A HE4 mint a petefészekrák markere
A petefészekrák viszonylag jól kezelhető rosszindulatú daganat, ha korai stádiumban diagnosztizálják, de a késői felismerés szinte mindig rossz prognózist jelent. A kutatók gőzerővel dolgoznak egy megbízhatóbb biomarker azonosításán, amely segíthetné a korai felismerést, valamint a kezelés és az általános betegség-ellenőrzést. A HE4 a génexpressziós profilok alapján az epiteliális petefészekrákok leggyakrabban felszabályozott génjei közé tartozik. Amint azt később ismertetjük, több csoport is úttörő munkát végzett a HE4 mint az OC molekuláris markere hatékonyságának meghatározásában.
A HE4 szérumkoncentrációjának méréséhez, majd annak meghatározásához, hogy az OC molekuláris markereként felhasználható-e, szükség volt egy HE4 kimutatási módszerre. Hellstrom és munkatársai egér vagy humán Ig Fc-doménnel fuzionált HE4-et kódoló gént konstruáltak. Ezután egereket immunizáltak az egérből származó Ig Fc-HE4 fúziós fehérjével. Az így kapott hibridómákat a humán eredetű Ig Fc-HE4 fúziós fehérjével szemben vizsgálták, amely alapján két monoklonális antitestet hoztak létre, amelyek különböző HE4-epitópokat ismertek fel. A monoklonális antitesteket ezután egy kettős meghatározású (“szendvics”) ELISA készítéséhez használták, amelyet sikeresen alkalmaztak a HE4 szérum kimutatására. A biomarkerek immunpróbákkal történő értékelésére szolgáló nagyszabású szűrővizsgálatok azonban ijesztő kihívásokkal szembesülnek, mint például a betegmintára vonatkozó mennyiségi követelmények, az affinitási reagensek költsége, valamint az e reagensek elkészítéséhez és alkalmazásához szükséges munka mennyisége. E hiányosságok fényében Scholler és munkatársai egy új típusú antitest kifejlesztésére törekedtek, amely enyhítheti a kihívásokat. A szerzők a rekombináns plazmid DNS-sel transzformált diploid élesztőből úgy fejlesztették ki a “bioszerveket” (Bbs), hogy a szekréció során a Bbs “bio”-tinilálódjon. Ennek az elegáns in vivo biotiniilációs mechanizmusnak a következményeként elkerülhető a kémiai biotiniiláció, és a rekombináns antitestek kimutatási szerepe az irányított biotiniiláció révén megmarad. A kutatók Bbs-t fejlesztettek ki a HE4 és a mezotelin számára, poliklonális antitestekkel kapcsolták őket, és tesztelték pontosságukat az OC kimutatásában. Összehasonlították az eredményeket a standard CA-125 kettős meghatározású “szendvics” ELISA módszerrel kapott eredményekkel, és kimutatták, hogy a Bbs-ek segítségével történő kimutatás hasonló pontosságot eredményezett, mint az előző teszt, ugyanakkor lényegesen kevesebb szérumra volt szükség, és lényegesen költséghatékonyabb volt. A szerzők megállapították, hogy a HE4 és a mezotelin hatékonyabb a szerózus petefészek rosszindulatú daganatok kimutatásában, mint az endometrioid, tiszta sejtes vagy mucinózus altípusokéban. Tekintettel arra, hogy a szerózus sejtes OC az OC leggyakoribb formája, és a legkevésbé valószínű, hogy a petefészekre korlátozódva diagnosztizálják, az olyan markerek, mint a HE4 és a mezotelin komoly jelentőséggel bírnak az OC kezelésének javítása szempontjából.
A HE4-nek a CA-125-tel szembeni fölényét OC biomarkerként több publikáció is bizonyította. Konkrétan, a HE4 azon képessége, hogy meg tudja különböztetni a jóindulatú betegségeket a rosszindulatúaktól (azaz az érzékenysége), előnyhöz juttatja a CA-125-tel szemben az OC kimutatásában. Valójában a CA-125 használata az OC kimutatására premenopauzában lévő nőknél olyan alacsony szenzitivitással és specificitással jár, hogy szinte kizárólag a posztmenopauzában lévő esetekben való alkalmazására van fenntartva. Moore és munkatársai sikeresen validálták a HE4 kiegészítő hatását a CA-125 OC kimutatási képességére a különböző, feltételezett OC biomarkerek hatékonyságának értékelésekor, önmagukban vagy kombinációban. Több intézetből gyűjtött, műtét előtti szérum- és vizeletmintákat vizsgáltak a CA-125, az oldható mezotelinnel kapcsolatos peptid, a HE4, a CA72-4, az aktivin, az inhibin, az osteopontin, az EGF-receptor és a humán epidermális növekedési faktor receptor 2 (HER2 onkogén) szintjének meghatározására 259 adnexális tömegben szenvedő betegnél, akik közül 233 volt alkalmas az elemzésre (67 invazív epithelialis OC és 166 jóindulatú petefészek daganat). Egyetlen markerként a HE4-nek volt a legmagasabb, 72,9%-os szenzitivitása, amikor a specificitást 95%-ra állították be. A CA-125 és a HE4 kombinációja érte el a legmagasabb érzékenységet az összes többi egyedi markerrel vagy kettős marker kombinációval összehasonlítva, és más markerek hozzáadása a CA-125 plusz HE4 panelhez csak szerény mértékben javította az OC kimutatásának érzékenységét. Havrilesky és munkatársai hasonló eredményeket kaptak az OC biomarkerek egy másik csoportjának független vizsgálatában, amely a HE4, a glikodelin, a mátrix metalloproteináz (MMP)7, az SLPI, a plazminogén-aktivátor, az urokináz-receptor (Plau-R), a mucin (MUC)1, az inhibin A, a plazminogén-aktivátor inhibitor (PAI-1) és a CA-125-öt tartalmazta. Az egy marker és a több marker panel prediktív értékét két különböző, ROC (receiver operating characteristic) görbékkel meghatározott határértékkel értékelték, az egyik a legjobb határérték, amelyet a legmagasabb szenzitivitás plusz specificitás érték határoz meg, a másik pedig a vizsgálat referencia-kohorszának a Klinikai és Laboratóriumi Standardok Intézetével összhangban lévő standard eltérés kétszeresének felső határértéke alapján került meghatározásra. A szerzők megállapították, hogy a HE4 mutatja a legmagasabb érzékenységet az összes többi egyedi marker közül mind a korai (62,4-82,7%), mind a késői (74,6-92,5%) OC kimutatásában, függetlenül attól, hogy melyik határértéket használták. A kutatók ezzel párhuzamosan egy kísérleti tanulmányt is végeztek, amelyben egy bizonyos biomarker panel (HE4 plusz MMP7 plusz glikodelin) hatékonyságát vizsgálták az OC monitorozásában. Ez a panel az esetek 56%-ában már a CA-125 emelkedése előtt előre jelezte a kiújulást.
Huhtinen és munkatársai nemrég 225 OC-ben, EC-ben, endometriózisban vagy egészséges kontrollban szenvedő nőnél elemezték a HE4 és a CA-125 szérumkoncentrációját. A HE4 és a CA-125 kombinációja 95%-os specificitás mellett sokkal jobb, 92,9%-os érzékenységet ért el, mint a HE4 (78,6%-os érzékenység) vagy a CA-125 (78,6%-os érzékenység) önmagában. A HE4 szintje mind az endometrium, mind a petefészek rosszindulatú daganataiban emelkedett volt, de az endometriózisos elváltozásokban nem. Ezek az eredmények tehát további bizonyítékot szolgáltatnak a HE4 és a CA-125 kiegészítő kapcsolatára az OC kimutatásában. Figyelemre méltó, hogy ez a vizsgálat a HE4 és a CA-125 egyedi képességeit mutatta ki a petefészek rosszindulatú daganatos betegek megkülönböztetésében a jóindulatú petefészek- vagy endometriális állapotú betegektől. Az emelkedett CA-125 a HE4 emelkedése nélkül kifejezetten előrehaladott endometriózisra vagy petefészek endometriómára utal. Másfelől az emelkedett HE4 normális CA-125 mellett petefészek- vagy más típusú rákos megbetegedésre utalhat, beleértve az EC-t is. Dong és munkatársai megállapították, hogy a HE4 előnyben van a CA-125-tel szemben a ROC-görbe alatti terület (AUC) és az érzékenység tekintetében 100%-os specificitás mellett, amikor a petefészekrákot egészséges kontrollokkal vagy jóindulatú betegségben szenvedő nőkkel hasonlították össze. Ezzel szemben a CA-125-teszt előnyben volt a ROC-AUC és az érzékenység tekintetében 100%-os specificitással, amikor a petefészekrákot csak egészséges kontrollokkal hasonlították össze. Ez annak tulajdonítható, hogy a CA-125 expressziója drasztikusan különbözik (a HE4-hez képest) a petefészek rosszindulatú daganatos megbetegedéseiben az egészséges nőkhöz képest. A HE4 plusz CA-125 kombinált vizsgálat még ebben a helyzetben is jobb volt, mint a CA-125 önmagában, amikor az OC-t különböző kontrollcsoportokkal hasonlították össze.
A rosszindulatú kismedencei daganatok és a jóindulatú elváltozások megkülönböztetésének nem invazív eszköze fontos, tekintettel arra, hogy a nők körülbelül 20%-ánál életük során valamikor petefészekciszta vagy kismedencei daganat alakul ki. Az ilyen daganatok rosszindulatú potenciáljának megkülönböztetésére szolgáló megfelelő eszközök nélkül e nők jelentős részénél szükségtelen műtétre kerül sor. Hasonlóképpen, mivel a CA-125 túlexpresszió a korai stádiumú petefészek rosszindulatú daganatok akár 50%-ában nem mutatható ki, ha ezt a kritériumot használják a rosszindulatúság meghatározására, akkor sok olyan nő, akinek műtétre van szüksége, nem kaphat megfelelő kezelést elfogadható időn belül. Moore és munkatársai nemrégiben megjelent szerkesztőségi cikkében rámutatnak arra, hogy egyetlen jelenleg alkalmazott képalkotó eljárás vagy biomarker vizsgálat sem képes önmagában elfogadható érzékenységgel és specificitással megkülönböztetni az OC-t a jóindulatú petefészekbetegségektől. Az MRI-, PET- és CT-vizsgálatok hasznosak a nők alacsony és magas kockázatú rétegekbe történő besorolására, de ezek a vizsgálatok túlságosan költségesek ahhoz, hogy minden petefészekcisztával vagy kismedencei tömeggel rendelkező nőnél alkalmazzák őket. Figyelembe véve a sugárterhelést és/vagy az invazivitást, e vizsgálatok elvégzése a tünetmentes populációban nehezen indokolható. Mivel a vizelet/szérum alapú vizsgálatok nem invazívak és viszonylag olcsók, ideális lenne egy olyan biomarker vagy multimarker panel, amely kellő érzékenységgel és specificitással rendelkezik ahhoz, hogy OC-rizikóstratifikációs eszközként szolgáljon. Ezután kifinomult képalkotó technikákat lehetne alkalmazni a közepes és magas kockázatú betegeknél, akiket a petefészekrák kezelésére szakosodott központokban kezelnének. A közelmúltban a Fujirebio Diagnostics, Inc. kifejlesztett egy ilyen eszközt, amely jelentősen javítja a kismedencei tömegek differenciáldiagnózisát. A készlet egy HE4 plusz CA-125 kombinált vizsgálatot használ, párosítva a petefészek rosszindulatúság kockázatának algoritmus-számításával, hogy a kismedencei tömeggel jelentkező nőket rosszindulatú potenciál alapján csoportokba sorolja. A rétegző készlet a hámrákos petefészekrákos betegek 91%-át helyesen azonosította a rosszindulatú daganatos megbetegedések magas kockázatú csoportjába, míg a jóindulatú kismedencei daganatokkal rendelkező nők 75%-át megfelelően az alacsony kockázatú csoportba sorolta. Ez jelentős javulást jelent a csak a CA-125 használatával elérhető érzékenységhez és specificitáshoz képest. Ez a kereskedelmi forgalomban kapható készlet a közelmúltban megkapta az amerikai FDA engedélyét az OC kimutatására és nyomon követésére az Egyesült Államokban.
Bár a HE4 következetesen ígéretesnek bizonyult a CA-125 és más biomarkerek kiegészítéseként az OC kimutatására/diagnózisára, a hatékony, az egész populációra kiterjedő szűrővizsgálat megvalósítása előtt még fejlesztésekre van szükség. Tekintettel arra, hogy az Egyesült Államokban az OC előfordulási gyakorisága mindössze minden 2500 posztmenopauzális nőből egy, egy elfogadható szűrővizsgálat 75%-os szenzitivitást és 99,7% körüli specificitást igényelne ahhoz, hogy az OC minden stádiumban történő kimutatására a minimálisan tolerálható 10%-os pozitív prediktív értéket elérje. Eddig egyetlen marker sem érte el ezt az értéket, és még a legjobb multimarker-panelek is csak megközelíteni tudták a küszöbértéket. A pozitív prediktív érték növelése érdekében indokolt lehet az optimálisnál kevésbé specifikus biomarker panelt alkalmazni a meghatározott magasabb kockázatú csoportokban. A nem optimális marker olyan technikákkal való párosítása, mint a transzvaginális szonográfia, bár invazívabb és drágább, növelheti az általános pozitív prediktív értéket.