Tumor marker analízis. Diagnosztikai specifitás és szenzitivitás. Prof. Dr. med. Hans Reinauer (Düsseldorf)

Átírás

1 Tumor marker analízis Diagnosztikai specifitás és szenzitivitás Prof. Dr. med. Hans Reinauer (Düsseldorf)

2 Definíciók A tumor markerek tumor sejtek vagy olyan termékek, melyek a malignus sejtekhez kapcsolódó reakció során képződnek. A tumor markerek olyan a vérben, vagy más testnedvben lévő anyagok, melyek azt jelzik, hogy az illető személy rákos. Klinikailag fontos tumor markerek Tumor marker Indikáció Biokémia CEA Kolorektális rák, mellrák Glycoprotein, 180 kd, carbohydrates 45-60% AFP Hererák, májrák Glycoprotein, 70 kd, carbohydrate 4% CA 125 Petefészek rák Glycoprotein, 200 kd, carbohydrates 25%, mab OC 125 CA 19-9 Hasnyálmirigy rák, epehólyag rák Glycolipid, 36 kd, Lewis-a vércsoport hapten CA 72-4 Gyomor rák, petefészek rák Mucin típusú Glycoprotein TAG 72, 400 kd CA 15-3 Mellrák Mucincsalád glycoproteinje, 300 kd PSA Prosztata rák Glycoprotein, 33 kd, Kallikrein típusú serine proteinase hcg Here rák, trofoblaszt rák Glycoproteinhormon, 2 alegység, α/β lánc, 14/24 kd NSE Tüdőrák (SCLC), neuroendokrin daganatok Glycolyticus enzim, enoláz isoformja, 87 kd SCG Squamosus( pikkelyes) felhám rák Glycoprotein, 42kD, Tumornatigén-4-Isoantigén CYFRA 21-1 Tüdő rák, NSCLC Cytokeratin 19- fragment, 30kD Tumor markerek alkalmazása a betegellátásban Tumorok diagnózisa Rákos megbetegedés diagnosztizálása (PSA) Rák szűrés Daganatok lokalizációja Differenciál diagnózis Klinikai stádium Daganat térfogat megbecsülése Betegség prognosztikai mutató A kezelés hatásának figyelemmel követése Gyógyszeres- és sugárkezelés monitorozása Sebészeti beavatkozás monitorozása Korai recidíva észlelése Áttétel korai észlelése

3 A diagnosztikai vizsgálatok értékelése Minden mérőrendszert nemzetközi standardra kellene kalibrálni, és olyan referencia eljárással ( Goldstandard ) értékelni, mely a betegek valódi állapotát tükrözi. Tumor marker Nemzetközi Referencia Előkészületek Analit AFP CEA CA 125 CA 19-9 CA 15-3 CA 72-4 HCG Calcitonin PSA FPSA CYFRA 21-1 NSE Nemzetközi standard 1. Nemzetközi Standard 1972 (70 kd): IS 72/225; CRM 1. Nemzetközi Referencia Előkészületek 1973 (180 kd): IRP 773/601 Glycoprotein 200 kd Glycoprotein 36 kd (Hapten - Lewis csoport) Mucincsalád glycoproteinje, 300 kd Mucin típusú Glycoprotein TAG 72, 400 kd 1. Referencia reagens 99/688; hcgβ 99/650; hcgα 99/ Nemzetközi Standard Nemzetközi Standard Nemzetközi Standard 1999: IS96/670 (2000) ISP 96/668 (2000) Cytokearatin fragment 19, 30 kd γ-enoláz [EC ], γγ vagy αγ dimer A vérben lévő tumor markerek meghatározására szolgáló analitikai eljárások 1.) Enzim immunoassay (EIA, ELISA, EMIT) 2.) Fluoreszcens polarizációs immunoassay (FPIA) 3.) Lumineszcens immunoassay (LIA) 4.) Immunoradiometrikus assay( IRMA) 5.) Radioimmunoassay (RIA) 6.) Microbead-enzim immunoassay (MEIA) 7.) Enzimhez kapcsolódó fluoreszcens assay (ELFA) 8.) Lectin-enzim immunoassay (LEIA) 9.) Immunofluoreszcens assay (IFA) 10.) Electrochemilumineszcens assay (ECLIA) 11.) Immunomagnetikus electrochemilumineszcens assay (IMECL) 12.) Más módszerek

4 Terminológiák (Elméleti) Analitikai pontosság (accuracy) Valódiság (trueness) Precizitás (precision) Pontosság = egy mérés eredménye és a mérendő anyag valódi értéke közötti egyezés Mérések precizitása (szórás) = meghatározott körülmények között kapott mérések független eredményei közötti megegyezés Mérések valódisága =mérési eredmények sorozatából származó átlag érték és a valódi érték közötti megegyezés Analitikai szenzitivitás = a kalibrációs görbe meredeksége Analitikai specificitás = egy mérési eljárás alkalmassága annak a mérendő anyagnak a kizárólagos meghatározására, amelyet mérni szándékoznak Diagnosztikai szenzitivitás Egy vizsgálat érzékenysége az arra vonatkozó valószínűség, hogy a vizsgálat valódi pozitív eredménnyel szolgál a beteg népesség körében történő alkalmazásakor (hasonlítva egy referencia, vagy gold standard -hoz). Diagnosztikai specificitás Egy vizsgálat specifitása az arra vonatkozó valószínűség, hogy a vizsgálat valódi negatív eredménnyel szolgál az egészséges népesség körében történő alkalmazásakor (ahogy azt egy referencia, vagy gold standard meghatározza ).

5

6

7 Németországi Szövetségi Orvosi Kamara Útmutatója Tumor marker Max. elfogadható pontatlanság % Max. elfogadható bias (szisztémás hiba) % Max. megengedhető teljes analitikai hiba % Αlfa-fetoprotein (AFP) 8/10 8/14 24/34 Humán Choriongonadotropin (hcg) 12/12 12/14 36/38 Prostata-specifikus antigén (PSA) 10/9 10/13 30/31 Tumor markerek diagnosztikai specifitása és szenzitivitása Tumor marker Daganat Cut-off AFP Máj rák ng/ml Diagnosztikai specifitás Szenzitivitás 70-95% 45% CEA Kolorektális rák 5,0 ng/ml 90% 43-50% CA 125 Máj rák Petefészek rák 35 U/ml 20 U/ml 74-96% 92% 75-96% 87% CA 19-9 Hasnyálmirigy rák 200 U/ml 63-91% 65-75% CYFRA 21-1 NSCLC SCLC 2,9 ng/ml 2,9 ng/ml 95% 21-40% 21% CA 15-3 Mell rák 30 U/ml 93,8% 70,7% CEA Mell rák 5 ng/ml 83,4% 61,8% CA CEA Mell rák - 5 ng/ml + 30 U/ml 84,5% 80,9% M2-PK Hasnyálmirigy rák 28 U/ml 90% 79% Szerzők Gebo et al. (2002) Carpelan- Holmstorm et al. (1995) Sliutz et al. (1995); Lamerz (1998); Shabana and Osrund (1994) Akashi et al. (2003) Bottger et al. (1996) Najemnik et al. (1996) Gunczler et al. (1989) Gunczler et al. (1989) Gunczler et al. (1989) Oremek et al. (1997)

8

9 Diagnosztikai specifitás és szenzitivitás prosztata rákban szenvedő betegek PSA eredményeiben Tumor marker tpsa tpsa emelkedés Cut-off > 4 ng/ml 10,1 ng/ml 6,2 ng/ml 0,75 ng/ml/év Diagnosztikai specifitás szenzitivitás 24-46% 80-85% 53% 89,4% 15,6% 95% Szerzők Brawer et al. (1998) Okawa et al. (2000) Mitchell et al. (2001) 90% 75% Lamerz (1998) tpsa/térfogat 0,15-0,30 55% 92% Okihara et al. (2001) cpsa 5,5 ng/ml 8,8 ng/ml 2,3 ng/ml 24,8% 38% 42% 95% 80,3% 92% Mitchell et al. (2001) Okegawa et al. (2000) Okihara et al. (2001) fpsa/tpsa cpsa/tpsa 0,16-0,27 0, % 11% 90-95% 92% Magklara et al. (1999) Catalona et al. (1995) Partin et al. (1998) Martinez at al. (2002) 0,76 73,7% 80,3% Okihara et al. (2001) 0,80 79% 82% Mitchell (2001) A diagnosztikai szenzitivitás 95 vagy 92%-át és a kapcsolódó specifitást használják.. Tumor markerek kombinációja Marker Tumor Diagnosztikai Diagnosztikai érzékenység specifitás NSE SCLC 45% 95% CYFRA 21-1 NSCLC 63% 95% Pro-gastrin-releasing peptide SCLC 47% 95% NSE/ProGRP/M2-PK CYFRA 21-1/NSE/CRP SCLC Tüdő rák 67% 92% 90% 95% CYFRA 21-1/CEA/NSE Tüdő rák 87,5% 85,5% Szűrés tumor markerekkel Betegség Tumor marker Eredmény Szerzők Hasnyálmirigy rák CA 19-9, CA 50 Ø Kolorektális rák CEA, CA 19-9, CA 242, CA 72-4, TPA, TPS Haglund et al. (1998) Peterli et al. (1999) Ø Duffy et al. (2003) Makinen at al. (2002) tpsa, fpsa/tpsa, Prosztata rák Ø Finnországi cpsa tanulmány Prosztata rák DRU + PSA Ø Coley et al. (1997)

10 Genetikai tumor markerek 1.) Hibás tumor szupresszor gének 2.) Onkogének és aktivált onkogének 3.) Hibás mutáns gén, vagy hibásan javított gének 4.) DNA epigenetikus módosítása (pl.: metilizáció) Mikor melyik vizsgálatot kellene alkalmazni? Magas diagnosztikai szenitivitású vizsgálatot [= a kérdéses betegségben szenvedő személyek korrekt besorolása] akkor kell alkalmazni, amikor minden beteget szeretnénk azonosítani. Valószínű, hogy néhány egészséges egyént tévesen betegnek minősítünk. Magas diagnosztikai specifitású vizsgálatokat [= az egészséges egyedek korrekt besorolása] akkor kell alkalmazni megerősítő vizsgálatként, amikor egy téves pozitív besorolás a legrosszabb esetben halálos következményekkel jár. (Receiver Operating Characteristic; ROC) görbe A R-O-C görbe egy egyszerű, empirikus (tapasztalati) leírása a döntési küszöb hatásának, jelzi a teszt különböző cut-off szintjéhez tartozó diagnosztikai értékét. A hagyományos R-O-C görbén, a valódi pozitív arány (szenzitivitás) és a fals (ál) pozitív arány(1- specificitás) ábrázolják a különböző cut-off szinteken.

11 Összefoglalás 1.) A legtöbb fehérje tumor marker vizsgálatára szolgáló vizsgáló rendszernek elfogadható az analitikai pontossága, de nem megfelelő az eredmények számszerű összehasonlíthatósága. A különbség okai a következők: - vizsgálatok különböző kalibrációi - különböző antitestek - különböző detektálási rendszerek 2.) Sok klinikus túlbecsüli a tumor marker analízis eredményeit. 3.) A tumor markereknél nem lehetséges egy egyszeri cut-off érték használata. Minden egyes analitikai rendszernek meg kell lennie a saját cut-off értékének. 4.) Csak nagyon kevés olyan tumor marker van, melyet a betegség szűrésére lehet használni (hcg, PSA). 5.) Egy rákos eset monitorozásához ugyanazt az analitikai rendszert kell alkalmazni. 6.) A külső minőségellenőrzésből származó eredményeknek arra kellene ösztönözni a gyártókat, hogy nemzetközi standardokat és megfelelő kalibrálást használjanak. Szükség van referencia eljárásokra és referens anyagokra.