, 15 (12), 3938-3946 73. Baylin S. B., Jones P. A. A decade of exploring the cancer epigenome – biological and translational implications, Nature Reviews Cancer, 2011, 11 (10), 726-734 199 Kinga Gutowska, Maciej Gawroński, Tomasz Wandtke Rak piersi z punktu widzenia epigenetyki Streszczenie Epigenetyka odnosi się do zmian powodujących modyfikacje w ekspresji genów. U człowieka mechanizmy epigenetyczne dotyczą zarówno białek histonowych, a przez co organizacji chromatyny, jak i samego DNA. Dwie podstawowe modyfikacje epigenetyczne spotykane w DNA to metylacja i demetylacja cytozyny. Metylacja polega na przyłączeniu grup metylowych do piątego węgla w cytozynie przy udziale metylotranferaz. Demetylacja jest procesem odwrotnym, jej istotą jest przemiana zmetylowanej cytozyny z powrotem w cytozynę. Główną rolę w aktywnej demetylacji DNA odgrywają białka z rodzin TET oraz AID/APOBEC. Nieprawidłowa równowaga pomiędzy metylacją i demetylacją DNA z reguły predysponuje do rozwoju chorób nowotworowych. Hipermetylacja DNA często prowadzi do wyciszenia ekspresji genów supresorowych, natomiast w wyniku hipometylacji DNA może dochodzić do nadmiernej ekspresji protoonkogenów. W raku piersi zaburzenie równowagi pomiędzy metylacja i demetylacja DNA może objawiac się: hipermetylacją genów supresorowych (BRCA1, CDKN2A), hipometylacją onkogenów (BSG1) lub hipometylacją genów o niskiej ekspresji w warunkach prawidłowych (CAV1, uPA). Leczenie polega na zmianie stopnia metylacji poprzez stosowanie analogów cytydyny, które hamują działanie metylotransferaz. Słowa kluczowe: rak piersi, epigenetyka, metylacja DNA, demetylacja DNA, 5–metylocytozyna Breast cancer in terms of epigenetics Abstract Term epigenetics refers to changes, which modify gene expression. In human epigenetic mechanisms concern histones modifications, and whereby chromatin organization, and DNA modifications. There are two main epigenetic mechanisms, which are found in DNA: cytosine methylation and demethylation. Methylation concerns methyl group attachment to fifth cytosine carbon catalyzed by DNA methyltransferases. Demethylation is an opposite process, which combines transformation methylated cytosine again to cytosine. The main roles in active DNA demethylation play TET family proteins and AID/APOBEC family proteins. Impaired balance between DNA methylation and demethylation usually predisposed to cancer development. DNA hypermethylation often leads to silence suppressor genes expression, while DNA hypomethylation usually increases oncogenes expression. Impaired balance between DNA methylation and demethylation in breast cancer may occur as: hypermethylation of suppressor genes (BRCA1, CDKN2A), hypomethylation of oncogenes (BSG1) or hypomethylation of genes, which are low methylated in normal conditions (CAV1, uPA). Treatment depends on change methylation status in DNA through use of cytosine analogs, which inhibit methyltransferases function. Keywords: breast cancer, epigenetics, DNA methylation, DNA demethylation, 5–methylcytosine 200 Weronika Sikora1, Marlena Kot2, Monika Klimek3, Andrzej Fidor4 Wewnątrzrdzeniowe przerzuty czerniaka złośliwego: przypadek 61-letniego pacjenta 1. Nowotwory rdzenia kręgowego Wśród nowotworów rdzenia kręgowego wyróżniamy procesy rozrostowe pierwotne, rozwijające się w rdzeniu kręgowym oraz wtórne, obejmujące przerzuty nowotworów innych narządów. Większość nowotworów rdzenia kręgowego umiejscowiona jest w odcinku piersiowym kręgosłupa. Biorąc pod uwagę fakt, iż barierę pomiędzy rdzeniem kręgowym a kręgosłupem stanowi opona twarda rdzenia kręgowego, wyróżniamy następujący podział guzów: Guzy zewnątrzoponowe, które obejmują przede wszystkim przerzuty nowotworów płuc, prostaty, piersi i nerek. Zdecydowanie rzadziej w tej grupie zdarzają się nowotwory łagodne pierwotne rdzenia kręgowego, takie jak oponiaki i nerwiaki. Guzy podoponowe, wśród których wyodrębniamy: guzy zewnątrzrdzeniowe, które rozwijają się poza rdzeniem kręgowym oraz guzy śródrdzeniowe rozwijające się w rdzeniu kręgowym. Należy zaznaczyć, iż wszystkie guzy wewnątrzrdzeniowe należą do guzów wewnątrzoponowych. Najważniejszą i najczęściej spotykaną grupą są glejaki, nowotwory wywodzące się z komórek glejowych i wyściółczaki biorące początek z wyściółki komór i kanału środkowego 1 Weronika Sikora [email protected], Studenckie Koło Naukowe Przy Katedrze i Klinice Neurologii, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl/ 2 Marlena Kot [email protected], Studenckie Koło Naukowe Przy Katedrze i Klinice Neurologii, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl/ 3 Monika Klimek [email protected], Studenckie Koło Naukowe Przy Katedrze i Klinice Neurologii, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl/ 4 dr n. med. Andrzej Fidor [email protected], Studenckie Koło Naukowe Przy Katedrze i Klinice Neurologii, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl/ 201 Weronika Sikora, Marlena Kot, Monika Klimek, Andrzej Fidor rdzenia kręgowego. Śródrdzeniowe zmiany przerzutowe zdarzają się niezwykle rzadko. Powyższy podział guzów rdzenia kręgowego ma duże znaczenie w odniesieniu do wyboru metody odpowiedniego leczenia chirurgicznego, ale również pozwala na różnicowanie guzów pod względem symptomatologii [1]. 1.1. Symptomatologia guzów rdzenia kręgowego W praktyce lekarskiej bardzo dużą rolę odgrywa umiejętność odróżniania guzów wewnątrzrdzeniowych od zewnątrzrdzeniowych. Szczególną wartość odgrywają objawy prezentowane przez pacjenta oraz badanie neurologiczne, dzięki którym można wstępnie określić położenie guza, co pozawala na wybranie odpowiedniej ścieżki diagnostycznej i metody leczenia pacjentów. Zarówno w przypadku guzów wewnątrzrdzeniowych, jak i zewnątrzrdzeniowych objawy zależą od umiejscowienia zmian patologicznych w rdzeniu kręgowym. Guzy zewnątrzrdzeniowe lokalizują się w obrębie kilku segmentów kręgosłupa. Uciskając na rdzeń kręgowy wywołują one powstanie objawów ogniskowego uszkodzenia. Najczęstszą dolegliwością pacjentów zgłaszających się do lekarza pierwszego kontaktu jest silny ból ograniczony do pewnego obszaru, który nie ustępuje po zastosowaniu środków farmakologicznych przeciwbólowych oraz zabiegów fizykoterapeutycznych. Bóle mogą mylnie nasuwać podejrzenie zespołu bólowego rwy kulszowej, półpaśca, czy nawet dusznicy bolesnej [1]. Mogą wystąpić również takie objawy jak drętwienie, mrowienie, trudności przy ruchach kończyn, zaburzenia funkcji zwieraczy. Guzy wewnątrzrdzeniowe najczęściej wywołują rozszczepienne zaburzenia czucia oraz zaburzenia czucia głębokiego – położenia i wibracji. Powodują także na poziomie uszkodzenia rdzenia kręgowego objawy niedowładu wiotkiego kończyn z zanikiem mięśni, i niedowład spastyczny poniżej poziomu uszkodzenia. Natomiast w badaniu neurologicznym stwierdza się wygaśnięcie odruchów własnych mięśni, zaopatrywanych przez odcinki rdzenia objęte procesem nowotworowym. Objawy postępują niezwykle szybko, co jest wynikiem nieodwracalnego niszczenia tkanki rdzenia kręgowego przez guz. W tym wypadku również mogą wystąpić zaburzenia funkcji zwieraczy. Pomimo, iż guzy wewnątrzrdzeniowe i zewnątrzrdzeniowe mogą dawać odmienne manifestacje, należy pamiętać, iż objawy przez nie wywoływane są nieswoiste i nie stanowią podstawy do pewnego rozpoznania. Ostateczną diagnozę można postawić dopiero po wykonaniu odpowiednich badań obrazowych i histopatologicznych. 202 Wewnątrzrdzeniowe przerzuty czerniaka złośliwego: przypadek 61-letniego pacjenta 1.2. Diagnostyka guzów rdzenia kręgowego Badanie neurologiczne, które obejmuje badanie podmiotowe (wywiad) i badanie przedmiotowe, jest podstawową metodą diagnostyczną w neurologii. Umożliwia ono diagnostykę topograficzno-etiologiczną układu nerwowego, dzięki której można określić dokładną lokalizację ogniska zaburzeń [2]. Najważniejszym badaniem diagnostycznym procesów rozrostowych kanału kręgowego jest rezonans magnetyczny (MR) [7]. Badanie metodą rezonansu magnetycznego jest najlepszą metodą pozwalającą na odróżnianie guzów wewnątrzrdzeniowych od zewnątrzrdzeniowych oraz wewnątrzkanałowych od zewnątrzkanałowych. Cechuje się wysoką rozdzielczością tkankową, dzięki czemu uwidacznia struktury kanału kręgowego na całej długości. Pozwala na precyzyjne zlokalizowanie guza, ocenę jego wielkości oraz położenia względem kręgosłupa, a także określa stopień nacieczenia kręgów i tkanek przykręgosłupowych. Dzięki podaniu środka kontrastowego można odróżnić strefę obrzęku od masy guza w przypadku zmian śródrdzeniowych, przez co uwidacznia zmianę w sposób bezpośredni [3]. Ważną zaletą jest to, że badanie rezonansem magnetycznym nie jest obarczone promieniowaniem jonizującym. Bezwzględnym przeciwwskazaniem do wykonania tego badania są wszczepione urządzenia elektryczne i elektroniczne, między innymi rozrusznik serca i neurostymulator. U pacjentów z tej grupy konieczne jest podjęcie innej drogi diagnostycznej. Z dostępnych badań obrazowych wykonuje się mielografię, która jest wskazana u pacjentów niekwalifikujących się do badania rezonansem magnetycznym. Jest to metoda rentgenologiczna, służąca do uwidocznienia kanału kręgowego, poprzez wprowadzenie środka kontrastowego drogą nakłucia lędźwiowego bądź zbiornika wielkiego w odcinku szyjnym. Obecnie nie jest metodą stosowaną standardowo za względu na dużą inwazyjność. Należy wspomnieć również o badaniu radiologicznym (RTG), które nadal jest nieocenioną i najbardziej dostępną przesiewową metodą diagnostyczną zmian dotyczących elementów kostnych kręgosłupa. W przypadku zmian umiejscowionych w rdzeniu kręgowym, może wykazywać poszerzenie kanału kręgowego świadczące o obecności patologii w danym miejscu rdzenia [4]. Kolejnym badaniem jest tomografia komputerowa (TK), która również pozwala uzyskać obraz struktur kostnych i stawowych, jednak jest nieprzydatna w diagnostyce guzów wewnątrzrdzeniowych. Na jej podstawie można jedynie pośrednio orzekać o obecności guza w kanale kręgowym [1]. Wspomniane metody w odróżnieniu od rezonansu magnetycznego nie pozwalają na precyzyjne określenie położenia guzów rdzenia kręgowego, a ponadto są to badania inwazyjne. Dlatego też metodą z wyboru w diagnozowaniu nowotworów 203 Weronika Sikora, Marlena Kot, Monika Klimek, Andrzej Fidor rdzenia kręgowego jest rezonans magnetyczny, który także pozwala na wczesne wykrywanie zmian, co umożliwia podjęcie odpowiedniego leczenia. 1.3. Przerzuty nowotworowe do rdzenia kręgowego Guzy przerzutowe nowotworów złośliwych do rdzenia kręgowego występują u 5% pacjentów i najczęściej są zlokalizowane w obrębie trzonów kręgów i przestrzeni nadtwardówkowej. Tylko 2-4% guzów jest umiejscowiona wewnątrzoponowo, a jedynie 1-2% śródrdzeniowo [5]. Najczęściej są to przerzuty nowotworów złośliwych płuc, prostaty, piersi i nerek. Należy zaznaczyć, iż objawy wynikające z obecności przerzutów w rdzenia kręgowym są niecharakterystyczne, mogą manifestować się objawami bólowym, zaburzeniami ruchowymi i zaburzeniami czucia zarówno powyżej, jak i poniżej umiejscowienia zmiany patologicznej. 2. Cel pracy Celem niniejszej pracy było przedstawienie rzadkiej sytuacji klinicznej, którą jest występowanie przerzutów czerniaka złośliwego do rdzenia kręgowego. Praca opisuje wewnątrzrdzeniowe przerzuty czerniaka złośliwego opierając się na opisie przypadku pacjenta z tym nowotworem. 3. Materiał i metody Podstawą opisu indywidualnego przypadku pacjenta była historia choroby, analiza badań, wywiad z pacjentem i personelem medycznym. Artykuł został uzupełniony danymi z dostępnej literatury medycznej oraz publikacji z bazy MEDLINE/PubMed. 4. Czerniak złośliwy Czerniak złośliwy jest nowotworem skóry, błon śluzowych lub błony naczyniowej oka, wywodzący się z komórek barwnikowych skóry – melanocytów. Zazwyczaj powstaje z już istniejących ognisk melanocytowych: znamion barwnikowych wrodzonych, znamion barwnikowych nabytych, złośliwej plamy soczewicowatej. Jednakże skóra pozornie niezmieniona również może być punktem wyjścia czerniaka złośliwego. Wyróżniamy następujące typy czerniaka skóry: Szerzący się powierzchownie (60-70%); Guzkowy (10-30%); Czerniak z plamy soczewicowatej (5-10%); Czerniak podpaznokciowy (5%) [8]. Czerniak złośliwy stanowi około 1% wszystkich nowotworów złośliwych. Najczęściej występuje u osób w średnim wieku. Pomimo tego, iż nie 204 Wewnątrzrdzeniowe przerzuty czerniaka złośliwego: przypadek 61-letniego pacjenta jest najczęstszym nowotworem, to częstotliwość jego występowania u rasy białej wzrasta o około 10% rocznie, a w Polsce co roku odnotowuje się około 1800 nowych zachorowań. Śmiertelność z powodu tego nowotworu sięga 30-40%. Średnie przeżycie od czasu pojawienia się przerzutów wynosi około 6 miesięcy [8]. Przerzuty mogą pojawić się natychmiast lub nawet po upływie kilkudziesięciu lat. Najczęstszymi miejscami przerzutów czerniaka złośliwego są: okoliczne węzły chłonne, mózg, płuca, wątroba, kości, jelita, śledziona, nerki, nadnercza, a także może dawać przerzuty podskórne. W większości przypadków, miejscem przerzutów czerniaka złośliwego w ośrodkowym układzie nerwowym jest mózgowie, przerzuty do rdzenia kręgowego zdarzają się niezwykle rzadko [6]. 5. Opis przypadku Pacjent, lat 61, został przyjęty na Oddział Neurologii Wojewódzkiego Szpitala Specjalistycznego w Lublinie z powodu następujących objawów: gwałtownie postępujący niedowład kończyn dolnych; zaburzenia czucia od dermatomu Th8/Th9 w dół; ból w okolicy kręgosłupa piersiowego. Pacjent w trybie pilnym został poddany badaniu rezonansu magnetycznego, który wykazał obecność guza wewnątrzrdzeniowego na wysokości wyrostków kolczystych Th7-Th8 z poszerzeniem kanału centralnego powyżej i poniżej zmiany na wysokości trzonów kręgów Th5 do Th11. Zmiana została pierwotnie oceniona jako wyściółczak (ependymoma). Pacjent został skierowany do Kliniki Neurochirurgii Samodzielnego Publicznego Szpitala Klinicznego nr 4 w Lublinie, gdzie został zakwalifikowany do leczenia operacyjnego w trybie przyspieszonym ze względu na szybko narastające objawy niedowładu kończyn dolnych. Leczenie operacyjne polegało na wycięciu łuków kręgów Th7 i Th8 i mikroskopowym usunięciu guza wewnątrzrdzeniowego z dostępu pomiędzy pęczkami smukłymi. Kontrolny rezonans magnetyczny został wykonany 9 dni po zabiegu operacyjnym (Rys. 1, 2, 3). Badanie uwidacznia przestrzeń płynową położoną śródrdzeniowo na wysokości trzonów kręgów Th8/Th9 o wymiarach ok. 13x7x6mm (CCxRLxAP), która najprawdopodobniej odpowiada loży pooperacyjnej. Wokół loży widoczna jest strefa wzmocnienia pokontrastowego świadcząca prawdopodobnie o świeżych zmianach pooperacyjnych. Loża pooperacyjna otoczona jest strefą podwyższonego sygnału na obrazach T2- zależnych. Świeże zmiany pooperacyjne z cechami wzmożenia pokontrastowego stwierdzono w tkankach miękkich grzbietu na poziomach operowanych. 205 Weronika Sikora, Marlena Kot, Monika Klimek, Andrzej Fidor Rysunek 1. MR kręgosłupa piersiowego, widok z boku, obraz T2 zależny. Źródło: Własność Zakładu Radiologii Zabiegowej i Neuroradiologii SPSK4 w Lublinie Rysunek 2. MR kręgosłupa piersiowego (widok z przodu). Źródło: Własność Zakładu Radiologii Zabiegowej i Neuroradiologii SPSK4 w Lublinie 206 Wewnątrzrdzeniowe przerzuty czerniaka złośliwego: przypadek 61-letniego pacjenta Rysunek 3. MR kręgosłupa piersiowego, widok z boku, obraz T1 zależny. Źródło: Własność Zakładu Radiologii Zabiegowej i Neuroradiologii SPSK4 w Lublinie Wykonane badanie histopatologiczne usuniętej zmiany wykluczyło pierwotne podejrzenie etiologii guza i wykazało, iż jest to ognisko przerzutowe z nieznanego klinicznie czerniaka złośliwego. Celem dalszego leczenia, pacjent został skierowany do Centrum Onkologii Ziemi Lubelskiej im. Świętego Jana z Dukli, na Oddział Onkologii, gdzie został zakwalifikowany do paliatywnego napromieniania rdzenia kręgowego w odcinku kręgosłupa Th6-Th10 do dawki 2000 cGy/g (5x400 cGy). Podano dwukrotnie w odstępie 3 tygodni 4 mg kwasu zoledronowego. Pacjent został również poddany chirurgicznemu usunięciu zmiany melanocytowej znajdującej się na prawym ramieniu, podejrzanej o ognisko pierwotne czerniaka. Makroskopowo zmiana na powierzchni skóry stanowiła plamę barwy biało-szarej, nieregularnie wybarwioną, nieostro odgraniczoną od tkanek otaczających, obwodowo wyniosłą, o wymiarach 1,6x1,4 cm. Usunięta zmiana została rozpoznana jako melanoma malignom nodulare (czerniak złośliwy guzkowy) o wertykalnej fazie wzrostu, w skali Breslowa stopień II (0,9cm) i stopniu II w skali Clarka, bez owrzodzeń, ze średnioobfitymi naciekami limfocytarnymi, bez cech inwazji naczyń i liczbie figur podziału równej 1/mm³. Pacjent pozostawał pod stałą kontrolą Poradni Onkologicznej. Po upływie około 4 miesięcy, pacjent zgłosił się do Szpitalnego Oddziału Ratunkowego z powodu zatrzymania moczu. W badaniu neurologicznym pacjent był niezorientowany allo-psychicznie, częściowo zorientowany autopsy- 207 Weronika Sikora, Marlena Kot, Monika Klimek, Andrzej Fidor chicznie. Pacjent został skierowany do Kliniki Neurologii Samodzielnego Publicznego Szpitala Klinicznego nr 4 w Lublinie. W Klinice Neurologii badaniem neurolo-gicznym stwierdzono: pobudzenie psychoruchowe; porażenie kończyn dolnych; zaburzenia mowy o typie dysfazji; brak odruchów ścięgnistych z kończyn dolnych; zaburzenia wszystkich rodzajów czucia od Th8 w dół; mniejsze napięcie mięśni w lewej kończynie górnej. W badaniu fizykalnym stwierdzono także liczne guzki podskórne na całym ciele, część z nich z objawami krwawienia, dawały one obraz prawdopodobnych ognisk metastatycznych czerniaka. Zastosowane leczenie przeciwobrzękowe złagodziło pobudzenie psychoruchowe. Wykonano także zabieg cewnikowania pęcherza moczowego. Pacjent zgłaszał także objawy dyskomfortu ze strony jamy brzusznej. Wykonano badanie MR głowy oraz TK jamy brzusznej. W badaniu MR głowy stwierdzono rozsiane guzkowe zmiany ogniskowe ulegające silnemu wzmocnieniu kontrastem w obrębie wyściółki komór bocznych oraz podnamiotowo w lewej półkuli móżdżku, w okolicy przewodu słuchowego wewnętrznego lewego przy komorze IV. Układ komorowy symetryczny, nieposzerzony i nieprzemieszczony. Bez cech wzmożonego ciśnienia wewnątrzczaszkowego. Całość obrazu przemawiająca za procesem metastatycznym (Rys. 4, 5). 208 Wewnątrzrdzeniowe przerzuty czerniaka złośliwego: przypadek 61-letniego pacjenta Rysunek 4 MR głowy w projekcji strzałkowej. Źródło: Własność Zakładu Radiologii Zabiegowej i Neuroradiologii SPSK4 w Lublinie Rysunek 5 MR głowy w projekcji czołowej. Źródło: Własność Zakładu Radiologii Zabiegowej i Neuroradiologii SPSK4 w Lublinie Badanie tomografii komputerowej jamy brzusznej wykazało rozsiane procesy w węzłach chłonnych pachowych, nadnerczach, wątrobie, jamie otrzewnej i przestrzeni zaotrzewnowej oraz wznowę w kanale kręgowym na wysokości Th7-Th9. W związku z procesem metastatycznym, zakwalifikowano pacjenta do napromieniania paliatywnego mózgowia, lecz pacjent nie wyraził na to zgody. 6. Wnioski 1. Czerniak złośliwy jest nowotworem niezwykle inwazyjnym o wyjątkowo dużej zdolności do rozprzestrzeniania się. Najważniejszą rolę w walce z czerniakiem odgrywa profilaktyka obejmująca stosowanie kremów z filtrami o wysokim stopniu ochrony przed promieniowaniem UVA i UVB, a także systematyczna kontrola istniejących znamion melanocytowych. 2. Guzy wewnątrzrdzeniowe są bardzo rzadkie, należy je jednak brać pod uwagę w diagnostyce różnicowej w przypadku nieswoistych objawów klinicznych. Należy pamiętać, iż niecharakterystyczne objawy guzów 209 Weronika Sikora, Marlena Kot, Monika Klimek, Andrzej Fidor 3. 4. 5. 6. rdzenia kręgowego opóźniają ustalenie właściwej diagnozy, a to z kolei ma istotny wpływ na pogorszenie rokowania. Biorąc pod uwagę fakt, iż zachorowalność na czerniaka złośliwego skóry wciąż rośnie, przypadki podobne do opisanego mogą zdarzać się częściej, należy zachować ostrożność w diagnostyce, w szczególności u pacjentów z rozpoznanym wcześniej czerniakiem złośliwym i prezentujących objawy guza rdzenia kręgowego, co może stanowić o obecności przerzutów. W przeciwieństwie do guzów zewnątrzrdzeniowych, guzy śródrdzeniowe prowadzą w bardzo szybkim czasie do niedowładu kończyn, a także gwałtownie postępującego zaburzenia wszystkich rodzajów czucia. Metodą z wyboru w leczeniu guzów rdzenia kręgowego jest chirurgiczne usunięcie zmiany. Rezonans magnetyczny jest badaniem o nieocenionej wartości diagnostycznej guzów wewnątrzrdzeniowych. Należy jednak pamiętać, że żadne badanie obrazowe nie daje możliwości odróżnienia zmian pierwotnych od wtórnych rdzenia kręgowego, a tym bardziej określenia ich dokładnej morfologii, co dowodzi, iż rezonans magnetyczny jest badaniem czułym, ale nie swoistym. Od wielu lat bezcenną wartość w stawianiu pewnej diagnozy ma badanie histopatologiczne, które określa dokładną morfologię zmiany, a w przypadku nowotworów rdzenia kręgowego zazwyczaj możliwe jest jego wykonywanie jedynie śródoperacyjnie, bądź post mortem. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Schirmer M. Neurochirurgia. Wroclaw, 1998, s. 116-124 Allan H., Ropper R. D. Adams and Victor's principles of neurology, New York: McGraw-Hill Medical Pub. Division, 2005 Poniatowska R. Guzy śródkanałowe w obrazie MR, Postepy w psychiatrii I Neurologii, 5, 1996, s. 23-29 Pruszyński B. Diagnostyka obrazowa, Warszawa: PZWL, 2011, s. 623-624 Kopaczewski B. Rozprawa na stopień doktora nauk medycznych, Rokowanie i wyniki leczenia chorych z przerzutami nowotworów do kręgosłupa – analiza kliniczna, Poznań, 2012, s. 8-14 Ishii T. T. K. Intramedullary spinal cord metastases of malignant melanoma: an autopsy case report and review of the literature, Clin. Neuropathology, 2010, Abstract Lin Sun Y. S. Easily misdiagnosed delayed metastatic intrspinal extradural melanoma of the lumbar spine: A case repot and review of the literature, Oncol Lett, 2013, s. 1-4 Iżycki D. Współczesne poglądy na czynniki ryzyka i profilaktykę czerniaka złośliwego, http://www.wco.pl/pp/files/download/czerniak_dr_izycki.pdf 210 Wewnątrzrdzeniowe przerzuty czerniaka złośliwego: przypadek 61-letniego pacjenta Wewnątrzrdzeniowe przerzuty czerniaka złośliwego: przypadek 61- letniego pacjenta Streszczenie Najczęstszym w ośrodkowym układzie nerwowym miejscem przerzutów czerniaka złośliwego jest mózg. Przerzuty wewnątrzrdzeniowe są niezwykle rzadkie. Pacjent, lat 61, hospitalizowany w Oddziale Neurologii z objawami silnego bólu w odcinku piersiowym kręgosłupa i niedowładem kończyn dolnych. Przeprowadzone badanie diagnostyczne rezonansu magnetycznego wykazało obecność guza wewnątrzrdzeniowego na wysokości wyrostków kolczystych Th7-Th8, najprawdopodobniej o charakterze wyściółczaka (ependymoma). Pacjent został zakwalifikowany do leczenia operacyjnego w Klinice Neurochirurgii w celu usunięcia zmiany. Wykonane badanie histopatologiczne wykluczyło pierwotne podejrzenie etiologii guza i wykazało, iż jest to ognisko przerzutowe czerniaka złośliwego z nieznanego wówczas ogniska pierwotnego. Artykuł ma na celu przedstawienie trudnej ścieżki diagnostycznej w rozpoznawaniu przerzutów do rdzenia kręgowego oraz przedstawia metody leczenia i znaczenie badań obrazowych w rozpoznawaniu guzów wewnątrzrdzeniowych. Słowa kluczowe: czerniak złośliwy, nowotwory rdzenia kręgowego, przerzuty wewnątrzrdzeniowe, guzy wewnątrzrdzeniowe Intraspinal metastases of malignant melanoma: a case of 61-year-old patient Abstract The most common location of melanoma malignum metastasis in central nervous system is brain. Intramedullary spinal cord metastasis is extremely rare. A case of 61-year-old male patient, hospitalized at The Neurology Department with strong back pain localized in thoracic part and paresis of lower limbs. Magnetic resonance imaging (MRI) demonstrated intramedullary spinal cord tumor at the TH7/Th8 level, primary considered as ependymoma. Patient was qualified for the surgical treatment at The Neurosurgery Department. Histopathological examination excluded primary suspicion and revealed metastases of clinically unknown melanoma malignum. This article presents difficult diagnostic procedures of intraspinal metastases; it presents methods of treatment and relevance of imaging examination in recognition of intramedullary metastases. Keywords: malignant melanoma, spinal axis tumors, intraspinal metastases, intraspinal tumors 211 Magdalena Amarowicz1, Marcin Urbańczuk2, Katarzyna Schab3 Wpływ cukrzycy na wzrost ryzyka występowania choroby nowotworowej 1. Wstęp Liczba zachorowań na cukrzycę i nowotwory zarówno w Polsce jak i na świecie stale rośnie. Według danych statystycznych co 10 sekund na świecie stawiane jest rozpoznanie cukrzycy. Międzynarodowa Federacja Cukrzycy (IDF) w 2015roku podała, że na to schorzenie choruje aż 415milionów osób, z czego w Polsce ok. 3 miliony, w tym ok. 1 milion nie jest świadomy obecności choroby. Prognozy na najbliższe lata nie są pocieszające. Szacuje się, że w 2040r liczba cukrzyków na świecie wzrośnie do 642 milionów [1]. Nie dziwi zatem fakt, że cukrzyca jako pierwsza w historii została uznana przez Organizację Narodów Zjednoczonych (ONZ) za epidemię [2]. Podobnie kształtuje się sytuacja dotycząca chorób nowotworowych. W 2012roku na świecie rozpoznano ponad 14 milionównowotworów. Szacuje się, że w 2020roku nowotwory zostaną zdiagnozowane u ponad 17 milionów ludzi. Zarówno cukrzyca jak i choroby nowotworowe zaliczane są do chorób cywilizacyjnych. W większości przypadków dotyczą osób starszych oraz często współistnieją ze sobą. Próby wyjaśnienia wpływu cukrzycy jak i innych zaburzeń gospodarki węglowodanowej na wzrost ryzyka rozwoju choroby nowotworowej stanowią w ostatnim czasie przedmiot licznych badań naukowych. Przez wiele lat istniały sprzeczne informacje na ten temat.Najnowsze doniesienia naukowe potwierdzają istnienie zależności między zaburzeniami gospodarki węglowodanowej a występowaniem nowotworów w różnej lokalizacji. Istnieją także dane na temat zwiększonej umieralności na nowotwór złośliwy osób z cukrzycą w porównaniu do osób bez cukrzycy. 1 [email protected], Katedra i Zakład Patomorfologii Klinicznej UM w Lublinie, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, UM w Lublinie, www.patomorfologia.lublin.pl 2 [email protected], Katedra i Zakład Medycyny Rodzinnej UM w Lublinie, I Wydział Lekarski z Oddziałem Stomatologicznym, UM w Lublinie 3 [email protected], Katedra i Zakład Immunologii Klinicznej UM w Lublinie, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, UM w Lublinie, www.immunologia.am.lublin.pl 212 Wpływ cukrzycy na wzrost ryzyka występowania choroby nowotworowej 2. Cel pracy i metody Celem pracy było przedstawienie aktualnych doniesień naukowych na temat związku między cukrzycą a wzrostem częstości występowania nowotworów. W tym celu dokonano przeglądu aktualnej literatury. 3. Czynniki zwiększające ryzyko nowotworzenia u chorych z cukrzycą Nie od dziś znany jest związek między cukrzycą a zwiększonym ryzykiem rozwoju nowotworów w różnych lokalizacjach. W związku z tym prowadzone są liczne badania wyjaśniające mechanizmy tych zależności. Należą do nich przede wszystkim otyłość i związana z nią insulinooporność, hiperinsulinizm, przewlekła hiperglikemia, towarzyszący stan zapalny, wzrost stężenia IGF-1 oraz stres oksydacyjny. Dodatkowym czynnikiem, nie do końca określonym, pozostają stosowane w leczeniu cukrzycy preparaty i ich potencjalne kancerogenne działanie. 3.1. Otyłość i towarzysząca jej insulinooporność Nadwaga i otyłość stanowią istotny problem w społeczeństwie. Znaczny rozwój cywilizacji sprawił, że odsetek ludzi otyłych stale rośnie. Wg danych WHO z 2014 roku nadwagę stwierdzono u ponad 1,9 miliarda osób dorosłych, z czego ok. 600 milionów stanowili dorośli z BMI > 30kg/m2. Przeprowadzone w ostatnich latach badania wykazały, że występowanie otyłości ma wpływ na zwiększone ryzyko rozwoju nowotworów, w przeważającej większości przewodu pokarmowego. Warto wspomnieć, że tkanka tłuszczowa człowieka w warunkach fizjologicznych pełni ważne funkcje dla organizmu jednak zgromadzona w nadmiarze bierze udział w wielu niekorzystnych patomechanizmach. Syntetyzuje między innymi takie substancje jak adiponektyna czy leptyna. O ile adiponektyna ma działanie korzystne, ponieważ zmniejsza insulinooporność i chroni przed utrzymującym się stale stanem zapalnym, to w przypadku otyłości zmniejsza się jej synteza w adipocytach. Poziom krążącej w osoczu leptyny istotnie zależy od zawartości tkanki tłuszczowej w organizmie. Im więcej tkanki tłuszczowej tym wyższy poziom leptyny we krwi. Jako pierwsi wpływ zwiększonego poziomu leptyny na proces nowotworzenia zaobserwowali Nakao i wsp. w 1998 roku, kiedy to odkryli ekspresję receptora dla leptyny w komórkach białaczki limfoblastycznej [3]. Istotnym zjawiskiem w procesie rozwoju nowotworów jest takżeangiogeneza. Udowodniono, że leptyna jest ważnym czynnikiem proangiogennym o czym świadczy wzrost ekspresji mRNA leptyny w czasie hipoksji, która jest istotnym inicjatorem angiogenezy [4]. Leptyna na dwa różne sposoby wpływa na proces tworzenia nowych naczyń krwionośnych. Po pierwsze 213 Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk, Katarzyna Schab zwiększa syntezę znanych czynników angiogennych – VEGF, FGF. Po drugie wiąże się z receptorami dla leptyny na powierzchni komórek śródbłonka i mięśni gładkich naczyń, promując ich proliferację [5]. Dodatkowo leptyna indukuje ekspresję genów enzymów proteolitycznych, które rozpuszczając macierz zewnątrzkomórkową ułatwiają rozprzestrzenianie się nowych naczyń krwionośnych w obrębie nowotworu, a także umożliwiają rozprzestrzenianie się komórek nowotworowych i tworzenie przerzutów [6]. W badaniach in vitro udowodniono wpływ leptyny na proliferację komórek raka piersi [7]. Ishikawa i wsp. w 2004 roku wykazali istnienie zależności między ekspresją LEP i LEPR a obecnością zmian przerzutowych. Na lepsze rokowanie wpływ miał niższy poziom ekspresji leptyny i jej receptora [8]. Również w przypadku raka jelita grubego potwierdzono wpływ leptyny na jego rozwój. W badaniach in vitro potwierdzono mitogenne, antyapoptotyczne i stymulujące wzrost nowotworu działanie leptyny [9]. Podobne spostrzeżenia opisano w odniesieniu do raka trzonu macicy. Dallal i wsp. podobnie jak inni autorzy wykazali, że częstość występowania raka endometrium zwiększa się wraz ze wzrostem stężenia leptyny w surowicy krwi [10]. Renehan i wsp. przedstawili metaanalizę danych ze 141 doniesień naukowych, stwierdzając wzrost ryzyka zachorowalności na nowotwory w różnych lokalizacjach u osób otyłych obu płci [11]. Zaburzenia metabolizmu glukozy w przebiegu otyłości prowadzą do rozwoju insulinooporności na drodze dwóch głównych mechanizmów patogenetycznych: zwiększonego wytwarzania wolnych kwasów tłuszczowych (WKT) oraz nadprodukcji czynników prozapalnych przez komórki tkanki tłuszczowej [12]. Zbyt duży dowóz materiału energetycznego w postaci WKT i glukozy do komórki sprzyja nadmiernej produkcji reaktywnych form tlenu, które uszkadzają poszczególne elementy budowy komórek. Aby uchronić się przed tym negatywnym wpływem wolnych rodników, komórki ograniczają liczbę receptorów dla insuliny sprzyjając rozwojowi insulinooporności [13]. U osób otyłych zaobserwowano dodatkowo wzmożoną aktywność szlaków prozapalnych kinazy IKK-β i JNK1, które obniżają wrażliwość tkanek organizmu na insulinę [14]. 3.2. Hiperinsulinizm i przewlekła hiperglikemia Przewlekła hiperglikemia z jaką mamy do czynienia w cukrzycy na drodze różnych mechanizmów wpływa na rozwój nowotworów. Przede wszystkim nasila procesy zachodzące w komórkach w czasie kancerogenezy. Zwiększa aktywność czynników wzrostu jak na przykład GDNF (glejopochodnego czynnika wzrostu nerwów), EGF (epidermalnego czynnika wzrostu) [15, 16], które odgrywają rolę w procesie patogenetycznym 214 Wpływ cukrzycy na wzrost ryzyka występowania choroby nowotworowej powikłań angiopatycznych w przebiegu cukrzycy a dodatkowo stymulują proliferację komórek nowotworowych. Do innych mechanizmów zaliczamy stymulowanie powstawania AGEs, czyli końcowych produktów zaawansowanego procesu glikacji, inicjowanie stresu oksydacyjnego, zwiększenie aktywności kinazy białkowej C.Połączenie AGEs ze swoimi receptorami na błonach komórkowych prowadzi do zainicjowania procesów zapalnych w komórkach oraz aktywacji makrofagów i neutrofilów, a także stymuluje uwalnianie cytokin i czynników wzrostu, skutkiem czego jest wzmożona proliferacja komórkowa oraz zwiększone ryzyko powstawania mutacji nowotworowych [17]. Niezwykle ważną rolę w procesie nowotworzenia inicjowanym hiperglikemią odgrywa kinaza proteinowa C, a szczególnie jej izoforma 2. Wpływa ona na regulacje procesów transkrypcji genów, co może prowadzić do zwiększenia liczby powstających mutacji nowotworowych. Dodatkowo zwiększa ona ekspresję VEGF i TGF- [18]. Efektem przewlekłej hiperglikemii jest wzrost wytwarzania wolnych rodników tlenowych w mitochondriach co prowadzi do aktywacji całej kaskady zaburzeń, mających znaczenie w procesie kancerogenezy [19, 20, 21]. Wolne rodniki tlenowe mogą uszkadzać DNA, białka, lipidy, zwiększając ryzyko rozwoju chorób nowotworowych [22]. Podwyższony poziom glukozy w organizmie zmniejsza całkowitą pojemność antyoksydacyjną osocza (TRAP), przez co upośledza proces usuwania wolnych rodników z organizmu [22]. W 2009 roku Stocks i wsp. w badaniu obejmującym ponad 500tyś. osób, stwierdzili wzrost ryzyka wystąpienia nowotworu oraz zwiększone ryzyko zgonu z powodu nowotworu u osób ze zwiększoną glikemią na czczo [23]. W licznych badaniach wykazano pozytywną korelację między występowaniem nowotworu a zwiększoną wartością HbA1c [24, 25]. Hiperinsulinizm wynika przede wszystkim z narastającego stanu insulinooporności, będącego efektem nadwagi i otyłości, a któremu towarzyszy podwyższony poziom glukozy we krwi. Insulina posiada działanie mitogenne, szczególnie w warunkach insulinooporności, kiedy jej poziom jest znacznie podwyższony. Znacznie zwiększone stężenie insuliny wzmaga aktywację szlaku kinazy białkowej aktywowanej mitogenem (MAPK), ponadto aktywuje transferazę farnezylową, zwiększając ilość białka Ras [19, 26, 27]. W wielu doniesieniach naukowych potwierdzono wpływ zwiększonego stężenia insuliny na wzrost ryzyka występowania nowotworów. Pesani przeprowadziła metaanalizę, na podstawie, której wykazała zwiększone ryzyko rozwoju raka trzustki, jelita grubego i piersi u pacjentów z hiperinsulinemią [28]. Podobnie Kaaks i wsp. oraz Ma i wsp. w swoich badaniach potwierdzili zwiększone ryzyko rozwoju raka jelita grubego u pacjentów ze zwiększonym stężeniem peptydu C we krwi [29, 30]. 215 Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk, Katarzyna Schab 3.3. Wzrost IGF-1 IGF-1 spełnia podobną rolę w organizmie jak insulina – zwiększa syntezę białka w komórce oraz hamuje proces apoptozy. Należy pamiętać, że obecna w cukrzycy przewlekła hiperglikemia zwiększa syntezę IGF-1 w komórkach tkanki tłuszczowej [31]. Występująca w przebiegu cukrzycy hiperinsulinemia prowadzi do aktywacji receptorów dla IGF-1, powodując zwiększoną proliferację komórek, w tym nowotworowych. Ponadto wpływa na przemieszczanie się komórek nowotworowych i tworzenie odległych przerzutów [32, 33]. Aktualnie przeważa pogląd, że oddziaływanie insuliny na receptory dla IGF-1 jest jednym z kluczowych patomechanizmów inicjacji i progresji nowotworów u pacjentów z cukrzycą [34]. Potwierdzeniem tego stwierdzenia są badania prezentujące niskie ryzyko wystąpienia nowotworów u osób z obniżonym stężeniem insuliny i IGF-1 [35]. Podobnie, stosowanie diety ubogokalorycznej sprzyja utrzymywaniu niskiego stężenia insuliny we krwi co hamuje proces nowotworzenia [36].„Ochronę” przed rozwojem nowotworów wykazano także u pacjentów z zespołem Larona – u których występuje wrodzony defekt wytwarzania receptorów dla hormonu wzrostu [37]. 3.4. Przewlekły stan zapalny Nadwaga i otyłość występują coraz częściej w populacji świata. Należą one do jednych z głównych przyczyn rozwoju cukrzycy. U osób z prawidłową zawartością tkanki tłuszczowej w organizmie pełni ona wiele istotnych funkcji koniecznych dla optymalnej aktywności organizmu. W przypadku otyłości komórki tkanki tłuszczowej syntetyzują czynniki typowe dla procesu zapalnego, jak np.: naczyniowe i międzykomórkowe czynniki adhezyjne, czynniki chemotaktyczne dla monocytów, czynnik martwicy nowotworówα, interleukinę 1 i 6 oraz adipokiny, które w sposób pośredni stymulują wytwarzanie prozapalnych cytokin. Dochodzi do wzrostu stężenia białka C-reaktywnego i zmniejszenia stężenia korzystnie działającej adiponektyny, która wywiera działanie ochronne przed procesem zapalnym a także zmniejsza insulinooporność tkanek [38]. Przewlekły stan zapalny prowadzi do rozwoju oporności tkanek na insulinę, utrzymującej się hiperglikemii, których konsekwencją jest nadmierne wytwarzanie insuliny przez wyspy trzustki. Jak opisano powyżej hiperinsulinemiana drodze różnych mechanizmów wywiera działanie mitogenne a więc sprzyja rozwojowi nowotworów. 216 Wpływ cukrzycy na wzrost ryzyka występowania choroby nowotworowej 4. Cukrzyca a zapadalność na nowotwory Opisane powyżej mechanizmy patogenetyczne występujące w przebiegu cukrzycy, sprzyjają rozwojowi nowotworów w różnych lokalizacjach. W ostatnich latach powstało wiele prac naukowych, w których poszukiwano zależności między cukrzycą a częstością występowania nowotworów złośliwych. W 2012 roku Łukasiewicz i wsp. poddali retrospektywnej analizie historie chorób 1087 pacjentów z cukrzycą typu 2 celem wyodrębnienia grupy osób, u których w trakcie trwania choroby wykryto nowotwór złośliwy. Obecność nowotworu wykazano u 64 osób. W analizowanej przez autorów grupie najczęściej występowały nowotwory nerki, jelita grubego, piersi i macicy. 80% badanych pacjentów z wykrytą chorobą nowotworową i współistniejącą cukrzycą było otyłych lub z nadwagą [39]. Huxley i wsp. w 2005 roku przeprowadzili metaanalizę 36 prac naukowych, wykazując zwiększone ryzyko zachorowania na raka trzustki u osób z cukrzycą w porównaniu ze zdrową populacją [40]. Xue i Michels natomiast po przeanalizowaniu 20 badań wykazali zwiększone ryzyko zachorowania na raka piersi u pacjentek z cukrzycą [41]. Z kolei w 2006 roku El Seraq i wsp. analizując 26 badań opisali istotną zależność między rozwojem raka wątroby a występowaniem cukrzycy [42]. Korelacja między cukrzycą a rakiem endometrium była analizowana przez Friberga i wsp., którzy po przeanalizowaniu 16 badań potwierdzili pozytywną zależność [43]. W 2010 roku Ehrlich i wsp. przeprowadzili badanie na dużej grupie osób, nie wykazując istotnej zależności między występowaniem cukrzycy i raka płuca [44]. Lindblad i wsp. z kolei wykazali zwiększone ryzyko zachorowania na raka nerki u diabetyków [45]. Kasper i Giovanucci nie wykazali zwiększonego ryzyka rozwoju raka prostaty u mężczyzn z cukrzycą [46]. Na podstawie dotychczasowych badań wysunięto podejrzenie ochronnego działania chemokiny CXCL14 przed rozwojem raka prostaty, której podwyższone stężenie występuje w przebiegu cukrzycy u otyłych mężczyzn [47]. 5. Wpływ leczenia cukrzycy na nowotworzenie Wiele kontrowersji wśród środowiska medycznego jak i u pacjentów budzą sposoby leczenia cukrzycy i ich potencjalny wpływ na rozwój nowotworów. Powstało kilka prac, których autorzy twierdzili, że stosowanie insuliny egzogennej znamiennie zwiększa ryzyko zachorowania na nowotwory złośliwe oraz umieralność z ich powodu u pacjentów z cukrzycą. W literaturze można także znaleźć doniesienia naukowe potwierdzające redukcję ryzyka wystąpienia nowotworów złośliwych u pacjentów leczonych insuliną. Wątpliwości pojawiły się również co do stosowania pochodnych sulfonylomocznika, które stymulują wyspy 217 Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk, Katarzyna Schab trzustkowe do wydzielania endogennej insuliny [48]. Korzystne dla pacjentów z cukrzycą wydaje się być stosowanie metforminy. Prowadzone dotychczas badania naukowe potwierdziły zmniejszenie ryzyka występowania nowotworów u pacjentów nią leczonych [49, 50]. 6. Podsumowanie Podsumowując powyższe rozważania warto zauważyć, że cukrzyca jest istotnym czynnikiem ryzyka powstawania nowotworów złośliwych. Prowadzone przez ostatnie lata liczne badania naukowe potwierdzają wpływ cukrzycy na raka wątroby, trzustki, pęcherza moczowego, piersi, endometrium i nerki. Wydaje się, że cukrzyca może chronić przed rozwojem raka prostaty. Dane dotyczące związku raka płuca i cukrzycy wciąż wymagają prowadzenia badań, gdyż istnieją sprzeczne doniesienia na ten temat. Wśród przyczyn zwiększających zapadalność na nowotwory złośliwe u osób chorych na cukrzycę wymienia się przede wszystkim otyłość, powstającą w jej przebiegu insulinooporność, hiperinsulinemię, hiperglikemię, przewlekły stan zapalny, jak również wzrost stężenia IGF-1. Wciąż istnieją liczne wątpliwości i kontrowersje na temat bezpieczeństwa onkologicznego stosowanego leczenia hipoglikemizującego. Przeprowadzone badania potwierdzają korzystne i bezpieczne działanie metforminy w leczeniu cukrzycy. Potrzeba dalszych badań na temat związku cukrzycy z nowotworzeniem. Literatura 1. 2. 3. 4. 5. 6. IDF Diabetes Atlas 7th edition 2015, s. 9 Danaei G., Finucane M. M., Lu Y., Singh G. M., Cowan M. J., Paciorek C. J., Lin J. K., Farzadfar F., Khang Y. H., Stevens G. A., Rao M., Ali M. K., Riley L. M., Robinson C. A., Ezzati M., Global Burden of Metabolic Risk Factors of Chronic Diseases Collaborating Group (Blood Glucose), National, regional, and global trends in fasting plasma glucose and diabetes prevalence since 1980: systematic analysis of health examination surveys and epidemiological studies with 370 country-years and 2·7 million participants, Lancet, 378, (2011), s. 31-40 Nakao T., Hino M., Yamane T., Nishizawa Y., Morii H., Tatsumi N. Expression of the leptin receptor in human leukaemic blast cells, British Journal of Haematology, 120 (1998), s. 740-745 Grosfeld A., Andre J., Hauguel-De Mouzon S., Berra E., Pouyssegur J., Guerre-Millo M. Hypoxia-inducible factor 1 transactivates the human leptine gene promoter, The Journal of Biological Chemistry, 277 (2002), s. 42953-42957 Nowak A., Kobierzycki Ch., Dzięgiel P. Rola leptyny w patogenezie nowotworów związanych z otyłością, Postępy Biologii Komórki, 42 (2015), s. 309-328 Kessenbrock K., Plaks V., Werb Z. Matrix metalloproteinases: regulators of the tumor microenvironment, Cell, 141 (2010), s. 52-67 218 Wpływ cukrzycy na wzrost ryzyka występowania choroby nowotworowej 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. Jarde T., Caldefie-Chezet F., Goncalves-Mendes N., Mishellany F., Buechler C., Penault-Lorca F., Vasson M. P. Involvement of adiponectin and leptin in breast cancer: clinical and in vitro studies, Endocrine – Related Cancer, 16 (2009), s. 1197-1210 Ishikawa M., Kitayama J., Nagawa H. Enhanced expression of leptin and leptin receptor (OB-R) in human breast cancer, Clinical Cancer Research, 10 (2004), s. 4325-4331 Rouet-Benzineb P., Aparicio T., Guilmeau S., Pouzet C., Descatoire V., Buyse M., Bado A. Leptin counteracts sodium butyrate-induced apoptosis in human colon cancer HT-29 cells via NF-kappaB signaling, The Journal of Biological Chemistry, 279(2004), s. 16495-16502 Dallal C. M., Brinton L. A., Bauer D. C., Buist D. S., Cauley J. A., Hue T. F., Lacroix A., Tice J.A., ChiaV. M., FalkR., Pfeiffer R., PollakM., Veenstra T. D., Xu X., Lacey J. V. Obesity-related hormones and endo¬metrial cancer among postmenopausal women: a nested case-control study within the B~FIT cohort, Endocrine – Related Cancer, 20 (2013), s. 151-160 Renehan A. G., Tyson M., Egger M., Heller R. F., Zwahlen M. Body mass index and incidence of cancer: a systematic review and meta-analysis of prospective observational studies, Lancet, 371 (2008), s. 569-578 Pacholczyk M., Ferenc T., Kowalski J. Zespół metaboliczny. Część II: patogeneza zespołu metabolicznego i jego powikłań, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 62 (2008), s. 543-558 Konstantynowicz K., Mikłosz A., Stepek T., Chabowski A. Akumulacja lipidów (triacylo-, diacylogliceroli i ceramidów) wewnątrz hepatocytów, a rozwój insulinooporności wątrobowej, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 65(2011), s. 236-243 Shoelson S. E., Lee J., Goldfine A. B. Inflammation and insulin resistance, The Journal of Clinical Investigation, 116 (2006), s. 1793-1801 Liu H., Ma Q., Li J. High glucose promotes cell proliferation and enhances GDNF and RET expression in pancreatic cancer cells, Molecular and Cellular Biochemistry, 347 (2011), s. 95-101 Han L., Ma Q., Li J., Liu H., Li W., Ma G., Xu Q., Zhou S., Wu E. High glucose promotes pancreatic cancer cell proliferation via the induction of EGF sxpression and transactivation of EGFR,PLoS One, 6 (2011), e27074 Randi G., Ferraroni M., Talamini R., Garavello W., Deandrea S., Decarli A., Franceschi S., La Vecchia C. Glycemic index, glycemic load and thyroid cancer risk, Annals of Oncology, 19 (2008), s. 380-383 Li J., Ayene R., Ward K. M., Dayanandam E., Ayene I. S. Glucose deprivation increases nuclear DNA repair protein Ku and resistan¬ce to radiation induced oxidative stress in human cancer cells, Cell Biochemistry and Function, 2 (2009), s. 93-101 Becker S., Dossus L., Kaaks R. Obesity related hyperinsulinaemia and hyperglycaemia and cancer development, Archives of Physiology and Biochemistry, 115 (2009), s. 86-96 Brownlee M. The pathobiology of diabetic complications. A unifying mechanism, Diabetes, 54 (2005), s. 1615-1625 219 Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk, Katarzyna Schab 21. Riehl A., Németh J., Angel P., Hess J. The receptor RAGE: bridging inflammation and cancer, Cell Communication and Signaling, 7 (2009), s. 12 22. Taylor P. D., Poston L. The effect of hyperglycemia on function of rat isolated mesenteric resistance artery, British Journal of Pharmacology, 113 (1994), s. 801-808 23. Stocks T., Rapp K., Bjorge T., Manjer J., Ulmer H., Selmer R., Lukanova A., Johansen D., Concin H., Tretli S., Hallmans G., Jonsson H., Stattin P.Blood glucose and risk of incident and fatal cancer in the metabolic syndrome and cancer project (Me-Can): analysis of six prospective cohorts, PLoS Medicine, 6 (2009), e1000201 24. Travier N., Jeffreys M., Brewer N., Wright C. S., Cunningham C. W., Hornell J., Pearce N. Association between glycosylated hemoglobin and cancer risk: a New Zealand linkage study, Annals of Oncology, 18 (2007), s. 1414-1419 25. Yang X., Ko G. T., So W. Y., Ma R. C., Yu L. W., Kong A. P., Zhao H., Chow C. C., Tong P. C., Chan J. C. The associations of hyperglycaemia and insulin usage with the risk of cancer in type 2 diabetes – the Hong Kong diabetes registry, Diabetes, 59(2010), s. 1254-1260 26. Godsland I. F. Insulin resistance and hyperinsulinaemia in the development and progression of cancer, Clinical Science, 118 (2010), s. 315-332 27. Draznin B. Mitogenic action of insulin: friend, foe or ‘frenemy’?, Diabetologia, 53 (2010), s. 229-233 28. Pisani P. Hyper-insulinaemia and cancer, meta-analyses of epidemiological studies, Archives of Physiology and Biochemistry.,114 (2008), s. 63-70 29. Kaaks R., Toniolo P., Akhmedkhanov A., Lukanova A., Biessy C., Dechaud H., Rinaldi S., Zeleniuch-Jacquotte A., Shore R. E., Riboli E. Serum Cpeptide, insulin-like growth factor (IGF)-I, IGF-Binding Proteins, and colorectal cancer risk in women, Journal of the National Cancer Institute, 92 (2000), s. 1592-1600 30. Ma J., Giovannucci E., Pollak M., Leavitt A., Tao Y., Gaziano J. M., Stampfer M. J. A prospective study of plasma c-peptide and colorectal cancer risk in men, Journal of the National Cancer Institute, 96 (2004), s. 546-553 31. Dudziak K., Regulska-Ilow B. Znaczenie ładunku glikemicznego diety w rozwoju chorób nowotworowych, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej (online), 67 (2013), s. 449-462 32. Hemkens L. G., Grouven U., Bender R., Gunster C., Gutschmidt S., Selke G. W. Risk of malignancies in patients with diabetes treated with human insulin or insulin analogues: a cohort study, Diabetologia, 52 (2009), s. 1732-1744 33. Masur K., Vetter C., Hinz A., Tomas N., Henrich H., Niggemann B., Zanker K. S. Diabetogenic glucose and insulin concentrations modulate transcriptom and protein levels involved in tumour cell mi¬gration, adhesion and proliferation, British Journal of Cancer, 104 (2011), s. 345-352 34. Binkowska-Borgosz I., Starzyńska T., Błogowski W. Otyłość a nowotwory przewodu pokarmowego, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej (online), 68 (2014), s. 1193-1198 35. Gallagher E. J., LeRoith D. Minireview: IGF, insulin, and cancer, Endocrinology, 152 (2011), s. 2546-2551 220 Wpływ cukrzycy na wzrost ryzyka występowania choroby nowotworowej 36. Hursting S. D., Smith S. M., Lashinger L. M., Harvey A. E., Perkins S. N. Calories and carcinogenesis: lessons learned from 30 years of calorie restriction research, Carcinogenesis, 31 (2010), s. 83-89 37. Perry J. K., Liu D. X., Wu Z. S., Zhu T., Lobie P. E. Growth hormone and cancer: an update on progress, Current opinion in endocrinology,diabetes and obesity, 20 (2013), s. 307-313 38. Dąbrowski M. Cukrzyca a nowotwory, Diabetologia Praktyczna, 11 (2010), s. 54-63 39. Łukasiewicz D., Jakubowska I., Pędich-Czaban M. Analiza występowania nowotworów złośliwych u chorych na cukrzycę typu 2, Diabetologia Kliniczna,1 (2012), s. 177-184 40. Huxley R., Ansary-Moghaddam A., Berrington de Gonzalez A., Barzi F., Woodward M. Type-II diabetes and pancreatic cancer: a meta-analysis of 36 studies, British Journal of Cancer, 92 (2005), s. 2076-2083 41. Xue F., Michels K. B. Diabetes, metabolic syndrome, and breast cancer: a review of the current evidence, The American Journal of Clinical Nutrition, 86 (2007), s. 823S-835S 42. El-Seraq H. B., Hampel H., Javadi F. The association between diabetes and hepatocellular carcinoma: a systematic review of epidemiologic evidence, Clinical Gastroenterology andHepatology, 4 (2006), s. 369-380 43. Friberg E., Orsini N., Mantzoros C. S., Wolk A. Diabetes mellitus and risk of endometrial cancer: a meta-analysis, Diabetologia, 50 (2007), s. 1365-1374 44. Ehrlich S. F., Quesenberry C. P., Van Den Eeden S. K., Shan J., Ferrara A. Patients diagnosed with diabetes are at increased risk for asthma, chronic obstructive pulmonary disease, pulmonary fibrosis, and pneumonia but not lung cancer, Diabetes Care, 33(2010), s. 55-60 45. Lindblad P., Chow W. H., Chan J., Bergström A., Wolk A., Gridley G., McLaughlin J. K., Nyrén O., Adami H. O. The role of diabetes mellitus in the aetiology of renal cell cancer, Diabetologia, 42 (1999), s. 107-112 46. Kasper J. S., Giovanucci E. A meta-analysis of diabetes mellitus and the risk of prostate cancer, Cancer Epidemiology, Biomarkers and Prevention, 15 (2006), s. 2056-2062 47. Nara N., Nakayama Y., Okamoto S., Tamura H., Kiyono M., Muraoka M., Tanaka K., Taya C., Shitara H., Ishii R., Yonekawa H., Minokoshi Y., Hara T. Disruption of CXC motif chemokine ligand-14 in mice ameliorates obesityindu-ced insulin resistance, Journal of Biological Chemistry, 282 (2007), s. 30794-30803 48. Currie C. J., Poole C. D., Gale E. A. The influence of glucoselowering therapies on cancer risk in type 2 diabetes,Diabetologia, 52 (2009), s. 1766-1777 49. Libby G., Donnelly L. A., Donnan P. T., Alessi D. R., Morris A. D., Evans J. M. New users of metformin are at low risk of incident cancer: a cohort study among people with type 2 diabetes, Diabetes Care, 32 (2009), s. 1620-1625 50. Evans J. M., Donnelly L. A., Emslie-Smith A. M., Alessi D. R., Morris A. D. Metformin and reduced risk of cancer in diabetic patients, British Medical Journal, 330(2005), s. 1304-1305 221 Magdalena Amarowicz, Marcin Urbańczuk, Katarzyna Schab Wpływ cukrzycy na wzrost ryzyka występowania choroby nowotworowej Streszczenie Wstęp: Próby wyjaśnienia wpływu cukrzycy na wzrost ryzyka rozwoju choroby nowotworowej stanowią w ostatnich latach przedmiot licznych badań naukowych. Zarówno cukrzyca jak i choroby nowotworowe zaliczane są do chorób cywilizacyjnych. Częstość ich występowania mimo licznych działań profilaktycznych i rozwoju medycyny nadal wzrasta. Najnowsze doniesienia naukowe potwierdzają istnienie zależności między zaburzeniami gospodarki węglowodanowej a występowaniem nowotworów w różnej lokalizacji. Chorych na cukrzycę typu 2 charakteryzuje zwiększone ryzyko zachorowania na raka wątroby, trzustki, nerki, jelita grubego, żołądka, piersi, u kobiet dodatkowo raka endometrium. Istnieją dane na temat zwiększonej umieralności na nowotwór złośliwy osób z cukrzycą w porównaniu do osób bez cukrzycy. Cel i metody: Celem niniejszej pracy było przedstawienie aktualnych doniesień naukowych na temat związku między cukrzycą a wzrostem występowania nowotworów. Aby to osiągnąć dokonano analizy aktualnej literatury. Wnioski: Cukrzyca jest istotnym czynnikiem ryzyka powstawania nowotworów złośliwych.Wśród przyczyn zwiększających zapadalność na nowotwory złośliwe w populacji chorych na cukrzycę wymienia się przede wszystkim otyłość i związaną z nią insulinooporność, hiperinsulinemię, hiperglikemię i przewlekły stan zapalny, jak również wzrost stężenia IGF-1. Słowa kluczowe: cukrzyca, nowotwory, choroby cywilizacyjne The impact of diabetes on the increase the risk of cancer Abstract Introduction: Attempts to explain the effect of diabetes on the increased risk of developing cancer in the last years are the subject of many scientific studies. Both diabetes and cancer are include to the diseases of civilization. Despite the many prevention activities and the development of medicine, their frequency still to rise. Recent scientific reports confirm the existence of the relationship between glucose metabolism disturbances and the occurrence of cancer in different locations. Patients with diabetes mellitus have an increased risk of cancer of the liver, pancreas, kidney, colon, stomach, and in women cancer of the breast and endometrial. There are reports on the increased mortality from cancer in people with diabetes compared to people without diabetes. Aim and methods: The aim of this study was to present current scientific findings on the relationship between diabetes and an increased incidence of cancer. To achieve this, an analysis of the current literature. Conclusions: Diabetes is a significant risk factor for cancer.Among the reasons for increasing the incidence of cancer in the population of patients with diabetes are mainly obesity and insulin resistance, hyperinsulinemia, hyperglycemia and chronic inflammation, as well as increased levels of IGF-1. Keywords: diabetes mellitus, cancer, diseases of civilization 222 Wioleta Kowalska1, Małgorzata Waldowska2, Agnieszka Bojarska-Junak3 Zróżnicowanie fenotypowe i funkcjonalne makrofagów w kontekście ich wpływu na odpowiedź przeciwnowotworową 1. Wprowadzenie Makrofagi są komórkami jednojądrzastymi, pełniącymi kluczową rolę w nieswoistej odpowiedzi immunologicznej. Ich bezpośrednimi prekursorami są monocyty, które migrują z krwi obwodowej do tkanek, zasiedlając je. W obecności m.in. czynnika stymulującego tworzenie kolonii granulocytów i makrofagów (GM-CSF) i czynnika stymulującego tworzenie kolonii makrofagów (M-CSF) ulegają ostatecznie przekształceniu w makrofagi o specyficznych cechach fenotypowych i funkcjonalnych [1, 2]. Grupa makrofagów tkankowych jest dość heterogenna; w zależności od lokalizacji zalicza się do niej, np. komórki Browicza-Kupffera zatok wątrobowych, komórki dendrytyczne skóry oraz komórki mikrogleju centralnego układu nerwowego [1, 2]. Jeszcze do niedawna makrofagi uważano jedynie za jednojądrzaste komórki żerne, których rola ogranicza się do zniszczenia patogenu. Obecnie wiadomo, że zaangażowanie makrofagów w kształtowanie odpowiedzi immunologicznej jest znacznie szersze, a same makrofagi są traktowane jako jedne z najważniejszych komórek układu immunologicznego cechujące się złożonością oraz wielostronnością w działaniu [1]. Makrofagi uczestniczą w licznych reakcjach zachodzących w naszym organizmie, m.in. regulują przebieg procesu zapalnego, mają zdolność zwalczania patogenów m.in. wirusów, bakterii i grzybów. Oprócz tego należą one do komórek prezentujących antygeny limfocytom T pomocniczym. Ponadto wytwarzają proteazy, czynniki wzrostowe oraz proangiogenne, 1 [email protected], Katedra i Zakład Immunologii Klinicznej, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl 2 [email protected], Katedra i Zakład Immunologii Klinicznej, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl, 3 [email protected], Katedra i Zakład Immunologii Klinicznej, II Wydział Lekarski z Oddziałem Anglojęzycznym, Uniwersytet Medyczny w Lublinie, www.umlub.pl 223 Wioleta Kowalska, Małgorzata Waldowska, Agnieszka Bojarska-Junak regulując aktywność innych komórek układu immunologicznego [1]. Udowodniono, że makrofagi wykazują również zdolność do niszczenia komórek nowotworowych. Odbywa się to w wyniku bezpośredniego kontaktu z komórką docelową, bądź za pośrednictwem uwalnianych mediatorów. Różnice w fenotypie, morfologii oraz zdolności funkcjonalnej makrofagów są determinowane zarówno przez rodzaj tkanki, w której są zlokalizowane, jak również przez aktualne warunki mikrośrodowiska. Umiejętność przystosowania się do panujących warunków, czyni makrofagi zdolnymi do polaryzacji w kierunku M1 lub M2 [3]. 2. Polaryzacja makrofagów Immunologiczna plastyczność makrofagów, umożliwiająca im modyfikację własnego fenotypu (tzw. polaryzacja), jest uzależniona od profilu cytokin uwalnianych przez limfocyty Th1 i Th2, oraz określonych warunków mikrośrodowiska danej tkanki, w której makrofagi są zlokalizowane [4]. W przeciągu ostatnich lat odkryto istnienie dwóch typów makrofagów: M1 oraz M2. Schemat polaryzacji tych komórek przedstawia Rysunek 1. Ów podział został wprowadzony na podstawie różnic w ekspresji markerów powierzchniowych, jak również na podstawie dróg ich aktywacji. Różnicom fenotypowym wyróżnionych populacji makrofagów towarzyszą różnice funkcjonalne. Makrofagi typu M1 ulegają klasycznej aktywacji w wyniku której dochodzi do uruchomienia prozapalnych szlaków sygnalizacyjnych zależnych od NF-κB. Proces ten zachodzi głównie w odpowiedzi na lipopolisacharyd, IFN-γ oraz inne ligandy bakteryjne receptorów TLR. Wówczas makrofagi M1 uwalniają znaczne ilości cytokin prozapalnych, tj. TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-12, IL-23 oraz polaryzują odpowiedź immunologiczną w kierunku Th1 [5]. IL-12 uwalniana przez makrofagi o fenotypie M1, stymuluje komórki NK do wydzielania IFN-. Za jego pośrednictwem makrofagi M1 działają pobudzająco na wiele komórek układu immunologicznego, w tym także na same makrofagi, przyczyniając się do uruchomienia mechanizmów cytotoksycznych. Makrofagi M1 wyróżniają się wysoką ekspresją cząsteczek kostymulujących CD80/CD86 oraz MHC klasy I [4, 6]. Ponadto, tlenek azotu (NO) wytwarzany przez makrofagi M1 ma działanie toksyczne w stosunku do komórek nowotworowych [5, 6, 7]. Alternatywna aktywacja makrofagów (w kierunku fenotypu M2) zachodzi w sytuacji wyciszenia stanu zapalnego toczącego się w naszym organizmie. Wówczas limfocyty Th2 uwalniają cytokiny przeciwzapalne, które stymulują makrofagi do przekształcania się w populację posiadającą fenotyp M2 [4, 6, 7]. Do cytokin przeciwzapalnych, zaangażowanych w ten proces należą m.in. IL-10, TGF-β oraz antagonista receptora IL-1 (IL- 224 Zróżnicowanie fenotypowe i funkcjonalne makrofagów w kontekście ich wpływu na odpowiedź przeciwnowotworową 1RA). Arginaza 1 oraz marker CD14 są ważnymi markerami makrofagów M2, potwierdzającymi ich wyodrębnienie się z krążących monocytów krwi obwodowej. Makrofagi M2 odgrywają istotną rolę w procesie angiogenezy nowotworu, gdyż za pośrednictwem wydzielanych czynników wzrostu naczyń VEGF (Vascular endothelial growth factor), IL-8, IL-23, PDGF (Platelet derived growth factor) oraz metaloproteinaz, sprzyjają generowaniu się nowych naczyń krwionośnych [8]. Najnowsze badania nad populacją makrofagów M2 udowadniają, iż nie jest to populacja jednorodna. Makrofagi M2 zostały podzielone na 4 podtypy: M2a, M2b, M2c i M2d. IL-4 i IL-13 wpływają na powstanie podtypu M2a. Fenotyp M2b powstaje w odpowiedzi na kompleksy immunologiczne oraz IL-1β lub lipopolisacharyd. Z kolei IL-10, TGF-β i glikokortykosteroid warunkują utworzenie fenotypu M2c [7, 9]. Makrofagi M2d są nazywane makrofagami związanymi z nowotworem (ang. Tumor associated macrofages, TAM). Ta subpopulacja makrofagów jest indukowana głównie przez IL-6 i IL-10 [9, 10]. Każdy z wyżej wymienionych podtypów makrofagów M2 wyróżnia się podwyższoną ekspresją IL10 oraz niskim poziomem IL-12 (fenotyp IL-10highIL-12low) [2, 11]. Na Rysunku 2 przedstawiono schemat różnicowania i aktywacji makrofagów. 2.1. Makrofagi związane z nowotworem (M2d, TAM) Makrofagi TAM (M2d) stanowią pulę komórek układu immunologicznego odgrywającą istotną rolę w formowaniu się nowotworu [2]. Komórkami prekursorowymi dla TAM są komórki supresyjne pochodzenia mieloidalnego (myeloid-derived suppressor cells, MDSC), które naciekają guzy nowotworowe [4]. W odróżnieniu od makrofagów M2a-c, makrofagi M2d są zależne od rozwijających się w organizmie komórek nowotworowych. Makrofagi TAM pojawiają się w odpowiedzi na czynniki uwalniane przez te zmienione komórki, tj. TGF-β, IL-10, IL-6, prostaglandyna E [7, 11]. Na podstawie oceny aktywności czynnościowej oraz funkcjonalnej tych komórek ustalono, że podczas toczącego się procesu nowotworowego komórki TAM wykazują zdolność do hamowania odpowiedzi immunologicznej oraz promowania rozwoju nowotworu [1, 11]. Właściwości te są uwarunkowane profilem uwalnianych cytokin (IL-10 i TGF-β), oraz zaburzoną zdolnością do prezentacji antygenów znajdujących się na powierzchni komórek nowotworowych [7]. Udowodniono, że subpopulacja makrofagów TAM wykazuje szereg różnic czynnościowych oraz fenotypowych zależnych od stopnia zaawansowania nowotworu. Podczas inicjacji guza, TAM wykazują fenotyp populacji makrofagów M1, warunkujących aktywację prozapalnych szlaków wewnątrzkomórkowych zależnych od NF-кB [12]. Z kolei wraz z rozwojem nowotworu, komórki te 225 Wioleta Kowalska, Małgorzata Waldowska, Agnieszka Bojarska-Junak ulegają transformacji do makrofagów M2 w których dochodzi do zahamowania szlaków sygnalizacyjnych warunkujących ekspresję cytokin prozapalnych [7]. Poza tym, makrofagi TAM posiadające fenotyp M2 wpływają na rozwój guza, stymulują jego angiogenezę oraz zwiększają ryzyko pojawienia się przerzutów, ułatwiając migrację komórek nowotworowych [9]. Warto podkreślić, że polaryzacja makrofagów TAM o fenotypie M1 do komórek M2 jest uzależniona od wielu czynników, m.in. regionu tkanki w której zlokalizowane jest ognisko nowotworu, typu nowotworu oraz jego stadium zaawansowania [6]. Dodatkowo, pronowotworowe komórki TAM o fenotypie M2 powstają pod wpływem cytokin i chemokin generujących mikrośrodowisko nowotworu [13, 11]. Przykładem, są TAM infiltrujące guzy lite w obszarze niedotlenienia. Komórki te posiadają aktywność arginazy-1, markera charakterystycznego dla makrofagów M2. Makrofagów M2 nie znaleziono w strefie unaczynienia [2]. Właściwe zrozumienie roli TAM w różnych stopniach zaawansowania nowotworów wymaga poznania wielu mechanizmów, stąd prace umożliwiające wyjaśnienie tych zależności są nadal kontynuowane. Do identyfikacji makrofagów w ludzkich nowotworach wykorzystuje się barwienie immunohistochemiczne wykorzystujące przeciwciała monoklonalne anty-CD68. Komórki CD68+ stanowią populację makrofagów, jednak na tej podstawie nie jest możliwe zidentyfikowanie konkretnego podtypu makrofagów. Dlatego poszerzono zestaw używanych przeciwciał o marker CD163, swoisty dla makrofagów TAM. Identyfikacja makrofagów TAM, występujących w tkance nowotworowej możne posłużyć za czynnik prognostyczny [14]. 3. Aktywność antynowotworowa makrofagów W wyniku odpowiedniej aktywacji makrofagi zyskują zdolność do lizy komórek nowotworowych na drodze zależnej bądź niezależnej od przeciwciał. Proces ten zachodzi pod wpływem licznych cząsteczek regulacyjnych, tj. cytokin, aktywnych form tlenu oraz metabolitów kwasu arachidonowego. Działania cytostatyczne makrofagów wobec komórek nowotworowych dotyczą zahamowania wzrostu komórek znajdujących się w fazie G1 cyklu komórkowego. Odbywa się to w wyniku cytostatycznego działania TNF, który wraz z IL-1 hamuje proliferację komórek nowotworowych w warunkach in vitro. W warunkach in vivo, cytostatyczna aktywność makrofagów nie została jeszcze dokładnie poznana [15]. Kolejnym mechanizmem, za pomocą którego makrofagi mogą wybiórczo niszczyć komórki nowotworowe, jest cytotoksyczność niezależna od przeciwciał (MTC – Macrophage- mediated Cytotoxity). Proces ten odbywa się w wyniku kontaktu makrofaga z komórką nowotworową, po związaniu aktywowane makrofagi wydzielają substancje o właściwościach potencjalnie litycznych, tj. proteazę serynową, reaktywne formy tlenu (np. H2O2) oraz TNF [15]. 226 Zróżnicowanie fenotypowe i funkcjonalne makrofagów w kontekście ich wpływu na odpowiedź przeciwnowotworową Warto również wspomnieć o cytotoksyczności zależnej od przeciwciał (ADCC - Antibody-dependent Cellular Cytotoxity). W jej wyniku makrofag łączy się z komórką nowotworową za pośrednictwem receptora dla fragmentu Fc przeciwciała oraz przeciwciała opłaszczającego komórkę docelową. Uwalniane wówczas aktywne formy tlenu, a w szczególności H2O2, wykazują efekt cytolityczny. Rola TNF oraz IFN w ADCC w warunkach in vivo nie jest jednoznacznie określona [15]. Powyższe strategie zostały schematycznie przedstawione na Rysunku 3. 4. Rysunki Rysunek 1. Schemat polaryzacji makrofagów. Opracowano na podstawie [4] Rysunek 2. Schemat różnicowania i aktywacji makrofagów – typowe aktywatory i markery. Opracowano na podstawie [7, 10] 227 Wioleta Kowalska, Małgorzata Waldowska, Agnieszka Bojarska-Junak Rysunek 3. Antynowotworowe strategie makrofagów. Opracowano na podstawie [15] 5. Podsumowanie Makrofagi stanowią grupę komórek charakteryzującą się zdolnością do polaryzacji, uzależnionej od aktualnie panujących warunków mikrośrodowiska. Wykazują one zdolność do polaryzacji w celu przystosowania się do zmian zachodzących w mikrośrodowisku. Wyróżniamy dwa typy aktywacji: fenotyp M1- aktywowany klasycznie oraz M2 - aktywowany alternatywnie. Makrofagi M1 posiadają właściwości prozapalne związane z wydzielaniem cytokin, takich jak TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-12, IL-23, sprzyjających rozwojowi odpowiedzi immunologicznej typu komórkowego. Z kolei makrofagi M2 uwalniają szereg cytokin przeciwzapalnych, mobilizując odpowiedź immunologiczną typu Th2. Populacja makrofagów M2 została podzielona na 4 podtypy: M2a, M2b, M2c i M2d. Jednak to makrofagi M2d nazywane również makrofagami TAM, ze względu na właściwości immunosupresyjne i pronowotworowe odgrywają istotną rolę w regulacji odpowiedzi immunologicznej w chorobach nowotworowych. Przypuszcza się, że makrofagów TAM mogą być wykorzystane w terapiach przeciwnowotworowych. Literatura 1. 2. Lewis C. E., Pollard J. W. Distinct role of macrophages in different tumor microenvironments, Cancer Research, 66 (2006), s. 605-612 Liu Y. C., Zou X. B., Chai Y. F., Yao Y. M. Macrophage Polarization in Inflammatory Diseases, International Journal of Biological Sciences, 10 (2014), s. 520-529 228 Zróżnicowanie fenotypowe i funkcjonalne makrofagów w kontekście ich wpływu na odpowiedź przeciwnowotworową 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. Italiani P., Boraschi D. From monocytes to M1/M2 macrophages: phenotypical vs. functional differentiation, Frontiers in immunology, 5 (2014), s. 1-22 Allavena P., Mantovani A. Immunology in the clinic review series; focus on cancer: tumour associated macrophages: undisputed stars of the inflammatory tumour microenvironment, Clinical & Experimental Immunology, 167 (2012), s. 195-205 Murray P. J., Allen J. E., Biswas S. K., Fisher E. A., Gilroy D. W., Goerdt S., Gordon S., Hamilton J. A., Ivashkiv L. B., Lawrence T., Locati M., Mantovani A., Martinez F. O., Mege J. L., Mosser D. M., Natoli G., Saeij J. P., Schultze J. L., Shirey K. A., Sica A., Suttles J., Udalova I., van Ginderachter J. A., Vogel S. N., Wynn T. A. Macrophage activation and polarization: nomenclature and experimental guidelines, Immunity, 41 (2014), s. 14-20 Eljaszewicz A., Gackowska L., Kubiszewska I., Aktywność makrofagów w rozwoju choroby nowotworowej. Macrophage activity in tumour development, Współczesna Onkologia, 14 (2010), s. 1-6 Nazimek K., Bryniarski K. The biological activity of macrophages in health and disease, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 66 (2012), s. 507-520 Hagemann T., Biswas S. K., Lawrance T., Sica A, Lewis C. E. Regulation of macrophage function in tumors: the multifaced role of NF-kB, Blood, 113 (2009), s. 3139-3146 Subimerb C., Pinlaor S., Lulitanond V., Khuntikeo N., Okada S., McGrath M. S., Wongkham S. Circulating CD14+ CD16+ monocyte levels predict tissue invasive character of cholangiocarcinoma, Clinical & Experimental Immunology, 161 (2010), s. 471-479 Döhner H., Stilgenbauer S., Benner A., Leupolt E., Kröber A., Bullinger L., Döhner K., Bentz M., Lichter P. Genomic aberrations and survival in chronic lymphocytic leukemia, The New England Journal of Medicine, 343 (2000), s. 1910-1916 Wang Q., Ni H., Lan L., Wei X., Xiang R., Wang Y. Fra-1 protooncogene regulates IL-6 expression in macrophages and promotes the generation of M2d macrophages, Cell Research, 20 (2010), s. 701-712 Maffei R., Bulgarelli J., Fiorcari S, Bertoncelli L., Martinelli S., Guarnotta C., Castelli I., Deaglio S., Debbia G., De Biasi S., Bonacorsi G., Zucchini P., Narni F., Tripodo C., Luppi M., Cossarizza A., Marasca R. The monocytic population in chronic lymphocytic leukemia shows altered composition and deregulation of genes involved in phagocytosis and inflammation, Haematologica, 98 (2013), s.1115-1123 Schmieder A., Michel J., Schönhaar K., Goerdt S., Schledzewski K. Differentiation and gene expression profile of tumor-associated macrophages., Seminars in Cancer Biology, 22 (2012), s. 289-297 Favre J., Terborg N., Horrevoets A. J. G. The diverse identity of angiogenic monocytes, European Journal of Clinical Investigation, 43 (2013), s. 100-107 http://bioinfo.mol.uj.edu.pl/articles/Chorobik03 229 Wioleta Kowalska, Małgorzata Waldowska, Agnieszka Bojarska-Junak Zróżnicowanie fenotypowe i funkcjonalne makrofagów w kontekście ich wpływu na odpowiedź przeciwnowotworową Streszczenie Makrofagi są komórkami wywodzącymi się z monocytów. Wyróżniono dwie drogi polaryzacji makrofagów, które są uwarunkowane aktualnie panującymi warunkami mikrośrodowiska. Na podstawie różnic w ekspresji markerów powierzchniowych oraz w sygnałach aktywujących, populacje makrofagów podzielono na aktywowane klasycznie makrofagi (fenotyp M1) oraz alternatywnie (fenotyp M2). Makrofagi M1 posiadają właściwości prozapalne związane z profilem uwalnianych cytokin (IL-1β, IL-12, IL-6, IL-23, TNF-α), sprzyjające rozwojowi odpowiedzi immunologicznej typu komórkowego. Z kolei makrofagi M2 uwalniają szereg cytokin przeciwzapalnych, mobilizując odpowiedź immunologiczną typu Th2. Populacja makrofagów M2 została podzielona na 4 podtypy: M2a, M2b, M2c i M2d. Makrofagi M2d nazywane również makrofagami TAM, odgrywają znaczącą rolę w modulowaniu odpowiedzi immunologicznej w chorobach nowotworowych. Warto podkreślić, iż makrofagi wywierają wpływ cytostatyczny na komórki pronowotworowe. Wykazują również zdolność do niszczenia komórek nowotworowych za pośrednictwem mechanizmu cytotoksyczności zależnej lub niezależnej od przeciwciał. Słowa kluczowe: makrofagi, polaryzacja, fenotyp M1 i M2, cytokiny, TAM The phenotype and functional differentiation of macrophages and their role in the antitumor response Abstract Macrophages are a heterogeneous group of cells derived from monocytes. These cells have the ability to polarize under the influence of actual microenvironment conditions. Macrophages can be divided into two main subpopulations: classically activated macrophages (M1) and alternatively activated macrophages (M2). Classical activation pathway triggered by inflammatory mediators (IFN-γ and IL-1β) results in forming macrophages M1, which secrete proinflammatory cytokines such as IL-1β, IL-12, IL-6, IL-23, TNF-α. They promote Th1 response. Whereas, a population of M2 macrophages is associated with anti-inflammatory reactions through mobilization of type Th2 cells. M2 macrophages’ population is divided into 4 subtypes: M2a, M2b, M2c and M2d. However, especially M2d macrophages also called TAMs play a significant role in modulating the immune response in cancers. Macrophages have a cytostatic effect on the tumor cells. They also have the ability to kill cancer cells through a mechanism of MacrophageMediated Cytotoxicity (MTC) or Antibody–Dependent Cellular Cytotoxicity (ADCC). Key words: macrophages, polarization, phenotype M1 and M2, cytokines, TAM 230 Indeks autorów Amarowicz M. ......41, 68, 154, 212 Bojarska-Junak A. .................... 223 Cwynar G. ................................. 127 Czekaj P. ......................................16 Czerewko K. ................................55 Dugiełło B. ...................................16 Dusza K. .................................... 127 Fidor A. ..................................... 201 Gawroński M. ....................... 7, 186 Głażewska E. K. ..........................31 Głowacka I. ............................... 176 Goede A. ................................... 140 Gola J......................................... 127 Gudowska M................................31 Gutowska K. ................. 7, 140, 186 Hełka M....................... 88, 100, 112 Jandura K. ................................. 127 Janikowski T. ............................ 127 Klimek K................................... 201 Kot M. ........................................ 201 Kowalska W. ............................. 223 Krajewski A............................... 140 Ławicki S. .................................... 31 Moździerz A. .............. 88, 100, 112 Musiał P. ..................... 88, 100, 112 Niechciał A. ............................... 127 Noga A. ........................................ 16 Nowikiewicz T. ......................... 176 Schab K................. 41, 68, 154, 212 Sikora W. ................................... 201 Sowa M. ..................................... 176 Stojko M. ...........................100, 112 Urbańczuk M. ....... 41, 68, 154, 212 Waldowska M. .......................... 223 Wandtke J. ..................................... 7 Wandtke T. ................................ 186 Zajkowska M. .............................. 31 231
