Här nedan följer en maskininläst version av artikeln. Observera att det saknas styckeindelning, radbrytningar, mellanslag efter skiljetecken och att det kan förekomma stavfel.
Ny
väg till diagnos och terapi av neuroendokrina tumörerFörekomsten av somatostatinreceptorer på neuroendokrina tumörceller ger unika möjligheter att utreda och behandla dessa tumörformer .Detaljerade studier av 111In-oktreotid ( en somatostatinanalog ) på patienter och tumörceller in vitro har visat kraftigt tumörupptag och lång retentionstid med tecken på intracellulär deponering av radionukliden .Dessa fynd kan ge förutsättningar för strålterapi via somatostatinreceptorer efter noggrann karakterisering av den enskilda patientens tumör .Det är sannolikt att principen kan appliceras även på andra tumörformer såsom bröstcancer , prostatacancer och pankreascancer .Långverkande somatostatinanaloger utnyttjas idag för att minska hormonöverproduktionen vid invalidiserande symtom .Specifika analoger med antiproliferativ effekt eller med riktad verkan på enskilda receptorsubtyper kommer att kunna ge förutsättningar för individualiserad terapi .Radionuklidmärkta somatostatinanaloger kan användas
för skintigrafisk tumörlokalisering , med hög specificitet och sensitivitet , och för intraoperativ skintillationsdetektion .Utvecklingen har nått längst för diagnostik och terapi med hjälp av somatostatinreceptorer , men mycket talar för möjligheten att utnyttja även andra peptidreceptorer ( bland annat tillväxtfaktorreceptorer ) , enligt de principer som beskrivs här .Somatostatin och dess receptorerKruhlich och medarbetare identifierade 1968 en substans från hypotalamus , som hämmade insöndringen av tillväxthormon [ 1 ] .Följande år fann Hellman och Lernmark en faktor i pankreasöar som minskade insulininsöndringen [ 2 ] .Hämningen av såväl tillväxthormon som insulin visade sig vara medierad av ett peptidhormon , som tycktes ha en generellt hämmande effekt på hormoninsöndring .Den hämmande effekten på insöndring av tillväxthormon beskrevs först , därför benämndes peptiden somatostatin ( SS )[ 3 ] eller » somatotropin release inhibiting factor » ( SRIF ) .Somatostatin förekommer i
många organsystem och har en viktig funktion i regleringen av såväl endokrin som exokrin sekretion [ 4 , 5 ] .I mag-tarmkanalen är somatostatin lokaliserat till endokrina D-celler och neuron .Hos människa kodar en gen på kromosom 3 för preprosomatostatin , som spjälkas till prekursorn prosomatostatin vilken innehåller både SS 14 ( 14 aminosyror ) och den N-terminalt extenderade formen av somatostatin , SS 28 .Endast SS 14 och SS 28 är biologiskt aktiva och de har en vävnadsspecifik distribution med dominans av SS 14 i pankreas och magsäck och av SS 28 i tarm [ 5 ] .Det terapeutiska värdet av somatostatinets hämmande effekter är begränsat på grund av kort biologisk halveringstid ( mindre än tre minuter ) [ 6 ] .Detta stimulerade till utveckling av mer stabila analoger .Den kliniskt mest använda av dessa är oktreotid , en oktapeptid ( 8 aminosyror ) med biologisk halveringstid på ungefär två timmar [ 7 ] .Fem subtyper klonadeSomatostatinets effekter medieras via specifika cellmembranbundna
högaffinitetsreceptorer på målceller .Hittills har fem subtyper av somatostatinreceptorer ( SSTR 1-5 ) klonats .De tillhör en distinkt grupp inom superfamiljen G-proteinkopplade receptorer med sju transmembranösa regioner .Generna för SSTR 1-5 är belägna på olika kromosomer och saknar introner i de kodande regionerna [ 8 ] .För SSTR 2 har » alternative splicing » beskrivits med bildning av två isoformer .Endast cirka 50 procent av aminosyrorna är identiska i de olika receptorerna och homologin är störst i de transmembranösa regionerna .Av stor praktisk betydelse är att de fem receptorsubtyperna kan indelas i två grupper där SSTR 2 , SSTR 3 och SSTR 5 skiljer sig från SSTR 1 och SSTR 4 med avseende på aminosyrahomologi och farmakologisk profil [ 8 ] .De korta somatostatinanaloger , som hittills kommit till klinisk användning , binder till den förstnämnda gruppen av receptorsubtyper ( oktreotid binder med högst affinitet till SSTR 2 och med lägre affinitet till SSTR 3 och 5 ) , medan
såväl SS 14 som SS 28 binder till samtliga subtyper med hög affinitet [ 8 ] .Analoger vid behandling av hormonöverproduktionUnder slutet av 1980-talet etablerades somatostatinanalogen oktreotid i den medicinska behandlingen av hormonproducerande neuroendokrina buktumörer [ 9 ] .Somatostatinanaloger minskar hormonsekretionen från bland annat karcinoider och vissa endokrina pankreastumörer ( glukagonom , VIPom och gastrinom ) vid subkutan administrering ledande till påtaglig symtomlindring .Perioperativt spelar dessa medel stor roll som profylax mot livshotande krisreaktioner vid karcinoidsyndrom .I enstaka fallrapporter har antiproliferativ effekt beskrivits , men kliniska data är ännu osäkra .Det är sannolikt att den antisekretoriska respektive antiproliferativa effekten kan variera mellan olika somatostatinanaloger .Genom studier av humana karcinoidtumörceller i primärkultur [ 10 ] visades att oktreotid hade en direkt effekt på tumörcellerna med snabbt minskad sekretion av såväl amin
( serotonin ) som peptider ( takykininer ) .En långsam hämning av serotoninsyntesen kunde även påvisas .I dessa studier kunde inte någon antiproliferativ effekt av oktreotid påvisas , även om detta har rapporterats i andra in vitro-studier .I studier av tumörceller transfekterade med SSTR 2 förefaller den antiproliferativa effekten vara oberoende av adenylcyklas och i stället medierad av ett tyrosinfosfatas [ 11 ] .Figur 1 .( t v ) Preoperativ somatostatinreceptorskintigrafi ( 111In-DTPA-D-Phe1- oktreotid ) av en patient med metastaser av midgut-karcinoid som infiltrerat blodkärl och vänster vagusnerv i övre mediastinum .Tumörväxt återfanns även i vänster fossa supraclavicularis .Man ser även en högersidig lungmetastas .( t h ) Postoperativ skintigrafi med utnyttjande av samma radionuklidinjektion visar att de cervikala och mediastinala metastaserna avlägsnats , medan lungmetastasen , som var belägen utanför operationsfältet , finns kvar .R=patientens högra sida .Figur 2 .Resultat från
intraoperativ skintillationsdetektion efter preoperativ injektion av 111In-DTPA-oktreotid hos en patient med recidiv av medullär tyreoideacancer .Kvoten mellan tumörmisstänkt förändring och representativ normalvävnad anges före ( Rin situ ) och efter ( Rex vivo ) excision .Histologiskt verifierad tumörvävnad ( svart ) hade signifikant högre Rin situ och Rex vivo ( * anger P < 0,05 ) än normalvävnad ( vit ) .Kvoten mellan 111In-koncentrationen i det avlägsnade preparatet och blodprov tagna under operation ( Ti/B ) uppvisade samma mönster .Diagnostik av neuroendokrina tumörerAutoradiografi och bindningsstudier på tumörcellsmembran har kunnat verifiera förekomst av somatostatinreceptorer hos flera typer av neuroendokrina tumörer [ 12 ] .Dessa fynd har utnyttjats kliniskt för skintigrafisk tumördiagnostik efter injektion av radionuklidmärkt oktreotid .Den först använda metoden innebar jodmärkning av en modifierad oktreotidmolekyl ( tyrosinsubstitution av fenylalanin i 3-ställning , 123I-Tyr3-oktreotid
) [ 13 ] .Denna konstruktion har fått begränsad användning av flera skäl , bland annat medför radionuklidbindningen en modifiering av molekylens receptorbindande del .En snabb utsöndring sker också med gallan , vilket nödvändiggör abdominell bildtagning kort tid efter injektion då tumörupptaget ännu ej är maximalt .Den mest använda metoden idag utnyttjar i stället indirekt bindning av 111In via DTPA ( dietylentriaminpentaacetat ) , som förbinder 111In med N-terminalt placerat fenylalanin på oktreotidmolekylen ( 111In-DTPA-D-Phe1- oktreotid ) [ 14 ] .Skintigrafi med 111In-DTPA-D-Phe1- oktreotid har av pionjärerna E Krenning och S Lamberts i Rotterdam , samt i en europeisk multicenterstudie , visats ha hög sensitivitet ( 80-95 procent ) för karcinoider och endokrina pankreastumörer med undantag av insulinom , som endast detekteras i hälften av fallen [ 15 ] .I vår undersökning av en välkarakteriserad grupp av 27 patienter med metastaserad midgut-karcinoid befanns oktreotidskintigrafi
( inklusive tomografi ) ha högre sensitivitet och specificitet än kombinerad konventionell radiologi ( ultraljud och datortomografi ) [ 16 ] .Metodens styrka visades av att den kunde avslöja tumör hos opererade patienter som ansetts vara i komplett remission eftersom de haft normala tumörmarkörer och normala fynd vid konventionell radiologi .Hos en del patienter med kända levermetastaser avslöjades kliniskt tysta metastaser främst inom halsregionen och i mediastinum .Den kliniska handläggningen förändrades genom de skintigrafiska fynden hos en tredjedel av patienterna .Dessa genomgick ytterligare kirurgisk behandling för att uppnå remission eller för att avlägsna metastaser med ogynnsamt läge ( infiltration av vagusnerv eller större kärl ) .Samma radionuklidinjektion kan utnyttjas för såväl preoperativ som postoperativ skintigrafi , vilket möjliggör en kontroll av ingreppets radikalitet ( Figur 1 ) .Medullär tyreoideacancerEndast hälften av patienterna med medullär tyreoideacancer
har skintigrafiskt positiva tumörer [ 15 ] .Ett positivt skintigrafifynd har tidigare ansetts vara förenat med fördelaktig prognos .Låg differentieringsgrad hos tumören antogs medföra nedsatt förmåga att uttrycka somatostatinreceptorer .Vi har utvärderat 22 fall av medullär tyreoideacancer med biokemiska tecken på recidiv ( stegrade serum-kalcitoninnivåer ) efter total tyreoidektomi .Elva patienter med skintigrafiskt positiva metastaser hade betydligt högre kalcitoninkoncentrationer ( = större tumörbörda ) än de med negativ skintigrafi .Avintresse är att den skintigrafiskt positiva gruppen hade snabbare årlig ökning av kalcitoninnivåerna .Dessa tumörer hade även högre proliferation ( studerat histopatologiskt med nukleära proliferationsantigener ) .Tillsammans talar dessa fynd för att positiv oktreotidskintigrafi är korrelerad till aggressiv tumörväxt med dålig prognos .Hittills har kirurgisk behandling varit det enda behandlingsalternativet vid medullär tyreoideacancer .Emellertid
antyder våra data att just aggressiva tumörer , som är svåra att bota med kirurgi , skulle kunna bli föremål för somatostatinreceptormedierad strålterapi ( se nedan ) .Tabell I. Koncentrationen av 111In i tumör i förhållande till blod för olika neuroendokrina tumörtyper och tid efter injektion av 111In-DTPA-D-Phe1-oktreotid .Karcinoidtumörerna är av midguttyp förutom en , som är av foregut-typ ( * ) .N anger antalet undersökta tumörer .Figur 3 .Uttryck av subtyper av somatostatinreceptorer i karcinoidtumörer analyserade med Northern blot-teknik .Total-RNA ( 20 mg ) från humana midgut-karcinoider ( kanal 1-5 ) fraktionerades på agaros-/formaldehydgel och transfererades till nylonmembran .Dessa hybridiserades med cRNA-prober mot de fem subtyperna och analyserades därefter i en » Phosphor Imager » .Storleken på transkripten är indikerad och mängden laddat RNA-prov per kanal kontrollerades genom rehybridisering med prob mot G3PDH .Samma vävnadsprov har analyserats med de fem olika somatostatinreceptorproberna
.Samtliga subtyper av somatostatinreceptorer kunde påvisas i de olika tumörerna .Intraoperativ tumörlokalisation med skintillationsdetektorMed kunskap om somatostatinreceptorskintigrafins höga diagnostiska sensitivitet och specificitet har det varit naturligt att försöka utnyttja tekniken intraoperativt för lokalisering av neuroendokrina tumörer .Detta har gjorts enligt ett standardiserat protokoll efter injektion av 111In-oktreotid hos ett 40-tal patienter med karcinoidtumör , endokrin pankreastumör eller medullär tyreoideacancer [ 17 ] .Det radioaktiva upptaget i misstänkta tumörförändringar undersöks med en handburen skintillationsdetektor dels i operationsfältet in situ , dels efter excision ( ex vivo ) .Kvoter ( Rin situ och Rex vivo ) mellan signalen från den tumörmisstänkta vävnaden och signalen från representativ normalvävnad beräknas och utvärderas statistiskt .Före histopatologisk undersökning har 111In-koncentrationen i all avlägsnad vävnad mätts med
gammaräknare och relaterats till motsvarande nivåer i blodprov , tagna under operationen , för beräkning av kvoten vävnad/blod ( Figur 2 , Tabell I ) .En utvärdering visade att mätningar med skintillationsdetektor gav missvisande resultat ( såväl falskt positiva som falskt negativa resultat ) i 12 procent av in situ-mätningarna , medan felprocenten sjönk till 7 procent vid mätning ex vivo .Inte i något fall kunde mikroskopisk tumörväxt i lymfkörtlar , eller mikroadenom i pankreas , detekteras med den nuvarande metoden [ 17 ] .De mest tillförlitliga mätningarna sågs i områden med låg bakgrundsaktivitet ( lilla bäckenet , mediastinum och hals ) .Precisionen minskade i närheten av parenkymatösa organ med hög bakgrund ( lever , mjälte och njurar ) .Kvoterna tumör/blod var mycket höga vid endokrina pankreastumörer [ 910-1 500 ) , höga vid karcinoider [ 27-650 ) och lägre vid medullär tyreoideacancer ( 3-86 ) .Vid samtliga tumörformer syntes kvoten tumör/blod vara oberoende av intervallet mellan
injektion och mättillfälle ( Tabell I ) [ 17 , 18 ] .De höga kvoterna tumör/blod kontrasterar mot de låga kvoter som sågs vid intraoperativ mätning med skintillationsdetektor , vilket antyder att detektorsystemets sensitivitet borde kunna ökas .En radionuklid med lägre fotonenergi än 111In ( t ex 125I , 99mTc eller 161Tb ) skulle medföra svagare signal från bakgrund .Dessutom skulle upplösningen förbättras , så att mindre tumörer kan urskiljas .Efter modifiering skulle tekniken kunna bli ett värdefullt hjälpmedel vid operationer av små endokrina pankreastumörer , vid recidiv av medullär tyreoideacancer i ärromvandlad vävnad samt för att bedöma radikalitet vid lymfkörtelutrymningar på hals ( medullär tyreoideacancer ) och i mesenterialrot ( karcinoider ) .Avgörande för bindningen av somatostatinanaloger är det kvantitativa uttrycket av receptorsubtyper i den enskilda tumören liksom den använda analogens affinitet till respektive receptorsubtyp .Molekylärbiologisk analys med Northern
blot eller RT-PCR ( polymeraskedjereaktion ) ger idag möjlighet att på fruset tumörmaterial bestämma uttrycket av respektive receptorsubtyp .Vid Northern blot-analys av midgutkarcinoider kunde vi påvisa samtliga fem SSTR-subtyper i tumörvävnad ( Figur 3 ) .Intensiv utveckling av receptorsubtypsspecifika ligander pågår inom läkemedelsindustrin .Med detaljerad kunskap om den enskilda tumörens receptorprofil finns framtida förutsättningar att terapeutiskt kunna utnyttja skräddarsydda analoger .Förutsättningar för receptormedierad strålterapiDen kunskap vi erhållit under utvecklingen av intraoperativ lokaliseringsteknik , t ex höga kvoter tumör/blod och lång retention av mIn i vissa neuroendokrina tumörer [ 17 , 18 ] , utgör god teoretisk grand för somatostatinreceptormedierad terapi med radionuklider i individuella fall .Strålningen från inIn utgörs av gammastrålning ( utnyttjas vid skintigrafi ) samt Auger- och konversionselektroner med mycket kort räckvidd ( se Faktaruta ) .För framgångsrik
strålterapi med derma radionuklid krävs specifik receptorbindning samt upptag av oktreotid i tumörcellen ( internalisering ) för att mIn skall kunna skada vitala cellstrukturer .Somatostatinreceptorligandkomplexets internalisering är dåligt karakteriserad , men för andra G-proteinkopplade receptorer har receptormedierad endocytos påvisats .Internalisering av somatostatin har tidigare beskrivits i hypofys hos försöksdjur [ 19 ] .Vi har studerat humana neuroendokrina tumörceller in vitro för att försöka kartlägga internaliseringsförlopp .I Figur 4 visas resultat från ett försök med midgut-karcinoidceller i primärkultur från en patient med höga kvoter tumör/blod [ 150-650 ) .Vid kontinuerlig inkubering med mIn-oktreotid sågs successiv ökning av specifik bindning och upptag av mIn med tiden ( Figur 4 a ) .Efter pulsinkubering ( 1 timme ) med inIn-oktreotid , följt av inkubering med standardmedium såg man en redistribution av den cellbundna inIn-aktiviteten ( Figur 4 b ) .Det internaliserade
inIn minskade härvid under 6 timmar till ca 50 procent och mängden mIn frisatt till medium ökade i motsvarande grad .Vid fortsatt inkubering över 40 timmar sågs ingen ytterligare redistribution .Den subcellulära fördelningen av U1ln i cellerna studerades med elektronmikroskopisk autoradiografi ( Fig 4c ) .Ett specifikt intracellulärt upptag av inIn sågs i dessa tumörceller och en del av aktivitetskoncentrationen fördelades till cellkärnan .FAKTARUTARadiofarmaka används för kurativ och palliativ behandling av maligna sjukdomar .Mest bekant är utnyttjandet av 131I vid tyreoideacancer .Terapi är möjlig om stråldosen till tumörvävnad är avsevärt högre än till frisk vävnad , genom antingen ett högre upptag eller längre biologisk halveringstid i tumörvävnaden .Då en radionuklid sönderfaller , sänder den ut olika strålslag i form av elektromagnetisk straining ( s k fotoner ) och partiklar ( t ex elektroner ) .Fotoner med lämplig energi ( ca 70-400 keV ) utnyttjas vid skintigrafi , då
fotonerna passerar ut ur kroppen och kan detekteras med en gammakamera .Vid sönderfall kan det också utsändas olika typer av elektroner , vilka utnyttjas vid terapi .Elektronerna stoppas helt i vävnad inom elektronernas räckvidd ( vanligtvis mellan ca 5 nm och 1 cm ) , vilken är kraftigt beroende av elektronernas energi .Längs sin väg bromsas elektronen och dess energi avges till vävnaden .Begreppet stråldos innebär avgiven energi per massenhet .Risken ( vid terapi : möjligheten ) för att strålningen skall orsaka vävnadsskador , såsom celldöd , är proportionell mot stråldosen .Vid vissa typer av sönderfall utsänds så kallade Auger-elektroner och konversionselektroner .Vid elektroninfångning fångar atomkärnan in en orbitalelektron , och då bildas en vakans i ett inre elektronskal .Vid inre konversion emitteras en elektron , konversionselektron , från ett av de inre elektronskalen , och även i detta fall bildas en vakans i ett inre elektronskal .Derma vakans kommer att fyllas av en elektron
från ett yttre elektronskal .I samband med detta antingen avges överskottsenergin som en foton ( karakteristisk röntgenstrålning ) eller överförs den till en yttre elektron , Augerelektron , som emitteras från atomen .I det senare fallet ökar antalet vakanser med ett , vilket innebär att en kaskad av Auger-elektroner utsänds vid sönderfallet .Auger- och konversionselektronerna har eller kan ha mycket låg energi , men eftersom de även har mycket kort räckvidd avges deras energi inom en mycket liten volym .Stråldosen kan därför lokalt bli mycket hög .Om sönderfallet sker nära DNA , erhålls en mycket kraftig cytotoxisk effekt .De parameter som avgör om en radionuklid är användbar för terapi är : 1 .andelen frigjord energi som går till elektroner ( och andra laddade partiklar ) ;2 .elektronernas räckvidd i förhållande till den subcellulära fördelningen av radionukliden i tumör- och normalvävnad ;3 .halveringstiden för radionukliden i förhållande till dess farmakokinetik i tumör- och
normalvävnad .Figur 4 a .Humana midgut-karcinoidceller i primärkultur inkuberades 1-6 timmar med 111ln-DTPA-D-Phe1-oktreotid .Efter sköljning och trypsinbehandling bestämdes internaliserat ( ? ) och cellytebundet ( ? ) 111ln .Värden anges i procent av tillfört 111ln .BehandlingsexempelRotterdamgruppen har redovisat somatostatimeceptormedierad strålterapi för sex patienter med avancerade neuroendokrina tumörer [ 20 ] .Mot bakgrund av våra kliniska och experimentella studier har även vi bedömt att förutsättningar finns för sådan terapi efter noggrann karakterisering av den enskilda patienten .En individuell dosplanering och efterföljande dosuppskattning görs för varje injektionstillfälle .Vår första patient , som behandlades med inIn-oktreotid , hade ett avancerat midgut-karcinoidsyndrom med höga nivåer av 5-HIAA i urin och kromogranin A i plasma .Tumörens generaliserade spridning gjorde riktad interventionell terapi mot metastaser i mediastinum , lever och skelett omöjlig .Farmakokinetiken
för inIn studerades med helkroppsskintigrafi , varvid stråldosen till kritiska organ uppskattades .I samband med primärkirurgi uppmättes höga kvoter tumör/blod , och tumörvävnaden studerades in vitro med resultat talande för internalisering av 111In ( se ovan ) .Tre behandlingar med 111In-oktreotid ( 3-3,5 GBq/terapitillfälle ) , vardera motsvarande cirka 20 gånger diagnostisk mängd , gavs med en till två månaders mellanrum .Patientens symtom lindrades och tumörmarkörnivåerna sjönk markant .Upprepade datortomografiundersökningar visade stationärt tumörstatus under uppföljningsåret .Figur 4 b .Humana midgutkarcinoidceller i primärkultur pulsinkuberades 1 timme med 111In-DTPA-D-Phe1-oktreotid .Därefter sköljdes cellerna och inkuberades vidare i standardmedium under 48 timmar .111In i celler ( o ) och medium ( * ) anges i procent av initialt cellbundet 111In .Figur 4 c .Elektronmikroskopisk autoradiografi av human midgutkarcinoidcell i primärkultur inkuberad med 111ln-oktreotid .Snittet
har varit täckt av en autoradiografisk emulsion under 1 vecka .Efter framkallning kan utfällning av silverkorn , inducerad av elektronstrålning från den radioaktiva isotopen , påvisas över cytoplasman ( inringat ) tydande på internalisering av 111ln ( N = cellkärna ) .
