Laktátdehydrogenáza – starý nádorový marker ve světle současných poznatků a v preanalytických souvislostech

S postupným rozvojem a klinickou aplikací imuno-a angiomodulační protinádorové terapie a získáváním poznatků o významu nádorového mikroprostředí nabývá laktátdehydrogenáza (LDH) jako nádorový marker znovu na klinickém významu. Zásadním preanalytickým interferentem se stanovením LDH je fyzikální extravaskulární hemolýza, k níž dochází při komplikovaném či nesprávném odběru krve. Vztažením hodnot volného hemoglobinu k hladinám LDH stanoveným v plazmě u 99 937 vzorků jsme popsali míru interference hemolýzy se stanovením LDH. Přírůstek katalytické aktivity LDH způsobený hemolýzou vzorku je 0,002násobkem koncentrace volného hemoglobinu v plazmě; tedy jako kompenzovanou hodnotu LDH „očištěnou“ od hemolýzy uvažujeme [(LDH (změřené) (μkat/l) – 0,002 × volný hemoglobin (mg/l)]. Zjednodušeně řečeno, každý nárůst hemolýzy ekvivalentní 100 mg/l volného hemoglobinu v plazmě zvýší koncentraci LDH o cca 0,2 μkat/l. Z pohledu predikce léčebné odpovědi, prognózy maligního onemocnění i sledování dynamiky sérové/plazmatické hladiny LDH je zásadní klinicky interpretovat hladinu biomarkeru bez zatížení preanalytickou chybou. V tomto ohledu je třeba, aby laboratoř míru hemolýzy ve vzorku vyjadřovala kvantitativně.

Klíčová slova:
laktátdehydrogenáza – hemolýza – preanalytická chyba

Úvod

Laktátdehydrogenáza (LDH) je enzym účastnící se metabolizmu glukózy, kde při glykolýze katalyzuje redoxní interkonverzi laktátu a pyruvátu. Skládá se ze čtyř podjednotek, které jsou dvojího typu – H „srdeční“ a M „svalová“ a podle jejich zastoupení existuje pět izoenzymů.

Stanovení LDH v tělních tekutinách se využívá jako nespecifický test, kdy elevace hladiny LDH poukazuje na výskyt řady patologických či abnormálních stavů. Diagnostickou informaci poskytuje LDH stanovená v séru/plazmě, mozkomíšním moku, výpotcích atd. V onkologii se hladina LDH v séru/plazmě uplatňuje jako nádorový marker u některých typů maligních onemocnění, kde je vhodným doplňkovým markerem zejména pro monitorování nemocných s diferencovanými lymfocytárními i histiocytárními typy nehodgkinských lymfomů, leukemií, ale i solidních nádorů (testikulárních, melanomů aj.) [1]. Pro tento účel se zpravidla nevyužívá hladina cut-off, ale spíše posouzení změny katalytické koncentrace LDH mezi dvěma časově odlišenými odběry [1].

Zásadním preanalytickým interferentem se stanovením LDH je fyzikální extravaskulární hemolýza, k níž dochází při komplikovaném či nesprávném odběru krve. Ideálně by se hladina LDH měla hodnotit pouze ve vzorcích séra či plazmy bez hemolýzy, což není vždy slučitelné s praxí klinické onkologie. Vztažením hodnot volného hemoglobinu k hladinám LDH stanoveným v plazmě jsme popsali míru interference hemolýzy se stanovením LDH. Kvantifikace této závislosti pomůže spolehlivěji sledovat dynamiku LDH v krvi i v případě hemolytických vzorků.

Metody

LDH a hemolýza (kvantitativně stanovený volný hemoglobin) jsou stanoveny v Li-heparin plazmě na biochemickém analyzátoru cobas c501 (Roche). Stanovení indexu hemolýzy je založeno na výpočtu z měření absorbance plazmy při dvou vlnových délkách. Hodnota hemolytického indexu odpovídá koncentraci volného hemoglobinu v mg/l.

Pro analýzu interference hemolýzy a LDH jsme hodnotili všechny vzorky obsahující hodnoty LDH a volného hemoglobinu za období od 1. ledna 2015 do 31. prosince 2016 odebrané v Masarykově onkologickém ústavu.

Průzkumovou analýzu uvažovaných vzorků jsme provedli běžnými nástroji deskriptivní statistiky. Pro stanovení závislosti LDH na hodnotách volného hemoglobinu jsme využili kvantilovou lineární regresi s konzervativním přístupem modelování 10% kvantilu. Regresní přímka byla stanovena na hemolytických vzorcích (volný hemoglobin nad 0 mg/l).

Výsledky

Z 99 373 analyzovaných vzorků bylo 12,3 % nehemolytických a 10 % mělo koncentraci volného hemoglobinu nad 120 mg/l. Přírůstek katalytické aktivity LDH způsobený hemolýzou vzorku je 0,002násobkem koncentrace volného hemoglobinu. Pro výpočet „očištěné“ hodnoty LDH od hemolýzy tedy uvažujeme vzorec: [LDH (změřené) (μkat/l) – 0,002 × volný hemoglobin (mg/l) ]. Zjednodušeně řečeno, každý nárůst hemolýzy ekvivalentní 100 mg/l volného hemoglobinu falešně zvýší katalytickou aktivitu LHD o 0,2 μkat/l.

Diskuze

LDH cirkulující v plazmě u pacientů se solidními malignitami pochází z cytoplazmy maligních buněk a je především důsledkem rychlé proliferace, rozpadu maligních buněk a zvýšené produkce LDH v metabolickém prostředí aerobní glykolýzy nádoru. Do určité míry se podílí pravděpodobně také produkce LDH buňkami imunitního systému při jeho aktivaci nádorem a v souvislosti s protinádorovou léčbou pak také elevace LDH doprovázející anémii především s megaloblastovou přestavbou. Elevace LDH pak doprovází rychlý rozpad maligních buněk navozený protinádorovou léčbou při TLS (tumour lysis syndrom) [2]. Obecně tedy míra LDH u neléčeného onkologického pacienta reflektuje rozsah maligního onemocnění a rychlost jeho růstu. Horší prognóza spojená s vysokou hladinou LDH před léčbou byla popsána u řady solidních malignit [3–7].

S renesancí imunoterapie v léčbě onkologických onemocnění, která je zaměřena na imunoresponzivní zhoubné nádory, jako jsou maligní melanom či nemalobuněčný karcinom plic, nabývá LDH coby nádorový marker, ale také modulátor nádorového mikroprostředí, opět na významu.

Hladina LDH před zahájením léčby anti-CTLA-4 protilátkou ipilimumabem u pacientů s pokročilým maligním melanomem se ukazuje být významným ukazatelem klinického výsledku léčby; pacienti s vysokou LDH mají významně horší celkové přežití [8–11] a efekt imunoterapie ipilimumabem je limitovaný či žádný [8,9,12]. Nárůst LDH po dvou cyklech terapie ipilimumabem je také indikátorem špatné klinické odpovědi [12]. Vysoká LDH a absence její normalizace po zahájení léčby je také negativním prognostickým faktorem u pacientů s maligním melanomem léčeným vemurafenibem [13].

Vysoká intratumorální a potažmo sérová hladina LDH je asociována s imunosupresivním nádorovým mikroprostředím [14]. Imunosupresivně nepůsobí přímo tento enzym, ale laktát, resp. acidické nádorové mikroprostředí. Laktát stimuluje imunosupresivní cytokin TGF-β [15]. Nízké pH vede k degradaci acidolabilního IFN-γ [16] a ke snížené produkci TNF [17], což vede k posunu směrem pronádorovému Th2/M2 fenotypu intratumorálních buněk imunitního systému. Obecně imunosupresivní efekt má také samotný switch k anaerobní glykolýze, kdy se v nádorovém mikroprostředí nedostává nutrientů pro klonální expanzi aktivovaných T lymfocytů [18].

Hypoxie nádoru vede na jednu stranu ke glykolytickému fenotypu a zvýšené expresi LDH [19] a na druhou stranu prostřednictvím up-regulace HIF-1α ke stimulaci nádorové angiogeneze [20]. Elevace LDH pak může být známkou aktivace nádorové angiogeneze. U pacientů s vysokou LDH se pak dá očekávat klinický benefit z léčby anti-VEGF terapií, což bylo potvrzeno na klinických pozorováních, kdy vysoká LDH byla prediktorem efektu u pacientů s metastatickým kolorektálním karcinomem léčených bevacizumabem [21,22]. Na druhou stranu po progresi na bevacizumabu je nízká LDH ukazatelem benefitu z pokračování léčbou bevacizumabem oproti chemoterapii samotné [23].

LDH se ve světle nových poznatků ukazuje být biomarkerem či přímo odrazem imunosupresivního a angiogenního nádorového mikroprostředí, což následně ovlivňuje efekt moderních protinádorových léčebných postupů. Z pohledu predikce léčebné odpovědi i sledování dynamiky sérové/plazmatické hladiny LDH je zásadní klinicky interpretovat hladinu biomarkeru bez zatížení preanalytickou chybou.

Práce byla podpořena MŠMT cestou NPU I pro RECAMO2020 (LO1413).

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.

doc. RNDr. Lenka Zdražilová Dubská, Ph.D.

Oddělení laboratorní medicíny

Masarykův onkologický ústav

Žlutý kopec 7

656 53 Brno

e-mail: dubska@mou.cz

Obdrženo: 13. 3. 2017

Přijato: 26. 3. 2017