Wprowadzenie
Około 95% złośliwych nowotworów jądra wywodzi się z komórek
rozrodczych. Pozostałe nowotwory występujące w jądrze
to chłoniaki, nowotwory z komórek Leydiga, Sertoliego, nowotwory
o utkaniu mięśniakomięsaka prążkowanokomórkowego
i międzybłoniaki. Guzy zarodkowe poza gonadami mogą powstawać
w linii pośrodkowej ciała – w przestrzeni zaotrzewnowej,
śródpiersiu i szyszynce. Nowotwory jądra stanowią niespełna
1% wszystkich nowotworów występujących u mężczyzn, jednak
w grupie wiekowej 25-40 lat częstość występowania tych
nowotworów jest największa i stale wzrasta, w populacji kaukaskiej
o 3-6% rocznie [1].
Guzy zarodkowe jądra według najpowszechniej stosowanej
klasyfikacji Mostofiego z 1973 roku, zmodyfikowanej i zatwierdzonej
przez Światową Organizację Zdrowia WHO cztery lata
później, ujęte są w grupie IA i B [2]. W tabeli I przedstawiono wyżej
wymienioną klasyfikację WHO. Dodatkowo nowotwory zarodkowe
dzieli się tradycyjnie na nasieniaki (seminoma), które
stanowią 36% wszystkich guzów germinalnych i nienasieniaki
(nonseminoma), stanowiące pozostałe 64%. Podział ten wynika
z wyższej wrażliwości utkania nasieniaka na energię jonizującą
[3]. Do nienasieniaków należą guzy o utkaniu raka zarodkowego
(carcinoma embryonale), nabłoniaka kosmówkowego (chorioncarcinoma),
potworniaka dojrzałego i niedojrzałego (teratoma
maturum, immaturum) oraz guza pęcherzyka żółtkowego (yolk
sac tumour, endodermal sinus tumour). Tylko około 10% nienasieniaków
złożonych jest z jednego rodzaju histopatologicznego
[3], pozostałe 90% to guzy mieszane, których utkanie złożone
jest z co najmniej dwóch wyżej wymienionych elementów. Ponadto,
10-20% guzów mieszanych może zawierać również utkanie
nasieniaka. Przerzuty nienasieniaków mogą zawierać każdy
z elementów utkania pierwotnego guza lub zawierać utkanie,
które nie występuje w guzie pierwotnym [4].
Biologiczne markery nowotworowe są to wielkocząsteczkowe
substancje chemiczne, zbudowane z białka z komponentą
węglowodanową lub lipidową (albo glikolipid), których produkcja
w komórkach nowotworowych jest znacząco wyższa od produkcji w komórce prawidłowej. Substancje te mogą być wydzielane
do krwioobiegu i oznaczane w surowicy lub pozostają związane
z komórkami nowotworowymi i mogą być wówczas oznaczane
w materiale tkankowym. Ludzka gonadotropina kosmówkowa
(hCG – human chorionic gonadotrophin), alfafetoproteina
(AFP, alphafetoprotein) i dehydrogenaza mleczanowa (LDH lactate
dehydrogenase) są markerami surowiczymi o ustalonej pozycji
w nowotworach zarodkowych jądra. Inne markery guzów
germinalnych, których wartość nie jest ustalona, to: oznaczana
w surowicy łożyskowa fosfataza alkaliczna (PLAP), neurospecyficzna
enolaza (NSE), zlokalizowane na powierzchni komórki nowotworowej,
tzw. markery immunohistochemiczne, np. AFP,
hCG, c-kit, cytokeratyny (AE1/AE3), OCT3/4 czy zmiany na poziomie
chromosomalnym, tzw. markery cytogenetyczne, w przypadku
nowotworów zarodkowych jest to izochromosom i (12p).
W tabeli II przedstawiono markery nowotworów zarodkowych
jądra o ustalonej i nieustalonej wartości diagnostycznej
i prognostycznej.
Charakterystyka ogólna markerów
nowotworowych w guzach zarodkowych jądra
W poszukiwaniu wiarygodnych markerów guzów zarodkowych
jądra przebadano wiele substancji obecnych w surowicy
chorych, jak również w tkance resekowanego guza. Tylko trzy z badanych substancji – hCG, AFP i LDH – zyskało status markerów
guzów zarodkowych o ustalonej wartości diagnostycznej
i prognostycznej.
hCG
hCG jest glikoproteiną o masie cząsteczkowej 45 kDa, wydzielaną
przez trofoblast łożyskowy (syncytiotrofoblast). Cząsteczka
hCG składa się z dwóch podjednostek – łańcucha α oraz β. Podjednostka
α jest identyczna dla hCG oraz glikoproteinowych hormonów
wydzielanych przez przysadkę – LH (hormon luteinizujący),
FSH (hormon folikulotropowy), TSH (tyreotropina). Łańcuch β
jest w różnym stopniu homologiczny ze swym odpowiednikiem
w wymienionych hormonach, np. dla hCG i LH w 80% [3]. Podwyższony
poziom hCG można stwierdzić zarówno w nasieniakach
(15-20%), jak i nienasieniakach (40-60%) [2]. W nasieniakach gonadotropina
łożyskowa wydzielana jest przez komórki syncytiotrofoblastu
obecne w masie guza, a w nienasieniakach przede
wszystkim przez komponentę chorioncarcinoma i carcinoma embryonale.
Stężenie hCG oznaczane jest w surowicy i wyrażane
w mIU/ml. W pewnych sytuacjach klinicznych homologia budowy
cząsteczki gonadotropiny łożyskowej i hormonów wydzielanych
przez przysadkę, szczególnie LH, może być przyczyną otrzymywania
wyników fałszywie dodatnich i zawyżonych wartości hCG.
Wiadomo, iż u chorych na raka jądra po orchidektomii często występuje
dysfunkcja komórek Leydiga, która wskutek zmniejszonej
sekrecji testosteronu może prowadzić do wtórnego wzrostu LH
(wtórna niedoczynność gonad) [5]. Aby zmniejszyć prawdopodobieństwo
wyników fałszywie dodatnich i pomyłek diagnostycznych
podaje się pacjentom preparaty testosteronu, który obniża poziom
LH [6]. Ponadto niewielkie ilości hCG wydziela sama przysadka [5].
Z kolei reakcja krzyżowa zachodząca między cząsteczką hCG, pełniącą
w tym przypadku rolę liganda, a receptorem w tyreocytach
może powodować u pacjentów z rakiem zarodkowym jądra
i znacznie podwyższonymi wartościami hCG objawy nadczynności
tarczycy. U około 5% mężczyzn z podwyższonym poziomem hCG
obserwuje się ginekomastię, spowodowaną zaburzeniem stosunku
androgenów do estrogenów (wpływ hCG na komórki Leydiga
i zwiększona obwodowa konwersja androgenów do estrogenów)
[1,2,3,4,5,7]. Czas półtrwania hCG wynosi od 16 do 24 godzin.
AFP
AFP jest glikoproteiną o masie cząsteczkowej 70 kDa. Należy
do rodziny białek, do której należą również albuminy i białko wiążące
witaminę D. Jest syntetyzowana przez woreczek żółtkowy,
później przez wątrobę oraz jelito, spełniając w życiu płodowym rolę
podobną do roli albumin („białko nośnikowe”). W fizjologicznych
warunkach szczyt stężenia AFP występuje pomiędzy 12. a 14.
tygodniem ciąży, spada po 16. tygodniu ciąży aż do poziomu nieoznaczalnego
po pierwszym roku życia [3,8]. W nowotworach zarodkowych
AFP wydzielana jest wyłącznie przez komponenty nienasieniaka,
przede wszystkim carcinoma embryonale i yolk sac tumor,
nigdy nastomiast przez nasieniaka. W przypadku rozpoznania
histopatologicznego seminoma typicum i podwyższonych wartości
AFP, guz taki traktowany jest jak nienasieniak [9].
Poza nowotworami zarodkowymi, poziom AFP może być
podwyższony w stanach takich, jak: uszkodzenie wątroby (pozapalne, polekowe, alkoholowe, marskość), rak wątrobowokomórkowy,
obstrukcja dróg żółciowych, nowotwory wywodzące się
z przewodu pokarmowego (trzustki, dróg żółciowych, żołądka).
Stany te mogą być wówczas przyczyną fałszywie dodatnich wyników
[1,2,4,5,10]. Czas półtrwania AFP wynosi 4,5 dnia.
LDH
LDH jest enzymem wewnątrzkomórkowym o masie cząsteczkowej
134 kDa. Wykazuje ekspresję w komórkach mięśni gładkich,
szkieletowych, mięśnia sercowego, nerkach, wątrobie, w erytrocytach.
Występuje w pięciu izoformach, z których każda zbudowana
jest z czterech podjednostek. W nowotworach jądra najczęściej
stwierdza się podwyższony poziom izoformy LDH1, której poziom
w surowicy koreluje z liczbą kopii chromosomu 12p, aberracji strukturalnej
będącej markerem chromosomowym guzów zarodkowych
jądra. W praktyce nie oznacza się poszczególnych izoform dehydrogenazy
mleczanowej, tylko jej całkowity poziom. Podwyższony poziom
LDH stwierdza się u około 60% nienasieniaków i 80% nasieniaków
[1,2,5,11]. Stężenie LDH może być podwyższone w odpowiedzi
na uszkodzenie każdej z wyżej wymienionych tkanek, dlatego
jest ona mniej specyficznym markerem niż hCG i AFP, a jej wartości
muszą być korelowane z wynikami innych badań. Mimo niskiej
specyficzności, LDH stanowi jednak niezależny czynnik prognostyczny
w zaawansowanym nowotworze jądra [12].
PLAP
PLAP (łożyskowa fosfataza alkaliczna) jest białkiem błonowym,
które po raz pierwszy opisano u pacjentów z nowotworem
płuc. Wykazuje ono ekspresję w komórkach zarodkowych płodu
oraz w nowotworach zarodkowych jądra. Stwierdzana jest w 60-
70% guzów o utkaniu nasieniaka i w 50% nienasieniaków,
przede wszystkim zawierających utkanie yolk sac tumour i chorioncarcinoma,
bardzo rzadko w potworniakach [13]. Obecna
jest również w ITGCNU (Intratubular Germ Cell Neoplasia Unclassified)
[3]. U osób palących tytoń stężenie fosfatazy alkalicznej
w surowicy jest dziesięciokrotnie wyższe, a więc w tej grupie chorych
jej wartość jako markera jest niska. Dodatkowym ograniczeniem
stosowania fosfatazy łożyskowej jest fakt, iż dostępne
obecnie metody diagnostyczne, enzymatyczne i immunohistochemiczne
są mało dokładne [2,3,14,15,16].
NSE
NSE (neurospecyficzna enolaza) jest jednym z trzech izoenzymów
enolazy, enzymu występującego w cytoplazmie komórek
neuroendokrynnych. Stanowi marker immunohistochemiczny rakowiaka,
nowotworów z układu APUD (Amine Precursor Uptake
and Decarboxylation), neuroblastomy, raka tarczycy i drobnokomórkowego
raka płuca. Podwyższone wartości NSE stwierdza się
u 30-50% chorych na nasieniaka jądra. Mimo to zastosowanie
NSE jako markera nowotworów zarodkowych jest ograniczone [3].
Markery tkankowe
Nowotwory zarodkowe wywodzą się z diploidalnych, pierwotnych
komórek płciowych. Pierwszym poznanym i określonym
etapem transformacji nowotworowej jest poliploidyzacja
komórki prekursorowej, spowodowana fuzją lub procesem endoreduplikacji.
Prowadzi to do powstania stadium przedinwazyjnego
nowotworu, carcinoma in situ (CIS), którego komórki
są najczęściej tri- i tetraploidalne (~3n, ~4n). Kolejnym po poliploidyzacji
zdarzeniem na wczesnym etapie karcynogenezy
jest formowanie markera chromosomowego, określanego jako
izochromosom krótkiego ramienia chromosomu 12, i (12p).
Ta specyficzna aberracja strukturalna została zidentyfikowanym
po raz pierwszy w 1982 roku i występuje we wszystkich
podtypach histologicznych guzów zarodkowych oraz w carcinoma
in situ (CIS). Marker i (12p) jest izochromosomem,
a więc zawiera identyczny materiał genetyczny w obu ramionach.
Jego powstanie i amplifikacja prowadzi do powielania
materiału genetycznego zawartego w krótkim ramieniu chromosomu
12. Amplifikacje fragmentu 12p stwierdza się zarówno
w komórkach nowotworów zarodkowych jądra, jak i lokalizacji
pozagonadalnej, we wczesnych jak i zaawansowanych
stadiach choroby. Obecność i (12p) nie koreluje ze stopniem
zaawansowania choroby, nie może być również wskaźnikiem
progresji (17). Badanie kariotypu pod kątem i (12p) może być
użyteczne dla poznania pochodzenia guzów o nieokreślonej
histogenezie (niskozróżnicowane nowotwory o nieznanym
punkcie wyjścia), niekiedy mogą to być nowotwory zarodkowe
o lokalizacji pozajądrowej, a obecność i (12p) jednoznacznie
wskazuje na pochodzenie badanego guza z pierwotnych komórek
płciowych.
Obecność i (12p) nie koreluje z wrażliwością lub opornością
na leczenie cisplatyną, będącą podstawowym składnikiem leczenia
cytostatycznego guzów zarodkowych. Za platynooporność
odpowiada najprawdopodobniej wiele czynników, co wymaga
dalszych badań [1,2,11,12,13,14].
hCG i AFP (omówione powyżej), c-kit (receptor czynnika komórek
macierzystych), OCT3/4 [7,8,9,10], keratyny, CEA (carcinoembryonic
antygen), CD30, Red-cell B5, GCTM-2, SP-1, CD44
to inne potencjalnie przydatne w diagnostyce, różnicowaniu
i monitorowaniu leczenia markery tkankowe oznaczane za pomocą
metod immunohistochemicznych i cytogenetycznych. Ich
wartość w nowotworach zarodkowych nie jest ustalona i wymaga
dalszych badań [3,5,17,18,19].
Markery nowotworowe jako czynniki
prognostyczne
Lokalizacja guza pierwotnego, obecność zmian przerzutowych
w wątrobie, ośrodkowym układzie nerwowym i kościach oraz stężenie markerów nowotworowych w surowicy (hCG, AFP
i LDH) należą do ważniejszych czynników prognostycznych, decydujących
o prawdopodobieństwie uzyskania wieloletniego
przeżycia chorych oraz determinujących sposób postępowania.
Do niedawna brak było ujednoliconego systemu klasyfikacji chorych
według grup prognostycznych. W roku 1994 International
Germ Cell Cancer Collaborative Group (IGCCCG), biorąc pod
uwagę powyższe czynniki, przyjęła kryteria definiujące jednoznacznie
grupy chorych z nowotworem zarodkowym o dobrym
(wyleczalność 91%), pośrednim (wyleczalność 79%) i złym (wyleczalność
48%) rokowaniu (tab. III) [1]. Przynależność do każdej
z grup koreluje z czasem przeżycia oraz czasem wolnym od choroby
w obserwacji wieloletniej [20,21].
Model prognostyczny opracowany przez IGCCCG jest obecnie
powszechnie stosowany w praktyce klinicznej. Zdefiniowane
są również inne, mniej rozpowszechnione modele prognostyczne
wykorzystujące markery nowotworowe, by np. wyodrębnić
grupę chorych opornych na leczenie cytostatyczne.
Model prognostyczny opracowany przez IGCCCG jest obecnie
powszechnie stosowany w praktyce klinicznej. Zdefiniowane
są również inne, mniej rozpowszechnione modele prognostyczne
wykorzystujące markery nowotworowe, by np. wyodrębnić
grupę chorych opornych na leczenie cytostatyczne.
Spośród pacjentów z zaawansowanym nienasieniakiem jądra
około 20-30% nie odpowie na standardowe leczenie cytostatyczne
[10]. Wczesne zidentyfikowanie tej grupy chorych ma
istotne znaczenie dla ewentualnej zmiany leczenia na bardziej
agresywne, np. zastosowanie chemioterapii wysokodawkowej
z następowym przeszczepem komórek macierzystych szpiku.
Ocena dynamiki spadku markerów nowotworowych (AFP i hCG)
po rozpoczęciu leczenia cytostatycznego jest ważnym narzędziem,
umożliwiającym wyodrębnienie tej grupy chorych, mającym
silną wartość prognostyczną. Okres półtrwania markerów
surowiczych u chorych w trakcie chemioterapii wynosi ponad 3,5
dnia dla HCG i ponad 7 dni dla AFP wskazuje na duże prawdopodobieństwo
nawrotu choroby i rokuje źle. Okres półtrwania
powinien zostać określony po początkowym wzroście markerów
w trakcie dwóch cykli chemioterapii. Powolny spadek markerów,
niezgodny z okresem półtrwania jest złym czynnikiem prognostycznym
[5,22].
W badaniu Tonera z Genitourinary Oncology Service z Cornell
University Medical College, Ithaca, New York, stwierdzono,
że pacjenci z wyjściowo podwyższonym poziomem AFP, którzy
osiągnęli CR (całkowitą remisję) mieli medianę czasu półtrwania
AFP – 6,1 dnia, a ci, którzy nie osiągęli CR – 13,3 dnia. Pacjenci
z wyjściowo podwyższonym poziomem hCG, którzy osiągnęli CR
mieli medianę czasu półtrwania HCG – 4,2 dnia, a ci, którzy później
osiągnęli CR – 18,4 dnia [8]. Pacjenci, którzy mieli okres półtrwania
AFP >7 dni i HCG >3 dni mieli znacząco krótszy okres
przeżycia (mediana 8 mies.), a pacjenci, którzy mieli krótsze okresy
półtrwania obu markerów, nie osiągnęli jeszcze mediany przeżycia.
Badanie to potwierdziło istotną wartość rokowniczą okresu
półtrwania markerów podczas i po leczeniu cytostatycznym.
Biorąc pod uwagę, iż nie ma w chwili obecnej standardów leczenia
chorych, u których obserwuje się wydłużony okres półrozpadu
AFP i/lub hCG, chorzy tacy powinni być leczeni w ramach badań
klinicznych z zastosowaniem nowych, bardziej agresywnych
programów chemioterapii [7,9].
Utrzymywanie się podwyższonego lub rosnącego stężenia
markerów nowotworowych po zakończeniu chemioterapii może
przemawiać za przetrwałą chorobą i potrzebą zastosowania chechemioterapii
drugiego rzutu (salvage chemotherapy), a usunięcie
zmian węzłowych z przestrzeni zaotrzewnowej – za limfangiektomią
zaotrzewnową (RPLND – retroperitoneal lymph nodes dissection)
jest raczej zarezerwowana dla pacjentów, u których po
zakończeniu leczenia cytostatycznego markery uległy normalizacji.
W przypadku wzrostu markerów po drugim lub trzecim rzucie
chemioterapii, można rozważać RPLND, o ile przestrzeń zaotrzewnowa
jest jedynym miejscem depozytów nowotworu
[23,24].
Normalizacja poziomu biologicznych markerów nowotworowych
po zakończonym leczeniu cytostatycznym nie jest jednoznaczna
z wyleczeniem. W masie rezydualnej po chemioterapii
może być obecna subpopulacja komórek niewydzielająca markerów
nowotworowych i niewrażliwa na zastosowane leczenie cytostatyczne,
np. potworniak. Z tego powodu, po zakończeniu
chemioterapii i stwierdzeniu znormalizowanego poziomu markerów
nowotworowych zalecane jest chirurgiczne usunięcie
zmian resztkowych z przestrzeni zaotrzewnowej [3]. Dzięki
RPLND uzyskujemy materiał do badania histopatologicznego.
W przypadku stwierdzenia w materiale pooperacyjnym wyłącznie
włóknienia i martwicy ponowotworowej możemy uzyskać
wieloletnie przeżycie pacjenta bez nawrotu choroby, natomiast
obecność utkania żywego nowotworu jest wskazaniem do uzupełniającej
chemioterapii.
Rola markerów nowotworowych
w monitorowaniu chorych po zakończonym
leczeniu
Po zakończeniu leczenia onkologicznego wszyscy pacjenci
podlegają wieloletniej obserwacji (follow-up), polegającej na regularnym
badaniu fizykalnym, kontrolowaniu stężenia markerów
nowotworowych w surowicy i wykonywaniu badań obrazowych klatki piersiowej, jamy brzusznej i miednicy. Działania te mają na
celu zdiagnozowanie ewentualnej wznowy choroby w jak najwcześniejszym
stadium. Największe ryzyko nawrotu jest w pierwszym
roku po zakończeniu leczenia. W tabeli V przedstawiono
zalecenia dotyczące obserwacji markerów nowotworowych po
leczeniu Europejskiego Towarzystwa Urologicznego (EAU, European
Association of Urology) z 2006 roku. Według autorów
z Charing Cross Hospital w Londynie kontrola chorych z wyjściowo
bardziej zaawansowaną chorobą powinna się odbywać
w początkowym okresie po leczeniu nawet raz w tygodniu [3].
Nie należy przeceniać jednak wartości markerów nowotworowych
w okresie obserwacyjnym, gdyż elementy składowe
wznowy mogą różnić się biologicznie od elementów składowych
guza pierwotnego, tzn. że nie zawsze gdy wyjściowo podwyższone
są markery nowotworowe, będziemy mieć do czynienia
z ich wzrostem przy wznowie.
W tabeli VI przedstawiono sytuacje wpływające na fałszywie
dodatni poziom markerów osoczowych o ustalonej i eksperymentalnej
wartości diagnostycznej.
Należy pamiętać, iż markery nowotworowe spełniają rolę pomocniczą
i aby uniknąć błędów przed postawieniem diagnozy
trzeba wziąć pod uwagę wyniki szeregu badań laboratoryjnych
i obrazowych, a nie wyizolowany podwyższony poziom markerów
surowiczych, np. poziom AFP powyżej 1000 kU/l jest tak samo
charakterystyczny dla nowotworów zarodkowych, jak i raka
wątrobowokomórkowego, zaś hCG powyżej 1000 kU/l może wystąpić
w nowotworach zarodkowych oraz raku płuca czy raku żołądka
z różnicowaniem trofoblastycznym. Jednak podwyższony
poziom jednocześnie AFP i hCG raczej zawęża rozpoznanie do
nowotworu zarodkowego [3]. Rozpoznanie ostateczne zawsze
musi być postawione na podstawie badania histopatologicznego!
Niekiedy w guzach jądra dochodzi do spontanicznej regresji.
Typowym przykładem jest sytuacja, w której u chorego z przerzutami
raka zarodkowego po usunięciu jądra w badaniu histopatologicznym
stwierdza się jedynie zwartą, szkliwiejącą bliznę z towarzyszącymi
często komórkami ITGCNU. W badaniach pośmiertnych
chorych zmarłych z powodu przerzutowego raka zarodkowego
o nieustalonym punkcie wyjścia w około 10% stwierdza
się takie blizny w jądrze. Wydaje się, że najczęściej do spontanicznej
regresji dochodzi w nasieniakach, podczas gdy chorioncarcinoma
ma największy potencjał do samoistnych regresji
(ale jest znacznie rzadszy) [20,21,22].
Wnioski
Znanych jest wiele substancji obecnych w surowicy chorych
i izolowanych z tkanki guza, które zyskały miano markerów nowotworów
zarodkowych. Jednak tylko trzy spośród nich – hCG,
AFP i LDH charakteryzują się niezależną wartością diagnostyczną
i prognostyczną, a ich pozycja w guzach zarodkowych jest
ugruntowana. Markery te pełnią zasadniczą rolę w rozpoznawaniu,
prognozowaniu oraz monitorowaniu leczenia chorych na
nowotwory germinalne. Obecnie niemożliwe jest prowadzenie
diagnostyki i leczenia guzów zarodkowych bez odpowiedniego
zaplecza laboratoryjnego, dysponującego możliwością oznaczania
powyższych markerów w surowicy. Markery tkankowe i charakterystyczne
zmiany na poziomie chromosomalnym, jak izochromosom
i (12p), to inne, pomocne w diagnostyce i różnicowaniu
markery nowotworów zarodkowych. Znaczenie ich jest ograniczone i pełnią one jedynie rolę pomocniczą, szczególnie
w sytuacjach niejasnych diagnostycznie i w pozagonadalnej lokalizacji
guza. Poszukuje się nowych markerów, w których pokłada
się nadzieję na poprawę rozpoznawania i monitorowania leczenia
guzów zarodkowych.