MARCATORI TUMORALI CRITERI DI VALUTAZIONE

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1 Si definiscono MARCATORI TUMORALI tutte le sostanze evidenziabili nei liquidi biologici e/o nei tessuti per le quali è stabilita una correlazione con la presenza e/o la progressione di neoplasie maligne.

2 CRITERI DI VALUTAZIONE Veri positivi: soggetti con tumore e biomarcatore positivo Veri negativi: soggetti sani con biomarcatore negativo Falsi negativi: soggetti con tumore e biomarcatore negativo Falsi positivi: soggetti sani con biomarcatore positivo SENSIBILITA : esprime la capacità di un biomarcatore di riconoscere la presenza di malattia in pazienti effettivamente malati (% veri positivi/totale soggetti malati) SPECIFICITA : esprime la capacità di un biomarcatore di riconoscere solo una data neoplasia e di restare negativo nei soggetti senza malattia (% veri negativi/totale soggetti sani)

3 CRITERI DI VALUTAZIONE EFFICACIA DIAGNOSTICA: esprime in modo complessivo l efficacia del marcatore e rappresenta la quota complessiva di risultati corretti (risposte corrette/totale soggetti indagati). VALORE PREDITTIVO: esprime l attendibilità di un risultato che può essere positivo o negativo: VALORE PREDITTIVO POSITIVO: percentuale di veri positivi sul totale dei risultati positivi VALORE PREDITTIVO NEGATIVO: percentuale di veri negativi sul totale dei risultati negativi

4 CRITERI DI VALUTAZIONE Per valutare l efficacia diagnostico di un biomarcatore e per confrontare in modo oggettivo biomarcatori diversi, viene utilizzata la curva Receiver Operating Characteristic (ROC). La curva ROC è un grafico che si ottiene ponendo per ogni valore disponibile del test, il tasso di veri positivi (sensibilità) in ordinata ed il tasso di falsi positivi (specificità) in ascissa. L ampiezze dell area sottesa dalla curva è proporzionale all efficacia diagnostica del biomarcatore.

5 CRITERI DI VALUTAZIONE

6 CARATTERISTICHE IDEALI Sensibilità superiore almeno al 75% (identificazione 75 soggetti su 100) Specificità per le singole neoplasie almeno del 95% (falsi positivi <5%) Correlazione diretta con il tipo e la localizzazione del tumore (organospecificità) Correlazione attendibile tra massa neoplastica e livello del marcatore in circolo Utilità per la prognosi e la scelta terapeutica Utilità per una precisa valutazione dell efficacia di una terapia. Il marker tumorale che risponda a tutti i requisiti NON ESISTE.

7 CRITERI INTERPRETATIVI VALORE DI CUT-OFF (VALORE DI SOGLIA SUPERIORE): viene definito in riferimento alla distribuzione del biomarcatore in soggetti apparentemente sani (media +2 o 3 DS nella distribuzione gaussiana o 95 percentile) Bassa specificità.

8 CRITERI INTERPRETATIVI LIVELLI DI PROBABILITA DI MALATTIA: LIVELLO DI PATOLOGIA: livello più elevato del valore soglia che privilegia la specificità sulla sensibilità LIVELLO DI ALLARME: livello ancora più elevato tale da esludere i falsi positivi (massima specificità,minima sensibilità). Criteri non assoluti, basati sull esperienza clinico laboratoristica.

9 METODI DI MISURA I marcatori tumorali vengono misurati con metodi immunometrici, i quali sfruttano le caratteristiche di alta affinità di un anticorpo specifico contro l antigene cercato, garantendo una sensibilità analitica adeguata al livello di concentrazione. PROBLEMI: ACCURATEZZA: metodi comparativi, rispetto ad una curva di calibrazione ottenuta con un antigene standard. Standard internazionali di riferimento: CEA, AFP, hcg, Calcitonina, Tireoglobulina e PSA. PRECISIONE: basso livello di concentrazione e caratteristiche intrinseche dei metodi immunometrici rendono la ripetibilità inferiore a quella della chimica clinica.

10 EFFETTO GANCIO: MARCATORI TUMORALI METODI DI MISURA Valori estremamente elevate della concentrazione di un analita possono dare un risultato inferiore al calibratore più elevato: i livelli dell analita risultano pertanto significativamente più bassi rispetto all atteso. Qualora un risultato molto basso sia incongruente con la situazione clinica, è opportuno ridosare il campione dopo diluizione.

11 UTILIZZO CLINICO NO SCREENING!! NO DIAGNOSI DI TUMORE PRIMITIVO!! (dd tra tumore e malattia benigna in paziente sintomatico) Identificazione precoce di tumori maligni in gruppi ad alto rischio Utilità prognostica (livelli pre-terapeutici/prognosi) Stadiazione Monitoraggio della terapia Identificazione precoce di una recidiva

12 CLASSIFICAZIONE Antigeni oncofetali e oncoplacentali (CEA, AFP, hcg) Marcatori mucinici, riconoscibili da anticorpi monoclonali (CA19-9, CA125, CA15-3, CA72-4, MCA) Antigeni di differenziamento e proliferazione (NSE, PSA, b2-microglobulin) Marcatori ormonali (calcitonina) Proteine tessuto specifiche (TG, cromogranina) Genetici di rischio: BRCA, RET, HER-2.

13 CLASSIFICAZIONE Le mucine sono caratterizzate da: Alto peso molecolare Elevato contenuto in carboidrati Presenza di legami O-glicosidici Elevata densità e viscosità Vengono normalmente secrete dagli epiteli del tratto gastrointestinale, respiratorio, urogenitale. Trasformazione neoplastica: sovvertimento citoarchitettonico delle strutture dell epitelio, inversione polarità funzionale, contatto tra cellule e vasi neoformati Dosaggio in circolo presenza di tumore. Incremento normale produzione di mucine Produzione di mucine diverse

14 TUMORE DEL POLMONE

15 TUMORE DEL POLMONE CYFRA21-1 Frammento solubile della citocheratina 19. Non organo-specifico Non influenzato da età, sesso o abitudini di vita. Tumore polmonare non a piccole cellule (squamoso) (50%) Carcinoma vescicale con invasione della parete muscolare (50%) Cut-off: 8 ng/ml

16 TUMORE DEL POLMONE NSE (ENOLASI NEURONE SPECIFICA) Enzima glicolitico prodotto da cellule nervose e neuroendocrine (subunità g). Tumori neuroendocrini: Tumore polmonare a piccole cellule (microcitoma) (60-80% sensibilità, 85% nella malattia diffusa) Neuroblastoma (60% sensibilità) APUDomi (35% sensibilità) Cut-off: 25 ng/ml Malattie benigne: malattie polmonari (10%), malattie cerebrali (meningiti, encefaliti, ischemia cerebrale, emorragia subaracnoidea, sindrome di Guillain-Barr è, schizofrenia) malattie del tubo neurale (50%) uremia

17 TUMORE DEL POLMONE a piccole cellule NSE non a piccole cellule CYFRA21-1

18 TUMORE GASTROINTESTINALE

19 TUMORE GASTROINTESTINALE CEA (ANTIGENE CARCINOEMBRIONARIO) Glicoproteina di 180kD, costituita per 60% dalla porzione glucidica. Codificata da un gene appartenente ad una famiglia di almeno 17 geni posti sul cromosoma 19, con elevata omologia strutturale. Appartiene alla superfamiglia delle molecole di adesione coinvolte nei meccanismi di riconoscimento intercellulare: espressa in quantità elevate nel periodo embrionale e fetale (8-16 settimana) e in presenza di processi proliferativi dei tessuti endodermici. Carcinoma del colon Carcinoma della mammella (10% non metastatico, 60% metastatico) Carcinoma midollare della tiroide Cut-off: 20 ng/ml

20 TUMORE GASTROINTESTINALE VALORI DEL CEA IN PRESENZA DI TUMORI MALIGNI NON GASTROINTESTINALI O CONDIZIONI NON NEOPLASTICHE ORGANO Polmone (52-77%) Pancreas (61-68%) Stomaco (40-60%) Fegato (40-60%) Vie biliari (80%) Tiroide (50-70%) Cervice (40-50%) Endometrio (27%) Ovaio (35%) Mammella (30-50%) NON NEOPLASTICHE Malattie infiammatorie acute Cirrosi Colelitiasi Ittero ostruttivo Brochite Ulcera gastrica, gastrite Diabete Diverticolite Fumo Vecchiaia

21 TUMORE GASTROINTESTINALE CA72-4 Glicoproteina ad elevato peso molecolare secreta da ghiandole polmonari, intestinali ed uterine. Cancro dello stomaco (30-80%, correlato con lo stadio) Carcinoma dell ovaio (mucinoso) (50-80%) Cut-off: 6 U/ml Malattie benigne: malattie polmonari (20%) Malattie reumatiche (20%)

22 TUMORE GASTROINTESTINALE CA50 Antigene di natura saccaridica, presente soltanto nel tessuto normale pancreatico dell adulto. Fortemente correlato al CA19-9 Tumore gastrointestinale (50%) e pancreatico. Tumori delle vie biliari. Cut-off: 25 U/ml Malattie benigne: ittero ostruttivo extraepatico e colangite acuta

23 TUMORE DEL PANCREAS CA 19-9 O GICA Ganglioside, non organo-specifico. Tumore pancreatico (80%), gastrico (60%) e epatobiliare. Cut-off: 90 U/ml Malattie benigne: colecistite, colelitiasi e ittero ostruttivo (20%) epatite cronica attiva (30%) 5% della popolazione manca il gene Lewis, deputato alla sintesi di una sialiltransferasi, necessaria per l espressione dell epitopo antigenico completo

24 AFP MARCATORI TUMORALI EPATOCARCINOMA Glicoproteina di 70 kd con elevata analogia strutturale, chimico-fisica e immunologica con l albumina. Sintetizzata durante lo sviluppo embrionale e fetale dal sacco vitellino, dal fegato e dal tratto gastrointestinale. Decresce dopo l 8 mese di gravidanza. Proteina di trasporto? Carcinoma epatocellulare (70-80%) Teratomi Tumori germinali del testicolo e dell ovaio (60%) Cut-off: 30 ng/ml Malattie benigne: cirrosi epatica (monitoraggio per la trasformazione maligna) epatite virale

25 TUMORE GASTROINTESTINALE CEA AFP CA 19-9 CA 72-4 CEA CA19-9

26 CARCINOMA MAMMARIO

27 CA15-3 MARCATORI TUMORALI CARCINOMA MAMMARIO Glicoproteina mucino-simile. Carcinoma mammario, in particolare nel monitoraggio post-operatorio. Correla con la massa tumorale, la stadiazione della malattia e la localizzazione delle metastasi (elevato epatiche, inferiore polmonari ed ossee). Carcinoma dell ovaio (40-70%). Cut-off 35 ng/ml Malattie benigne: epatopatie croniche malattie respiratorie infiammatorie mastopatie (5-10%)

28 CARCINOMA MAMMARIO TPA (ANTIGENE POLIPEPTIDICO TISSUTALE) Proteina con analogie immunologiche con le citocheratine dei filamenti intermedi delle cellule degli epiteli che rivestono le cavità interne degli organismi. Marcatore di proliferazione, non di estensione. Numerose neoplasie epiteliali: in assenza di marcatori organo-specifici in associazione a marcatori organo specifici (indicatore di proliferazione) Cut-off: 120 U/L Malattie benigne: cirrosi, epatite colestasi infezioni vie aeree e urinarie

29 CARCINOMA MAMMARIO MARCATORI GENETICI DI RISCHIO HER-2 appartiene alla famiglia dei proto-oncogeni del recettore del fattore di crescita dell epidermide (EGFR) che codifica per quattro membri distinti. Per questa famiglia di tirosinochinasi recettoriali è stato dimostrato un ruolo principale nella sopravvivenza, nella proliferazione e nella differenziazione cellulare, oltre che nella trasformazione maligna. L oncogene HER-2 è sovraespresso in circa il 20-30% dei carcinomi mammari ed ovarici e sembra essere correlato ad una maggiore aggressività tumorale.

30 CARCINOMA MAMMARIO Nell ultimo decennio sono state identificate delle forme solubili per i 4 membri della famiglia, generate tramite: - splicing alternativo dell mrna - clivaggio proteolitico Esistono diversi dosaggi immunologici per la misurazione dell isoforma 2, nota come c-erbb2 o HER2 nel siero. Alcuni studi mostrano che HER-2 ha una minore sensibilità rispetto all uso combinato del Ca15-3 e CEA; vi è inoltre una correlazione tra livelli circolanti di HER-2 e la sua espressione tissutale.

31 CARCINOMA MAMMARIO Studi epidemiologici di popolazione hanno dimostrato che il 15-20% dei casi di cancro al seno familiare presenta mutazioni nei geni BRCA1 e BRCA2; il rimanente 80-85% dei casi di rischio familiare ha sempre base genetica ma multifattoriale, cioè sono coinvolti altri geni oltre a BRCA1/2

32 CARCINOMA MAMMARIO Il 15-20% dei casi familiari hanno mutazioni nei geni BRCA1 (17q21) e BRCA2 (13q12): i loro prodotti sono coinvolti in processi di DNA repair, ricombinazione, controllo del ciclo cellulare e trascrizione sono geni oncosoppressori hanno modalità di trasmissione autosomica- dominante, con penetranza del 70-80% Pazienti affette, portatori di mutazioni BRCA1/2 hanno una comparsa precoce del tumore, in genere prima dei 35 anni Mutazioni in BRCA1/2 sono presenti % delle donne sotto i 35 anni

33 CARCINOMA MAMMARIO HER-2 BRCA1/2 CA15-3 CEA

34 CARCINOMA OVARICO

35 CARCINOMA OVARICO CA125 Glicoproteina prodotta dalle cellule dell epitelio celomatico. Carcinoma dell ovaio (90%) Cut-off: 80 U/ml Malattie benigne: pancreatite acuta, epatopatia cronica (30%)

36 CARCINOMA OVARICO Una storia familiare di cancro all ovaio conferisce un aumentato rischio di sviluppo di tumore. Non sono stati ancora identificati geni che conferiscano da soli un aumentata suscettibilità al cancro all ovaio Famiglie con almeno 4 casi di cancro all ovaio: per 2/3 mutazioni in BRCA1/2 Famiglie con 2 casi di cancro all ovaio: per 1/5 mutazioni in BRCA1/2 Il counselling genetico è consigliato solo nei casi di importante familiarità per il cancro al seno

37 CARCINOMA OVARICO Ca125 HER-2 BRCA1/2

38 CARCINOMA OVARICO

39 CARCINOMA PROSTATICO PSA (ANTIGENE PROSTATICO SPECIFICO) Glicoproteina codificata da un gene appartenente alla famiglia delle callicreine, localizzato sul cromosoma 19. Serin-proteasi con attività proteolitica (mantiene fluido il liquido seminale), sintetizzata dall epitelio duttale e dalle cellule acinari della prostata. Complessato con a1-antichimotripsina e a2- macroglobulina, piccola percentuale libera. Carcinoma della prostata Cut-off: 12 ng/ml (totale) Malattie benigne: iperplasia prostatica benigna (25% > 10 ng/ml) prostatiti

40 CARCINOMA PROSTATICO

41 CARCINOMA PROSTATICO PSA (ANTIGENE PROSTATICO SPECIFICO) Screening cancro prostatico: Valori di riferimento per fasce di età PSA density (rapporto PSA/volume prostatico ecografico) PSA velocity (aumento del PSA nel tempo) PSA free

42 CARCINOMA PROSTATICO

43 CARCINOMA PROSTATICO PSA (ANTIGENE PROSTATICO SPECIFICO) PSA free

44 CARCINOMA PROSTATICO PSA free: emivita < 2 ore (clearance renale) variazioni fisiologiche del 30% no ritmo circadiano sedentarietà decresce i livelli

45 CARCINOMA PROSTATICO

46 CARCINOMA PROSTATICO Rapporto libero/totale: <10% neoplasie >20% benigne

47 CARCINOMA PROSTATICO PSA

48 TUMORE DEL TESTICOLO

49 TUMORE DEL TESTICOLO HCG (GONADOTROPINA CORIONICA UMANA) Glicoproteina composta da 2 subunità, a (comune a LH, FSH e TSH) e b (bhcg), secreta dal tessuto sinciziotrofoblastico. Tumori delle cellule germinali: mola vescicolare e corioncarcinoma (donne) carcinoma testicolare (uomini): seminoma (20%) coriocarcinoma (100%) Tumori delle cellule germinali extragonadici (epatocarcinoma, tumore del polmone) Cut-off: 5 mui/ml

50 TUMORE DEL TESTICOLO HCG AFP

51 TUMORE TIROIDE

52 TUMORE DELLA TIROIDE TIREOGLOBULINA (TG) Glicoproteina tireospecifica. Riscontrabile in esigue quantità nel siero di soggetti eutiroidei. Utilizzo clinico: monitorizzazione post-chirurgica delle forme tumorali tireotossicosi factitia VN: < 50 ng/ml. In terapia soppressiva post-tiroidectomia: < 2 ng/ml Condizioni interferenti: presenza di anticorpi antitireogloulina.

53 CALCITONINA MARCATORI TUMORALI TUMORE DELLA TIROIDE Prodotta dalle cellule parafollicolari della tiroide. Il principale effetto biologico della CT è quello di inibire il riassorbimento osseo da parte degli osteoclasti. Tuttavia, il preciso ruolo della CT nella specie umana è incerto; infatti l assenza di CT (tiroidectomia) o l eccesso non hanno effetti evidenti sulla calcemia o sull osso

54 TUMORE DELLA TIROIDE CALCITONINA Carcinoma midollare. 5-10% di tutti i tumori tiroidei Sporadico (75-80%) o familiare (10-25%). Cut-off = uomini <40 pg/ml donne <20 pg/ml Dosaggio = metodo radioimmunometrico (IRMA) Test di stimolo: pentagastrina: 0.5 mg/kg pc in 5-10 sec. Dosaggio dopo 2 e 5 min. VN dopo stimolo: < 80 pg/ml

55 TUMORE DELLA TIROIDE MEN2A: carcinoma midollare della tiroide feocromocitoma iperplasia delle paratiroidi MEN2B: carcinoma midollare della tiroide feocromocitoma Ganglioneuromatosi intestinale Carcinoma midollare familiare (FMTC)

56 TUMORE DELLA TIROIDE Il prooncogene RET codifica per un recettore tirosinchinasico che trasduce segnali per la crescita e il differenziamento cellulare. La presenza di mutazioni puntiformi della sua sequenza determina la comparsa di sindromi endocrine multiple ereditarie, trasmesse con meccanismo autosomico dominante

57 TUMORE TIROIDE CALCITONINA RET TG

58 MELANOMA

59 MELANOMA S100 Proteina legante il calcio. Melanoma Cause non oncologiche di incremento: danni del sistema nervoso centrale

60 MELANOMA S100

61 TUMORE NEUROENDOCRINI CROMOGRANINA A E una glicoproteina di recente introduzione nella pratica clinica. Tumori neuroendocrini Cause non oncologiche di incremento: Ipertensione essenziale Insufficienza renale cronica Gravidanza Malattie infiammatorie intestinali Terapia con inibitori della pompa protonica