paksusuolen syövän biokemialliset markkerit – nykyinen ja tuleva

Johdanto

paksusuolen syöpä (CRC) on yksi yleisimmistä syövistä maailmanlaajuisesti, yli miljoona uutta tapausta vuodessa. CRC on toiseksi johtava syöpäkuolemien aiheuttaja Yhdysvalloissa.1 viime vuosina kolorektaalisyövän esiintyvyys on lisääntynyt nuoremmilla henkilöillä (<50 vuotta). 1990-luvun alusta alkaen esiintyvyys kasvoi nuorten aikuisten keskuudessa 8,6: sta 100 000: ta kohti vuonna 1992 12: een.5 per 100 000 vuonna 2015, kokonaislisäys 45%.2, 3 ajan myötä kreatiniinipuhdistuman ilmaantuvuus lisääntyy nuoremmilla potilailla. Kiinassa ruokavalion ja elintapojen muutosten vuoksi CRC: hen liittyvä sairastavuus on kasvussa, ja CRC on viime aikoina alkanut vaikuttaa nuorempiin ihmisiin. Yksi tärkeimmistä riskitekijöistä paksusuolen syöpä on lihavuus, tila tyypillisesti arvioidaan käyttäen asteikko tunnetaan painoindeksi (BMI).4 CRC: n taustalla oleva etiologia sisältää sekä geneettisen vaihtelun että ympäristöaltistuksen. On esitetty, että geenivarianttien ja ympäristöriskitekijöiden välinen vuorovaikutus, jota kutsutaan geeniympäristön vuorovaikutukseksi, voi myös lisätä CRC–riskiä.5 suurin osa tapauksista johtuu huonosta ruokavaliosta, isännän immuniteetista ja elintapatekijöistä, kuten tupakoinnista, alhaisesta liikunnasta ja lihavuudesta. Muut ruoansulatuskanavan sairaudet, kuten tulehduksellinen suolistosairaus ominaista krooninen tulehdus, limakalvon häiriöt, ja liiallinen tuotanto reaktiivisia happilajeja, toimivat riskitekijöinä syövän puhkeamista. Viime vuosina on syntynyt uusi ja merkittävä tekijä syövän ja muiden siihen liittyvien suolistosairauksien kehityksessä; ruoansulatuskanavan mikrobisto.6 karsinogeneesi on pitkä, monimutkainen ja asteittainen prosessi. Paksusuolisyöpäpotilaiden ennuste korreloi patologisen vaiheen kanssa havaitsemishetkellä, ja on erittäin tärkeää löytää merkkiaineita, jotka havaitsisivat pahanlaatuisen kasvaimen mahdollisimman varhain.7 Tämän vuoksi uusien biokemiallisten merkkiaineiden etsiminen verestä on välttämätöntä. Kolorektaalisyöpä on vakava sairaus, jolle on ominaista nopea eteneminen, invasiivisuus ja korkea hoitokestävyys. CRC: n diagnosointi varhaisessa vaiheessa ei ole helppoa, sillä syöpä on usein oireeton. Seulonta vaatii välineitä ja menetelmiä, jotka ovat sekä erittäin herkkiä että tarkkoja syövän varhaisvaiheiden diagnosoinnissa. Niiden on oltava turvallisia, halpoja ja laajalti hyväksyttyjä. Tuumorimarkkeri voidaan havaita kiinteässä kasvainkudoksessa, imusolmukkeessa, luuytimessä, ääreisveressä tai muissa biologisissa materiaaleissa (virtsa, askites, ja jakkara).8 Useita kolorektaalisyövän merkkiaineita, mukaan lukien karsinoembryoninen antigeeni (CEA), hiilihydraattiantigeeni (CA 19.9), kudospolypeptidispesifinen antigeeni (TPS), kasvaimeen liittyvä glykoproteiini-72 (TAG-72) ja hematopoieettiset kasvutekijät (HGF-s), on tunnistettu ja ne hyväksytään tavanomaisessa kliinisessä käytännössä.9 ensimmäinen diagnostinen tutkimus on usein yksinkertainen, noninvasiivinen ja edullinen ulosteen piilevä verikoe (Kuva 1). Ulosteen veri on kuitenkin epäspesifinen paksusuolen syövän indikaattori, sillä se voi tulla paitsi syöpävaurioista myös polyypeista. Distaalinen endoskopia, joka on kultakanta CRC: n diagnosoinnissa, mahdollistaa muutosten diagnosoinnin reaaliajassa ja antaa lääkäreille mahdollisuuden tehdä kohdebiopsia ja histopatologinen analyysi. Endoskooppinen ultraääni, tietokonetomografia ja magneettikuvaus (MK) täydellisine kliinisine arviointeineen mahdollistavat terapeuttisen hoidon valinnan.

Kuva 1 paksusuolen syövän merkkiaineiden jako.

viimeaikaiset teknologiset ja analyyttiset edistysaskeleet ovat vauhdittaneet tieteellistä biomarkkeritutkimusta. Lähitulevaisuudessa on odotettavissa uusia virtsakokeita, joiden teho on korkea ja jotka vähentäisivät CRC-kuolleisuutta. Kolorektaalisyövässä ennakoivien tavoitteiden arviointiin käytetään molekulaarisia (esim.mutaatioita KRAS -, NRAS -, BRAF -, PIK3CA-geeneissä) ja immunohistokemiallisia markkereita (esim. TS, P21, PTEN-proteiinit). Paksusuolen syövän molekyylimarkkerit voidaan jakaa somaattisiin mutaatioihin ja mikrosatelliittien epävakauteen (MSI).

klassiset Kasvainmarkkerit

Karsinoembryoniantigeeni (CEA) on glykoproteiini onkofetaaliantigeeni, jota esiintyy monissa epiteelikasvaimissa. Tämä suhteellisen edullinen verikoe, jonka Gold ja Freedman kuvasivat ensimmäisen kerran vuonna 1965, oli osa useimpia suositeltuja valvontastrategioita.10 CEA on glykoproteiini, jota muodostuu paksusuolen soluissa. Seitsemälläkymmenellä prosentilla CRC-potilaista on korkeat cea-tasot diagnoosin aikana, mikä tekee siitä erittäin hyvän merkkiaineen taudin hoitoon ja seurantaan resektion jälkeen. Vaikka CEA: ta pidetään yleensä syövän merkkiaineena, sen pitoisuudet voivat olla koholla myös erilaisissa hyvänlaatuisissa sairauksissa, kuten hepatiitissa, haimatulehduksessa, obstruktiivisessa keuhkosairaudessa ja tulehduksellisessa suolistosairaudessa. Yleisesti hyväksyttyjen mittayksiköiden mukaan jopa 5 ng/mL: aa pidetään normaalina antigeenitasona veressä. On havaittu, että nämä arvot voivat suurentua tupakoitsijoilla mahahaavakoliitin tai maksakirroosin yhteydessä jopa arvoon 10 ng/mL11. Tan ym. tekivät kvantitatiivisen meta-analyysin 20 tutkimuksesta, joihin osallistui 4285 potilasta, ja selvittivät CEA: n suorituskykyominaisuuksia, kun sitä käytettiin paksusuolen syövän uusiutumisen havaitsemiseen. Yleisherkkyyden todettiin olevan 0,64 ja spesifisyyden 0,90,12 taiwanilaisten Chen et al: n tutkimuksessa selvitettiin, oliko CEA: n nousulla lisäarvoa postoperatiivisten pahenemisvaiheiden havaitsemisessa. Tutkimuksessa, johon osallistui 4841 potilasta, 999 potilaalla oli kohonnut CEA-arvo (määritelmän mukaan >5 ng/mL) ja relapsi. Noin kolmella neljäsosalla näistä potilaista uusiutuminen havaittiin muulla tavoin samaan aikaan CEA: n ensimmäisen nousun kanssa.13: lla kolorektaalisyöpää sairastavalla potilaalla tulee olla CEA-pitoisuus 3 kuukauden välein. Valitettavasti cea-pitoisuuden nousu havaitaan vain joskus CRC: n ensimmäisen vaiheen aikana. Tämä tapahtuu useimmiten syövän pitkälle edenneissä vaiheissa. CEA: n pitoisuuden suureneminen ennen leikkausta voi korreloida epäsuotuisan ennusteen kanssa.

CA 19, 9 (hiilihydraattiantigeeni) on glykoproteiini, jolle on ominaista suuri molekyylipaino ja joka voi vapautua vereen. Tätä merkkiainetta käytetään haima -, kolorektaali-ja mahasyöpien diagnostiikassa. CEA: n tavoin se ei ole spesifinen tietylle histologiselle karsinoomatyypille eikä elimelle, josta se on peräisin. Vukobrat-Bijedic et al osoitti, että CA 19.9 on vähemmän herkkä kuin CEA.CEA: n ja CA 19.9: n yhdistetyt määritykset saattavat lisätä diagnostista herkkyyttä paksusuolen syövän toteamisessa. Lisäksi molempien merkkiaineiden määrittämistä käytetään postoperatiivisena ennustetekijänä arvioitaessa taudin vaihetta ja eloonjäämisastetta.15 Nakatani et al tutkimuksessaan vuodelta 2012 antoi tietoja siitä, että Sigman alueella sijaitsevalla paksusuolen syövällä oli erittäin korkeat cea-pitoisuudet ja CA19.9.16 herkkyys ei ole merkittävästi lisääntynyt yhdistämällä CEA-ja CA 19.9-määritykset. Sekä CA 19.9-pitoisuus että herkkyys lisääntyvät Dukesin taudin ollessa korkeampi, mutta ne eivät korreloi kasvaimen sijainnin ja positiivisten imusolmukkeiden määrän kanssa. Potilailla, joilla oli Dukesin C-kasvaimia ja joiden pitoisuus oli ennen leikkausta 19, 9 yli 37 U/mL, oli lyhyempi taudista vapaa elinaika.

Kudospoleptidispesifistä antigeenia (TPS) on kuvattu hyödylliseksi kasvainmarkkeriksi monissa pahanlaatuisissa syövissä ja vastetekijäksi kemoterapian seurannassa erilaisissa pitkälle edenneissä ruoansulatuskanavan karsinoomissa.18 se on yksittäinen konjugoitunut polypeptidiketju, joka syntyy molekyylisyklin (S tai G2) eri vaiheissa ja vapautuu kudokseen mitoottisen jakautumisen jälkeen. Kudospolypeptidispesifinen antigeeni (TPS) on liukoinen fragmentti, joka on peräisin sytokeratiini 18: n karboksyyliterminaalisesta päästä. Korkea TPS-pitoisuus on kasvaimen aktiivisuuden merkkiaine, mutta ei välttämättä kasvaimen massa. Syöpäsolujen lisääntymiseen vahvasti liittyvä TPS: n pitoisuus veressä on solujen jakautumisnopeuden funktio. Kudospoleptidispesifisen antigeenin arviointi voi olla sovellettavissa syöpien varhaisvaiheissa. Kudospoleptidispesifistä antigeenia esiintyy runsaasti noin 60-80%: lla kolorektaalisyöpäpotilaista.19 elossaololuku oli merkitsevästi pienempi potilailla, joilla oli alun perin korkeammat TPS-pitoisuudet. TPS-pitoisuuden toistuva määritys hoidon aikana voi olla kliinistä merkitystä, erityisesti vasteen puuttumisen merkkiaineena. Siksi TPS on yleisesti käytettyä CEA: ta parempi.18 oireettomilla potilailla, jotka tarvitsevat aktiivista hoitoa yleisesti huonon ennusteen vuoksi, kohonneiden TPS-pitoisuuksien muutoksista näyttää olevan hyötyä hoidon keston määrittämisessä.20

kasvaimeen liittyvä glykoproteiini – 72 (TAG-72) on sappitiehyeen endoteelisoluissa, mahalaukun epiteelissä tai munuaisaltaan soluissa muodostuva glykoproteiini. Se on mucin kaltainen molekyyli, jonka moolimassa on yli 1000 kDa. TAG-72 löytyy pinnalla monien syöpäsolujen, kuten paksusuolen, munasarja, rinta, ja haiman soluja.7 guadagni ja muut osoittivat, että TAG-72: n pitoisuudet seerumissa olivat koholla 43%: lla kolorektaalisyöpäpotilaista, CEA: n pitoisuudet olivat 43%: lla ja CA 19, 9: n pitoisuudet 27%: lla. On suositeltavaa määrittää TAG-72 yhdessä muiden merkkiaineiden, pääasiassa CEA: n, kanssa. 61 prosentilla potilaista oli näitä kolmea merkkiainetta mitattaessa vähintään yksi merkkiaine, jonka arvot olivat koholla.21

ctdna: n analyysi perifeerisestä verinäytteestä, niin kutsutut nestemäiset koepalat, on mahdollista havaita CRC: n varhaisvaiheen toteaminen ja toimia ennustavana, seuranta-ja ennustusvälineenä. Useat tutkimukset kuvaavat ctdna-metylaatiomarkkereiden käyttöä paksusuolen syövän diagnosoinnissa ja ennusteessa. Tähän mennessä suurin tarkkuus CRC: n havaitsemiseen on saatu SEPT9-hypermetylaatioanalyysillä, erityisesti yhdistetyissä paneeleissa. Jopa 100 prosentin korkea herkkyys ja jopa 97 prosentin erityisyys SEPT9-metylaation ctdna-analyysissä viittaavat siihen, että kyseisellä kandidaattimarkkerilla on diagnostinen rooli.22 lisäksi Lou ja muut ovat osoittaneet, että yksi ctdna: n metylaatiomarkkeri, cg10673833, voi tuottaa suurta herkkyyttä (89, 7%) ja spesifisyyttä (86, 8%) CRC: n ja syövän esiasteiden toteamiseksi korkean riskin populaatiossa prospektiivisessa kohorttitutkimuksessa.23 useissa tutkimuksissa havaittiin, että septi9: n (mSEPT9) epänormaalia metylaatiota veressä voidaan käyttää paksusuolen syövän varhaisena diagnostisena merkkiaineena. Viimeisintä toisen sukupolven mSEPT9-määritystä käyttäen Zhi Yao Ma et al havaitsivat, että MSEPT9: n herkkyys CRC: n diagnosoinnissa oli huomattavasti suurempi kuin CEA: n (73, 2% vs 48, 2%; P < 0, 001), erityisesti potilailla, joilla oli vaiheen II ja III syöpä.24 Toth ja muut raportoivat samansuuntaisia tuloksia, joiden herkkyysaste oli 95, 6% (88 / 92) ja 51, 8% (14 / 27) ja erityisyys 84, 8% ja 85, 2% mSEPT9: llä ja CEA20: lla.25 toisessa tuoreessa tutkimuksessa mSEPT9: llä osoitettiin myös olevan korkeampi diagnostinen arvo kuin CEA: lla sekä herkkyyden (61, 8% vs. 35, 0%) että spesifisyyden (89, 6% vs. 62, 6%) osalta.

Insuliininkaltaista kasvutekijää sitova proteiini 2 (IGFBP-2) on solunulkoinen proteiini, joka sitoo insuliininkaltaista kasvutekijää 2 (IGF-2) ja pienemmällä affiniteetilla insuliininkaltaista kasvutekijää 1 (IGF-1). IGFBP – 2: lla on tärkeä rooli lämpöshokkiproteiini 27-välitteisessä syövän etenemisessä ja etäpesäkkeissä. Kolmessa tutkimuksessa seerumin IGFBP-2-pitoisuuksien ilmoitettiin olevan merkitsevästi koholla paksusuolisyöpää sairastavilla potilailla.27, 28

viime aikoina useita tulehdusmarkkereita, mukaan lukien hoitoa edeltävä neutrofiilien ja lymfosyyttien suhde (NLR), on käytetty ennustavina tekijöinä, koska isännän tulehdusvasteen syöpään uskotaan määrittävän taudin etenemistä.29 Dimitriou ym. ovat havainneet, että kroonista munuaisten vajaatoimintaa sairastavilla potilailla yli 4, 7: n NLR-arvo ennen hoitoa on huono ennustetekijä taudista vapaan elinajan, 5 vuoden elinajan ja kokonaiselinajan kannalta. NRL: n heikko ennustava vaikutus suurenee kroonista munuaisten vajaatoimintaa sairastavilla vaiheen II potilailla.

IGFBP-2-pitoisuus näyttää olevan ennustava tekijä, joka korreloi voimakkaasti kokonaiselinajan kanssa.27 Heat shock protein 60 (HSP60) on keskeinen tulehdukseen osallistuva tekijä, ja seerumin HSP60-tasot saattavat myös nousta potilailla, joilla on tulehdussairauksia, kuten haavainen paksusuolitulehdus ja Crohnin tauti.31 Vocka ym. osoittivat, että seerumi HSP60: tä voitaisiin käyttää CRC: n tehokkaana prognostisena biomarkkerina, jonka herkkyys on sama kuin CEA: lla ja herkkyys parempi kuin CA19-9: llä.27

hematopoieettiset kasvutekijät

Kolorektaalisyöpäsolut kykenevät tuottamaan hematopoieettisia kasvutekijöitä (HGFs). Kantasolutekijä (SCF), makrofagiyhdyskunnan kasvutekijä (m-CSF) ja granulosyyttien makrofagiyhdyskunnan kasvutekijä (GM-CSF) kuuluvat glykoproteiinisytokiineihin, joita kutsutaan pesäkettä stimuloiviksi tekijöiksi (CSF) tai HGF: iksi. Hematopoieettiset kasvutekijät osallistuvat syövän kasvun säätelyyn ja leviämiseen. HGFs säätelee hematopoieettisten progenitorisolujen proliferaatiota ja voi vaikuttaa myös ei-vertamuodostavien solujen proliferaatioon (kuva 2). HGF: n solujen pintareseptoreita on havaittu paksusuolen syöpäsolulinjoissa ja kasvainsolujen proliferaatioiden stimulointi tapahtuu näiden reseptorien kautta. Useat tutkimukset ovat osoittaneet, että HGFs voi stimuloida myös ei-vertamuodostavien solujen proliferaatiota, eikä näiden sytokiinien vaikutus rajoitu luuydinsoluihin.32 HGFs voi vaikuttaa syöpäkudokseen itsevaltiaalla tavalla tai tukea kudoksia ja verisuonia syövän kehittymistä edistävän ympäristön aikaansaamiseksi. HGFs: n reseptoreita on havaittu kolorektaalisyöpäsolulinjoissa ja CSF: n reseptorien stimulaatio indusoi kasvainsolujen proliferaatiota. HGFs voi myös indusoida normaaleja soluja, kuten kasvaimeen liittyviä makrofageja (TAM) ja endoteelisoluja, tuottamaan lisää sytokiineja, jotka tukevat pahanlaatuista prosessia. Useiden pahanlaatuisen kasvaimen solulinjojen on osoitettu erittävän suuria määriä aivo-selkäydinnestettä. Mroczko ym. havaitsivat, että M-CSF: n ja granulosyyttikasvutekijän (G-CSF) pitoisuus veressä oli merkitsevästi korkeampi kolorektaalisyöpäpotilailla vertailuryhmään verrattuna.33 molempien merkkiaineiden taso riippui kasvaimen vaiheesta, mutta vain M-CSF: ssä oli merkittäviä eroja. Lisäksi havaittiin, että M-CSF-pitoisuus seerumissa oli korkeampi potilailla, joilla oli imusolmuke-tai etäpesäkkeitä. M-CSF: n diagnostinen spesifisyys oli 95% ja herkkyys 65%. Kaikki diagnostiset kriteerit, kuten herkkyys, spesifisyys ja ROC-käyrän alle jäävä pinta-ala, olivat alhaisemmat G-CSF: llä kuin M-CSF: llä. Siksi M-CSF näyttää olevan parempi markkeri kuin G-CSF paksusuolen syövän diagnosoinnissa ja ennusteessa. Muissa tutkimuksissa todettiin useiden tulehdusreaktiota edistävien sytokiinien, kuten interleukiini-6: n (IL 6), interleukiini-8: n (IL 8), tuumorinekroositekijä-α: n (TNF-α) ja akuutin vaiheen proteiinien, kohonneita pitoisuuksia kolorektaalisyöpää ja muita maligniteetteja sairastavilla potilailla.34,35 Mroczko ym. osoitti kantasolutekijän ja interleukiini-3: n (IL 3) potentiaalisen roolin kolorektaalisyövän kasvainmarkkereina, erityisesti yhdistettynä CEA: n ja CA19: n kanssa-9.36

kuva 2 hematopoieettisten kasvutekijöiden ja niiden reseptoreiden rooli kasvaimen kehityksessä.

entsyymit

Jelski et al: n äskettäin tekemässä tutkimuksessa entsyymien käytöstä paksusuolen syövän merkkiaineina, mukaan lukien alkoholidehydrogenaasi (ADH), katepsiini D ja lysosomaalinen eksoglykosidaasi, todettiin, että alkoholidehydrogenaasin aktiivisuus on syöpäsoluissa huomattavasti suurempi kuin terveessä kudoksessa eikä aldehydidehydrogenaasin (ALDH) aktiivisuus eroa terveestä ja syöpäkudoksesta. ADH: n aktiivisuus näyttää olevan suhteettoman suurempi verrattuna ALDH: n aktiivisuuteen syöpäkudoksessa. Tämä viittaisi siihen, että syöpäsoluilla on suurempi kyky etanolin hapettumiseen ja huomattavasti heikompi kyky poistaa asetaldehydiä kuin terveillä kudoksilla. Asetaldehydipitoisuus voi kasvaa syöpäkudoksessa ja voimistaa karsinogeenisuutta. Lisäksi samat tutkimukset osoittivat, että vain ADH I: n (alkoholidehydrogenaasin tärkeimmät paksusuolen isoentsyymit) aktiivisuus on huomattavasti suurempi kolorektaalisyövässä kuin terveissä paksusuolen soluissa.37 entsyymien korkea aktiivisuus syöpäkudoksissa näkyy niiden tason nousuna veressä. Seerumin ADH-kokonaisaktiivisuus on muuttunut CRC: n aikana. Alkoholidehydrogenaasin kokonaisaktiivisuuden lisääntyminen korreloi positiivisesti ADH: n isoentsyymiluokan I kanssa, joten syy seerumin kokonaisalkoholidehydrogenaasin nousuun kolorektaalisyövän yhteydessä on luokan I ADH isoentsyymien nousu.Lisäksi ADH: n ja ADH I: n kokonaisaktiivisuus seerumissa oli yleensä suurempi niillä kolorektaalisyöpäpotilailla, joiden vaihe oli edennyt pidemmälle. ADH I: n diagnostinen herkkyys oli 76%, spesifisyys 82%, positiiviset ja negatiiviset ennustearvot olivat 85% ja 74%. Vastaanottimen Toimintaominaisuuden (ROC) käyrän alla oleva pinta-ala ADH I: lle oli 0,72. Nämä tulokset viittaavat ADH: n (erityisesti ADH I: n) mahdolliseen rooliin paksusuolen syövän merkkiaineena, mutta lisätutkimus ja varmistus prospektiivisella tutkimuksella on tarpeen.Alkoholidehydrogenaasin aktiivisuus voidaan arvioida useimmissa laboratorioissa.

kolorektaalisyövän ja sen etäpesäkkeiden kehittymistä voidaan tukea makrofagien vapauttamilla eksoglykosidaaseilla.40, 41 szajda ja muut osoittivat N-asetyyli-β-d-heksosaminidaasin, sen isoentsyymien A ja B aktiivisuuden lisääntyneen selvästi kroonista munuaisten vajaatoimintaa sairastavien potilaiden veressä ja virtsassa.42 waszkiewicz ym. raportoivat, että katepsiini D: n korkea taso johtuu lisääntyneestä glykokonjugaattien hajoamisesta ja pesän palauttamisesta paksusuolen adenokarsinoomassa.31 lysosomaaliset eksoglykosidaasit ovat epäspesifisiä. Niiden aktiivisuus on korkea myös muissa syövissä, kuten kilpirauhasen, munuaisten, haiman, munasarjojen, sekä sellaisissa sairauksissa kuin idiopaattinen niveltulehdus hypertensio, glomerulonefriitti tai maksansiirron jälkeen.43-46

ornitiinidekarboksylaasin (ODC) aktiivisuus on suurempi kolorektaalisyövässä ja lisääntyy vähitellen normaalista adenomatoottisen kautta syöväksi. On osoitettu, että ODC-aktiivisuus kroonista munuaisten vajaatoimintaa sairastavien potilaiden mikroskooppisen normaalissa paksusuolikudoksessa on suurempi kuin kroonista munuaisten vajaatoimintaa sairastavien potilaiden normaalissa paksusuolessa.47

kiertävät kasvainsolut (CTCs)

syövän (mukaan lukien paksusuolen syöpä) tapauksessa kuolema johtuu harvoin primaarikasvaimesta itsestään, vaan se johtuu määrityksestä eli etäpesäkkeistä, jotka voivat kehittyä vuosia primaarikasvaimen resektion jälkeen. Kiertäviä kasvainsoluja (CTC) on raportoitu metastasoitunutta kroonista munuaistautia sairastavilla potilailla, mikä on riippumaton ennustaja kokonaiselossaololle ja taudin etenemisvapaalle elinajalle. CTCs: llä on ainakin kolme etua. Ensimmäinen on kroonista munuaistautia sairastavien potilaiden hoidon tehokkuuden seuranta. Toinen on kaapattujen CTC: iden molekyylien luonnehtiminen kohdennettua hoitoa varten ja kolmas on kaapattujen CTC: iden viljely huumeherkkyystestausta varten. Kaikki nämä lähestymistavat antavat tutkijoille mahdollisuuden tunnistaa ja vastata syöpäsolujen fenotyypin muutoksiin taudin etenemisen aikana ja ottaa käyttöön henkilökohtaista lääketiedettä kliiniseen käytäntöön. Lupaavista tuloksista huolimatta päätös sairauden vaiheesta ja liitännäishoidosta ei edelleenkään sisällä CTC-tuloksia. Tämä johtuu suurelta osin standardoitujen ja automatisoitujen CTC-ilmaisinjärjestelmien puuttumisesta, kuten CellSearch, jolla on tällä hetkellä määräävä asema CTC-ilmaisinlaitteiden alalla.CTCs: n roolia primaarista kolorektaalisyöpää ennustavina markkereina on kuvattu monissa tutkimuksissa.49,50 CTC: n toteaminen potilaiden seerumista paksusuolen, maksan tai monien muiden etäpesäkkeiden resektioiden jälkeen liittyy taudin ennusteeseen. Vuonna 2008 Yhdysvaltain elintarvike-ja lääkevirasto (FDA) hyväksyi Cellsearctm-järjestelmän (Veridex LCC, Raritan, NJ, USA) diagnostiseksi työkaluksi ctcs: n tunnistamiseksi ja laskemiseksi verinäytteissä metastasoitunutta paksusuolen syöpää sairastavilla potilailla. Verrattuna muihin tekniikoihin, kuten käänteiskopio-polymeraasiketjureaktioon (RT-PCR), Cellsearctm-järjestelmä on erinomainen alusta CTC: n havaitsemiseen kliinisessä ympäristössä. FDA hyväksyi cellsearctm-järjestelmän ja kaksi sytokeratiinien vasta-ainepaneelia: sytokeratiini 8, 18 ja 19 (CK8 / 18 / 19) ja CK8/18/19/20, käytettiin ctcs: n havaitsemiseen. Sytokeratiini 20 (CK20) on vakiintunut paksusuolen epiteelin merkkiaine. Welinder et al viittaavat siihen, että CK20 on biomarkkeri CTCs: ssä potilailla, joilla on metastaattinen kolorektaalisyöpä.51 CTC-aiheen merkitys käy ilmi, kun k-ras-mutaatioiden arviointi integroidaan nopeasti onkologien päivittäiseen käytäntöön. Pao ym.tekivät arvioinnin k-ras-mutaatioiden esiintymisestä syöpäsoluissa potilailla, joita hoidettiin epidermaalisen kasvutekijäreseptorin (EGFR) tyrosiinikinaasin estäjillä (TKIS).Tämä tutkimus osoitti yhteyden K-ras-mutaatioiden ja EGFR-TKIs-hoidon vasteen puuttumisen välillä. K-ras: n CTC-tilan määrittämisen lisäksi muiden geenien arviointi vangitussa CTC: ssä voi parantaa ennustavaa hoitovastetta. Gazzaniga et al määritti monilääkeresistenssiin liittyvien proteiinien (MRPs) ekspressioprofiilin potilailla, joilla oli diagnosoitu kreatiniinipuhdistuma perifeerisestä verestä eristetyissä CTC: issä.53

K-RAS-mutaatiot

Kras-mutaatioiden arviointi on esimerkki molekyylitestistä, jota tarvitaan kohdennetun hoidon käyttöönottamiseksi tietylle potilasryhmälle, tässä tapauksessa kolorektaalisyöpäpotilaille. Nykyään tämä tutkimus on tarpeen, jotta voidaan tehdä päätös näiden potilasryhmien hoidosta. KRAS-geeni koodaa pientä proteiinia, joka osallistuu signaalireittien kaskadin aktivointiin, mukaan lukien epidermaalisen toiminnan kasvutekijän (epidermaalinen kasvutekijän reseptori-EGFR) reseptorin signalointireitti, jota pidetään keskeisenä elämän, kasvun ja syövän transformaation epiteelisolujen säätelyssä.54 Ras-proteiini toimii aktivoidun EGFR: n signaalianturina. EGFR-aktivaatio (liittämällä se ligandiinsa) johtaa RAS RAF/MAPK ja PI3K/AKT aktivoitumiseen ja syöpäsolujen apoptoosin lisääntyneeseen proliferaatioon ja estymiseen. RAS-mutaation seurauksena muodostuu mutatoituneen geenin koodaama proteiini, joka vaikean hydrolyysin vuoksi jää edelleen aktiiviseen muotoon (RAS-GTP). Soluissa, joilla on Kras-mutaatio, on jatkuva signaalitransduktio, joka indusoi mitogeneesiä riippumatta siitä, aktivoituuko EGF-reseptori. KRAS: n mutaatioiden analysointi mahdollistaa metastasoitunutta kolorektaalisyöpää sairastavien potilaiden kerrostumisen anti-EGFR mAb-hoitoa varten, ja KRAS: n mutaatiot ovat tämän hoidon negatiivinen ennustaja.55 Kras-mutaatiota kolorektaalisyövässä esiintyy useimmiten kodoneissa 12, 13 eksonissa 2 (lähes 40%: ssa kolorektaalisyövistä), harvemmin aktivoimalla Kras-mutaatioita kodoneissa 59, 61, 117 ja 146. Todettiin paksusuolen syövän sijainnin ja etäpesäkkeiden sijainnin yhteys KRAS: n mutaatioiden esiintymiseen. Potilailla, joilla oli kodonien 12 ja 13 mutaatioita, oli todennäköisemmin paksusuolen oikealla puolella sijaitseva kolorektaalisyöpä verrattuna potilaisiin, joilla ei ollut KRAS-mutaatiota.56

Summary-CRC Diagnostics in the Future

kasvainmarkkereiden käyttö seulontatutkimuksissa ja puuttuminen paksusuolen syövän ensimmäisiin vaiheisiin voi merkittävästi vähentää kuolleisuutta kolorektaalisyöpään. Lukuisissa kolorektaalisyöpää koskevissa tutkimuksissa käytetään eläinmalleja.57-59 kaikista eläimistä hiiri on karsinogeneesin tutkimuksessa käytetyin eläinmalli ja biolääketieteellisen tutkimuksen päämalli. Vertaamalla ihmisen genomia eläimen genomiin on mahdollista ymmärtää paremmin ihmisen geenien rakennetta ja toimintaa ja soveltaa tätä tietoa ihmisten sairauksien tutkimiseen uusien strategioiden ja mekanismien kehittämiseksi CRC: n ehkäisemiseksi, havaitsemiseksi ja hoitamiseksi. Rekombinanttien sisäsiittoisten hiiripaneelien saatavuus ja siirtogeenisten, knock-out-ja knock-in-geenimallien olemassaolo lisäävät eläinkokeiden arvoa entisestään. MCRC: n nykyinen hoito käsittää erilaisia aktiivisia lääkkeitä joko yhdistelmänä tai yksittäisinä lääkeaineina, mutta mCRC: n käytettävissä olevien hoitostrategioiden vaikutukset ovat usein väliaikaisia, ja useimmilla potilailla kehittyy resistenssi ja taudin eteneminen.60 uusia hoitostrategioita tarvitaan siis kipeästi. Kohdennetut hoidot, jotka perustuvat monoklonaalisten vasta-aineiden käyttöön epidermaalisen kasvutekijän reseptoria (EGFR) ja verisuonten endoteelin kasvutekijää (VEGF) vastaan, on osoitettu lupaaviksi hoidoiksi. Engel ja muut kehittivät doksorubisiiniin tai 2-pyrrolinodoksorubisiiniin liittyviä somatostatiinin (SST) ja LHRH: n kohdennettuja sytotoksisia analogeja hypotalamuksen peptidien spesifisten reseptorien perusteella eri syöpätyypeissä, kuten CRC: ssä.61

todellinen ymmärrys syövän aloittamisen ja kehittymisen perusbiologiasta vahvisti, että supressorigeenimutaatiot ja onkogeenit voidaan tunnistaa kehon nesteistä, jotka valuvat kasvaimen vaikutuspiirissä olevista elimistä. Yksittäisten merkkiaineiden analyysi taudin tunnistamisessa ja ennusteessa on sovellettavissa, mutta usein liittyy alhaiseen herkkyyteen ja spesifisyyteen rutiinilääketieteellisessä käytännössä (Taulukko 1). Useiden tekijöiden yleiset havainnot, kuten edellä on esitetty, viittaavat seerumin HGFs: n, entsyymien ja erityisesti klassisen kasvaimen merkkiaineiden hyödyllisyyteen CRC-potilaiden diagnosoinnissa ja ennusteessa.

Taulukko 1 paksusuolen syövän merkkiaineiden diagnostiset kriteerit

paras tapa näyttää olevan määrittää vähintään kaksi tai useampia merkkiaineita samanaikaisesti niiden diagnostisen hyödyllisyyden lisäämiseksi. Kiertävät kasvainsolujen analyysi voisi olla osa integroivaa lääketieteellistä lähestymistapaa multimodaalinen diagnostiikka, yksittäisten potilaiden profiilit, tauti-spesifinen biomarkkeri malleja, ja henkilökohtaista hoitoa. Viime aikoina teknologiset ja analyyttiset edistysaskeleet ovat vauhdittaneet tieteellistä biomarkkeritutkimusta. Lähitulevaisuudessa on odotettavissa uusia virtsakokeita, joilla on korkea teho ja jotka vähentäisivät CRC-kuolleisuutta. Kolorektaalisyövässä ennakoivien tavoitteiden arviointiin käytetään molekulaarisia (esim.mutaatioita KRAS -, NRAS -, BRAF -, PIK3CA-geeneissä) ja immunohistokemiallisia markkereita (esim. TS, P21, PTEN-proteiinit). Paksusuolen syövän molekyylimarkkerit voidaan jakaa somaattisiin mutaatioihin ja mikrosatelliittien epävakauteen (MSI). Nestemäiset biopsiat voivat parantaa paksusuolen syövän (CRC) diagnosointia, ennustamista ja seurantaa. Mutaatio, kromosomien kopioluvun muutos ja metylaatioanalyysi kiertävässä kasvaimen DNA: ssa (ctDNA) plasmasta tai seerumista ovat herättäneet suurta kiinnostusta. Ensisijainen ehdokas markkereita koskeva kirjallisuus on kuitenkin epäjohdonmukaista, mikä vaikeuttaa selkeä suunta jatkotutkimuksiin ja kliiniseen kääntämiseen. Kandidaattien ctdna-merkkiaineiden kattava tarkastelu osoittaa, että SEPT9-metylaatioanalyysi on lupaava CRC: n havaitsemisessa, ja KRAS-mutaatioanalyysi voi auttaa ennustamisessa ja seurannassa. Merkkipaneelien prospektiivinen arviointi kliinisessä päätöksenteossa olisi toteutettava ctdna-analyysi.