Prognostické a prediktivní faktory u adenokarcinomu pankreatu

Overview

Východiska:
Duktální adenokarcinom pankreatu je vysoce agresivní onemocnění s celkovým 5letým přežitím nepřesahujícím 5 %. V ČR má incidence tohoto nádoru vzestupný trend, dle posledních statistik již patříme celosvětově na první místo ve výskytu této malignity. Pro toto onemocnění je typická pozdní diagnostika vzhledem k asymptomatickému průběhu nemoci v časném stadiu.

Cíl:
Cílem tohoto článku je podat přehled o nejvýznamnějších faktorech, které dle současných znalostí u adenokarcinomu pankreatu mají prognostický a prediktivní potenciál. Práce popisuje jednak tradiční prognostické faktory, jako je resekabilita nádoru, jeho rozsah a lokalizace, aplikace adjuvantní chemoterapie, mikroskopicky pozitivní resekční okraj, přítomnost metastáz v lymfatických uzlinách, histologický grading, vaskulární a perineurální invaze. Dále uvádí celou řadu různých biologických markerů, které by mohly přispět k včasné detekci nádoru, lepší prognóze a k optimalizaci léčby, např. hENT1 (human equilibrative nucleoside transporter-1), SPARC (secreted protein acidic and rich in cystein), AGR2, Bcl-2, VEGF, Ki-67, COX-2 a další. Zmíněny jsou rovněž genové alterace a význam mikroRNA.

Závěr:
I přes velké úsilí, které bylo věnováno výzkumu biologických markerů, zatím jediný klinicky akceptovaný a v klinice používaný zůstává nádorový marker CA 19-9. Jeho využití je především u pacientů s již diagnostikovaným adenokarcinomem pankreatu. Velká pozornost je v poslední době zaměřena na další potenciální biomarkery, jejich zavedení do klinické praxe bude ale ještě vyžadovat další výzkum.

Klíčová slova:
karcinom pankreatu duktální − nádorové biomarkery − prognóza − prognostické faktory

Úvod

Duktální adenokarcinom pankreatu patří mezí nádorová onemocnění s nejhorší prognózou. Celosvětově bylo v roce 2012 diagnostikováno kolem 340 000 nových případů, z toho 110 000 v zemích Evropské unie [1]. Mortalita se u tohoto onemocnění téměř rovná incidenci. V ČR má incidence tohoto nádoru vzestupný trend, v roce 2013 bylo hlášeno 19,56 nových případů na 100 000 osob, v absolutním počtu to je 2 056 osob, což oproti datům ze 70. let 20. století představuje více než dvojnásobný vzestup [2]. Dle posledních statistických odhadů zaujímá ČR celosvětově první místo v incidenci této choroby [1].

Jedná se o vysoce agresivní onemocnění s 5letým celkovým přežitím (overall survival – OS) nepřesahujícím 5 %. I přes pokroky v diagnostice a léčbě v posledním desetiletí prognóza tohoto onemocnění zůstává tristní. Typická je pozdní diagnostika vzhledem k asymptomatickému průběhu nemoci v časném stadiu. Jedinou možností vyléčení je radikální resekce, ale vzhledem k časté přítomnosti mikrometastáz dochází velice často k recidivě onemocnění. Resekabilní onemocnění diagnostikujeme pouze u 10 % pacientů, u kterých je medián OS mezi 17 a 23 měsíci, lokálně pokročilé neresekabilní onemocnění je asi v 30 % případů s mediánem OS 8–24 měsíců a metastatické onemocnění je zhruba u 60 % pacientů s OS 4–9 měsíců [3].

V běžné klinické praxi je v současné době u adenokarcinomu pankreatu jediným užívaným onkomarkerem CA 19-9. Tento marker však nevykazuje potřebnou specificitu pro karcinom pankreatu, a proto není dostatečný pro diagnostiku tohoto onemocnění.

Vzhledem k těmto skutečnostem je vysoce žádoucí identifikace nových sérových biomarkerů, které by mohly přispět ke zlepšení léčebných výsledků tohoto zákeřného onemocnění (tab. 1).

Tradiční prognostické faktory

Pro prognózu onemocnění je nejdůležitější resekabilita nádoru [4]. U pacientů po kurativní resekci se 5leté OS pohybuje mezi 15 a 25 %. Bohužel u 70–90 % těchto nádorů dochází k recidivě do dvou let od operace, a to nejčastěji v lokalizaci lokoregionální a v játrech [5].

Horší prognózu mají karcinomy v těle a kaudě pankreatu, protože bývají diagnostikovány v pozdějším stadiu než nádory v hlavě slinivky [6].

Dalším prognostickým faktorem je rozsah primárního nádorového infiltrátu. Přežití je delší u pacientů s nádorem omezeným na pankreas s velikostí nádoru do průměru 30 mm než u nádorů nad 30 mm a šířící se mimo pankreas [7].

Adjuvantní chemoterapie s gemcitabinem nebo s 5-fluorouracilem (5-FU) prodlužuje medián přežití bez příznaků nemoci (disease-free survival – DFS) a OS [8–10]. Dle randomizované klinické studie CONKO-004 u pacientů léčených adjuvantní chemoterapií s gemcitabinem bylo 5leté OS 20,7 vs. 10,4 % u pacientů bez adjuvantní léčby [11].

Nejednoznačné jsou výsledky studií zkoumajících vliv mikroskopicky pozitivního resekčního okraje (R1 resekce) na OS. Dle studie ESPAC-1 byl medián OS u R1 resekcí 10,9 vs. 16,9 měsíce u R0 resekcí [12]. Podíl R1 resekcí byl v této studii 19 %. V dalších studiích se podíl R1 resekcí pohybuje od 17 do 85 %. Tento velmi široký rozdíl byl pravděpodobně zapříčiněn rozdílnou definicí pozitivity resekčních okrajů a absencí standardizovaného histopatologického protokolu. V roce 2006 Verbeke et al uvedli standardizovaný, tzv. Leedský protokol [13]. Novější studie, které zpracovávaly resekáty dle tohoto protokolu, mají podíl R1 resekcí nad 80 % [14,15]. Dle studie německých autorů z roku 2014 u 125 pacientů po chirurgické resekci adenokarcinomu hlavy pankreatu, kde archivované resekáty byly opětovně vyšetřeny dle Leedského protokolu, se podíl R1 resekcí zvýšil z 13 na 52 %. R1 resekce zde byla definována jako přítomnost nádorové infiltrace méně než 1 mm od jakéhokoliv resekčního okraje. Dle této studie nebyl zjištěn signifikantní rozdíl v OS mezi R0 a R1 resekcí [16].

Prognózu signifikantně zhoršuje přítomnost metastáz v lymfatických uzlinách. U pacientů bez nádorového postižení uzlin byl medián OS 25–27 vs. 15–16 měsíců u stadia N1. Rovněž signifikantním prediktorem pro OS je absolutní počet pozitivních uzlin a poměr počtu pozitivních lymfatických uzlin k celkovému počtu vyšetřených uzlin [17,18]. Mezi další významné prognostické faktory pro přežití patří histologický grading [19], vaskulární invaze a perineurální invaze [20].

CA 19-9

V běžné klinické praxi je v současné době u adenokarcinomu pankreatu jediným užívaným biomarkerem CA 19-9. Jeho zvýšená hladina u pacientů po radikální operaci karcinomu pankreatu upozorňuje na metastatické onemocnění. CA 19-9 je tedy důležitým vstupním kritériem v klinických studiích s adjuvantní a neoadjuvantní léčbou. Před paliativní léčbou byl CA 19-9 potvrzen jako nezávislý prognostický faktor pro přežití – čím je vyšší hodnota tohoto markeru, tím je přežití pacienta kratší. V průběhu chemoterapie je biochemická odpověď na léčbu komplementární k radiologické odpovědi, umožňuje lepší vyhodnocení efektu léčby a rozhodování o další léčbě v klinické praxi [21].

CA 19-9 není specifický pro karcinom pankreatu, a proto není vhodný pro screening a diagnostiku tohoto onemocnění. Značně zvýšené hladiny CA19-9 v séru působí také cholestáza, ale i benigní a zánětlivá onemocnění žaludku, střeva, pankreatu a jater. Osoby, u kterých chybí Lewisův antigen, nemohou tento marker syntetizovat. Jeho senzitivita je udávaná mezi 41 a 86 % a specificita mezi 33 a 100 % [22].

hENT1

Gemcitabin má i nadále důležité místo v paliativní a adjuvantní léčbě adenokarcinomu pankreatu. V této souvislosti jsou studovány možné biomarkery, které by mohly predikovat přežití pacientů léčených gemcitabinem. Významným se jeví hENT1 (human equilibrative nucleoside transporter-1). Gemcitabin, který je hydrofilní, potřebuje k překonání buněčné membrány transportní protein. Je prokázáno, že při nízké hladině hENT1 je menší efekt gemcitabinu pro jeho sníženou buněčnou absorbci. hENT1je považován za hlavního přenašeče gemcitabinu pro jeho vysokou afinitu ke gemcitabinu a jeho transportní kapacitu [23].

Jaký má vliv hladina hENT1 na přežití v adjuvantní léčbě s gemcitabinem a 5-FU, zkoumala studie s použitím klinických dat a nádorové tkáně shromážděné z prospektivní randomizované studie prováděné European Study Group for Pancreatic Cancer (ESPAC) [24]. K analýze bylo vhodných 380 pacientů. Studie prokázala, že nemocní s vysokou expresí hENT1 léčení gemcitabinem mají významně delší OS oproti pacientům s nízkou expresí hENT1 (26,2 vs. 17,1 měsíce). U pacientů léčených 5-FU nebyl významný rozdíl v OS mezi skupinami s vysokou a nízkou expresí hENT1 (21,9 vs. 25,6 měsíce). Multivariantní analýza potvrdila, že hENT1 exprese je prediktivní marker pro adjuvantní léčbu s gemcitabinem a že pacienti s nízkou expresí hENT1 by neměli být gemcitabinem léčeni.

Další randomizovaná prospektivní studie u 358 pacientů byla provedena za účelem zjištění, zda CO-101 zlepšuje přežití oproti gemcitabinu u metastatického karcinomu pankreatu s nízkým hENT1. CO-101 se skládá z molekuly gemcitabinu vázané kovalentní esterovou vazbou na molekulu kyseliny elaidové. Tato nenasycená mastná kyselina umožňuje vstup gemcitabinu do buňky nezávisle na hENT1. Dle výsledků této studie CO-101 neprokázal delší OS oproti gemcitabinu u pacientů s nízkou expresí hENT1. Rovněž ale také nebyl rozdíl v OS u pacientů s vysokou nebo nízkou expresí hENT1, kteří byli léčeni gemcitabinem [25]. Je tedy možné, že význam hENT1 je méně důležitý u metastatického onemocnění než po operaci s předpokládaným mikrometastatickým rozsevem. Nutno ale podotknout, že výsledky uvedených studií mohou být rozdílné i z důvodu použití rozdílných monoklonálních protilátek při imunohistochemickém stanovení exprese hENT1. Před začleněním stanovení hENT1 do klinické praxe tedy bude třeba vyřešit problémy spojené s metodologickými aspekty, a to zejména identifikaci optimální anti-hENT1 protilátky [26].

SPARC

V poslední době se výzkum u karcinomu pankreatu soustředil nejen na vlastní nádorové buňky, ale také na peritumorózní stroma a jeho interakce. SPARC (secreted protein acidic and rich in cystein), také nazýván jako osteonectin, patří do rodiny matricelulárních proteinů, které jsou asociované se strukturálními komponenty extracelulární matrix. U karcinomu pankreatu byla zjištěna jeho overexprese ve srovnání s normální tkání a je spojován s agresivním chováním nádoru [27].

V roce 2014 Sinn et al zkoumali retrospektivně stromální a cytoplazmatickou expresi SPARC a její vliv na prognózu u pacientů, kteří nebyli léčeni adjuvantní chemoterapií ve srovnání s pacienty léčenými gemcitabinem. K tomuto srovnání použili nádorovou tkáň a klinická data z randomizované studie III. fáze CONKO-001, která prokázala pozitivní vliv adjuvantní chemoterapie s gemcitabinem na prodloužení DFS a OS ve srovnání s observací. Vysoká stromální i cytoplazmatická exprese SPARC byla spojena s kratším DFS i kratším OS u pacientů léčených gemcitabinem. U pacientů bez adjuvantní léčby s vysokou či nízkou expresí rozdíl v OS nebyl. Studie tedy potvrdila prognostický význam exprese SPARC u pacientů léčených adjuvantní chemoterapií s gemcitabinem [28].

Ještě více zajímavá je potenciální role SPARC jako prediktivního markeru pro léčbu s nab-paclitaxelem. Nab-paclitaxel díky své vazbě na albumin má nejen nižší toxicitu oproti paclitaxelu, ale také vyšší vazbu na nádorové buňky karcinomu pankreatu při vysoké expresi SPARC. Von Hoff et al zkoumali význam exprese stromálního SPARC u pacientů léčených paliativní chemoterapií kombinací nab-paclitaxel a gemcitabin u 37 pacientů ve studii fáze I/II. V této studii pacienti s vysokou expresí SPARC léčení kombinovanou chemoterapií měli lepší výsledky, s mediánem OS 18 vs. 8 měsíců s nízkou expresí SPARC [29]. Avšak poslední data z klinické studie MPACT fáze III tyto výsledky nepotvrzují [30]. K průkazu, zda exprese SPARC je prediktorem účinnosti paliativní léčby s kombinací gemcitabin a nab-paclitaxel, bude nutný další výzkum.

Genové alterace

Výzkum v posledních desetiletích ukázal, že karcinom pankreatu je v podstatě genetické onemocnění, protože při vzniku a progresi karcinomu pankreatu byla prokázána účast mnohonásobných genových alterací. V poslední době je hlavní pozornost v této oblasti směřována na výzkum genu RAS, resp. KRAS. Při vývoji karcinomu pankreatu je klíčová aktivace onkogenu KRAS, vyskytuje se v 90 % duktálních adenokarcinomů pankreatu [31]. Tyto aktivující bodové mutace jsou první známou genetickou alterací u karcinomu pankreatu. V zdravé tkáni pankreatu se vyskytuje jen sporadicky, v prekurzorových lézích duktálního adenokarcinomu pankreatu procento mutace v onkogenu KRAS koreluje se stupněm dysplazie – mutace KRAS byly detekovány u 36, resp. 44 % PanIN-1A a PanIN-1B lézí, mutovaný KRAS byl identifikován u 87 % PanIN-2 a -3 lézí, u pokročilého karcinomu pankreatu jsou KRAS mutace identifikovatelné u více než 90 % karcinomů [32]. Mnoho klinických studií se zaměřilo na KRAS jako terapeutický cíl, u karcinomu pankreatu ale s malým léčebným úspěchem. Příkladem je inhibice KRAS působením inhibitoru farnesyltransferázy [33].

V nedávné době bylo zjištěno, že onkogen KRAS není samostatně aktivní, ale vyžaduje aktivaci upstream stimulanty, což poskytuje do budoucna zajímavé možnosti prevence [34]. Jelikož se mutace tohoto onkogenu mohou vyskytovat i u zdravých jedinců, intervence s cílem redukce jeho aktivace by mohly být účinné v prevenci vzniku tohoto nádoru.

V patogenezi karcinomu pankreatu je také významná inaktivace tumor supresorových genů TP53, SMAD4 a CDKN2A [35]. Tyto inaktivace nemusí být způsobeny jen mutacemi, ale i delecemi či epigenetickými alteracemi a jsou spojovány s větší agresivitou onemocnění [36].

AGR2

Jako potenciální biomarker adenokarcinomu pankreatu je v poslední době uvažován protein AGR2. Tento protein se obvykle vyskytuje v endoplazmatickém retikulu, dále na povrchu buněk a často dochází k jeho sekreci ven z buněk [37]. Zvýšená exprese tohoto proteinu byla detekována v prekancerózních lézích, nádorových buňkách, buněčných liniích odvozených od karcinomu pankreatu a také v cirkulujících nádorových buňkách [38,39]. Na molekulární úrovni AGR2 stimuluje buněčný růst a proliferaci, podporuje invazivitu a především schopnost přežívání pankreatických nádorových buněk, a významně tak může přispívat k rezistenci na podávanou léčbu [39,40].

Bcl-2

Apoptóza, programovaná smrt buňky, je nezbytná část normálního vývoje, homeostázy a imunoregulace. Během maligního procesu nádorové buňky získávají ke spontánní apoptóze rezistenci. Bcl-2 proteiny regulují apoptózu vlivem na mitochondriální integritu. Dle výsledků některých studií exprese Bcl-2 je nezávislý marker pro delší přežití u duktálního adenokarcinomu pankreatu [41,42]. Příznivý prognostický efekt Bcl-2 by mohl být v souvislosti s jeho non-apoptotickou funkcí, jako je např. kontrola buněčného cyklu nebo porucha v expresi dalších proteinů rodiny Bcl-2. Nicméně role Bcl-2 jako prognostického faktoru u karcinomu pankreatu zůstává nejasná, protože další studie korelaci s přežitím neprokázaly [43,44].

VEGF

K tomu, aby mohl zhoubný nádor při svém růstu přesáhnout velikost 1 mm³, je potřeba neovaskularizace. Angiogeneze je dynamický proces regulovaný jak proangiogenními, tak antiangiogenními molekulami. Vaskulární endotelový růstový faktor (vascular endothelial growth factor – VEGF) je účinný stimulátor angiogeneze. Exprese VEGF je přítomna u více než 90 % adenokarcinomů pankreatu a byla intenzivně zkoumána jako možný prognostický faktor [45]. Doposud jen některé studie potvrzují kratší přežití při expresi VEGF [46], tři studie identifikují VEGF jako nezávislý prognostický marker [47–49].

Ki-67

Ki-67 je nukleární antigen přítomný v proliferujících buňkách v průběhu všech aktivních fází buněčného cyklu (G1, S, G2 a M), ale ne během klidové fáze G0. Některé menší studie identifikovaly proliferační index měřený s Ki-67 jako nezávislý prediktor přežití u karcinomu pankreatu [50,51]. V největší z těchto studií byl prognostický význam indexu Ki-67, p21, p27 a p53 zkoumán u 77 pacientů s duktálním adenokarcinomem pankreatu [52]. Za použití multivariantní analýzy pouze index Ki-67 > 5 % prokazoval prognostickou signifikanci. Ostatní studie u karcinomu pankreatu nenašly žádnou asociaci mezi Ki-67 a přežitím [53,54].

Survivin

Survivin je součástí proteinů, které inhibují apoptózu. Byl původně charakterizován jako inhibitor kaspázy. Poslední studie odhalily jeho další funkce v oblasti řízení buněčného cyklu. Výsledky studií hodnotící expresi survivinu vzhledem k prognóze jsou ale protichůdné [55,56].

S100A4

S100A4 je člen rodiny Ca²⁺ vázaných proteinů, které mají důležitou úlohu v procesu metastazování, kontrole buněčného cyklu, angiogeneze a chemorezistence. Korelace mezi úrovní exprese S100A4 a metastatickým procesem byla prokázána u několika nádorových onemocnění, např. prsu, jícnu, plic, pankreatu, prostaty a žaludku. Některé studie u karcinomu pankreatu shledaly S100A4 jako nezávislý prognostický marker [57]. Poslední údaje ukazují, že výrazné snížení exprese S100A4 potlačuje buněčnou proliferaci a invazivitu nádorových buněk karcinomu pankreatu [58].

COX-2

Cyclooxygenázy jsou enzymy, které se uplatňují v přeměně kyseliny arachnoidové na prostaglandiny. Dosud byly identifikovány dvě izoformy, COX-1 a COX-2 [59]. COX-1 je exprimována v mnoha tkáních a je zapojena v syntéze prostaglandinů za fyziologických podmínek. COX-2 je exprimována za určitých extracelulárních a intracelulárních podmínek, jako je přítomnost mitogenů, růstových faktorů, proinflamatorních cytokinů, hormonů a infekčních agens, kdy je součástí buněčné odpovědi na zánět [60,61]. COX-2 je nadměrně exprimována v mnoha solidních nádorech vč. karcinomu pankreatu [62]. Vysoká úroveň COX-2 exprese byla zjištěna také u PanIN lézí [63]. Několik studií naznačuje, že COX-2 by mohla u karcinomu pankreatu ovlivnit nádorovou angiogenezi a buněčný růst. Bylo prokázáno, že COX-2 inhibuje apoptózu, podporuje buněčnou proliferaci a indukuje expresi VEGF [64]. COX-2 overexprese je u karcinomu pankreatu udávána v 56–90 % [65]. COX-2 byla navržena jako potenciální cíl v chemoprevenci a terapii karcinomu pankreatu [66,62]. V několika retrospektivních studiích byl prokázán vztah mezí zvýšenou expresí COX-2 a horším přežitím [67]. U karcinomu pankreatu jsou ale výsledky těchto studií protichůdné [68].

MikroRNA

MikroRNA (miRNA) jsou malé nekódující molekuly RNA. Jejich velikost se pohybuje okolo 21–28 nukleotidů (nejčastěji 22). MiRNA jsou kompletně nebo částečně komplementární k jedné či více mRNA a jejich hlavní funkcí je regulace exprese těchto miRNA a tím i jejich produktů. Poprvé existenci miRNA objevili v roce 1993 Lee et al při studiu hlístice C. elegans. MiRNA mohou působit jako onkogeny nebo supresorové geny a hrají důležitou roli v mnoha biologických procesech [69]. Mohou také sloužit jako nové diagnostické a prognostické biomarkery a také jako nadějné terapeutické cíle [70]. Rostoucí počet studií prokazuje, že miRNA regulují celou škálu procesů souvisejících s vývojem, progresí a chemorezistencí karcinomu pankreatu.

Dle dosud provedených studií se jeví u adenokarcinomu pankreatu jako významný biomarker miR-21. Jeho vysoká hladina v nádorové tkáni u pacientů po resekci karcinomu pankreatu signifikantně koreluje s kratším OS a kratší dobou přežití bez progrese, a to nezávisle na dalších klinickopatologických faktorech [71]. Rovněž vysoká hladina miR-21 je spojena s rezistencí k chemoterapii s gemcitabinem, a může tedy sloužit jako prediktor chemosenzitivity [72]. MiRNA lze rovněž stanovit v plazmě. U nemocných s karcinomem pankreatu byla zjištěna významně zvýšená hladina miR-21 a miR-483-p oproti zdravým jedincům. Hladina miR-21 v plazmě koreluje s pokročilostí stadia onemocnění a s kratším přežitím [73].

Závěr

V poslední době je věnováno výzkumu biomarkerů velké úsilí. Zvláště u tak prognosticky závažného onemocnění, jakým je karcinom pankreatu, může mít klinické využití výsledků tohoto výzkumu velký význam. Biomarkery zde svým prognostickým a prediktivním potenciálem mohou vést k optimalizaci léčebného postupu a tím k významnému zlepšení léčebných výsledků.

Autoři deklarují, že v souvislosti s předmětem studie nemají žádné komerční zájmy.

Redakční rada potvrzuje, že rukopis práce splnil ICMJE kritéria pro publikace zasílané do biomedicínských časopisů.

MUDr. Petr Karásek

Klinika komplexní onkologické péče

Masarykův onkologický ústav

Žlutý kopec 7

656 53 Brno

e-mail: karasek@mou.cz

Obdrženo: 16. 2. 2016

Přijato: 17. 2. 2016