I markers tumorali Definizione Una sostanza misurabile quantitativamente

I markers tumorali

Definizione Una sostanza misurabile quantitativamente nei tessuti e nei liquidi corporei, che possa individuare la presenza di una neoplasia e possibilmente l’organo in cui si è sviluppata. Morton K. Schwartz Ø

Caratteristiche teoriche Produzione esclusiva e precoce da parte della cellula tumorale. Ø Concentrazione correlata allo stadio della malattia. Ø Variazioni di concentrazione in relazione all’efficacia della terapia e all’andamento della malattia. Ø Non misurabile in soggetti senza tumore. Ø

Si possono riconoscere Genetici Circolanti Marcatori Membranari Citoplasmatici

Valori falsamente positivi dei markers Ø Ø Ø Possono essere dovuti a cause non neoplastiche diverse, tra le quali: La presenza di patologie benigne acute o croniche di tipo reattivo-infiammatorio a carico dell'organo sospettato di tumore Abitudini di vita (fumo o alcool) Sport estremi Manovre diagnostiche Interventi chirurgici.

Valori falsamente negativi dei markers Possono essere dovuti a: Ø un tumore molto piccolo Ø un tumore molto grosso, ma poco vascolarizzato Ø prevalenza nel tumore di cellule che non rilasciano il marcatore.

Classificazione v v v Antigeni oncofetali Antigeni associati a tumori Ormoni secreti da tessuti tumorali Proteine secrete da tessuti tumorali Enzimi secreti da tessuti tumorali Marcatori tumorali nelle urine

Eventi fisiologici e abitudini voluttuarie CONDIZIONE MARKER Gravidanza AFP, h. CG, MCA, CA 125, TPA, TG Ciclo mestruale CA 125 Attività sessuale PSA Fumo CEA, TPA, TG, SCC Alcool CEA, TPA, ferritina, SCC

Patologie non tumorali (malattie benigne) CONDIZIONE MORBOSA MARKER Cirrosi epatica CEA, TPS, CA 19. 9, CA 50, CA 15. 3, CA 125, MCA Epatite acuta CA 19. 9, CA 15. 3, CA 125 Pancreatite acuta CA 19. 9, CA 50, CA 125 Pancreatite cronica CA 19. 9, CA 50, CA 195

Malattie benigne della tiroide TG Endometriosi CA 125 Ipertrofia prostatica benigna PAP, PSA Ischemia prostatica PAP, PSA Ritenzione urinaria PAP, PSA Polmonite CA 125 Pleurite CA 125 Infarto cerebrale NSE Danni del SNC S 100 Psoriasi SCC

Manovre diagnostiche MANOVRA MARKER Esplorazione rettale PAP Cateterismo vescicale PAP, PSA Agobiopsia prostatica PAP, PSA Agobiopsia tiroidea TG Traumatismo chirurgico TPA Broncoscopia TPA

CLASSIFICAZIONE SECONDO LA SPECIFICITA’ TISSUTALE n Markers con elevata specificità d’organo: MARKER ORGANO TG TIROIDE PSA PROSTATA HCG SINCIZIOTROFOBLASTO

n Markers con specificità per tipo cellulare MARKER PRINCIPALI NEOPLASIE CHE POSSONO ESPRIMERE IL MARKER Carcinoma midollare della tiroide - Tumori endocrini del tubo digerente - Calcitonina Tumori neuroendocrini - Neuroblastoma - Tumore di Wilms - Melanoma - Linfomi - NSE Serotonina e metaboliti APUDomi

n Markers correlati quantitativamente con un dato tipo istologico MARKER TIPO ISTOLOGICO SCC TPA TPS Carcinomi di tipo squamoso CEA CA 19. 9 CA 15. 3 MCA CA 50 CA 195 Adenocarcinomi

Marker del carcinoma della prostata PSA < 4 ng/ml Soggetti normali PSA 4 – 10 ng/ml Ipertrofia prostatica PSA > 10 ng/ml Tumore prostata n PSA ( Antigene Prostatico Specifico) E’ un marcatore specifico della prostata ma non del tumore prostatico in quanto può elevarsi anche in caso di ipertrofia prostatica benigna. Il dosaggio del PSA è utile per la diagnosi di tumore prostatico, in associazione con l’esplorazione rettale e l’ecografia. Il PSA nel siero può essere legato o in forma libera (FPSA libero), e la somma delle due forme costituisce il PSA totale (TPSA). Il dosaggio del PSA è molto utile per il rilievo di ripresa di malattia e per controllare l’andamento

Marker del carcinoma della mammella Ø Antigene carboidrato 15 -3 (CA 15 -3): associato a tumore mammario avanzato. Dosaggi ripetuti nel tempo sono utili per il riconoscimento precoce di ripresa di malattia e di risposta al trattamento. Valori falsamente positivi possono essere causati da patologie reumatiche. Lievi incrementi anche in tumori benigni mammella. Ø MCA: in grado di predire la ripresa di malattia con anticipo diagnostico rispetto al riscontro clinico o strumentale. Questo si verifica nella maggior parte delle pazienti che sviluppano metastasi viscerali, mentre nel caso delle recidive locoregionali il marcatore si positivizza solo in un numero più limitato di pazienti (circa il 25 -30%). Ø TPA: aspecifico, ritrovato anche in altre neoplasie e stadi flogistici acuti o patologie benigne di tratto gastroenterico e fegato. Ø TPS: insieme al TPA ed il Cyfra 21. 1 sono tra le citocheratine più utilizzate come marcatori oncologici. La concentrazione di queste sostanze nel sangue è proporzionale alla massa del tumore e alla sua aggressività. Ø Idrossiprolina urinaria e Osteocalcina plasmatica: sono marcatori di metabolismo osseo

Cancro alla mammella, il tumore cribriforme risulta positivo per i recettori degli estrogeni (immunoistochimica )

Tumori del polmone Ø Enolasi neurone specifica (NSE): usato come marcatore del tumore polmonare a piccole cellule e dei tumori neuroendocrini. Può essere richiesto come ausilio diagnostico, ma è particolarmente utile per valutare la risposta alla terapia. Ø Frammento 21 -1 della citocheratina 19 (Cyfra 21 -1): è usato come marcatore di diversi tipi di tumore polmonare e il suo valore nel sangue è proporzionale alla massa del tumore e alla sua aggressività. Valori oltre la norma possono essere dovuti a cause non neoplastiche, come alcune patologie benigne polmonari associate a infezione acuta. Ø CEA: Il suo dosaggio si è rivelato utile soprattutto nel controllo della malattia dopo l’intervento chirurgico per la ricerca di riprese a distanza e per il monitoraggio della risposta ai trattamenti. False positività del CEA test possono essere dovute ad abitudini voluttuarie (forti fumatori), alla presenza di malattie croniche intestinali (poliposi e diverticoliti) od epatiche, alla presenza di infiammazioni o infezioni.

Tumore della tiroide Ø TG (Tireoglobulina) E' un importante marcatore delle neoplasie tiroidee. Quando ai pazienti è stata asportata la ghiandola, elevati livelli di tireoglobulina indicano la ripresa della malattia. La tireoglobulina, infatti, è una proteina che viene prodotta esclusivamente dal tessuto tiroideo. Se la ghiandola tiroidea non è stata asportata, il dosaggio del marcatore è necessario per monitorare l’andamento della malattia durante e dopo la cura. Ø CT (Calcitonina) La CT è un indicatore del tumore midollare della tiroide: il suo dosaggio dopo stimolo viene utilizzato anche per la diagnosi della forma familiare di questa malattia. Dopo la diagnosi, il dosaggio della calcitonina rappresenta uno strumento accurato a disposizione del clinico per la valutazione della risposta alla cura e nel monitoraggio dell’andamento della malattia.

Carcinoma Ovarico Ø CA 125 (Marcatore Mucinico) E' un marcatore mucinico molto sensibile e relativamente specifico per il carcinoma ovarico. Nelle pazienti con masse ovariche di incerto significato può servire come orientamento diagnostico. E' usato con successo nella valutazione delle risposte ai trattamenti chirurgici o chemioterapici: per alcuni oncologi avrebbe anche un significato prognostico, cioè utile a prevedere l’andamento futuro della malattia. Ø Anche questo marcatore può dare falsi positivi: accade in presenza di endometriosi e di infiammazioni peritoneali. Ø TAG-72: la sua presenza in t. normali è scarsissima. Non ha specificità di tessuto, quindi poco utile.

Carcinoma del Colon-retto Ø CEA (Antigene Carcinoembrionale) E' il marcatore più noto e più utilizzato nella clinica dei tumori del tratto intestinale, in particolare per quelli del colon-retto. Dosaggio utile soprattutto nel controllo della malattia dopo l’intervento chirurgico per la ricerca di riprese a distanza e per il monitoraggio della risposta ai trattamenti. Il CEA-test può essere impiegato anche per il monitoraggio delle neoplasie polmonari. False positività del CEA test possono essere dovute ad abitudini voluttuarie (forti fumatori), alla presenza di malattie croniche intestinali (poliposi e diverticoliti) od epatiche, alla presenza di infiammazioni o infezioni. Con risultati accettabili il CEA è stato usato, soprattutto nel passato, anche per i tumori della mammella.

Carcinoma del Pancreas Ø Antigene carboidrato 19 -9 (CA 19 -9)o GICA: rappresenta il marcatore più utile per il tumore pancreatico (specifico fino al 98% dei casi), ma può essere usato anche per tumori del colon-retto in associazione con il CEA, delle vie biliari e dello stomaco. Il dosaggio del CA 19 -9 è raccomandato in fase di valutazione della estensione del tumore e di monitoraggio post-operatorio. Valori molto elevati si possono osservare in presenza di valori alti di bilirubina. Ø CA 50: ha una specificità che può arrivare fino al 79% dei casi.

Carcinoma del Fegato Ø α- 1 Fetoproteina (AFP): come molti altri marcatori oncologici viene prodotta anche in condizioni di assoluta normalità. Presente nel siero materno a partire dalla 4°-5° settimana di gravidanza in quanto indica nel feto, probabilmente, il corrispondente dell’albumina fetale. E’ stata dimostrata una buona correlazione tra alfafetoproteina e tumori del fegato. In questa patologia l’AFP viene utilizzato nella fase della diagnosi (in associazione con esami strumentali), in quella del monitoraggio delle cure e per una valutazione prognostica. L'AFP è anche un marcatore di alcuni tumori del testicolo e dell’ovaio: in queste patologie ha grande importanza clinica, essendo indispensabile sia per la stadiazione del tumore sia per valutare l'effetto delle cure.

Altri indicatori di progressione neoplastica Ø h. CG: L’innalzamento dei suoi livelli indica l’inizio della gravidanza. L’HCG è un marcatore dei tumori germinali dell'ovaio e del testicolo. Viene dosata in associazione con AFP. Marcatore fondamentale per la diagnosi e il monitoraggio del coriocarcinoma. Ø Ferritina: presente in corso di leucemie acute e linfomi di Hodgkin. Carcinomi polmonari, del colon, epatici, della prostata ma anche in emotrasfusione, terapia marziale recente, epatopatia acuta e cronica. Ø β 2 microglobulina Essa è la catena leggera degli antigeni di istocompatibilità. È il test più sensibile per individuare le metastasi del SNC. Aumenta nei linfomi, nel mieloma multiplo, nella leucemia linfatica e monocitica, nelle malattie auto-immuni.

Enzimi come marcatori tumorali Gli enzimi suscettibili di aumento nel siero dei portatori di neoplasie possono dividersi in 2 gruppi: v Enzimi ubiquitari, diffusi in tutto l’organismo, che aumentano nelle più varie forme di neoplasia v Enzimi che aumentano in modo più o meno caratteristico in alcune forme neoplastiche, specifici

Enzimi ubiquitari Sono enzimi interessanti il metabolismo dei carboidrati. v Fosfoesosoisomerasi (PHI) v Lattatodeidrogenasi v Aldolasi v Isocitratodeidrogenasi v Malatodeidrogenasi L’aumento di questi enzimi si verifica in vari casi di neoplasia ma solo nelle forme avanzate per cui il loro significato clinico è assai modesto

Enzimi specifici v v AST, ALT, γ-GT, Fosfatasi alcalina, 5’nucleotidasi sono enzimi epatici i cui livelli nel siero aumentano nei portatori di carcinoma epatico primitivo o secondario, pancreopatie, leucemie Fosfatasi acida prostatica aumenta nei pazienti affetti da carcinoma metastatizzato della prostata. CK-BB è aumentato nel siero di pazienti affetti da carcinoma della prostata. Può essere evidenziato anche in pazienti affetti da altre forme di neoplasie quali gastrica, polmonare, mammaria. Fosfatasi alcalina aumenta nel siero di pazienti con metastasi ossee.

Isoenzima di Regan È l’ isoenzima termostabile della fosfatasi alcalina presente in pazienti affetti da neoplasia con una frequenza intorno al 10% Isoenzima di Nagoya È un altro isoenzima della fosfatasi alcalina inibito dalla leucina v Ribonucleasi aumenta nel carcinoma del pancreas e nei carcinomi ovarici v Enolasi aumenta nel neuroblastoma nel carcinoma del polmone a piccole cellule

Marcatori tumorali nelle urine v v v Idrossiprolina deriva dal catabolismo del collagene. Aumenta in casi di metastasi scheletriche di carcinomi mammari o prostatici. Poliammine con attività di regolazione sulla crescita cellulare e nella biosintesi degli acidi nucleici. Il loro aumento si ha in varie forme di neoplasie ma anche in processi infiammatori. E’ poco specifico. Acido idrossindolacetico (5 -HIAA) sintetizzato dalle cellule argentiffine dell’intestino. Aumenta nei tumori carcinoidi e nella terapia con alcuni farmaci o alimenti Catecolamine aumentano nel 90 % dei pazienti affetti da feocromocitoma con manifestazione di ipertensione e nel 70 % dei neuroblastomi Pseudouridina è un prodotto terminale della degradazione enzimatica dell’ RNA. Aumenta negli adenocarcinomi, nei linfomi, nelle leucemie

Associazione marcatore-neoplasia Neoplasia mammaria: CEA, fosfatasi alcalina, γ-GT, CA 15 -3. Neoplasia prostatica: PSA Neoplasia dell’ovaio: CA 125 Neoplasia del colon-retto: CEA Neoplasia del pancreas: CA 19 -9 o GICA Neoplasia polmonare: CEA, PAG, calcitonina. Neoplasia epatica: CEA, α-fetoproteina, γ-GT. Neoplasia tiroidea: CEA, calcitonina

Indicazioni prima del dosaggio dei markers tumorali Ø In caso di esecuzione di scintigrafia, eseguire il dosaggio dei marcatori tumorali con metodo IRMA (CA 19 -9, CA 125, Cromogranina A, Calcitonina) almeno una settimana dopo l'esame scintigrafico. Ø Il prelievo per il dosaggio del PSA deve essere effettuato una settimana dopo la visita rettale o ecografia transrettale. Si consiglia inoltre di non pratica sport pesanti, come la bicicletta, e di astenersi da attività sessuale almeno il giorno prima del prelievo. Ø Il dosaggio della TG deve essere eseguito almeno una settimana dopo la manipolazione della tiroide o dopo biopsia tiroidea.

Markers tumorali in patologie non neoplastiche Condizione morbosa Marcatore tumorale Ittero AFP, HCG, MCA, Ca 125, TPA, TG Ca 125 Malattie respiratorie croniche Insuff. Renale cronica PSA Malattie reumatiche CEA, TPA, TG Insuff. Cardiaca Cong. Ca 125 Diabete CEA, TPA, Ferritina

QUANDO USARE I MARKERS TUMORALI n Screening: i markers tumorali hanno sensibilità e specificità limitate. Non devono quindi essere usati in programmi di screening di massa. In alcuni casi i markers possono essere usati per screening di popolazioni selezionate con maggior rischio di tumore. - AFP nell’epatopatia cronica evolutiva - PSA nei maschi adulti dopo i 60 anni

n n Diagnosi di tumore primitivo: generalmente i markers tumorali non possono essere di aiuto diagnostico per la limitata sensibilità e specificità. Fanno eccezione alcuni markers dotati di alta specificità tissutale che possono essere usati in alcune particolari patologie. Metastasi a partenza ignota (sede di origine): nella ricerca della sede di origine di matastasi a partenza ignota l’uso dei markers può essere utile solo nel caso di tumori secernenti tessuto specifici.

n Tumore primitivo già diagnosticato: in questo caso il dosaggio dei markers deve essere fatto per: - Avere un valore basale prima della terapia; - Avere indicazioni indirette sulla estensione della malattia (i valori ematici dei markers sono proporzionali alla massa del tumore) - Avere indicazioni aggiuntive circa l’istotipo per i tumori nei quali diversi istotipi producono markers diversi; - Avere indicazioni prognostiche aggiuntive.

n Monitoraggio a breve termine dopo la terapia primaria: - Livelli elevati persistenti dopo una terapia ritenuta radicale suggeriscono la possibile presenza di malattia occulta, residua o disseminata; - Riduzione dei livelli possono indicare la capacità del tumore di esprimere il marker; - Il marker può incidere sulle decisioni cliniche in modo critico.

n Monitoraggio a lungo termine dopo la terapia primaria: - L’incremento di un livello di un marker tumorale può suggerire la ripresa della malattia; - L’incremento del livello del marker può precedere di parecchi mesi l’evidenza clinico/strumentale della ripresa della malattia; - Nel caso di neoplasie curabili in fase avanzata il marker può incidere in modo critico sulle decisioni cliniche.

n Monitoraggio della terapia nella malattia avanzata: i markers sono indicatori di risposta o di fallimento della terapia.

Come avviene l’esame? Ø Non è un esame diverso dalle altre analisi di laboratorio. ØPrelievo di pochi cc di sangue ed esecuzione di un test immunometrico. Ø E' necessaria l’impegnativa del medico di famiglia Ø Un unico prelievo basta per tutti gli esami. ØE’ opportuno che il paziente sia a digiuno dalla mezzanotte. Dopo tale orario il paziente può assumere solo liquidi. Ø Il referto dell’esame è disponibile solitamente entro 5 giorni. Ø Qualche volta il dosaggio viene ripetuto due volte a distanza di un mese. Ø In caso di esami ripetuti è bene utilizzare lo stesso laboratorio. Ø Le discrepanze tra i risultati da un laboratorio all'altro possono essere anche del 20 %: questo inconveniente può essere evitato ricorrendo sempre allo stesso laboratorio.

La realtà del marker… Il sistema immunitario si serve dei markers per riconoscere la cellula neoplastica. Proprio questo meccanismo ha permesso di sviluppare nuove ed efficaci metodiche analistiche.

Dosaggio dei markers tumorali Metodi immunometrici: utilizzano anticorpi che riconoscono in modo specifico un dato marcatore (anticorpi monoclonali) attraverso un tracciante (radioisotopo, enzimi, sostanze fluorescenti o chemio luminescenti) che vi è legato. Anticorpi monoclonali: hanno la caratteristica di essere prodotti in quantità illimitate, di essere identici tra loro e quindi di garantire la ripetibilità dei risultati, per lo meno all’interno di ogni tipo di kit commerciale.

Kit ELISA (Enzyme Linked Immunosolvent Assay)

ELISA ( a Sandwich) Enzimi utilizzati: fosfatasi alcalina, perrossidasi di rafano e β-galattosidasi

Realtà dei markers tumorali Il dosaggio dei marcatori assai difficilmente può aiutare il medico a formulare una diagnosi precoce. Negli stadi iniziali di malattia le concentrazioni degli indicatori biologici circolanti sono spesso troppo basse perché il test risulti utile. Il dosaggio dei marcatori è assai più importante per verificare l’efficacia delle terapie oppure per rivelare con anticipo la presenza di una eventuale ripresa della malattia nei pazienti già trattati, in qualche caso anche per scegliere le cure più adatte.

Conclusioni Purtroppo la cellula tumorale sa mimetizzarsi molto bene e presenta caratteristiche molto simili alla cellula normale, nonostante il suo comportamento così poco normale. Nessuno dei marcatori tumorali che oggi si conoscono è una prerogativa specifica del tumore in quanto sono tutte sostanze presenti anche in altre condizioni, non esclusa la normalità.

Il valore clinico dei markers tumorali appare quindi modesto, perché, non avendo essi alcun valore ai fini di una diagnosi precoce delle varie forme neoplastiche, la loro utilizzazione è riservata per un riconoscimento delle metastasi e delle recidive possibilmente più precoce di quanto non sia consentito dal quadro clinico o da altre indagini.