Diagnostik af neuroendokrine tumorer i mave-tarm-kanalen

Neuroendokrine tumorers incidens er lav. Men da de vokser langsomt og skal følges længe, er antallet af patienter med tumorer betydeligt. Samtidig frembyder patienterne ofte en kalejdoskopisk, individuel symptomatologi, der medfører udfordringer i forhold til diagnostik, behandling og resurser. Neuroendokrine tumorer udgår fra ekto- eller endodermale celler i næsten alle organer, dog særlig hyppigt fra mave-tarm-kanal og pancreas. Tumorerne har derfor i takt med udviklingen i diagnostik og behandling tiltrukket sig opmærksomhed. I det følgende beskrives status for biokemisk/molekylærgenetisk diagnostik af neuroendokrine tumorpatienter.

Tumorgener

Nogle neuroendokrine tumorer er familiære. Kortlægningsstudier har derfor gennem det seneste tiår identificeret gener, som disponerer for tumorerne (Tabel 1 ). Den overvejende del af de arvelige neuroendokrine tumorer i pancreas og mave-tarm-kanalen ses ved mutationer i multipel endokrin neoplasi type-1 (MEN1)-genet. MEN1 koder for kerneproteinet menin, der binder sig til protoonkognenet JUN-D [1]. Samtidig er menin en del af histonmetyltransferasekomplekset, der kontrollerer kromatinstrukturen. Menin regulerer på den måde mange gener, herunder dem, der koder for cyclinafhængige kinaseinhibitorer, som er centrale i celleproliferationen. Prævalensen af MEN1-mutationer er 1-2 pr. 100.000, og to tredjedele heraf udvikler neuroendokrine tumorer i pancreas og mave-tarm-kanalen [2]. De fleste er gastrinomer og insulinomer, mens en lille del er vipomer, glukagonomer, somatostatinomer og »nonfunktionelle« tumorer. MEN1 er et tumorsupressorgen, og MEN1-syndromet arves dominant. Ved sekventering af MEN1 kan heterozygote genbærere identificeres og undersøges. Nogle få patienter uden MEN1-mutationer har mutationer i genet for cyclindependent kinaseinhibitor 1B, protein 27 og kinesin-related protein 1. Det syndrom kaldes nu MEN4 [3].

Von Hippel Lindaus syndrom, der skyldes mutationer i von Hippel Lindau (VHL)-genet, omfatter også neuroendokrine tumorer [4]. Foruden hæmangioblastomer i centralnervesystemet, renale karcinomer og fæokromocytomer udvikler mange patienter neuroendokrine tumorer i pancreas. VHL-ekspression hæmmer hypoksiinduceret celleproliferation og angiogenese, og som MEN1 er VHL et tumorsuppressorgen. Da mutationsbærere kan udvikle tumorer i tidlig alder, påbegyndes screening tidligt. Det indebærer som regel oftalmoskopi, abdominal computertomografi, magnetisk resonans-skanning af hjernen samt måling af metanefriner.

To relaterede syndromer er neurofibromatose og tuberøs sklerose, der skyldes mutationer i generne for neurofibromatose type 1 (NF1), tuberøs sklerose type 1 (TSC1) eller tuberøs sklerose type 2 (TSC2) [5, 6]. NF1-mutationsbærere kan ud over neurofibromer udvikle intestinale karcinoider og duodenale somatostatinomer. NF1-ekspression hæmmer aktiviteten af mammalian target of rapamycin (mTOR), som spiller en væsentlig rolle ved mange andre tumorer. Det har derfor været foreslået, at NF1-afhængige tumorer bør behandles med mTOR-hæmmere. Patienter med tuberøs sklerose får samme slags tumorer, og TSC2-inaktivering giver desuden hyperplasi af d-cellerne i pancreas. Endelig er der hos enkelte med familiær forekomst af karcinoider fundet mutationer i generne for succinat dehydrogenase i subunit B, C eller D [7].

Der er i forhold til den detaljerede viden om genetiske ændringer ved en række almindelige maligne tumorer kun sparsomt kendskab til sporadiske neuroendokrine tumorers genændringer. MEN1 spiller også her en rolle, da 25% af tumorerne har tab af MEN1. Ligeledes findes der deleted in pancreatic carcinoma, locus 4/small male abnormalities-mothers against decapentaplegic homologue (SMAD4)-mutationer i 20% af de neuroendokrine tumorer i pancreas. SMAD4 er et tumorsuppressorgen, som også spiller en rolle ved udviklingen af ventrikelcancer. SMAD4 findes på kromosom 18q, som ofte er tabt i neuroendokrine tumorceller. Ud over disse loci forekommer alleltab hyppigt på kromosom 1p, 1q, 3p, 11q, 22q og store dele af X-kromosomet. Men det vides ikke, hvilke der har kausal betydning.

Tumorproteiner

Graniner (chromogranin A og B og secretograniner (II-VI)) er en familie af sure proteiner, der hovedsageligt udtrykkes i neuroendokrine celler [8, 9] (Figur 1 ). Det er karakteristisk, at graninerne indeholder talrige proteolytiske spaltningssteder og hertil svarende fragmenter i væv og i blod [8]. Graniner kan påvises i alle neuroendokrine tumorer, og forekomsten i de enkelte tumortyper svarer til ekspressionen i de celler, hvorfra tumorerne er udgået.

Især chromogranin A (CgA) har fundet anvendelse som markør ved diagnose, stadieinddeling og behandlingskontrol af neuroendokrine pancreastumorer og tyndtarmskarcinoider [9-11]. Til plasmamålinger anvendes radioimmunanalyse (RIA) eller enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Men spaltningen af CgA kan variere betydeligt selv i en given tumortype. Det er derfor afgørende, at CgA-analyserne har en velkarakteriseret sekvensspecificitet.

Mange af de publicerede CgA-analyser er baseret på antistoffer mod oprenset CgA eller fragmenter heraf. Disse antistoffers sekvensspecificitet såvel som analysernes diagnostiske nøjagtighed har været utilstrækkeligt belyst. Ved anvendelse af korte, syntetiske peptider - svarende til sekvensen ved udvalgte spaltningssteder - har det i stedet været muligt at opbygge et bibliotek af veldefinerede CgA-analyser med stor diagnostisk følsomhed [11, 12].

En god tumormarkør skal vise recidiv tidligt. Ved diagnostik og kontrol af tyndtarmskarcinoider skulle patienterne tidligere levere døgnurin til måling af 5-hydroxyindol-acetat. Men patientkompliansen var ofte lav og den samlede måleusikkerhed stor. I forhold hertil har plasma-CgA-måling mange fordele. De bedste CgA-analyser frembyder således en væsentligt højere diagnostisk nøjagtighed end gængse tumormarkører.

Tumorpeptider

Neuroendokrine tumorer secernerer peptidhormoner (Tabel 2 ). Til diagnostik, lokalisering og behandlingskontrol har man derfor anvendt måling af peptider i plasma. Ved insulinomer, gastrinomer og vipomer svarer de øgede koncentrationer i plasm a til symptomer som hypoglykæmi, svær ulcussygdom og vandige diarreer. Men ofte er sammenhængen mere kompleks. Øget sekretion af nogle hormonale peptider kan endda være uden specifikke symptomer.

Til måling anvendes immunanalyser som RIA eller ELISA. Med monospecifikke antistoffer kan målingerne udføres med høj analyseteknisk og diagnostisk specificitet. Ud fra den samlede viden om peptidhormoners struktur, ekspression og sekretion fra tumorer kan man nu designe immunanalyser med adækvat diagnostisk følsomhed og specificitet [13-15]. To forhold spiller her en særlig rolle: Som graniner indgår peptidhormoner i familier med strukturel beslægtethed mellem medlemmerne. Det er derfor nødvendigt, at antistoffer er rettet mod den del af strukturen, der er karakteristisk for det enkelte hormon. Det andet forhold er, at tumorceller ofte er mindre effektive til at modne biosyntetiske forstadier. Det betyder, at tumorceller undertiden frisætter beskedne mængder aktivt hormon og store mængder inaktive forstadier [13-15]. I den situation kan den diagnostiske følsomhed og specificitet øges ved at måle niveauet af prohormoner [13-15].

Måling af neuroendokrine peptider og graniner supplerer hinanden. En række tumorer er karakteriseret ved øget sekretion af et enkelt hormon (gastrinomer, glukagonomer, insulinomer, somatostatinomer, vipomer mv.). I de tilfælde er måling af det enkelte hormon tilstrækkeligt. Ofte er neuroendokrine tumorer imidlertid blandingstumorer, der producerer flere hormoner. Blandingstumorer er ofte domineret af et hormon, men fænotypen kan ændre sig i takt med tumorvækst og metastasering, så andre hormoner dominerer. I de tilfælde er graninmåling bedst til at vurdere tumorbyrden [9-12].

Endelig er der neuroendokrine tumorer i pancreas og mave-tarm-kanalen, hvis peptidprodukt ikke kendes. Det gælder f.eks. tarmkarcinoider, tumorer der udgår fra ventriklens enterochromafine-like celler og »nonfunktionelle« tumorer i pancreas eller andet endokrint væv. Her må diagnostik, forløb og behandling kontrolleres med graniner [9-12]. Nogle »nonfunktionelle« tumorer secernerer peptider som calcitonin, ghrelin, neurotensin, pankreatisk polypeptid eller somatostatin [10] (Tabel 2). Men peptiderne giver muligvis pga. nedregulering af receptorerne i de tilfælde ikke symptomer. Andre tumorer er »nonfunktionelle«, fordi de producerer inaktive prohormoner [13, 15].

Konkluderende diskussion

For fyrre år siden lærte man som læge, at man skulle forvente højst at se en eller to patienter med neuroendokrine tumorsyndromer. Tumorerne blev dengang opfattet som ekstremt sjældne. Den opfattelse ændredes i 1970'erne og 1980'erne med følsomme analysemetoder til diagnosticering af gastrointestinale og pankreatiske hormoner. Samtidig blev nye tumorsyndromer opdaget (vipomer, glukagonomer, somatostatinomer mv.). I 1980'erne og 1990'erne indførtes graniner som markører også for tumorer uden kendt hormonprodukt og specifik symptomatologi [9, 12]. Det seneste årti har bevidnet molekylærgenetisk udredning af neuroendokrine tumorsyndromer. Samtidig er cellebiologien nu på sporet af de molekylære mekanismer bag tumorernes udvikling, hvilket alt i alt er en revolutionerende udvikling.

Den store gevinst er, at næsten alle neuroendokrine tumorer i dag kan diagnosticeres og dermed behandles så tidligt, at svær sygdom i vidt omfang forebygges, og letaliteten reduceres. Behandling og forebyggelse kræver imidlertid viden om tumorernes brogede natur og erfaring med de enkelte analyser. Der er triste eksempler på svigtende diagnostik pga. utilstrækkelig indsigt i tumorbiologi og analyseteknik [15]. Tumorernes relative sjældenhed og den kræ-vede erfaring med rationel teknologi er derfor argumenter for en centralisering af diagnostikken.

Jens. F. Rehfeld, Klinisk Biokemisk Afdeling (KB3014), Rigshospitalet, 2100 København Ø. E-mail: jens.f.rehfeld@rh.regionh.dk

Antaget: 22. november 2009

Først på nettet: 5. juli 2010

Interessekonflikter: Ingen