Proteina epididimale umana 4

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1 Proteina epididimale umana 4 Sigla corrente: Sinonimi: HE4 Human Epididymis Protein 4, WAP four-disulfide core domain protein 2 o WFDC2 Struttura ed espressione: L identificazione della Human Epididymis Protein 4 (HE4) è avvenuta oltre 20 anni fa da parte di Kirchoff et al, che ne documentarono l espressione a livello dell epididimo distale, da cui deriva la denominazione della molecola. In realtà questa proteina viene espressa anche da altri tessuti epiteliali normali (nasofaringe, trachea, polmone, mammella, vie urinarie). Il gene che la codifica è localizzato sul braccio lungo del cromosoma 20 in posizione q ; la proteina HE4 è costituita da un singolo peptide e da due domini WAP ( whey acidic protein ) costituiti da un core con quattro ponti disolfuro formati da otto residui di cisteina (figura). Nella sua forma matura la proteina, glicosilata all estremità N-terminale e con un peso molecolare di circa 25kDa, viene secreta nello spazio extracellulare e può essere dosata sia nel siero che nelle urine. Alla fine degli anni 90 è stato dimostrato che il gene che codifica per l HE4 risulta sovraespresso nelle pazienti affette da carcinoma ovarico; questo dato venne successivamente confermato anche da altri autori, con evidenza di iperspressione rispetto a popolazioni di controllo, mentre studi più recenti hanno suggerito che l aumentata espressione di HE4 è caratteristica principalmente di alcuni istotipi (sieroso ed endometrioide) del carcinoma ovarico, dove è stata rilevata rispettivamente nel 99% e nel 100% dei casi, mentre è stata documenta anche nel 50% dei carcinomi a cellule chiare e non è affatto rilevata nei carcinomi mucinosi. Analogamente all espressione fisiologica, anche l iperespressione è stata documentata in neoplasie epiteliali di altri organi e tessuti, e segnatamente nel carcinoma endometriale, nell adenocarcinoma polmonare, nel carcinoma a cellule di transizione della vescica e negli adenocarcinomi della mammella e del pancreas. Funzione e significato biologico: Nella stessa regione del cromosoma 20 sono presenti altri geni che codificano proteine WAP, la cui principale funzione fisiologica è costituita dall attività antiproteasica e che hanno anche probabile azione antibatterica e antiinfiammatoria legata alla loro capacità di legare i polisaccaridi. Per analogia con le altre proteine WAP si è inizialmente ipotizzato che anche HE4 agisca, come inibitore delle proteasi, a livello dell epididimo intervenendo nel processo di maturazione dello sperma. Un recente studio di sequenziamento genico condotto su 420 LigandAssay 17 (4) 2012

2 linee cellulari di carcinoma ovarico ha permesso di dimostrare il coinvolgimento di HE4 anche nella regolazione del ciclo cellulare e di ipotizzare che questa proteina potrebbe promuovere la migrazione e l invasione tissutale da parte delle cellule neoplastiche. Principali campi di applicazione: Carcinoma epiteliale dell ovaio. Il carcinoma ovarico è la sesta neoplasia femminile più frequente e rappresenta la prima causa di morte per neoplasie ginecologiche e la terza causa di morte per malattie oncologiche in generale. In Italia l incidenza standardizzata, secondo il Registro Nazionale Tumori, è di 13,5/ e ogni anno sono registrati circa decessi, per una mortalità standardizzata di 4,5/ Come avviene per molte altre neoplasie, la percentuale di sopravvivenza è inversamente proporzionale allo stadio della malattia alla diagnosi; le donne per le quali viene posta diagnosi in stadio I-II hanno una sopravvivenza a 5 anni del 70% circa, in confronto con meno del 30% quando la diagnosi avviene in stadio III-IV. E quindi molto importante poter effettuare una diagnosi precoce nelle donne che presentano segni o sintomi sospetti di malattia per poter garantire una prognosi migliore. HE4 nella diagnosi di carcinoma ovarico. Nelle prime valutazioni di confronto con numerosi altri marcatori sierici e urinari, HE4 ha dimostrato di possedere una specificità del 96% ed una sensibilità dell 80% nel confronto fra soggetti sani e pazienti oncologiche. In particolare, HE4 è risultato più sensibile rispetto a CA125 nelle pazienti con Ca ovarico, anche negli stadi iniziali. La migliore specificità di HE4 è stata confermata anche dalle esperienze più recenti, che hanno confermato il valore aggiunto di questa determinazione sia nella stratificazione del rischio che nella diagnosi di malattia, soprattutto nella differenziazione tra le cisti ovariche benigne e maligne e nelle pazienti con endometriosi. Oltre alla maggiore accuratezza diagnostica, confermata da una recente metaanalisi, la determinazione dei livelli di HE4 prima dell intervento chirurgico appare dotata di un significato prognostico superiore rispetto ai livelli di CA125 e, come del resto avviene per i marcatori tumorali in generale, l utilizzo delle determinazioni seriali di questo marcatore durante e dopo la chemioterapia adiuvante può consentire un adeguato monitoraggio dell efficacia della stessa e una identificazione precoce delle recidive. Valutazione del rischio. Da studi inizialmente condotti negli USA e poi estesi ad altre aree geografiche è emerso che la combinazione di HE4 e CA 125 risulta possedere una maggiore sensibilità rispetto a ciascuno dei due marcatori valutati singolarmente, e ciò ha suggerito la possibile adozione di un algoritmo di calcolo che, combinando i risultati di HE4 e di CA125, potesse esprimere un indice oggettivo e quantitativo atto alla stratificazione del rischio di neoplasia ovarica maligna nelle pazienti con una evidenza obiettiva di massa pelvica (ovarica o annessiale), Detta evenienza clinica è relativamente frequente (10-20% delle donne nell arco della vita) ma prevalentemente dovuta a cause non neplastiche e senza sintomi specifici per una patologia maligna. La validazione iniziale di questo algoritmo, definito ROMA (Risk of Ovarian Malignancy Algorithm), effettuata mediante uno studio prospettico multicentrico, ha dimostrato che l algoritmo è riuscito a stratificare in modo accurato le pazienti in gruppi ad alto e basso rischio, con una classificazione corretta di rischio elevato per oltre il 90% dei casi di carcinoma ovarico. Da rilevare che questo indice non è da intendere a scopo diagnostico, ma per un inquadramento preliminare delle pazienti con massa pelvica, in modo da poter indirizzare le pazienti a rischio elevato presso le strutture di riferimento adeguate: a tutt oggi infatti la sopravvivenza postintervento per carcinoma ovarico epiteliale è fortemente condizionata dalla radicalità dell intervento da parte degli specialisti in ginecologia oncologica. A tal fine, gli indici ROMA sono stati prefissati in modo da privilegiare la sensibilità ad una specificità attesa del 75%, e sono inoltre differenti a seconda dei dosaggi utilizzati. Carcinoma endometriale. Questa patologia è più frequente del carcinoma ovarico (incidenza: circa 18 casi/ ) ma ha un migliore prognosi, sia per la invasione meno rapida dei tessuti che per la sintomatologia più evi- LigandAssay 17 (4)

3 dente che consente di porre diagnosi negli stadi iniziali di malattia nella maggior parte dei casi. Per contro, l utilizzo dei marcatori tumorali come ausilio nella diagnosi e nel monitoraggio è assai limitato, dal momento che il marcatore di elezione, che è anche in questo caso il CA125, appare dotato di specificità e, soprattutto, di sensibilità assai ridotte. Alcuni studi molto recenti hanno dimostrato la stretta associazione tra espressione genica e livelli elevati di HE4 e presenza di carcinoma endometriale, con una evidente correlazione tra i livelli del marcatore e la gravità della malattia ed un elevato valore prognostico, il che consente di prospettarne un impiego clinicamente rilevante soprattutto a livello di stadiazione iniziale e di scelta terapeutica. DETERMINAZIONE Matrice biologica: Variabilità pre-analitica: Stabilità-conservabilità: Metodo di riferimento: Unità di misura: Metodologie impiegabili: Variabilità biologica intraindividuale: Variabilita biologica interindividuale: Refertazione, valori di riferimento: siero, plasma. Non sono necessarie particolari preparazioni delle pazienti nè precauzioni per il prelievo. Il campione di siero o plasma, separato dalla parte corpuscolata del sangue, è stabile per 24 ore a temperatura ambiente (fino a 25 C) e per 2-4 giorni a 2-8 C. I campioni sono stabilli per almeno 12 settimane se conservati a - 20 C o a temperature inferiori. Non disponibile. pmol/l Immunometriche: EIA manuale o semiautomatizzato, CMIA automatizzato, ECLIA automatizzato. Non sono disponibili studi che abbiano analizzato eventuali variazioni circadiane o nell arco di periodi temporali più lunghi nè in soggetti sani nè in popolazioni affette da patologie benigne o maligne. Trattandosi di una sostanza la cui espressione non appare influenzata da eventi fisiologici (le variazioni durante il ciclo mestruale appaiono piuttosto contenute), è lecito ritenere che la variabilità intraindividuale, se presente, sia poco rilevante. I livelli ematici di HE4 sono influenzati sia dall etnìa (più bassi nelle popolazioni orientali, più elevati nelle popolazioni caucasiche) che dall età della popolazione analizzata. Sia in popolazioni caucasiche che asiatiche è stato riportato un incremento dei valori medi, delle mediane e dei percentili per decadi di età. Inoltre, come avviene per altri marcatori tumorali, il decremento della funzionalità renale porta ad un incremento significativo dei livelli di HE4. Tra gli altri fattori che causano incremento ha importanza il fumo di tabacco, forse a causa dell infiammazione delle vie aeree superiori ad esso associata. Classificazione quantitativa con espressione del risultato in pmol/l. I valori attesi sono indicati nelle metodiche dei vari test disponibili e variano sia in base al metodo che alla popolazione di riferimento analizzata: per il dosaggio EIA e per i dosaggio ECLIA vengono considerati normali rispettivamente i valori fino a 150 e fino a 140 pmol/l, per il dosaggio CMIA viene indicata una differenza tra i valori normali nelle donne non in menopausa (fino a 70 pmol/l) ed in menopausa (fino a 140 pmol/l). Occorre comunque considerare che per HE4, come per quasi tutti i marcatori tumorali, non è corretto esprimere il risultato come positivo o negativo, dato che per nessuno dei presìdi disponibili è stato validato un cut-off diagnostico e nell applicazione del dosaggio per il monitoraggio si tiene conto delle variazioni dei livelli nel tempo. 422 LigandAssay 17 (4) 2012

4 DISPONIBILITA' DI MERCATO (vengono indicati i prodotti dotati di marchio CE) Produttore Distributore Prodotto Tecnica Strumentazione necessaria ABBOTT Diagnostics ABBOTT Diagnostici struttura_diagnostics.htm ARCHITECT HE4 Chemiluminescenza a cattura di microparticelle (CMIA) ARCHITECT i1000/i2000 o integrati Fujirebio Diagnostics, Inc. BETA Diagnostici HE4 EIA Immunoenzimatica (EIA) Sistemi per micropiastre Roche Diagnostics Roche Diagnostici COBAS/Elecsys HE4 Elettrochemiluminescenza (ECLIA) COBAS/Elecsys BIBLIOGRAFIA ESSENZIALE 1. Kirchhoff C, Habben I, Ivell R, et al. A major human epididymis-specific cdna encodes a protein with sequence homology to extracellular proteinase inhibitors. Biol Reprod 1991;45: Clauss A, Lilja H, Lundwall A. A locus on human chromosome 20 contains several genes expressing protease inhibitor domains with homology to whey acidic protein. Biochem J 2002;368: Schalkwijk J, Wiedow O, Hirose S. The trapping gene family: proteins defined by an N terminal transglutaminase substrate domain and a C-terminal four-disulphide core. Biochem J 1999;340: Bingle L, Singleton V, Bingle CD. The putative ovarian tumour marker gene HE4 (WFDC2), is expressed in normal tissues and undergoes complex alternative splicing to yield multiple protein isoforms. Oncogene 2002;21: Schummer M, Ng WV, Bumgarner RE, et al. Comparative hybridization of an array of 21,500 ovarian cdnas for the discovery of genes overexpressed in ovarian carcinomas. Gene 1999;238: Wang K, Gan L, Jeffery E, et al. Monitoring gene expression profile changes in ovarian carcinomas using cdna microarray. Gene 1999;229: Hough CD, Sherman-Baust CA, Pizer ES, et al. Large scale serial analysis of gene expression reveals genes differentially expressed in ovarian cancer. Cancer Res 2000;60: Gilks CB, Vanderhyden BC, Zhu S, et al. Distinction between serous tumors of low malignant potential and serous carcinomas based on global mrna expression profiling. Gynecol Oncol 2005;96: Schaner ME, Ross DT, Ciaravino G, et al. Gene expression patterns in ovarian carcinomas. Mol Biol Cell 2003;14: Schwartz DR, Kardia SL, Shedden KA, et al. Gene expression in ovarian cancer reflects both morphology and biological behavior, distinguishing clear cell from other poor-prognosis ovarian carcinomas. Cancer Res 2002;62: Drapkin R, von Horsten HH, Lin Y, et al. Human epididymis protein 4 (HE4) is a secreted glycoprotein that is overexpressed by serous and endometrioid ovarian carcinomas. Cancer Res 2005;65: Zou SL, Chang XH, Ye X, et al. Effect of human epididymis protein 4 gene silencing on the malignant phenotype in ovarian cancer. Chin Med J (Engl) 2011;124: Galgano MT, Hampton GM, Frierson HF Jr. Comprehensive analysis of HE4 expression in normal and malignant human tissues. Mod Pathol 2006;19: Yamashita S, Tokuishi K, Hashimoto T, et al. Prognostic significance of HE4 expression in pulmonary adenocarcinoma. Tumour Biol 2011;32: Xi Z, LinLin M, Ye T. Human epididymis protein 4 is a biomarker for transitional cell carcinoma in the urinary system. J Clin Lab Anal 2009;23: Aebi S, Castiglione M. Newly and relapsed epithelial ovarian carcinoma: ESMO Clinical Recommendations for diagnosis, treatment and follow-up. Ann Oncol 2009; 20 (Suppl. 4):iv21-iv Hellström I, Raycraft J, Hayden-Ledbetter M, et al. The HE4 (WFDC2) protein is a biomarker for ovarian carcinoma. Cancer Res 2003;63: Havrilesky LJ, Whitehead CM, Rubatt JM, et al. Evaluation of biomarker panels for early stage ovarian cancer detection and monitoring for disease recurrence. Gynecol Oncol 2008;110: Montagnana M, Lippi G, Ruzzenente O, et al. The utility of serum human epididymis protein 4 (HE4) in patients with a pelvic mass. J Clin Lab Anal 2009;2: Huhtinen K, Suvitie P, Hiissa J, et al. Serum HE4 concentration differentiates malignant ovarian tumours from ovarian endometriotic cysts. Br J Cancer 2009;100: LigandAssay 17 (4)

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