Nádorové markery u renálního karcinomu: pomoc při diagnostice, prognóze, léčbě a sledování

Súhrn

Autor se ve svém sdělení zabývá problematikou progrese lokalizovaných renálních karcinomů po chirurgické léčbě. Přináší přehled některých prognostických faktorů, jednak standardně užívaných klinických a patologických ukazatelů (symptomatologie, TNM klasifikace, stupeň histopatologické diferenciace nádoru, mikrovaskulární invaze), jednak některých nově zkoumaných molekulárně biologických markerů (HIF-1α, VEGF, Ki67, p53, CXCR 3, MMP 2, MMP 9, IMP 3). Uvádí rovněž možnost využití DNA čipových technologií ve výzkumu renálních karcinomů.

Klíčová slova:
renální karcinom, prognostické faktory, molekulárně biologické markery, DNA čipové technologie

Zhoubné nádory ledvin představují téměř 3 % všech solidních nádorů v dospělém věku. V ČR byla podle posledních dostupných údajů Národního onkologického re­gis­tru incidence zhoubného nádoru ledviny mimo pánvičku (C64) 26,92/100 000 (muži 34,55/100 000, ženy 19,61/100 000) a mortalita 11,55/100 000 (muži 14,62/ 100 000, ženy 8,61/100 000). ČR obsa­zuje v mezinárodním srovnání s ročně nově diagnostikovanými 2 600–2 800 nádory první místo ve světové incidenci. Muži jsou v ČR v souladu s mezinárodními údaji po­stiženi 1,6× častěji než ženy. Nádory ledvin se u dospělých nejčastěji vyskytují ve věkových kategoriích 55–75 let s incidenč­ním vrcholem mezi 65–75. rokem ži­vota, shodně u mužů i žen. Počet ročně nově hlášených nádorů ledvin v ČR signi­fi­kantně roste – v období 1990–2005 do­šlo k nárůstu o 1 303 případů, což představuje průměrný meziroční růst o 6 %. Závažným problémem není jen vysoká inci­dence, ale především výrazná agresivita ledvinových karcinomů. V důsledku vysoké incidence figuruje ČR na prvním místě i v mezinárodním srovnání mortality. V roce 2005 zemřelo na nádory ledvin 720 mužů (4,6 % všech úmrtí na maligní onemocnění) a 432 žen (3,5 % úmrtí na maligní onemocnění) [1].

Dělení nádorů ledvin se opírá především o Heidelberskou klasifikaci, která vy­chází z výsledků molekulárně genetických vyšetření (tab. 1).

Konvenční renální karcinom (světlo­bu­něčný karcinom) tvoří asi 70 % renálních neoplazmat. Vzniká z buněk proximálních tubulů, může být multicentrický (5 %) a vzácně i bilaterální (0,5–3 %). Druhým nejčastějším karcinomem je papilární renální karcinom, který představuje při­bližně 10–15 % renálních tumorů. Vzniká rovněž z buněk proximálních tubulů, ale ve srovnání s karcinomem ze světlých buněk bývá papilární renální karcinom spojován s lepší prognózou, ale také častějším výskytem multifokálních tumorů. Chromo­fobní karcinom ledviny tvoří přibližně 5 % renálních neoplazmat a ve srovnání s konvenčním renálním karcinomem je spojens lepší kumulativní dobou přežití po dobu 5 let – 92 % [3]. Asi v 10 % případů však může dojít k sarkomatoidní přeměně, a potom je prognóza naopak velmi špatná [4]. Karcinom sběrných kanálků (karcinom Belliniho kanálků) představuje vzácně se vyskytující typ renálního karcinomu a rep­re­zentuje pouhé necelé 1 % renálních neo­pIaz­mat. Tyto tumory se vyznačují agresiv­ním průběhem a vysokou incidencí lokoregionálního šíření a vzniku metastáz [5,6].

Metastázy se u pacientů s renálními karcinomy šíří zcela nepředvídateIně a za­sahují téměř všechny orgánové systémy. Přibližně u 30–40 % pacientů je přítomno metastazující onemocnění již v době sta­no­vení diagnózy a u dalších 30–40 % pacientů s lokálním nebo lokálně pokro­čilým onemocněním dojde následně ke vzniku metastáz. Nejčastěji zasaženými místy jsou plíce (76 %), regionální lymfa­tické uzliny (66 %), skelet (42 %) a játra (41 %). Metastázy však mohou zasahovat i nadledviny, mozek, pankreas, hlavu, krk nebo kůži. Bylo prokázáno, že lokalizace metastatického šíření přímo ovlivňuje účinnost léčby a následně i dobu přežití specifickou pro karcinom [7].

Standardní léčbou renálních karcinomů zůstává operační resekce, která má jako jediná kurativní potenciál. V případě inoperabilního a/nebo diseminovaného onemocnění je možno indikovat systémo­vou imunoterapii, chemoterapii nebo ra­dio­terapii. Renální karcinom je však považován za vysoce radio- a chemorezistentní a počet léčebných odpovědí (vč. imunoterapie) nepřesahuje 20 %. Z tohoto důvodu není adjuvantní léčba považována za standardní postup [8]. Pokud jde o chirurgické postupy, původní koncepce co nejradikálnějšího odstranění postižené ledviny vč. Gerotovy facie a ipsilaterální adrenální žlázy je v současné době stále častěji nahrazována méně invazivními postupy, které lze obecně charakterizovat jako postupy nefron šetřící.

To je umožněno především novými poznatky o biologické povaze renálních karcinomů, možnostmi exaktnějšího sta­no­vení stadia onemocnění, ale i zavá­děním nových technologii do oblasti léčby nádorů ledvin (laparoskopie, kryoablace, radiofrekvenční ablace, intersticiální foto­nová radiační ablace, intersticiální lase­rová ablace, ablace s využitím mikrovlnné terapie).

Velmi výrazným problémem je však další progrese onemocnění, které bylo v době provedení nefrektomie v patolo­gicky lokalizovaném stadiu. Až u třetiny pacientů se tak můžeme setkat v různém časovém horizontu jednak s lokální recidivou, ale i vzdálenou diseminací. To je spojeno se signifikantní mortalitou, což je způsobeno především limitovanou efektivitou možných léčebných postupů u diseminovaného onemocnění. Medián tumor specifického přežití u takto recidivujícího renálního karcinomu je 21 měsíců a pětileté přežití se pohybuje od 0 % do 69 % v závislosti na dalších rizikových faktorech v době recidivy tumoru [7,9].

Rozhodnutí o správné léčebné strategii a prognóza u jednotlivých pacientů závisí na řadě faktorů, které jsou ve větší či menší míře v současnosti v klinické praxi využívány – jednak k diagnostice, jednak ke stanovení prognózy v jednotlivých případech. V současné době je v popředí snaha o vytipování těch pa­cientů, kteří jsou zvýšenou měrou vysta­veni riziku další progrese onemocnění. Existují různé prognostické modely právě k identifikaci jedinců se zvýšeným rizikem, které vychází především ze standardních klinických a patologických ukazatelů, jako je symptomatologie, TNM klasifikace, stupeň histopatologické diferenciace nádoru, mikrovaskulární invaze.

Přibližně u 10 % pacientů se renální karcinomy projevují klasickými symptomy – bolestí v boku, abdominální rezistencí a hematurií. Širokým využíváním neinva­zivních zobrazovacích metod (především ultrasonografie) je tato klinická manifestace vzácná a většina tumorů je ve sku­teč­nosti detekována náhodně [10] a v nižších stadiích než jejich symptomatické varianty. Thompson a Peek zjistili, že 82 % náhodně detekovaných tumorů bylo ve stadiu I nebo II a naopak pouze 32 % symptomatických tumorů bylo odhaleno v časném stadiu. U pacientů s náhodně detekovanými tumory byla po terapii zaznamenána lepší doba přežití po dobu 10 let než u pacientů se symptomatickými tumory (90 % vs 30 %) [11]. Přibližně u 10–40 % pacientů, u nichž byl diagnostikován renální karcinom, jsou přítomny paraneoplastické symp­tomy (anemie, febrilie, kachexie, Staufferův syndrom). Bylo prokázáno, že přítomnost paraneoplastických syndromů představuje nezávislý rizikový faktor ovliv­ňující progresi onemocnění a snížení doby přežití specifické pro karcinom [12,13].

Asi nejlépe je prozkoumána závislost vývoje onemocnění na jeho rozsahu – TNM klasifikace, kde jako významný nezávislý prognostický faktor je hodnocen lokální patologický rozsah (pT) nádoru. Prognóza je lepší u nádorů nepřesahujících ledvinu (T1-2) ve srovnání s nádory penetrujícími do okolí (T3-4) [14]. V případě karcinomů omezených pouze na vlast­ní ledvinu, nepřesahujících 7 cm, do­sahuje pětiIetého přežití až 90 % pa­cientů, u větších nádorů cca 60 % pa­cien­tů, při po­stižení uzlin či invaze do okolních velkých žil maximálně 40 % a při me­ta­statickém rozsevu přibližně 5 % pacientů [8].

Údaje týkající se doby přežití u one­mocnění stadia T3 jsou někdy protichůdné. Přímá invaze nadledvin (T3a) má signi­fikantně horší prognózu než onemocnění zasahující perinefrickou tukovou tkáň nebo tkáň renálního sinu (0 % vs 36 % doby přežití specifické pro karcinom po dobu pěti let, střední doba přežití 12,5 mě­síců vs 36 měsíců), což odpovídá spíše onemocnění ve stadiu T4 [15]. Hodnocena byla také kategorie T3b, která zahrnuje tumory s makroskopickým šířením do renální žíly nebo vena cava pod bránicí. Někteří autoři zaznamenali u pacientů s nádorovým trombem renální žíly (na roz­díl od pacientů s nádorovým infrahepa­tickým trombem) zlepšení doby přežití specifické pro karcinom po dobu desíti let [16]. Jiní nezaznamenali žádný rozdíl, což odpovídá kategorii T3b ve verzi klasifikace TNM z roku 2002 [17].

Určení histopatologického stupně diferenciace nádoru (grade) – je podle Fuhrma­nové dalším významým prognostickým faktorem. Bylo prokázáno, že pa­cienti s tumory vyššího grade (grade podle Fuhrmanové 3 a 4) mají horší dobu přežití specifickou pro karcinom a dobu přežití bez výskytu metastáz než pacienti s tu­mory s nižším grade (grade 1 a 2) [14,18].

Histologický podtyp má rovněž signifikantní vliv na dobu přežití pět let, která kolísá od 87 % u chromofobního a papilár­ního karcinomu, po 69 % u karcinomu z jasných buněk a která je velmi krátká u tumoru ze sběrných kanálků [19].

Mikrovaskulární invaze (MVl) – bylo pro­kázáno, že mikrovaskulární invaze souvisí s recidivou a vznikem metastáz [20–22]. U 39 % pacientů s MVl došlo po střední době 72 měsíců k progresi onemocnění, zatímco pouze u 6,2 % pacientů bez MVl došlo po 60 měsících k progresi onemocnění. U onemocněnÍ T1N0M0 s MVl byla během jednoho roku po nefrektomii za­znamenána 45% míra progrese. Ve studii zahrnující 230 pacientů byla recidiva za­znamenána u 46 % pacientů s MVI, ale pouze u 6 % pacientů bez MVI [22].

Sarkomatoidní změny – tyto změny se mohou vyskytovat u jakéhokoli typu renálního karcinomu, častěji však u pacientů s pokročilejším onemocněním. Pacienti s tumorem se sarkomatoidními změnami mají všeobecně špatnou prognózu se střední dobou přežití 9–19 měsíců, 22% délkou doby přežití po dobu pěti let a 13% mírou doby přežití po deset let (vs 79 % a 76 % u pacientů s tumorem bez sarkomatoidnÍch změn) [23,24]. Histolo­gicky prokázaná nekróza tumoru se vyskytuje přibližně u třetiny všech renálních karcinomů a je spojena s 3× vyšším rizikem úmrtí na karcinom [25,26]. K přesnějšímu stanovení prognózy lze rovněž použít ně­které skórovací systémy, které byly vytvo­řeny na základě multivariantní ana­lýzy několika rizikových faktorů – např. Memo­rial Sloan-Kettering Cancer Center kritéria, nebo nomogramy University of Montreal.

V posledních desetiletích došlo k bouř­livému rozvoji molekulárně biologických diagnostických technologií, které umožnily lepší pochopení mechanizmů vzniku a progrese nádorových onemocnění. Tento vývoj se nevyhnul ani oblasti urogenitálních tumorů vč. nádorů ledvin, kde byly postupně získány informace o moleku­lárně genetických charakteristikách vět­šiny renálních karcinomů.

Kromě oblasti diagnostiky a především možnosti zpřesnění klasifikace jednot­livých nádorů se ukazuje perspektiva využití některých nových tkáňových mar­kerů, které by se mohly stát užitečnou součástí prognostických modelů, kde by mohly přispět k daleko větší přesnosti předpovědi dalšího vývoje onemocnění. Další možností je jejich využití k upřesnění případné cílené léčby.

Všeobecně je však nutno konstatovat, že v současné době není k dispozici žádný validní, specifický nádorový marker, který by bylo možno rutinně využít v klinické praxi jak pro diagnostiku, tak pro monitorování dalšího průběhu onemocnění, vč. predikce jeho dalšího vývoje.

Hypoxií indukovaný faktor 1 alfa (HIF-1α) – je rozhodující faktor v buněčné odpovědí na hypoxii. Vysoce agresivní, rychle rostoucí tumory jsou poměrně záhy nedostatečně oxygenovány, což vede k adaptaci nádorových buněk na hypoxii zvýšením produkce HIF-1α. Někteří autoři zjistili, že zvýšená exprese HIF-1α je v těsné korelaci s expresí VEGF a úroveň jejich exprese je signifikantně vyšší u metastatickéko renálního karcinomu. Aku­mulace HIF-1α je rovněž spojena s deficitem proteinu VHL [27].

Vaskulární endoteliální růstový faktor (VEGF) – růstový faktor pro endotelie s mi­to­genním efektem na endotelové buňky. Protože zvyšuje cévní permeabilitu, je někdy označován jako VPF (vascular permeability factor). Při hypoxii je zvýšená ex­prese VEGF podmíněná aktivitou HIF-1α. Další podmínkou pro mitogenní účinek VEGF je koncentrace NO, která je vzhledem k vysoké aktivitě NO syntetázy v ná­dorové tkáni vysoká, což představuje důle­žitý faktor neoangiogeneze v nádorové tkáni [28].

Produkce VEGF je rovněž spojena s alterací genu VHL, jeho produkce koreluje s grade a stage a vyšší hladiny VEGF jsou spojeny s agresivnějším fenotypem renálních karcinomů. Podle některých studií nebyl VEGF-A potvrzen jako nezá­vislý prediktor pro lokalizované tumory, nicméně vyšší exprese receptoru VEGFR-1 jednak v epiteliálních buňkách tumoru, jednak v endotelu cév znamená horší prog­nózu. Obdobně zvýšená exprese VEGF-D a receptorů VEGFR-2 a VEGFR-3 vede ke zvýšené lymfangiogenezi, tím ke zvýšení metastatického potenciálu, a tedy horší prognóze.

V posledních letech došlo právě v této oblasti k výraznému rozšíření terapeutic­kých možností díky rozvoji cílené terapie působící na úrovni signálních drah angiogeneze. Podle některých studií jsou právě pacienti se zvýšenou expresí VEGFR-1 kandidáty adjuvantní terapie zaměřené právě na potlačení neoangiogeneze [29].

Ki67 – vzhledem k expresi v G1 a S fázi a jejímu rychlému poklesu po ukon­čení mitózy je tento protein považován za dobrý marker k hodnocení proliferační aktivity tkání. Babjuk et al prokázali v sou­ladu s jinými autory korelaci exprese Ki67 s gradem nádoru, nepotvrdili souvislost kvantity exprese ve tkáni tumoru na riziko recidivy onemocnění. První popsali jako prognostický ukazatel kvantitu exprese Ki67 v nenádorové tkáni [30].

Některé studie však shledaly Ki67 jako nezávislý marker pro „disease-free survi­val“ u lokalizovaného světlobuněčného karcinomu [29].

p53 – tento gen je lokalizován na 17. chromozomu a jeho mutace provází více než 50 % maligních onemocnění. U karcinomů ledvin se s mutací genu p53 můžeme setkat ve 20–50 % v závislosti na histologickém typu nádoru, přičemž papi­lární renální karcinom má nejvyšší incidenci patologické exprese. Protein p53, který je produktem tohoto genu, je někdy také označován jako „strážce genomu“. Mutace mohou stabilizovat protein p53, a způsobit tak jeho jadernou akumulaci, což umožňuje jeho detekci. Pokud jde o jeho vý­znam u renálních karcinomů, jsou výsledky nejednoznačné. Některé práce hodnotí ex­presi p53 jako nezávislý prognostický faktor zhoršené prognózy [31]. Jiné práce však tato hodnocení nepotvr­zují [30].

Pokud bylo hodnoceno přežití bez progrese pro jednotlivé histopatologické podtypy, signifikantní souvislost mezi přežitím bez progrese a expresí p53 byla zaznamenána pouze u pacientů se světlo­bu­něčným renálním karcinomem [29].

CXCR 3 – receptor pro cytokiny indukované interferonem je považován za ne­zá­vislý prediktor intervalu do progrese po nefrektomii. Snížení exprese CXCR 3 je spojováno se snížením doby do progrese. Na základě multivariantních analýz je u pa­cientů se sníženou expresí CXCR 3 2,5× vyšší riziko progrese po nefrektomii [32].

Matrix metaloproteináza 2a, Matrix­me­taloproteináza 9 (MMP 2, MMP 9) – enzymy, které působí proteolyticky na bazální membránu endotelií a extra­celu­lární matrix. Vytváří prostor pro nově vzni­ka­jící cévy, a svým působením tak usnad­ňují angiogenezi. Podporují také motilitu endotelií a invazi nádorových buněk do cévní stěny. Kromě angiogenezy se tak podílí i na vzniku metastatického šíření nádorů.

Elevace MMP koreluje s agresivitou, gradem tumoru a dobou přežívání. MMP 2 a MMP 9 jsou často exprimovány spolu s CXCR 4 a zřejmě jsou spooluregulovány spolu s pVHL a HIF [33].

Insulin-like růstový faktor II mRNA vázající protein (IMP 3) – zvýšená exprese tohoto faktoru byla detekována u většího množství solidních nádorů. U nádorů ledvin byla tato zvýšená exprese detekována v 17 % nádorů a je popisována korelace se stadiem tumoru, gradingem. Exprese IMP 3 je považována na základě multivariantních analýz za signifikantní nezávislý prediktor doby do diseminace a celkového přežití. Podle těchto údajů 85 % primár­ních nádorů, které byly IMP 3 pozitivní, bylo spojeno s metastatickým onemocněním v době nefrektomie, nebo krátce po ní. Z podskupiny pacientů, kteří měli patolo­gicky lokalizované onemocnění, bylo 15 % IMP 3 pozitivní. Z této podskupiny 80 % pacientů progredovalo v průměru za 38 mě­síců oproti 13 % progredujících pacientů IMP 3 negativních [32].

V posledních letech byly publikovány studie, ve kterých bylo ve výzkumu renálního karcinomu využito DNA čipových technologií. Tyto studie byly zaměřeny na hodnocení profilu genové exprese renálního karcinomu a jejich výstupem byla řada genů, jejichž exprese se významně lišila mezi nádorovou tkání a normálním paren­chymem ledviny. Tímto způsobem byly identifikovány stovky nových genů, potenciálních markerů renální karcinogeneze. Dosud však byly potvrzeny jen některé geny, jejichž nadměrná exprese v renální nádorové tkáni byla opakovaně deteko­vána ve více studiích – VEGF, endotelin I, Glukózový přenašeč GLUT9, lGF-vážící protein 3 v nádorech typu konvenčního renálního karcinomu, alfa-metyl-CoA racemáza u papilárního renálního karcinomu nebo KlT (CD117) u chromofobního renálního karcinomu [34]. Tyto geny se podílejí zejména na regulaci buněčného metabolizmu, angiogeneze a signální transdukce.

Nejnovějším z molekulárněbiologic­kých přístupů charakterizace nádoru je jejich studium pomocí profilů exprese mikroRNA (miRNA). MiRNA jsou poslední z dosud objevených ribonukleových kyse­lin (RNA). Jedná se o nekódující jedno­řetězcové RNA o délce 18–25 nukleotidů, jejichž hlavní funkcí je regulace genové ex­prese na úrovni mediátorové RNA (mRNA). V závislosti na míře komplementarity s cílovou mRNA využívají miRNA dva roz­dílné mechanizmy posttranskripční regulace genové exprese, které vedou buď přímo k degradaci cílové mRNA, nebo k represi její translace a následně k po­klesu hladin jejího proteinového produktu. Dle bioinformatických modelů jsou miRNA schopny regulovat až jednu třetinu lidských genů, včetně významných onkogenů či nádorových supresorů. Geny regulované pomocí miRNA se uplatňují jak v iniciálních fázích procesu karcinogeneze, tak i v regulaci nádorové invazivity a metastazování. Kromě toho se účastní i řady dal­ších procesů, např. lékové rezistence. Zajímavá je rovněž skutečnost, že přibližně 50 % miRNA genů se nachází na fragilních částech chromozomů, jejichž ztráta nebo amplifikace je často detekována u nádo­rových onemocnění. Z tohoto pohledu jsou i nekódující miRNA nositelkami důležité genetické informace, jejíž regulace je narušena, nebo dochází k její ztrátě v průběhu nádorové transformace. Ana­lýza expresních profilů miRNA je proto stále častěji využívána pro účely mole­ku­lární charakterizace nádorových onemocnění, analogicky se studiemi založenými na DNA čipech a profilování kódujících transkriptů. Mikročipové technologie se jeví jako potenciální možnost k hledání rozdílů v genové expresi karcinomů ledviny mezi pacienty s výrazně odlišnými dobami do progrese a celkového přežití. V sou­časné době nemůžeme posoudit, zda dojde k rutinnímu využití těchto technologií, protože dosud nebylo provedeno dostatek studií, nicméně dosažené vý­sledky jsou velice povzbudivé. Pomocí DNA a mikroRNA čipů byly identifikovány jednotlivé geny a miRNA mající prognostický význam u cRCC. Obě čipové platformy lze použít k diferenciaci mezi nádorovou tkání a normálním renálním parenchymem, v případě nádoru lze rozlišit jednotlivé podtypy RCC. Čipové technologie si nekladou za cíl nahradit histologické vyšetření bioptované tkáně, lze ovšem předpokládat, že do budoucna budou prováděna obě vy­šetření paralelně, přičemž čipové technologie významnou měrou doplní infor­mace získané z rutinního histologického vyšetření. Tyto informace budou základem molekulárního stagingu a molekulární klasifikace nádorových onemocnění, s pří­mým dopadem do klinické praxe [35].

Obecně lze do budoucna předpokládat, že identifikace a ověření signifikantní prediktivní úrovně molekulárně biologi­c­kých markerů renálních karcinomů umožní jednak daleko přesnější identifikaci pacientů s vysokým rizikem progrese one­mocnění po chirurgické léčbě, než jaké jsme schopni v současnosti (a dosavadní výzkumy ukazují, že molekulární markery samotné umožňují lepší stratifikaci rizi­kových pacientů, než dosud rutinně používané klinicko-patologické ukazatele), jednak umožní vytipovat pacienty, kteří mo­hou profitovat z cílené terapie. Cíle, kterým je snížení mortality na renální karcinomy, je možné dosáhnout především podporou a účastí na bazálním výzkumu a prová­děním prospektivních klinických studií, které jsou nezbytné pro potvrzení praktické využitelnosti hodnocených markerů.

MUDr. Vítězslav Vít
Urologická klinika FN Brno
Jihlavská 20, 625 00 Brno
vvit@fnbrno.cz