Diagnostyka laboratoryjna
chorób nowotworowych
Anna Kumor
Zakład Diagnostyki Laboratoryjnej
Choroby nowotworowe
Choroby nowotworowe
" druga po chorobach układu krążenia przyczyna zgonów
" zmiany w strukturze zachorowań, znaczne różnice geograficzne
i etniczne w częstości zachorowań na różne nowotwory
" utrzymujÄ…ca siÄ™ od szeregu lat tendencja do wzrostu liczby
nowych zachorowań
" częstość zachorowań wzrastająca wraz z wiekiem
" utrzymywanie siÄ™ na wysokim poziomie lub nawet tendencja do
wzrostu wskaz
ników umieralności z powodu nowotworów
" u 50 - 70% chorych choroba rozpoznawana w zaawansowanych
stadiach, gdy nie jest możliwe wdrożenie radykalnych metod
leczenia
Podstawy diagnostyki biochemicznej
chorób nowotworowych:
 markery nowotworowe
 kryteria doboru
- wymagania analityczne i diagnostyczne
 zasady interpretacji wyników
 charakterystyka podstawowych markerów
Podstawowe cechy markerów
" poszukiwanie substancji, których stężenie w płynach
" poszukiwanie substancji, których stężenie w płynach
ustrojowych pozostaje w jak najbliższej relacji do ich
ustrojowych pozostaje w jak najbliższej relacji do ich
poziomu w komórkach zmienionych - w zakresie
poziomu w komórkach zmienionych - w zakresie
namnażania i/lub funkcji - pod wpływem działaniem
namnażania i/lub funkcji - pod wpływem działaniem
czynnika chorobotwórczego
czynnika chorobotwórczego. Charakterystyka
agresywności, rozległości procesu chorobowego
" poszukiwanie i selekcja wskaz
ników biochemicznych
" poszukiwanie i selekcja wskaz
ników biochemicznych
najbardziej precyzyjnie opisujÄ…cych zmiany w
najbardziej precyzyjnie opisujÄ…cych zmiany w
organizmie gospodarza do jakich dochodzi w
organizmie gospodarza do jakich dochodzi w
odpowiedzi na czynnik chorobotwórczy.
odpowiedzi na czynnik chorobotwórczy.
Charakterystyka reakcji organizmu na chorobÄ™.
Nowotwór
Nowotwór
" " zdolność syntezowania de novo substancji nie wytwarzanych przez
zdolność syntezowania de novo substancji nie wytwarzanych przez
komórki prawidłowe (neoantygeny)
komórki prawidłowe (neoantygeny)
" " wzmożona ekspresja genów, których produkty w komórkach
wzmożona ekspresja genów, których produkty w komórkach
prawidłowych pojawiają się tylko przejściowo, na określonych
prawidłowych pojawiają się tylko przejściowo, na określonych
etapach rozwoju, w okresie namnażania i różnicowania (antygeny
etapach rozwoju, w okresie namnażania i różnicowania (antygeny
towarzyszÄ…ce nowotworom)
towarzyszÄ…ce nowotworom)
" " zdolność wytwarzania hormonów lub substancji hormono-podobnych
zdolność wytwarzania hormonów lub substancji hormono-podobnych
(eutopowa lub ektopowa produkcja)
(eutopowa lub ektopowa produkcja)
" " zdolność wytwarzania cytokin i czynników wzrostu
zdolność wytwarzania cytokin i czynników wzrostu
" " wytwarzanie substancji indukujÄ…cych lipolizÄ™ i proteolizÄ™
wytwarzanie substancji indukujÄ…cych lipolizÄ™ i proteolizÄ™
Eutopowa i ektopowa produkcja hormonów
Eutopowa i ektopowa produkcja hormonów
Ektopowa
Ektopowa
Eutopowa
Eutopowa
" " Wytwarzanie hormonów przez
Wytwarzanie hormonów przez
nowotwory rozwijające się z narządów
nowotwory rozwijające się z narządów
" " Nowotwory rozwijajÄ…ce siÄ™ z
Nowotwory rozwijajÄ…ce siÄ™ z
i tkanek nie posiadajÄ…cych w
i tkanek nie posiadajÄ…cych w
gruczołów endokrynnych
gruczołów endokrynnych
warunkach zdrowia własności
warunkach zdrowia własności
mogą być przyczyną
mogą być przyczyną
endokrynnycah
endokrynnycah
znacznego nasilenia syntezy
znacznego nasilenia syntezy
" " Mogą być wytwarzane hromony o
Mogą być wytwarzane hromony o
i uwalniania do krążenia
i uwalniania do krążenia
budowia wysoce zblizonej do
budowia wysoce zblizonej do
hormonów wytwarzanych w
hormonów wytwarzanych w
wytwarzanych fizjologicznie,
wytwarzanych fizjologicznie,
tych narzÄ…dach w
tych narzÄ…dach w
prekursory, podjędnostki  mogą mieć
prekursory, podjędnostki  mogą mieć
warunkach fizjologicznych
warunkach fizjologicznych
niewielką aktywnośc biologiczną
niewielką aktywnośc biologiczną
" " Efekty metaboliczne i objawy kliniczne
Efekty metaboliczne i objawy kliniczne
zblizone do obserwowanych przy
zblizone do obserwowanych przy
nadprodukcji przez gruczołu
nadprodukcji przez gruczołu
dokrewne
dokrewne
Przydatność kliniczna markerów
" rozpoznanie nowotworu złośliwego może być dokonane
wyłącznie na podstawie badania mikroskopowego materiału
uzyskanego drogÄ… biopsji lub podczas operacji
" wyniki oznaczeń stężenia markerów nowotworowych stanowią
informacje pomocniczą u osób z objawami sugerującymi
obecność nowotworu
" istotna użyteczność:
hCG w ciążowej chorobie trofoblastycznej
CEA w raku jelita grubego przy obecności krwi w kale
hCG/AFP w nowotworach zarodkowych
AFP w pierwotnym raku wÄ…troby
PSA, PAP w raku stercza
CT w raku rdzeniastym tarczycy
" stężenie markera z założenia powinno być
proporcjonalne do stadium zaawansowania
" zależność ta ma charakter wyłącznie statystyczny i
na podstawie wyniku oznaczenia nie można określić
stadium zaawansowania choroby u pojedynczego
chorego
Markery - kontrola po leczeniu
Markery - kontrola po leczeniu
przerzuty
radykal.
100
100
80
60
50
40
20
0
0
0 3 6 9 12 15 18 24
0 3 6 9 12 15 18 24
wznowa m.
nie radyk.
100
100
50
50
0 0
0 3 6 9 12 15 18 24 0 3 6 9 12 15 18 24
Antygen karcinoembrionalny (CEA)
Antygen karcinoembrionalny (CEA)
t1/2 = 2- 8 dni
wartość odcinająca < 5,0 ng/ml
Podwyższone stężenie:
" u 15 % palacze tytoniu 5  10 ng/ml
" ciąża
" schorzenia nienowotworowe
" zapalenie, marskość wątroby
" choroby płuc
" choroba wrzodowa
" wrzodziejÄ…ce zapalenie jelita grubego
" polipy odbytnicy
" choroby nowotworowe (rak jelita grubego, marker przerzutów)
Alfa  fetoproteina (AFP)
Alfa  fetoproteina (AFP)
" t = 5 dni
1/2
" wartość odcinająca  15 ng/ml
" wytwarzana w wątrobie, pęcherzyku żółtkowym, przewodzie
pokarmowym płodu, w 12 tygodniu max. stężenie w krążeniu
płodu - 10 g/l; 1 rok po narodzinach - 25 ng/ml
" w płynie owodniowym max. stężenie w I trymestrze potem
spadek (wypadkowa stężenia w osoczu matki, moczu płodu i
ciałku żółtkowym) w surowicy kobiet w ciązy ciężarnej
stężenie rośnie - max. w 32- 36 tyg.
" funkcja transportowa ; utrzymanie ciśnienia onkotycznego
" miernie podwyższone stężenie: stany zapalne, marskość
wątroby, żółtaczka
Gonadotropina kosmówkowa - hCG
Gonadotropina kosmówkowa - hCG
" rodzina hormonów glikoproteinowych
" Zondek i Ascheim  1927 r., hormon uzyskano w postaci krystalicznej i
określono jego III i IV-rzędową
strukturÄ™
" c.cz. 46 kDa, heterodimer  dwie podjednostki a i b, wiÄ…zanie
niekowalencyjne
" wytwarzana w znacznych ilościach przez syncytiotrofoblast a także komórki
cytotrofoblastu, synteza zależna od stopnia zróżnicowania trofoblastu,
uwalniana do krążenia pulsacyjnie
" wytwarzana w śladowych ilościach przez komórki gonadotropowe
przedniego płata przysadki
" biologiczny półokres zaniku  13 godzin przy wysokich stężeniach
i ok.36 godzin przy niskich stężeniach (głównie wydalane przez nerki,
pochwÄ™, PMR)
Antygen nowotworowy 19.9 - CA 19.9
Antygen nowotworowy 19.9 - CA 19.9
" CA 19.9 = GIGA = sialylowy antygen grup krwi Lewis a
" monogangliozyd błon komórkowych definiowany przez przeciwciało
monoklonalne 1116 NS otrzymane przez immunizację fibroblastów
komórkami z hodowli ludzkiego raka jelita grubego
" wysoka zawartość w tkankach płodu, płynie nasiennym, ślinie, mleku
kobiecym
" w osoczu występuje w postaci wysokocząsteczkowej mucyny o
c.cz. 600 - 2.000 kDa o zawartości węglowodanów do 85%
" u ludzi zdrowych stężenie <37 U/ml (u 99% poniżej 52 U/ml)
" miernie CA 19-9 w stanach zapalnych trzustki, dróg żółciowych, marskości
wÄ…troby
" t = 7 godzin
1/2
CA 15-3
CA 15-3
" sialomucynowy kompleks glikoproteinowy z determinantami
antygenowymi z którymi reagują swoiście przeciwciała
monoklonalne 115 D8 i DF3,
" ekspresja w wydzielniczych komórkach nabłonkowych,
wzmożona ekspresja na powierzchni błon komórek szeregu
nowotworów złośliwych,
" uwalniana do krwiobiegu, stężenie < 25 U/ml u 95% zdrowych
osób
" miernie CA 15-3 - stany zapalne wÄ…troby, trzustki (16%), w
schorzenia urologiczne ginekologiczne, uszkodzeniu nerek
(19%), mastopatia, torbielakowłókniaki (15%);
ciąża (34 %)
CA 125
CA 125
" mucyno-podobny heterogenny kompleks glikoproteinowy z licznymi
bocznymi łańcuchami węglowodanowymi (24%); agregaty o c.cz 200
kDa,
" dwie determinanty antygenowe: epitopy reagujÄ…ce odpowiednio z
przeciwciałami monoklonalnymi OC 125 - podobnymi i M 11 -
podobnymi
" ekspresja antygenu: w komórkach wyścielających jamy ciała płodu, w k.
dojrzałego prawidłowego nabłonka opłucnej, osierdziu, otrzewnej,
jajowodów, błonie śluzowej szyjki i trzonu macicy, brak ekspresji w
komórkach prawidłowego, dojrzałego jajnika?
" nasilona ekspresja w tkance raka jajnika, zwłaszcza nieśluzowego,
również w szeregu innych nowotworów (rak jelita grubego, trzustki,
sutka, płuca), a także niezłośliwych guzach jajników
CA 125 - w płynach ustrojowych
CA 125 - w płynach ustrojowych
" obecność antygenu stwierdza się w płynach z cyst, wysiękach z
opłucnej, mleku matek, płynie owodniowym , płynie nasiennym
" w surowicy: kompleks z innÄ… glikoproteinÄ… (c.czÄ…st 400-2000 kDa)
" w warunkach fizjologicznych stężenie w osoczu poniżej 35 U/ml (99%
zdrowych kobiet) i poniżej 65 U/ml u 99,8%
" stężenie istotnie niższe u kobiet po menopauzie (<30 U/ml)
" t1/2 = 2-6 dni
" podwyższone stężenie :
- podczas menstruacji, w I trymestrze ciąży,,
- gruz
lica, marskość wątroby,
- nienowotworowe choroby narzÄ…du rodnego, endometriozy
- rak : jajnika, jelita grubego, trzustki, endometrium,
macicy, pochwy, żołądka, wątroby
PSA
PSA
" glikoproteina wytwarzana zasadniczo wyłącznie przez komórki
nabłonkowe stercza, zdolność jej produkcji zachowują komórki
gruczolaka jak i raka stercza i jego przerzutów
" należy do grupy ludzkich kallikrein (hkLK3); gen PSA
zlokalizowany na dłuższym ramieniu chromosomu 19; znaczny
stopień homologii w budowie cząsteczki z kallikreiną mięśniową
(hKLK1) oraz gruczołową (hKLK2)
" poziom PSA mRNA i PSA w komórkach kontrolowany przez
androgeny
Antygen raka płaskonabłonkowego - SCC-Ag
" 1977 r. Kato i Toriggoe - antygen TA 4 wyizolowany z tkanki raka szyjki
macicy - 14 podfrakcji, c.cz. w granicach 42 - 48 kDa
" SCC-Ag jedna z podfrakcji wyizolowana z przerzutów
płaskonabłonkowego raka szyjki macicy do wątroby, c.cz. 48 kDa,
zawartość węglowodanów 0,6%, nieznana funkcja fizjologiczna,
znaczna homologia w budowie do serpin (80%)
" cytoplazmatyczne białko obecne w komórkach płaskonabłonkowych
niezależnie od ich stanu klinicznego
" wzmożona ekspresja w komórkach nowotworowych - zasadniczo brak
w komórkach gruczolakoraków
" stężenie u ludzi zdrowych nie przekracza 2,0 ng/ml (podawane różne
wartości odcinające) t = 20 min.
½
" podwyższone stężenie w nienowotworowych chorobach narządu
rodnego, nerek, wątroby, zapaleniu płuc, łuszczycy
Tkankowy Polipeptydowy Antygen - TPA
Tkankowy Polipeptydowy Antygen - TPA
" górna granica wahań stężenia u ludzi zdrowych waha się
od 85 do 120 U/l
" podwyższone stężenie w osoczu wiązane z nasileniem
procesów proliferacyjnych;
" podwyższone stężenia:
 stany zapalne
 ciąża
 u chorych na nowotwory złośliwe o różnej lokalizacji
narządowej (m.in. rak piersi, płuca, pęcherza
moczowego, szyjki macicy, jajników, jelita grubego,
stercza, nowotwory głowy i szyi)
" wyraz
na zależność częstości podwyższonych wyników
od zaawansowania procesu chorobowego
Tkankowy Polipetydowy Swoisty Antygen - TPS
Tkankowy Polipetydowy Swoisty Antygen - TPS
" stężenie w osoczu u ludzi zdrowych 100 U/l
" podwyższone stężenie w:
- ciąży,
- chorobach wÄ…troby (zapalenie,
marskość)
- niedomoga nerek
- cukrzyca
- infekcje
- u znacznego odsetka chorych na
nowotwory o różnej lokalizacji
narzÄ…dowej; wyraz
na zależność
częstości podwyższonych wyników
od zaawansowania procesu
chorobowego
" odzwierciedla pewien zespół własności, w tym również nasilenie
proliferacji
NSE - Swoista Enolaza Neuronowa
tzw. Å‚- enolaza zawiera izoformy Ä…Å‚ i gg,
opisana przez dwa monoklonalne przeciwciała: 18E5 i 84B10
Ø obecność charakterystyczna dla komórek nerwowych
i neuroendokrynnych
Ø wysoka zawartość w pÅ‚ytkach krwi i krwinkach
czerwonych
Ø nasilona ekspresja NSE :
" w komórkach glejaków,
" niedojrzałych nerwiaków,
" drobnokomórkowego raka płuca
Ø stężenie u ludzi zdrowych nie przekracza 16,3 ng/ml
GRP  peptyd uwalniajÄ…cy gastrynÄ™
GRP  peptyd uwalniajÄ…cy gastrynÄ™
" GRP  wyizolowany przez Mc Donalda w 1978 r. z tkanki
żołądka zwierzęcego; zbudowany z 27 aminokwasów
" ekspresja w komórkach neuroendokrynnych płuc płodu, a
także w systemie nerwowym, przewodzie pokarmowym oraz
oddechowym dojrzałych osobników
" wzmożona ekspresja w drobnokomórkowym raku płuca (DRP)
w karcinoidach płuc i jelit, rdzeniastym raku tarczycy,
" pełni funkcję neurotransmitera, hormonu parakrynnego;
autokrynny czynnik wzrostu dla DRP
" niestabilny w roztworze
ProGRP
ProGRP
" fragment (31-98) C-końcowy ProGRP produkowany
przez komórki drobnokomórkowego raka płuca
" stabilny w krążeniu
" wartość odcinająca: 50 pg/ml
" fałszywie dodatnie wyniki - niewydolność nerek !
" nienowotworowe schorzenia narządów: ProGRP 2 - 4,1%
" drobnokomórkowy rak płuca: ProGRP 64,9  86%
" inne nowotwory: ProGRP 6 - 13%