Guz rakowiowy
Patofizjologia i mechanizm
Guzy rakowiakowe to nowotwory neuroendokrynne wywodzące się głównie z komórek enterochromafinowych przewodu pokarmowego, zwłaszcza wyrostka robaczkowego. Charakteryzują się wolnym wzrostem, ale mogą wydzielać liczne biologicznie czynne substancje, przede wszystkim serotoninę, która odgrywa kluczową rolę w patogenezie zespołu rakowiaka. Etiologia guzów wiąże się z nieprawidłowościami genetycznymi, m.in. utratą chromosomu 18 w 69% rakowiaków jelita cienkiego. Mikrośrodowisko guza, w tym fibroblasty związane z nowotworem (CAFs) i reakcja desmoplastyczna, wpływają na progresję i włóknienie. Zespół rakowiaka występuje u 30-40% pacjentów z dobrze zróżnicowanymi guzami i objawia się m.in. biegunką, zaczerwienieniem skóry oraz włóknieniem krezkowym, które może prowadzić do niedrożności jelit. Serotonina metabolizowana jest do 5-HIAA, którego podwyższony poziom koreluje z powikłaniami, w tym chorobą serca związaną z aktywacją receptora 5-HT2B i włóknieniem zastawek prawej strony serca.
- Patogeneza guzów rakowiakowych
- Mechanizm zespołu rakowiaka
- Rola serotoniny
- Inne mediatory zespołu rakowiaka
- Mechanizm choroby sercowej w zespole rakowiaka
- Mechanizm zwłóknienia pozasercowego
- Patofizjologia związana z lokalizacją guza
- Mechanizm przyczyniający się do progresji nowotworu
- Mechanizmy włóknienia w zespole rakowiaka
Patogeneza guzów rakowiakowych
Guzy rakowiakowe (carcinoid tumors) to nowotwory pochodzenia neuroendokrynnego, wywodzące się z komórek macierzystych znajdujących się głównie w ścianie przewodu pokarmowego, szczególnie wyrostka robaczkowego.12 Są to wolno rosnące zmiany wywodzące się z komórek enterochromafinowych (komórki Kulchitsky’ego), które należą do rozproszonego układu komórek endokrynnych.34 Guzy te mogą wydzielać liczne substancje biologicznie czynne, w tym aminy biogenne i peptydy, z których najważniejszą rolę odgrywa serotonina.5
Podłoże genetyczne
Dokładna etiologia guzów rakowiakowych pozostaje nieznana, jednak podejrzewa się udział nieprawidłowości genetycznych w ich rozwoju.6 Badania wykazały liczne zmiany chromosomalne, takie jak utrata heterozygotyczności i zaburzenia numeryczne chromosomów.7 W rakowiakach jelita cienkiego szczególnie często występuje utrata całego chromosomu 18 (w około 69% przypadków), podczas gdy w rakowiakach innych lokalizacji oraz guzach neuroendokrynnych trzustki obserwuje się to zjawisko znacznie rzadziej.89
W rakowiakach nerki zaobserwowano nieprawidłowości dotyczące chromosomu 3, co sugeruje jego znaczącą rolę w patogenezie tych guzów.10 Z kolei badania nad rakowiakami wyrostka robaczkowego typu goblet cell wykazały utratę fragmentów chromosomów 11q, 16q i 18q, co sugeruje, że potencjalne lub nieznane jeszcze geny supresorowe nowotworów mogą mieć istotne znaczenie w patogenezie tych guzów.11
W przeciwieństwie do guzów neuroendokrynnych trzustki, rakowiaki jelita cienkiego nie są związane z żadnym znanym zespołem genetycznym.12 Istotne wskazówki sugerujące zespół genetyczny to: młody wiek w momencie diagnozy, występowanie wielu guzów neuroendokrynnych (lub innych nowotworów) u jednego pacjenta, występowanie podobnych lub różnych guzów neuroendokrynnych w wywiadzie rodzinnym oraz hiperplazja komórek endokrynnych i mikrogruczolaki w preparacie chirurgicznym.13
Patogeneza molekularna
Komórki guzów rakowiakowych produkują znaczne ilości beta-kateniny, co umożliwia adhezję komórek nowotworowych, tym samym promując przerzuty.14 Indukcja Raf1 prowadzi do zmniejszenia adhezji komórek rakowiaka i może być istotnym elementem w procesie tworzenia przerzutów.15
Mikrośrodowisko guza (TME) odgrywa kluczową rolę w progresji nowotworu i rozwoju włóknienia. W przypadku rakowiaka jelita cienkiego, mikrośrodowisko guza charakteryzuje się specyficzną reakcją desmoplastyczną i ograniczoną infiltracją leukocytarną, co odróżnia je od innych nowotworów.16 Fibroblasty związane z nowotworem (CAFs) są dominującym komórkowym składnikiem podścieliska guza i są identyfikowane przez ekspresję α-aktyny mięśni gładkich (SMA).17 W przeciwieństwie do nieaktywnych fibroblastów, CAFs mogą proliferować, produkować czynniki wzrostu i macierz pozakomórkową (ECM).18
Mechanizm zespołu rakowiaka
Zespół rakowiaka występuje u około 30-40% pacjentów z dobrze zróżnicowanymi guzami neuroendokrynnymi i jest zespołem paraneoplastycznym związanym z wydzielaniem kilku czynników humoralnych.19 Zespół ten pojawia się, gdy substancje wazoaktywne produkowane przez guz rakowiakowy omijają metabolizm wątrobowy i dostają się do krążenia ogólnego.2021
Rola serotoniny
Serotonina jest głównym markerem związanym z zespołem rakowiaka.22 Guzy neuroendokrynne wydzielają około 40 rodzajów biologicznie aktywnych amin i peptydów, ale to właśnie serotonina odgrywa najważniejszą rolę w zespole rakowiaka.23 W normalnych warunkach tylko 1% tryptofanu jest przekształcany w serotoninę, ale w guzach rakowiakowych może to być nawet do 70%.2425 Ponieważ niacyna jest syntetyzowana z tryptofanu, nadmierne wykorzystanie tryptofanu do syntezy serotoniny może prowadzić do niedoboru niacyny i związanych z tym objawów.26
Nadmiar serotoniny powoduje zwiększoną motorykę przewodu pokarmowego i hipersekrecję, prowadząc do biegunki, która jest jednym z głównych objawów zespołu rakowiaka.27 Serotonina jest metabolizowana do kwasu 5-hydroksyindolooctowego (5-HIAA) i wydalana z moczem.28
Inne mediatory zespołu rakowiaka
Oprócz serotoniny, w patogenezie zespołu rakowiaka uczestniczą także inne substancje, takie jak histamina, kalikreina, prostaglandyny i tachykininy.2930 Guzy neuroendokrynne zlokalizowane w płucach produkują głównie histaminę, powodując atypowe zaczerwienienie skóry i świąd, podczas gdy tachykininy przyczyniają się do zaczerwienienia poprzez efekt wazodylatacyjny.31
Rakowiaki przedniej części przewodu pokarmowego (foregut) i płuc nie produkują serotoniny z powodu braku niezbędnego enzymu, natomiast rakowiaki tylnej części przewodu pokarmowego (hindgut) zazwyczaj nie wydzielają znaczących ilości hormonów.32 Guzy neuroendokrynne płuc produkują głównie histaminę, co powoduje nietypowe zaczerwienienie i świąd.33
Mechanizm choroby sercowej w zespole rakowiaka
Dokładny mechanizm rozwoju choroby sercowej w zespole rakowiaka pozostaje niejasny, jednak istnieją silne dowody na rolę serotoniny w fibrogenezie i stymulacji wzrostu fibroblastów w chorobie sercowej związanej z rakowiakiem.34 Choroba sercowa wynika z przewlekłej degeneracji włóknistej płatków zastawek sercowych.35
Serotonina indukuje kardiopatię prawdopodobnie poprzez receptor 5-HT2B. Aktywacja tego receptora sprzężonego z białkiem G pośredniczy w sygnałach mitogennych fibroblastów i komórek mięśni gładkich, a także w wydzielaniu cytokin i składników macierzy pozakomórkowej.36 Zmiana włóknista zazwyczaj dotyczy strony odpływowej płatków zastawkowych (tj. komorowej strony zastawki trójdzielnej i płucnej strony zastawki płucnej) oraz aparatu podzastawkowego.37
Akumulacja włóknienia prowadzi do postępującego ograniczenia ruchu, retrakcji i unieruchomienia, co klinicznie objawia się jako zwężenie zastawek prawej strony serca, niedomykalność lub zmienna kombinacja obu.38 Lewa strona serca jest względnie chroniona przed chorobą serca związaną z rakowiakiem, ponieważ peptydy wazoaktywne są inaktywowane podczas przechodzenia przez płuca, zanim dotrą do lewego przedsionka.3940
Mechanizm zwłóknienia pozasercowego
Zespół rakowiaka jest związany z włóknieniem skóry i włóknieniem zaotrzewnowym, które może powodować zwężenie moczowodów i wodonercze.41 Chociaż dokładne mechanizmy włóknienia pozasercowego nie zostały jeszcze w pełni wyjaśnione, serotonina i czynnik wzrostu transformujący beta (TGF-β) są uważane za możliwe mediatory.42
TGF-β jest kluczowym regulatorem procesów proliferacyjnych i profibrogennych.43 Sygnalizacja TGF-β ma podwójną rolę: z jednej strony działanie przeciwnowotworowe i antyproliferacyjne w stanach fizjologicznych i wczesnych nowotworowych, a z drugiej strony działanie pronowotworowe, takie jak proliferacja i inwazja w późniejszych stadiach choroby nowotworowej.44 Stymuluje również komórki podścieliska do indukowania różnicowania miofibroblastycznego i zmienionej produkcji macierzy pozakomórkowej.45
Kolejnym ważnym czynnikiem jest płytkopochodny czynnik wzrostu (PDGF), który ma silny efekt proliferacyjny na fibroblasty i może indukować proliferację komórek nabłonkowych nowotworów.46 Efekty profibrogennego PDGF są zapośredniczone przez wiązanie z receptorami PDGF-α i -β.47 W komórkach podścieliska rakowiaka jelita cienkiego receptor PDGFR został wykryty w 66-85% przypadków.48
Czynnik wzrostu tkanki łącznej (CTGF) jest członkiem rodziny czynników wzrostu CCN, które są indukowane przez cytokiny, takie jak TGF-β, a także przez serotoninę.49 CTGF wzmacnia profibrogeniczne działanie TGF-β, EGF i FGF, zwiększając syntezę kolagenu, proliferację fibroblastów i różnicowanie w miofibroblasty.50
Patofizjologia związana z lokalizacją guza
Patofizjologia guzów rakowiakowych jest ściśle związana z lokalizacją guza pierwotnego.51 Guzy rakowiakowe mogą rozwijać się w różnych narządach, w tym w jelicie cienkim, wyrostku robaczkowym, okrężnicy, odbytnicy, oskrzelach, trzustce, jajnikach, jądrach, drogach żółciowych i wątrobie.52
Rakowiaki płucne
Rakowiaki płucne występują zarówno w lokalizacji centralnej, jak i obwodowej, i wykazują pewne różnice w cechach kliniczno-patologicznych.53 Istotną różnicą jest silny związek guza obwodowego z hiperplazją neuroendokrynną, podczas gdy taki związek w guzach centralnych jest nieistotny.54 Lokalizacja guza może mieć znaczenie dla patobiologii rakowiaka płuc.55
Badania wykazały, że rakowiaki typu obwodowego, niezależnie od tego, czy występują w lokalizacji obwodowej czy centralnej, wymagają dokładnego poszukiwania podstawowej hiperplazji neuroendokrynnej.56 DIPNECH (rozlane idiopatyczne płucne nadmierne rozrastanie komórek neuroendokrynnych) charakteryzuje się hiperplazją komórek neuroendokrynnych, tumorletami i ostatecznie rakowiakami.57
Rakowiaki jelit
Rakowiaki środkowej części przewodu pokarmowego (midgut) są szczególnie aktywnymi producentami serotoniny.58 Pierwotna zmiana w rakowiakach środkowej części przewodu pokarmowego to zwykle mały (1 cm), płaski i włóknisty guz w płaszczyźnie podśluzówkowej jelita cienkiego, który często nie jest diagnozowany aż do operacji.59
Inne typowe znaleziska operacyjne obejmują powiększone węzły chłonne ze związanym włóknieniem krezkowym, co prowadzi do zagięcia jelita, a tym samym do niedrożności.60 To rozległe włóknienie krezkowe jest prawdopodobnie spowodowane uwalnianiem serotoniny i czynników wzrostu z komórek nowotworowych i może również prowadzić do otoczenia naczyń krezkowych, powodując niedokrwienie jelita.61
Zespół rakowiaka występuje typowo u pacjentów z przerzutami do wątroby/płuc, z ogólną częstością występowania 10% w rakowiakach przewodu pokarmowego, ale 20% u osób z chorobą jelita czczego i krętego.62
Mechanizm przyczyniający się do progresji nowotworu
Guzy rakowiakowe są zazwyczaj wolno rosnące, jednak mogą nagle zacząć rosnąć szybko z przyczyn, które nie są dobrze poznane.63 Mimo to, guzy te mogą przerzutować do regionalnych węzłów chłonnych i innych narządów, w tym wątroby, kości i ośrodkowego układu nerwowego.64
Rola angiogenezy
Angiogeneza jest ważnym procesem w progresji guzów rakowiakowych.65 Istnieje wiele związków o charakterze antyangiogennym, które mogą potencjalnie hamować wzrost guza.66 Mikrośrodowisko guza jest kluczowym determinantem progresji nowotworu.67
Rola receptorów somatostatynowych
Większość dobrze zróżnicowanych guzów rakowiakowych posiada receptory somatostatynowe na powierzchni komórek.68 Somatostatyna jest peptydem, który hamuje wydzielanie wielu hormonów, a znaczna część guzów rakowiakowych wykazuje ekspresję receptorów somatostatynowych na powierzchni swoich komórek.69
Analogi somatostatyny (oktreotyd i lanreotyd) oraz interferony są skutecznie stosowane do łagodzenia objawów zespołu rakowiaka u 70% pacjentów, zapewniając redukcję guza u około 5% pacjentów i stabilizację choroby u około połowy pacjentów.70
Rola kryzysu rakowiaka
Pacjenci z zespołem rakowiaka, którzy poddawani są operacji, znieczuleniu lub chemioterapii, są narażeni na wystąpienie kryzysu rakowiaka, który jest stanem zagrażającym życiu, spowodowanym nagłym wzrostem serotoniny we krwi.71 Profilaktyczne zastosowanie ciągłego wlewu oktreotydu przed, w trakcie i po operacji zmniejsza częstość występowania kryzysów rakowiaka podczas operacji cytoredukcyjnych guzów neuroendokrynnych.72
| Lokalizacja | Główne mediatory | Patofizjologia | Efekty kliniczne |
|---|---|---|---|
| Jelito cienkie (midgut) | Serotonina, kalikreina | Zwiększona motoryka jelit, hipersekrecja | Biegunka, zaczerwienienie skóry, włóknienie krezkowe |
| Płuca (foregut) | Histamina, tachykininy | Rozszerzenie naczyń, skurcz oskrzeli | Atypowe zaczerwienienie, świąd, duszność |
| Jelito grube (hindgut) | Zwykle brak istotnej sekrecji hormonów | Ograniczone działanie endokrynne | Głównie objawy miejscowe |
| Narządy z przerzutami (najczęściej wątroba) | Serotonina i inne substancje wazoaktywne omijające metabolizm wątrobowy | Czynniki docierające do krążenia ogólnego | Pełnoobjawowy zespół rakowiaka |
| Serce (komplikacja systemowa) | Serotonina (via receptor 5-HT2B) | Fibrinogenna przebudowa zastawek prawej strony serca | Niedomykalność/zwężenie zastawki trójdzielnej i płucnej |
Mechanizmy włóknienia w zespole rakowiaka
Włóknienie jest istotną komplikacją guzów rakowiakowych i może występować zarówno wokół guza, jak i w odległych miejscach.73 Najważniejszym włóknieniem miejscowym jest włóknienie krezkowe, które występuje u 50% pacjentów z rakowiakiem jelita cienkiego.74
Kaskada molekularna prowadząca do włóknienia
Kaskada molekularna prowadząca do włóknienia w zespole rakowiaka obejmuje kilka kluczowych czynników. Serotonina jest jednym z głównych mediatorów poprzez receptor 5-HT2B.75 Wysokie stężenie serotoniny jest uważane za głównego mediatora biegunki, działającego bezpośrednio na receptory błony komórkowej neuronów jelitowych. Zwiększa to perystaltykę i utrudnia wchłanianie jelitowe.76
Serotonina może również stymulować syntezę macierzy pozakomórkowej (ECM), prowadząc do włóknienia i powodując w dłuższej perspektywie niedrożność jelit oraz chorobę sercową związaną z rakowiakiem.77 Istnieje korelacja między tymi powikłaniami a podwyższonym poziomem 5-HIAA w moczu.78
Jak już wcześniej wspomniano, TGF-β i PDGF odgrywają istotną rolę w procesie włóknienia. TGF-β stymuluje różnicowanie fibroblastów w miofibroblasty, które następnie same wydzielają TGF-β, tworząc samopodtrzymującą się, profibrotyczną pętlę sprzężenia zwrotnego.79
Strategie terapeutyczne ukierunkowane na mechanizmy włóknienia
Strategie terapeutyczne ukierunkowane na mechanizmy włóknienia w zespole rakowiaka obejmują inhibitory syntezy serotoniny, takie jak telotristat etyl, który jest inhibitorem hydroksylazy tryptofanu, kluczowego enzymu zaangażowanego w syntezę serotoniny.80 Ocena telotristat etylu u pacjentów z zespołem rakowiaka opierała się na hipotezie, że zahamowanie syntezy serotoniny w guzie może skutecznie leczyć zespół rakowiaka.81
Zmniejszenie stężenia kwasu 5-hydroksyindolooctowego (5-HIAA) w moczu odzwierciedla redukcję syntezy serotoniny.82 Potencjalną korzyścią z obniżenia poziomu serotoniny u pacjentów z zespołem rakowiaka jest zapobieganie długoterminowym konsekwencjom wysokich poziomów.83
Analogi somatostatyny, takie jak oktreotyd, działają poprzez wiązanie się z receptorami na komórkach guzów rakowiakowych i hamują produkcję i uwalnianie hormonów guza.84 Pacjenci z guzami rakowiaka przewodu pokarmowego, których nie można usunąć chirurgicznie, mogą odnieść korzyść z comiesięcznych iniekcji syntetycznego hormonu, oktreotydu, który kontroluje objawy związane z hormonami i może potencjalnie spowolnić wzrost guza.85
Dodatkowo, nowe terapie celowane na receptory somatostatynowe, takie jak PRRT (peptide receptor radionuclide therapy), wykorzystują radioaktywny lek o nazwie lutetium Lu 177 dotatate (Lutathera), który jest skuteczny w leczeniu guzów rakowiaka przewodu pokarmowego i trzustki posiadających receptory somatostatynowe.86
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.