400 likes | 1.4k Views
PSA a jeho izoformy pro časnou diagnostiku karcinomu prostaty. Kristian Šafarčík Centrum laboratorní diagnostiky FN Ostrava. Stanovení PSA. PSA Objeveno v roce 1979 (Wang a kol. - gelová elektroforéza) První komerční metoda v roce 1986 V ČR dostupný skoro 20 let
E N D
PSA a jeho izoformy pro časnou diagnostiku karcinomu prostaty. Kristian Šafarčík Centrum laboratorní diagnostiky FN Ostrava
Stanovení PSA • PSA • Objeveno v roce 1979 (Wang a kol. - gelová elektroforéza) • První komerční metoda v roce 1986 • V ČR dostupný skoro 20 let • Nárůst počtu stanovení PSA v posledních 10 letech • Klíčový záměr • Snížení mortality na karcinom prostaty, je nutné se zaměřit na časnou detekci nádorového onemocnění prostaty u mladších mužů
Molekulární biologie PSA • Jednořetězový glykoprotein s 237 AK • Molekulová hmotnost 33,000 Da • Karbohydratová složka je připojena na kys. asparagovou v pozici 45 • Gen je lokalizován na dlouhém ramínku chromozomu 19, má 6 kB a sestává se ze 4 intronů a 5 exonů • Molekula má 5 disulfidických vazeb • Aktivní místo enzymu je složeno ze 3 AK, histidinu 41, aspartatu 96 a serinu 189 • Izoelektrický bod se pohybuje od 6.5 do 7.5 (hlavní forma při pI 6.9 s řadou izomerů) • Proteolytický enzym – serinová proteináza
Molekulární biologie PSA • PSA patří do skupiny humánních kalikreinů • Je to hK3 • Lidské kalikreiny jsou kodovány geny na 19. chromozomu hK1 a hK2 (62% resp. 80% homologie s primární strukturou PSA) • PSA a hK2 jsou androgenně dependentní a omezené na prostatickou tkáň • V systémové cirkulaci existuje PSA volný a vázaný • Vázaný na alfa–1–chymotrypsinem (50-90% stanovitelného PSA imunochemickými metodami) a alfa-2-makroglobulinem (imunochemicky nedetekovatelný)
Fyziologická funkce PSA • PSA je proteolytický enzym • Zkapalňuje spermatickou tekutinu • PSA je secernován epeiteliálními buňkami lemujícími aciny a dukty prostatické tkáně • Ve spermatu je koncentrace PSA velmi vysoká (0,2 – 0,5 mg/ml) • Do krevního oběhu se dostává přes prostatickou bazální membránu, stroma, kapilární bazální membránu a kapilární endoteliální buňku (normálně koncentrace nízké do 3,5 ug/l)
PSA rodina Lumen Prostatické epiteliálníbuňky Bazálníbuňky Periferní cirkulace
Dvě hlavní formy PSA ACT PSA PSA Volné PSA PSA v komplexuVázané na alpha-1-antichymotrypsin (ACT) Antibody binding sites Formy PSA
BPS-A (degradované PSA) BPH Tranzitnízóna Centrální zóna Prostatická perifernízóna Nádor pPSA (prekurzor PSA) Volné formy PSA asociované s onemocněním prostaty
Co je BPH-A ? Immuno-barveníprostatickétkáně na BPH-A Benignítranzitnízóna nádorováperifernízóna Mikolajczyk et al, Urology, 2002; 59: 797-802.
Typickézastoupeníforem volného PSA u nádorového onemocnění Sérum s PSA 4-10 ng/ml intaktní ne-nativní PSA 39% volné PSA 15% proPSA 32% Komplex PSA BPH-A 28% Mikolajczyk et al; AACC Poster 2005
Volné PSA je směs! intaktní ne-nativní PSA 39% [-2]proPSA 6% volné PSA 15% [-4]proPSA 10% proPSA 32% [-5/7]proPSA 17% BPH-A 28% BPH-Ag: nativnízralé PSA se 2 štěpeními u Lys182 a Lys 145 pPSA: [-7]proPSA (nativní pPSA)[-4]proPSA (zkrác.) [-2]proPSA (zkrác.) Mikolajczyk et al; Meeting of the Keio Medical Society, Tokyo, 2002.
Možné role PSA v patogenezi nádoru • PSA štěpí IGFBP-3 (insuline-like growth factor binding protein 3) a uvolňuje IGF-1, který je růstovým faktorem KP • Štěpení extracelulárních matrixových glykoproteinů (fibronectin, laminin)usnadňuje vznik metastáz • Aktivace plazminogenového aktivátoru urokinázového typu usnadňuje vznik metastáz • Proteolytická modulace osteoblastů (podporuje metastázy do kostí) • Antiangiogenní aktivity – potlačení tvorby kapilár v diferencovaném nádoru
Je PSA specifický pro prostatu ? • PSA také v mléčné, potní, periuretrální, anální žláze a děložní sliznici • Zvýšený PSA při tumorech mléčné a slinné žlázy • PSA v mateřském mléce, amniotické tekutině a mozkomíšním moku (75 % volný PSA) • Zdroje mimo prostatu produkují málo PSA !
Celkový PSA jako tumorový marker časného záchytu KP • PSA je tkáňově specifický (tkáń prostaty) • hodnotu koncentrace PSA zvyšují: benigní hyperplazie prostaty,akutní zánět prostaty, ischemie prostaty, infarkt prostaty • PSA nemá dostatečnou specifitu pro detekci KP u hodnot PSA <10 mg/ml
Zdraví + benigní onemocnění CUTOFF Karcinom prostaty Ng/mL | | | | | | | | | | | | 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 100.0 100% Specifita 100% Sensitivita Ideální tumorový marker pro karcinom prostaty
Zdraví + benigní onemocnění CUTOFF Karcinom prostaty | | | | | | | | | | | | 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 100.0 PSAng/mL 20%Falešná NEG. 70%Falešná POZITIVITA Realná situace při stanovení PSA
Přínos PSA po diagnostiku a léčbu KP • PSA je citlivějšínež: • celková ACP, prostatická ACP, kostní ALP • PSA vynikající při predikci kostních metastáz • PSA <10 μg/l - metastázy nepravděpodobné • nicméně < 1 % pacientů s normálním PSA má metastázy ! • PSA po úspěšné radikální prostatektomii : • po 3 týdnech neprokazatelné • po 6 měsících < 0,4 μg/l
Metody zvyšující PSA Sensitivitu/Specificitu • PSA Density (PSAD) • PSA Velocity (PSAV) • Věkově-specifické Referenční intervaly • PSA – doubling time (PSADT) • Free PSA/Total PSA (Index % Free PSA) • Izoformy PSA
PSA: 8.0 ng/mL Objem: 40 cm3 PSAD: 0.2 PSA: 8.0 ng/mL Objem: 80 cm3 PSAD: 0.1 PSA Density Brawer, M. CA Cancer for Clin., 45:148-164, 1995.
n = 54 Serum PSA (ng/mL) Time prior to diagnosis (years) PSA Velocity A. Partin, J. Oesterling, J Urol, 152:1358-1368,1994.
Věkově definovaný referenční interval Věk Koncentrace PSA (ng/ml) 40 - 49 0 - 2,5 50 - 59 0 - 3,5 60 - 69 0 - 4,5 70 - 79 0 - 6,5 Oesterling a spol.
Doba ke zdvojnásobení hodnoty PSA Schmid 1993: • Výhody PSADT vůči PSA: • nezávislost na první měřené hodnotě • nezávislost na způsobu analýzy Příklad
Index fPSA/PSA • Poměr Free/Total PSA = index volného PSA • Nižší hognoty indexu volného PSA ukazuje na karcinom prostaty • Vyšší hodnota indexu volného PSA ukazuje na BHP • Pomoc klinikům při diferenciální diagnostice benigního a maligního onemocnění prostaty
Klinická užitečnost Indexu volného PSA • Lepší možnost diferencovat mezi benigním onemocněním a nádorovým onemocněním prostaty • Zlepšená citlivost • Snížení falešně negativních výsledků a lepší detekce nádorů prostaty • Zlepšená specifita • Snížení falešných pozitivit a snížení počtu negativních biopsii
Zdraví + benigní onemocnění CUTOFF Karcinom prostaty | | | | | | | | | | | | 0.0 1.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 100.0 2.0 3.0 4.0 10.0 PSAng/mL 4-10 ng/mL 3-10 ng/mL (?) 2-10 ng/mL (?) Referenční interval Kdo je kandidátem na stanovení indexu fPSA/PSA
35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Zvýšená pravděpod. benigního onemoc. Zvýšená pravděpod. karcinomu prostaty Interpretace indexu fPSA/PSA L. Killingsworth Ph.D.
Index fPSA/PSA u BHP, CaP a zdravých Diagnóza fPSA/PSA (%) Zdravý 27±16 BHP 20 ±11 KP 13 ±12
Index fPSA/PSA – Cutoff • Při nastavení na hodndotu 26% • Senzitivita testu je 94.4% • Eliminace zhruba 29% zbytných biopsií. • Definitivním potvrzením CaP je histologický nález
100.0 90.0 80.0 70.0 60.0 50.0 citlivost (%) 40.0 30.0 index fPSA/PSA Assay: 20.0 celkové PSA 10.0 0.0 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 1 – Specifita (%) celkovél PSA index fPSA/PSA p Area Under Curve (AUC) 0.4715 0.7587 <0.0001 Srovnání ROC pro Index fPSA/PSA a celkové PSA Vessella, et al., Urology, 55:909-914, 2000.
Užitečnost nových izoforem PSA • BPS-A nerozlišuje mezi BPH and KP • Mikolajczyk 2004, Linton 2003 • [-2]proPSA • Se výrazně zvyšuje u KPv séru ve srovnání s BPH sérem • %[-2]proPSA ([-2]proPSA/fPSA) lepší detekce KPu tPSA v rozsahu 4-10 a 2-10 ng/ml • diskriminujeKP od BPH jestližev séru je fPSA>25% • projevuje se ve vztahu ke Gleason skóre >7 a extrakapsularníextenzi tumoru • Mikolajczyk 2001 and 2004, Catalona 2003 and 2004
Rotterdamská-Innsbrucká Studie • Department of Urology • Ron van Schaik • Joep Kurstjens • Monique Roobol • Mark Wildhagen • Chris Bangma • Retrospektivní měření • Total PSA • Free PSA • BPS-A • [-2]proPSA • Beckman Coulter Access Immunoassay Cross-validation • Department of Urology • W. Horninger • H. Klocker • J. Bektic • G. Bartsch
2 1,5 1 Specificity ratio 0,5 0 tPSA fPSA %[-2]proPSA Poměrklinickéspecificity při 90% klinickésenzitivitě
3.0 2.5 2.0 Poměr specifity 1.5 1.0 0.5 0.0 %[-2]proPSA Index* %[-2]proPSA* PSA %volnéhoPSA PSA Izoformy u KP- detekční účinnost vztažena k % volného PSA Poměr klinické specifity při 95% klinickésenzitivitě (celkové PSA mezi 2 and 10 ng/ml) * ve vývoji
Závěry studií: • [-2]proPSA má klinickou hodnotu • %[-2]proPSA je nejlepším individuálním prediktorem KP (univariační analýza) • přidání [-2]proPSA zvyšuje účinnost detekce výskytu KP
Závěr: • Časná detekce a monitorování KP vyžaduje zlepšení diagnostických prostředků • Sextantová biopsie prostaty nahrazována multiplikovanou biopsií (minimálně by mělo být odebráno 18 vzorků perïferní i tranzitorní zóny) – zlepšení diagnostické výtěžnosti • Nová koncepce hodnocení histologie z biopsie prostaty (2005)
Závěr: Další nové markery přispívají ke zlepšení diagnostiky KP • Cirkulující nádorové buňky KP – technologie RT-PCR • Prostate Cancer Gen3 – PCA3 • EPCA-2 – sérový marker – patentovaný R.Getzenberg – University of Pittsburg, Joh Hopkins University
Závěry: • PSA přes své zřejmé limity zůstává zlatým standardem jako nádorový marker KP • PSA je snadno dostupné vyšetření, které vede k detekci KP ve fázi lokalizovaného, tedy kurabilního stadia onemocnění • Odvozené parametry PSA (PSAD, PSAV, věkově specifické intervaly PSA, volné PSA a jeho izoformy, PSADT) přispívají k odlišení KP od jiných onemocnění prostaty • Nemocným s abnormálním palpačním nálezem a normálním PSA nebo po invazivní terapii BPH provést biopsii, protože u některých nemocných nedochází ke zvýšení PSA • Hledat do budoucna další a lepší onkomerkery KP