capitolo 9 - Prof. Alfredo Garofalo

CAPITOLO 9
I MARKERS TUMORALI
L’avvento della tecnologia dell’ibridoma (1) e la conseguente produzione di numerosi anticorpi monoclonali
(MAbs) hanno permesso una migliore caratterizzazione di molecole già note e/o la identificazione di nuovi
antigeni tumore-associati. Questi antigeni sono così denominati in quanto espressi soprattutto a livello dei tessuti
tumorali. Molte di queste molecole presentano il fenomeno dello “shedding”, cioè, possono essere secrete nei
liquidi biologici. Per questo motivo sono stati denominati “marcatori tumorali”.
L’analisi sierologica dei marcatori tumorali è stata introdotta nella pratica clinica come un test non invasivo
per monitorare il paziente neoplastico. Un marcatore può fornire informazioni sia diagnostiche che prognostiche
anche se l’applicazione tuttora più importante è il monitoraggio della progressione di malattia. L’incremento o il
decremento dei livelli sierici di un marcatore durante il trattamento possono essere di ausilio nel determinare,
rispettivamente, l’efficacia del trattamento stesso o la progressione della malattia. Inoltre, una rivelazione precoce
di malattia ricorrente, evidenziata da un’elevazione dei livelli sierici di un marcatore, potrebbe permettere l’inizio
di strategie terapeutiche alcuni mesi prima della diagnosi clinica della recidiva.
Anche se ciascun marcatore tumorale presenta vantaggi e svantaggi, nessuno è comprensivo di tutti i
requisiti necessari per definire il “marcatore tumorale ideale”. Si comprende, pertanto, la necessità di individuare
nuovi marcatori sempre più specifici e sensibili, in grado di migliorare, da soli o in combinazione, le possibilità di
diagnosi e monitoraggio della malattia neoplastica. Numerosi studi hanno valutato l’utilità clinica della
misurazione dei marcatori tumorali nei liquidi biologici di pazienti portatori di patologie tumorali dello stomaco.
Il carcinoma gastrico è una delle cause di morte per tumore più frequenti nei paesi industrializzati (2, 3), e la
sua incidenza è molto alta in alcuni paesi europei, così come in alcune regioni del Pacifico, con il Giappone al
primo posto nel mondo (4, 6). Tra i marcatori sierici per il carcinoma gastrico, l’antigene carcinoembrionario
(CEA) è sicuramente quello più conosciuto. Tuttavia, numerosi studi hanno dimostrato che una bassa percentuale
di pazienti con carcinoma gastrico presenta livelli sierici positivi di questo marcatore (7-11). Koga e collaboratori
(11) hanno riscontrato che solo il 20.6% della popolazione da loro studiata (comprendente tutti gli stadi di
malattia) mostrava livelli positivi di CEA. Inoltre, una scarsa sensibilità (37%) veniva confermata anche nei
pazienti con malattia avanzata (IV stadio) (11). Un altro antigene introdotto nella pratica clinica anche come
marcatore sierico del carcinoma gastrico è il CA 19-9. Tuttavia, risultati contrastanti sono stati ottenuti in studi
effettuati da vari ricercatori: Sipponen e coll. (12) e Staab e coll. (13) hanno rilevato solo il 26% di sensibilità
contro il 72% ottenuto in altri studi (10). In studi effettuati dal nostro gruppo (14), la percentuale di positività del
CA 19-9 ottenuta in un’ampia popolazione di pazienti con carcinoma gastrico a diverso stadio di malattia è
risultata pari a circa il 32%. Tuttavia, la valutazione dei soli stadi avanzati di malattia mostrava percentuali
nettamente superiori (45%). Alla luce di questa osservazione, la discrepanza dei risultati riportati dai vari autori
potrebbe essere, a nostro avviso, dovuta almeno in parte, alla diversa distribuzione degli stadi delle popolazioni
valutate.
Di più recente introduzione è il CA 72-4. Studi preliminari effettuati su popolazioni di pazienti affetti da
adenocarcinomi di varia origine avevano suggerito la potenziale utilità di questo antigene come marcatore di
carcinomi del tratto gastrointestinale (15). Studi successivi focalizzati su pazienti con carcinoma gastrico hanno
dimostrato come il CA 72-4 sia, al momento, il miglior marcatore per questa patologia (16).
Saranno di seguito riportate le implicazioni cliniche dell’uso di questi marcatori nel monitoraggio del
carcinoma gastrico. Sebbene questi siano i marcatori più conosciuti al momento, numerose altre molecole sono
state valutate o sono tuttora allo studio come potenziali nuovi marcatori. Ad essi sarà dedicato un cenno
introduttivo nell’ultima, ma non meno importante, parte di questo capitolo.
a) Al momento della diagnosi di tumore primitivo
L’iniziale ipotesi dell’uso dei marcatori tumorali sierici per l’identificazione di pazienti portatori di malattia
neoplastica come metodica di “screening” di una popolazione asintomatica non è risultata effettuabile. Infatti, solo
una percentuale di pazienti (variabile da marcatore a marcatore) presenta livelli elevati di queste sostanze. Inoltre,
la maggior parte dei marcatori tumorali sono presenti in elevate quantità in pazienti con malattia avanzata.
Tuttavia, l’uso dei marcatori tumorali al momento della diagnosi di malattia maligna può fornire utili informazioni
al clinico per la stadiazione del paziente. Infatti, numerosi studi hanno evidenziato che la presenza di livelli
positivi di CA 72-4, CA 19-9 e CEA è correlata allo stadio avanzato di malattia (14-16).
Come riportato nella Tabella 1, livelli elevati di CA 72-4 e CA 19-9 sono stati riscontrati rispettivamente in
68 (42.2%) ed in 52 (32.2%) su 161 pazienti con cancro gastrico, mentre solo in 39 (24.2%) nel caso del CEA.
Inoltre, la suddivisione della popolazione in base allo stadio della malattia ha dimostrato la correlazione tra la
percentuale di casi positivi per i tre marcatori e lo stadio avanzato di malattia (Tabella 1). Infatti, livelli positivi
sono stati osservati in una bassa percentuale negli stadi iniziali (20%), mentre, in pazienti con stadio avanzato di
malattia (pazienti con metastasi), questa percentuale si incrementava notevolmente (54%). Questo tipo di
comportamento era più evidente per il CA 72-4 ed il CA 19-9 che non per il CEA. La valutazione combinata tra i
tre marcatori tumorali ha inoltre messo in evidenza la complementarietà del CA 72-4 e del CA 19-9, permettendo
infatti un incremento della percentuale di pazienti identificabili al momento della diagnosi al 56.5% contro il 42.2
% nel caso del solo CA 72-4. Pertanto, questi risultati, confermati anche da altri autori (17, 18), suggeriscono
l’uso simultaneo di questi due marcatori come migliore combinazione oggi a nostra disposizione.
Tabella 1 - Correlazione tra espressione sierica dei tre marcatori tumorali CA 72-4, CA 19-9
e CEA in pazienti con cancro gastrico
Stadio
No. di pazienti
Livelli sierici dei tre marcatori tumorali
CA 72-4
CA 19-9
CEA
(>6U/ml)
(>37 U/ml)
(>5 ng/ml)
IA
IB
II
IIIA
IIIB
IV**
M1***
REC****
9
15
16
24
29
16
43
9
1 (11.1)*
3 (20)
2 (12.5)
11 (45.8)
12 (41.4)
9 (56.3)
25 (58.1)
5 (55.6)
3 (33.3)
3 (20)
1 (6.3)
10 (41.7)
8 (27.6)
6 (37.5)
19 (44.2)
2 (32.2)
0 (0)
2 (13.3)
3 (18.8)
6 (25)
5 (20.8)
5 (31.2)
17 (39.5)
1 (11.1)
Totale
161
68 (42.2)
52 (32.3)
39 (24.2)
* I numeri in parentesi rappresentano le percentuali.
** T4N2M0.
*** Malattia metastatica.
**** Malattia ricorrente.
Ripresa da Guadagni e collaboratori (14)
Tabella 2 - Valutazione combinata dei tre marcatori in pazienti con carcinoma gastrico
CA 72-4
CA 72-4
CA 19-9
CEA
% di campioni con livelli positivi*
CA 19-9
42.2
56.5
32.3
CEA
51.5
42.8
24.2
* Percentuali ottenute valutando 161 pazienti.
Ripresa da Guadagni e collaboratori (14)
In uno studio condotto da Byrne e collaboratori, elevati livelli sierici di CA 72-4 sono stati correlati non solo
con stadi avanzati, ma anche con l’invasione tumorale della parete gastrica e con il coinvolgimento linfonodale
(19). Infatti, i livelli sierici di CA 72-4 erano in grado di discriminare tra pazienti con e senza coinvolgimento
linfonodale (p< .01), e tra quelli con e senza interessamento della sierosa (p< .01) (19), suggerendo l’utilità di
questo marcatore nell’indicare l’estensione della malattia. Tuttavia, il numero di pazienti valutati in questo studio
era relativamente basso. Pertanto, questo può spiegare risultati discrepanti ottenuti da successivi studi (14). Infatti,
la valutazione dei livelli sierici di questi tre marcatori in una popolazione di 161 pazienti con cancro gastrico ha
confermato solo la correlazione tra coinvolgimento linfonodale e livelli positivi di CA 72-4, mentre non è stata
rilevata una significativa correlazione con l’interessamento della sierosa. La Figura 1 rappresenta la distribuzione
dei livelli dei tre marcatori in 4 gruppi di pazienti stratificati in base al TNM. I pannelli 1-4 rappresentano pazienti
T1-2N0, T3-4N0, T1-4N1 e T1-4N2. Solo 3 dei 22 casi (13,6%) e 2 dei 15 casi (13,3%), rispettivamente, con
T1-2N0 e T3-4N0 mostrano livelli positivi di CA 72-4, (chi-quadrato p=0.9), suggerendo quindi che questo
marcatore non è correlato allo stato di interessamento della sierosa (14).
In contrasto, l’analisi dei gruppi di pazienti con T1-4N0 (pannelli 1 e 2 della Figura 1) e T1-4N1-2 (pannelli
2 e 3, Figura 1) ha dimostrato una significativa differenza nell’espressione di livelli positivi del marcatore: 5 su 37
(13.5%) e 37 su 72 (44.4%) (chi-quadrato p<0.003) (14). Inoltre, sia per il CEA che per il CA 19-9 non è stata
rilevata una correlazione né con l’infiltrazione della sierosa, né con il coinvolgimento linfonodale. Come detto
sopra, la discrepanza dei risultati ottenuti nel nostro studio rispetto a quelli ottenuti dallo studio di Byrne e
collaboratori (19) potrebbe essere spiegata dall’esiguo numero di pazienti valutati da questo ricercatore (solo 33
casi totali).
Un dato di rilevanza clinica è rappresentato dalla clearance del marcatore dopo trattamento chirurgico della
neoplasia. È ormai accettato che la normalizzazione di livelli elevati prechirurgici di un dato marcatore
rappresenta un indice indiretto di rimozione accurata della massa neoplastica (15). In contrasto, la persistenza di
livelli elevati o il loro incremento post-chirurgico possono essere indici indiretti di mancata rimozione totale della
massa tumorale primitiva, oppure, possono essere indici di presenza di focolai neoplastici in altre sedi (metastasi a
distanza) (15). In uno studio condotto dal nostro gruppo su pazienti con tumori del tratto gastrointestinale, è stato
dimostrato che la persistenza, entro 3 settimane dall’intervento chirurgico, dei livelli di CEA o di CA 72-4
correlava con trattamenti chirurgici definiti dal chirurgo di tipo palliativo, e, viceversa, la normalizzazione di tali
livelli, correlava altamente con interventi definiti radicali (15). Inoltre, non solo è importante considerare la
variazione quantitativa, ma anche il tempo in cui tale variazione si rende eveidente. Infatti, uno dei parametri che
viene oggi maggiormente considerato è l’emivita del marcatore stesso. Pertanto, la valutazione post-chirurgica
effettuata nell’immediato follow-up post-operatorio, potrebbe essere utilizzata dal chirurgo oncologo per
monitorare, in modo indiretto, l’efficacia del trattamento stesso.
Il CA 72-4 riconosce un antigene mucinico, il TAG-72, considerato un antigene pancarcinoma per la sua
espressione sulla maggior parte delle lesione adenocarcinomatose di vari organi. Un epitopo che viene
riconosciuto da questo test è il sialil-Tn. Recenti studi condotti sia su tessuti di carcinoma gastrico, che su
campioni sierici, hanno dimostrato che la presenza di sialil-Tn può essere considerato un fattore prognostico
sfavorevole (20, 21). Si può pertanto concludere che l’uso di questo marcatore al momento della diagnosi di
tumore primitivo dello stomaco può fornire informazioni utili non solo sullo stadio della malattia, ma anche
sull’andamento clinico della malattia stessa.
b) Monitoraggio longitudinale post-chirurgico
Una delle maggiori applicazioni cliniche dei marcatori tumorali sierici è la loro utilizzazione durante il
monitoraggio post-chirurgico della malattia neoplastica. Infatti, la misurazione di queste sostanze può permettere
di identificare prima ancora dell’evidenza clinica, la comparsa di recidive.
Numerosi studi longitudinali sono stati effettuati su pazienti portatori di carcinoma gastrico, durante il
follow-up post-chirurgico (per almeno tre anni o fino al momento della ripresa di malattia). Risultati ottenuti dal
nostro gruppo di pazienti portatori di cancro gastrointestinale avevano indicato la possibilità di utilizzare il CA
72-4 nel monitoraggio di questa patologia neoplastica (16). Successivi studi condotti dal nostro e da altri gruppi
hanno confermato l’utilità di questo marcatore (14, 15). La tabella 3 riassume i risultati di uno studio
longitudinale effettuato in 21 pazienti dal momento dell’intervento chirurgico fino alla diagnosi clinica di recidiva
o fino ad un periodo minimo di tre anni (15). Come si può vedere, 10 dei 21 pazienti hanno evidenziato malattia
ricorrente durante i tre anni di studio. I livelli sierici dei marcatori si sono elevati nel 70% dei casi per il CA 72-4,
nel 50% per il CA 19-9 e nel 20% dei casi per il CEA, prima o contemporaneamente alla diagnosi clinica di
recidive.
Numerosi altri studi sono stati successivamente effettuati da altri gruppi (17, 18), confermando ulteriormente
che, la misurazione del CA 72-4 può considerarsi un parametro importante nel monitoraggio del carcinoma
gastrico.
Tabella 3 - Valutazione longitudinale dei livelli sierici di CA 72-4 e CA 19-9
in pazienti affetti da carcinoma gastrico
Stadio
Durata del
Follow-up
(giorni)
FG
BL
DSA
MD
PA
PF
PU
RA
I
II
II
II
II
II
II
II
860
427
665
372
505
241
384
550
+
-
+
-
SF
FEG
FI
FL
ML
PMP
VU
AD
AD
AP
CM
FA
PA
II
III
III
III
III
III
III
III
III
IV
IV
IV
IV
989
160
434
60
769
155
504
757
145
130
180
200
80
+
+
+
+
+
+
-
+
+
-
Pz.
Livelli
Pre-chirurgici
CA 72-4 CA 19-9
NR: Non Rilevabile; NEM: Nessuna Evidenza di Malattia.
* Giorni post-chirurgici
Ripresa da Guadagni e collaboratori (16).
Prima elevazione
Valutabile di TAAs*
CA 72-4 CA 19-9
NR
NR
211
NR
NR
NR
NR
207
368
NR
63
NR
16
NR
NR
NR
NR
NR
63
54
NR
NR
NR
NR
NR
NR
NR
NR
NR
NR
368
NR
63
NR
16
NR
NR
NR
NR
NR
63
7
NR
NR
Evidenza
Clinica
(Giorni)*
NEM
NEM
508
NEM
NEM
NEM
NEM
248
440
NEM
133
NEM
45
NEM
NEM
NEM
365
NEM
63
97
173
40
c) Nuovi marcatori proposti
Come sopra riportato, abbiamo oggi a disposizione alcuni marcatori sierici utilizzabili durante il
monitoraggio del paziente con carcinoma gastrico, con il CA 72-4 che presenta i migliori requisiti. Tuttavia,
anche il CA 72-4, presenta dei limiti di sensibilità. Quindi, nonostante gli ottimi risultati fino ad oggi ottenuti con
questo marcatore, risulta comprensibile la ricerca di nuove molecole, con la speranza di identificarne alcune con
caratteristiche migliori o complementari.
Numerose le molecole in studio al momento, tra queste, alcune note ormai da molti anni, quali la Proteina
Acida Soppressiva (IAP), la Alfa1-antitripsina e Alfa1-antichimotripsina, il pepsinogeno I e II, ed altre di più
recente introduzione, quali: E-Caderina solubile, P53 e c-erB-2. Un breve cenno sullo stato attuale degli studi
condotti su queste molecole è necessario. Per motivi di spazio, saranno considerate solo quelle di cui si conoscono
le potenzili implicazioni cliniche.
Proteina Acida Immunosoppressiva: Questa molecola, identificata nel 1981 da Tamura e collaboratori (22), è
una α1-glicoproteina acida, con effetti immunosoppressivi (da cui il nome) dimostrati sia in vitro che in vivo (23).
Vari studi sono stati effettuati su campioni sierici provenienti da pazienti con patologie neoplastiche maligne di
varia origine (24), incluso il carcinoma dello stomaco.
Alfa1-antitripsina (A1AT) e Alfa1-antichimotripsina (A1-Achi): L’espressione di questi due inibitori delle
proteasi è stata studiata nel tentativo di identificare dei marcatori utili per una diagnosi precoce, per una migliore
stadiazione e un più accurato monitoraggio del carcinoma gastrico. I primi studi sono stati effettuati su sieri di
pazienti portatori di cancro della cervice uterina (25), polmonare (26) e colorettale (27). Alcuni studi hanno
successivamente valutato la loro espressione nel siero di pazienti con cancro gastrico (28).
Pepsinogeno I e II: Livelli sierici di pepsingeno I e II, ed il rapporto pepsinogeno I:II, sono stati indicati
come parametri indicativi di ulcera peptica ricorrente, e come potenziali parametri di screening per pazienti a
rischio di cancro gastrico. Successivamente è stata dimostrata una significativa espressione differenziale di queste
sostanze nell’ulcera peptica, gastrite cronica atrofica e cancro gastrico, suggerendo la loro potenziale utilità
nell’identificare questi diversi stati patologici (29). Studi condotti su tessuti e sieri di pazienti con cancro gastrico
hanno dimostrato che basse concentrazioni di pepsinogeno I ed un basso rapporto pepsinogeno I:II, sono
altamente correlati con la presenza di cancro gastrico. Inoltre, è stata riscontrata una correlazione tra livelli sierici
e tessutali di pepsinogeno I e II, ed il processo di trasformazione maligna (30).
La maggior parte degli studi riguardanti l’espressione di P53 e c-erB-2 sono stati effettuati a livello tessutale,
mentre non sono stati ancora effettuati studi esaustivi sulla loro espressione a livello sierico. Pertanto, le possibili
applicazioni cliniche di queste molecole come marcatori tumorali sierici, sono al momento potenziali.
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