HE4 jako marker karcinomu vaječníků
Karcinom vaječníků je relativně dobře zvládnutelné zhoubné onemocnění, pokud je diagnostikován v časném stadiu, ale jeho odhalení v pozdním stadiu téměř vždy znamená špatnou prognózu. Vědci intenzivně pracují na identifikaci spolehlivějšího biomarkeru, který by pomohl při včasné detekci, stejně jako při léčbě a celkovém sledování onemocnění. HE4 patří mezi nejčastěji regulované geny u epiteliálních karcinomů vaječníků na základě profilů genové exprese. Jak bude popsáno později, několik skupin se stalo průkopníky v určování účinnosti HE4 jako molekulárního markeru OC.
Pro měření sérové koncentrace HE4 a následné určení, zda by mohl být využit jako molekulární marker OC, byla nutná metoda detekce HE4. Hellstrom a jeho kolegové zkonstruovali gen kódující HE4 sloučený s myšími nebo lidskými Ig Fc doménami. Myši pak byly imunizovány myším fúzním proteinem Ig Fc-HE4. Vzniklé hybridomy byly podrobeny screeningu proti fúznímu proteinu Ig Fc-HE4 lidského původu, na jehož základě byly vytvořeny dvě monoklonální protilátky, které rozpoznávaly různé epitopy HE4. Monoklonální protilátky byly poté použity při konstrukci dvojitě determinované („sendvičové“) ELISA, která byla úspěšně použita pro detekci HE4 v séru. Rozsáhlé screeningové testy pro hodnocení biomarkerů pomocí imunoanalýz se však potýkají s náročnými problémy, jako jsou požadavky na množství vzorku pacienta, cena afinitních činidel a množství práce potřebné k přípravě a použití těchto činidel. Vzhledem k těmto nedostatkům se Scholler a spol. snažili vyvinout nový typ protilátky, který by mohl tyto problémy zmírnit. Autoři vyvinuli „biotělíska“ (Bbs) z diploidních kvasinek transformovaných rekombinantní plazmidovou DNA tak, aby po sekreci byla Bbs „bio“-tinylována. Důsledkem tohoto elegantního mechanismu biotinylace in vivo je vyloučení chemické biotinylace a zachování detekční úlohy rekombinantních protilátek prostřednictvím řízené biotinylace. Výzkumníci vyvinuli Bbs pro HE4 a mezotelin, spojili je s polyklonálními protilátkami a testovali jejich přesnost při detekci OC. Porovnali výsledky s výsledky získanými pomocí standardního „sendvičového“ testu ELISA s dvojitým stanovením CA-125 a prokázali, že detekce pomocí Bbs poskytuje podobnou přesnost jako předchozí test, avšak vyžaduje podstatně méně séra a je výrazně nákladově efektivnější. Autoři zjistili, že HE4 a mezotelin jsou účinnější při detekci serózních ovariálních malignit než endometrioidních, světlobuněčných nebo mucinózních podtypů. Vzhledem k tomu, že serózní buněčný OC je nejčastější formou OC a je nejméně pravděpodobné, že bude diagnostikován, pokud je omezen na vaječník, mají markery jako HE4 a mezotelin velký význam pro zlepšení léčby OC.
Několik publikací prokázalo nadřazenost HE4 nad CA-125 jako biomarkeru OC. Konkrétně schopnost HE4 rozlišit benigní onemocnění od malignit (tj. jeho citlivost) mu poskytuje výhodu oproti samotnému CA-125 při detekci OC. Použití CA-125 pro detekci OC u premenopauzálních žen je totiž spojeno s tak nízkou senzitivitou a specificitou, že je téměř výhradně vyhrazeno pro použití v postmenopauzálních případech. Mooreovi a spol. se podařilo ověřit doplňkový účinek HE4 na schopnost CA-125 detekovat OC při hodnocení účinnosti různých předpokládaných biomarkerů OC, a to samostatně nebo v kombinaci. Předoperační vzorky séra a moči odebrané z několika ústavů byly vyšetřeny za účelem stanovení hladin CA-125, solubilního peptidu souvisejícího s mezotelinem, HE4, CA72-4, aktivinu, inhibinu, osteopontinu, receptoru EGF a receptoru pro lidský epidermální růstový faktor 2 (onkogen HER2) u 259 pacientek s adnexálními masami, z nichž 233 bylo způsobilých k analýze (67 invazivních epiteliálních OC a 166 benigních ovariálních neoplazií). Jako jediný marker měl HE4 nejvyšší senzitivitu 72,9 % při nastavení specificity na 95 %. Kombinace CA-125 s HE4 dosáhla nejvyšší citlivosti ve srovnání se všemi ostatními jednotlivými markery nebo kombinacemi dvou markerů a přidání dalších markerů do panelu CA-125 plus HE4 znamenalo pouze mírné zlepšení citlivosti pro detekci OC. Havrilesky a jeho kolegové dosáhli podobných výsledků v nezávislé studii jiné skupiny biomarkerů OC, která zahrnovala HE4, glykodelin, matrixovou metaloproteinázu (MMP)7, SLPI, aktivátor plazminogenu, urokinázový receptor (Plau-R), mucin (MUC)1, inhibin A, inhibitor aktivátoru plazminogenu (PAI-1) a CA-125. Prediktivní hodnota panelu jednoho markeru a panelu více markerů byla hodnocena pomocí dvou různých hraničních bodů stanovených pomocí křivek ROC (receiver operating characteristic), přičemž jeden byl nejlepší hraniční bod stanovený podle nejvyšší hodnoty senzitivity plus specificity a druhý byl určen pomocí horní hranice dvojnásobku směrodatné odchylky referenční kohorty studie v souladu s Clinical and Laboratory Standards Institute. Autoři určili, že HE4 vykazuje nejvyšší citlivost mezi všemi ostatními jednotlivými markery při detekci časného (62,4-82,7 %) i pozdního (74,6-92,5 %) stadia OC, a to bez ohledu na to, která mezní hodnota byla použita. Výzkumníci současně provedli pilotní studii hodnotící účinnost konkrétního panelu biomarkerů (HE4 plus MMP7 plus glykodelin) pro sledování OC. Tento panel předpověděl recidivu před zvýšením CA-125 v 56 % případů.
Huhtinen a jeho kolegové nedávno analyzovali sérové koncentrace HE4 a CA-125 u 225 žen s OC, EC, endometriózou nebo zdravých kontrol. Kombinace HE4 plus CA-125 dosáhla mnohem lepší senzitivity 92,9 % při 95% specificitě ve srovnání se samotným HE4 (78,6% senzitivita) nebo CA-125 (78,6% senzitivita). Hladiny HE4 byly zvýšené u endometriálních i ovariálních malignit, nikoli však u endometriotických lézí. Tyto výsledky tak poskytují další důkaz o komplementární asociaci HE4 s CA-125 při detekci OC. Je pozoruhodné, že tato studie prokázala jedinečné schopnosti HE4 a CA-125 při rozlišování pacientek s ovariální malignitou od pacientek s benigními stavy vaječníků nebo endometria. Zvýšení CA-125 bez zvýšení HE4 svědčí specificky pro pokročilou endometriózu nebo ovariální endometriom. Na druhé straně zvýšený HE4 s normálním CA-125 může naznačovat přítomnost buď ovariálního, nebo jiného typu karcinomu, včetně EC. Dong et al. zjistili, že HE4 má oproti CA-125 výhodu v ROC-ploše pod křivkou (AUC) a senzitivitě se 100% specificitou při srovnání s karcinomem vaječníků se zdravými kontrolami nebo ženami s benigním onemocněním. Naopak test CA-125 měl výhodu v ROC-AUC a senzitivitě se 100% specificitou, když byl karcinom vaječníků srovnáván pouze se zdravými kontrolami. To lze přičíst drastickému rozdílu (ve srovnání s HE4) v expresi CA-125 u zhoubných nádorů vaječníků ve srovnání se zdravými ženami. I v této situaci byl kombinovaný test HE4 plus CA-125 stále lepší než samotný CA-125 při srovnání OC s různými kontrolními skupinami.
Neinvazivní způsob rozlišení maligních pánevních útvarů od benigních lézí je důležitý vzhledem k tomu, že přibližně u 20 % žen se někdy v životě objeví ovariální cysta nebo pánevní útvar. Bez adekvátních prostředků k rozlišení maligního potenciálu těchto nádorů bude značná část těchto žen zbytečně operována. Stejně tak vzhledem k tomu, že nadměrná exprese CA-125 není detekovatelná až u 50 % zhoubných nádorů vaječníků v časném stadiu, pokud se toto kritérium použije k určení maligního stavu, mnoho žen, které potřebují operaci, nemusí dostat adekvátní léčbu v přijatelném časovém rámci. Klíčovým problémem, na který Moore a jeho kolegové poukazují v nedávném redakčním článku, je skutečnost, že žádná v současnosti používaná zobrazovací technika ani vyšetření biomarkerů není sama o sobě schopna rozlišit OC od benigních onemocnění vaječníků s přijatelnou senzitivitou a specificitou. Vyšetření magnetickou rezonancí, PET a CT jsou užitečná pro rozdělení žen do skupin s nízkým a vysokým rizikem, ale tato vyšetření jsou příliš nákladná na to, aby byla použita u všech žen s ovariální cystou nebo pánevní masou. Vzhledem k radiační zátěži a/nebo invazivitě je provádění těchto vyšetření u asymptomatické populace obtížně ospravedlnitelné. Vzhledem k tomu, že testy založené na moči/séru jsou neinvazivní a relativně levné, bylo by ideální mít k dispozici panel biomarkerů nebo multimarkerů s dostatečnou senzitivitou a specificitou, který by sloužil jako nástroj pro stratifikaci rizika OC. Sofistikované zobrazovací techniky by pak mohly být použity u pacientek se středním až vysokým rizikem, které jsou tříděny do péče v centrech specializovaných na léčbu karcinomu ovaria. Společnost Fujirebio Diagnostics, Inc. nedávno vyvinula takový nástroj, který výrazně zlepšuje diferenciální diagnostiku pánevních mas. Souprava využívá kombinovaný test HE4 a CA-125 spolu s výpočtem algoritmu rizika ovariální malignity ke kategorizaci žen s pánevní masou do skupin podle maligního potenciálu. Stratifikační souprava správně identifikovala 91 % pacientek s epiteliálním karcinomem vaječníků jako vysoce rizikové z hlediska malignity, zatímco 75 % žen s nezhoubnými pánevními hmotami bylo správně zařazeno do skupiny s nízkým rizikem. To představuje významné zlepšení ve srovnání se senzitivitou a specificitou dosažitelnou při použití samotného testu CA-125. Tato komerčně dostupná souprava nedávno získala povolení amerického úřadu FDA k používání pro detekci a monitorování OC v USA.
Přestože HE4 neustále slibně doplňuje CA-125 a další biomarkery pro detekci/diagnostiku OC, je třeba dosáhnout zlepšení, než bude možné realizovat účinný celopopulační screeningový test. Vzhledem k tomu, že prevalence OC je v USA pouze jedna z 2 500 žen po menopauze, přijatelný screeningový test by vyžadoval citlivost 75 % a specificitu přibližně 99,7 %, aby bylo dosaženo minimálně přijatelné pozitivní prediktivní hodnoty 10 % pro detekci OC ve všech stadiích. Žádný jednotlivý marker dosud nedosáhl tohoto kritéria a dokonce i nejlepší panely s více markery se dokázaly této hranici pouze přiblížit. Může být rozumné použít méně než optimálně specifický panel biomarkerů u definovaných skupin s vyšším rizikem, aby se zvýšila pozitivní prediktivní hodnota. Spojení suboptimálního markeru s technikami, jako je transvaginální sonografie, ačkoli je invazivnější a dražší, by mělo zvýšit celkovou pozitivní prediktivní hodnotu.