Przerzuty nowotworowe do kości
Diagnostyka i diagnoza
Przerzuty nowotworowe do kości stanowią istotny problem kliniczny, szczególnie u pacjentów z rakiem piersi, prostaty, płuc i nerek, gdzie częstość ich występowania wynosi odpowiednio 65-75%, 30-40% i 20-32%. Diagnostyka obrazowa jest kluczowa w wykrywaniu i ocenie zaawansowania zmian przerzutowych. Standardowo stosuje się zdjęcia rentgenowskie (czułość około 50%), scyntygrafię kości (czułość do 83,3%), tomografię komputerową (czułość około 85%) oraz rezonans magnetyczny (czułość około 90%), a także PET/CT z 18F-FDG lub 18F-NaF, które charakteryzują się najwyższą czułością (do 100%) i swoistością (do 97%). Każda z tych metod ocenia inne aspekty zmian kostnych: scyntygrafia – przebudowę kostną, TK – destrukcję kory kostnej, MR – zajęcie szpiku i tkanek miękkich, PET-CT – metabolizm glikolityczny. Wybór metody zależy od typu histologicznego guza i charakteru przerzutów (osteolityczne, sklerotyczne, mieszane).
- Przerzuty nowotworowe do kości – wprowadzenie
- Diagnostyka obrazowa przerzutów nowotworowych do kości
- Radiografia konwencjonalna (RTG)
- Scyntygrafia kości
- Tomografia komputerowa (TK)
- Rezonans magnetyczny (MR)
- Pozytonowa tomografia emisyjna (PET)
- Porównanie metod obrazowych
- Badania laboratoryjne w diagnostyce przerzutów do kości
- Biopsja w diagnostyce przerzutów do kości
- Nowoczesne metody diagnostyczne
- Podejście multidyscyplinarne w diagnostyce przerzutów do kości
- Podsumowanie diagnostyki przerzutów nowotworowych do kości
Przerzuty nowotworowe do kości – wprowadzenie
Przerzuty nowotworowe do kości (wtórne nowotwory kości) to stan, w którym komórki nowotworowe rozprzestrzeniają się z pierwotnego miejsca powstania guza do kości. Kości są trzecim najczęstszym miejscem występowania przerzutów, po płucach i wątrobie. Przerzuty do kości występują znacznie częściej niż pierwotne nowotwory kości.12
Częstość występowania przerzutów do kości zależy od rodzaju pierwotnego nowotworu. Szczególnie często występują u pacjentów z rakiem piersi i prostaty (65-75% przypadków), płuc (30-40%) oraz nerek (20-32%).3 Badanie Hernandeza i wsp. oszacowało skumulowaną częstość występowania przerzutów do kości w Stanach Zjednoczonych na 2,9% po 30 dniach, 4,8% po roku, 5,6% po dwóch latach, 6,9% po pięciu latach i 8,4% po dziesięciu latach.4
Wczesne wykrycie przerzutów do kości jest istotne dla właściwego określenia stopnia zaawansowania choroby, rokowania oraz wdrożenia strategii profilaktycznych i leczniczych, które mogą prowadzić do zmniejszenia chorobowości i śmiertelności.4 Przerzuty do kości pogarszają rokowanie i jakość życia pacjentów, powodując takie powikłania jak złamania patologiczne, ból, kompresja rdzenia kręgowego czy hiperkalcemia.35
Diagnostyka obrazowa przerzutów nowotworowych do kości
Diagnostyka obrazowa odgrywa kluczową rolę w wykrywaniu, diagnozowaniu i monitorowaniu przerzutów nowotworowych do kości. Wybór odpowiedniej metody obrazowania zależy od specyfiki konkretnego przypadku.6 Nowoczesne techniki obrazowania umożliwiają szybką diagnozę przerzutów do kości. Standardowe i dobrze znane badania, takie jak badanie rentgenowskie i scyntygrafia kości, charakteryzują się odpowiednią czułością i pozostają ważnymi narzędziami diagnostycznymi.7
Radiografia konwencjonalna (RTG)
Zdjęcia rentgenowskie (RTG) są zwykle pierwszym badaniem wykonywanym u pacjentów z bólem kostnym. Pozwalają na podstawową ocenę stopnia niszczenia kości przez guz oraz stopnia erozji korowej.8 Radiografia może ujawnić oznaki zniszczenia kości spowodowanego przez raka lub nową kość, która rośnie z powodu procesu nowotworowego.9
Przerzuty do kości można sklasyfikować na podstawie obrazowania jako osteolityczne, sklerotyczne (osteoblastyczne) lub mieszane.4 Klasyczne zdjęcia RTG wykonywane w 2 projekcjach ortogonalnych pozwalają uzyskać informacje o wielkości i lokalizacji guza, a także ocenić ryzyko złamania patologicznego.10
Należy jednak pamiętać, że zdjęcia RTG mają ograniczoną czułość (około 50%) w porównaniu z innymi metodami obrazowania, takimi jak scyntygrafia kości, tomografia komputerowa czy rezonans magnetyczny.11 Przerzuty do kości często nie są widoczne na zwykłych zdjęciach rentgenowskich, dopóki nie są znacznie zaawansowane.12
Scyntygrafia kości
Scyntygrafia kości (BS) jest powszechnie uznawana za najbardziej efektywną kosztowo i dostępną metodę całego ciała do oceny przerzutów do kości.13 Charakteryzuje się wysoką czułością (około 80%, zakres 62-100%) i umożliwia uwidocznienie całego szkieletu w jednym badaniu.1114
W scyntygrafii kości używane są radioznaczniki osteofilne, które wykrywają zwiększoną aktywność metaboliczną kości. Większość przerzutów do kości powoduje zwiększone gromadzenie znacznika (gorące ognisko), choć czasami w bardzo agresywnych zmianach czysto litycznych można zaobserwować ubytek fotopeniczny (zimne ognisko).11
Główną zaletą scyntygrafii kości jest możliwość obrazowania całego szkieletu, a także jej wysoka czułość, która umożliwia wykrycie przerzutów do kości we wczesnym stadium.1516 Scyntygrafia kości może wykazać zmiany w kościach znacznie wcześniej niż klasyczne zdjęcia rentgenowskie.12
Systematyczny przegląd doniesień naukowych podaje czułość scyntygrafii kości nawet do 83,3%, choć wcześniejsze badania wykazywały czułość do 50%.17 Badanie to pozostaje złotym standardem w diagnostyce przerzutów do kości, a nawet jest często pierwszym wyborem w przypadku pacjentów z podejrzeniem przerzutów o nieznanym pochodzeniu.18
Tomografia komputerowa (TK)
Tomografia komputerowa (TK) jest uzupełniającą techniką obrazową używaną do diagnozowania przerzutów do kości. Jest szczególnie zalecana w przypadku rozbieżności między wynikami zdjęć rentgenowskich (negatywnych) a scyntygrafią (pozytywną).10 TK zapewnia najlepszą ocenę stopnia zniszczenia kory kostnej i jest najbardziej czułą metodą obrazowania do wykrywania destrukcji kości (około 85%, zakres 71-100%).811
TK może być konieczna do sprawdzenia obecności nowotworów, które czasami nie są wykrywalne w scyntygrafii kości. Jest również idealna do oceny wielkości i kształtu guza w kości.19 Jest badaniem komplementarnym, zalecanym w przypadku gdy badanie scyntygraficzne jest pozytywne, a badanie RTG negatywne.10
Rezonans magnetyczny (MR)
Rezonans magnetyczny (MR) jest najbardziej zaawansowaną metodą obrazowania guzów kości. Technika ta opiera się na wykrywaniu zawartości protonów w komórkach. Komórki nowotworowe zawierają więcej cząsteczek wody niż zdrowy szpik kostny lub kość korowa.10 MR wykazuje najwyższą czułość (około 90%, zakres 82-100%) w ocenie anatomicznego (szpikowego i pozakostnego) zakresu zmiany nowotworowej.811
MR jest szczególnie przydatny w wykrywaniu przerzutów do kości przed pojawieniem się zmian w metabolizmie kości, które mogłyby być wykryte w scyntygrafii kości.20 Jest standardowym badaniem wymaganym przez lekarzy w przypadku podejrzenia ucisku rdzenia kręgowego, a także służy do oceny stopnia zajęcia tkanek miękkich sąsiadujących z guzem.19
MR całego ciała (WBMRI) jest coraz częściej stosowany do identyfikacji przerzutów do kości, z kluczowym komponentem będącym obrazowaniem dyfuzyjnym (DWI), które mierzy mikroskopowe właściwości dyfuzyjne wody w celu zbadania mikrostruktury tkanki.20 WBMRI wykrywa przerzuty do kości z czułością 91% i swoistością 96%.21
Pozytonowa tomografia emisyjna (PET)
Pozytonowa tomografia emisyjna (PET) jest nowoczesną i uznaną metodą wykrywania komórek nowotworowych. Wykorzystanie znacznika 18F-FDG jest skutecznym sposobem wskazania komórek o zwiększonej absorpcji glukozy, takich jak przerzuty.10
18F-Fluorek sodu (18F-NaF) PET/CT wykazuje wiele zalet, takich jak wczesne wykrywanie, dokładne informacje o zasięgu przerzutowych zmian kostnych i doskonałą jakość obrazu (rozdzielczość przestrzenna 4-5 mm).20 Badanie to pozwala na obrazowanie funkcjonalne przerzutów do kości o wysokiej rozdzielczości, ze znacznie większą czułością (100%) i swoistością (97%) niż konwencjonalna planarna scyntygrafia kości.20
Retrospektywna analiza 31 osób z rdzeniastym rakiem tarczycy (MTC), które przeszły badanie 18F-NaF PET/CT w celu oceny przerzutów do kości, wykazała, że zmiany kostne zidentyfikowano u 62% pacjentów w obszarach nieocenianych przez standardowe badania MRI.20
PET-CT wykorzystujący 18F-FDG jest rutynowo stosowany w ocenie zaawansowania różnych nowotworów i odgrywa ważną rolę w wykrywaniu przerzutów do kości.22 Jest preferowaną metodą wykrywania przerzutów do kości u pacjentów z nowotworami chłonnymi na 18F-FDG, takimi jak rak piersi czy płuc.18
Porównanie metod obrazowych
Każda z opisanych metod obrazowania ocenia różne aspekty guza:23
- Scyntygrafia kości ocenia przebudowę kostną i aktywność osteoblastyczną
- TK ujawnia zniszczenie kości i/lub obecność sklerotyzacji
- MR z obrazowaniem dyfuzyjnym ocenia komórkowość tkanki
- PET-CT z użyciem znacznika FDG ocenia zwiększony metabolizm glikolityczny
Wybór optymalnej metody obrazowania zależy od typu histologicznego guza pierwotnego oraz charakterystyki zmian przerzutowych w kościach (głównie litycznych, sklerotycznych lub mieszanych).24 Połączona analiza i raportowanie wyników zdjęć rentgenowskich i scyntygrafii kości poprawia dokładność diagnostyczną w wykrywaniu przerzutów do kości i ocenie odpowiedzi na terapię.13
W przypadku przerzutów do kości z raka prostaty, które są zwykle osteoblastyczne, scyntygrafia kości pozostaje preferowaną metodą w medycynie nuklearnej. Z kolei dla przerzutów z raka piersi, płuc czy nerek, które są często osteolityczne, lepszym wyborem może być 18F-FDG PET/CT.1824
Badania laboratoryjne w diagnostyce przerzutów do kości
Badania laboratoryjne, choć mają ograniczoną wartość w diagnostyce przerzutów do kości, mogą dostarczyć istotnych informacji uzupełniających.2 Wśród najczęściej stosowanych badań laboratoryjnych wymienia się:
Markery biochemiczne
Poziom fosfatazy alkalicznej w surowicy krwi jest pośrednim wskaźnikiem niszczenia kości i często jest podwyższony u pacjentów z przerzutami do kości.82 Hiperkalcemia (podwyższony poziom wapnia we krwi) może również wskazywać na możliwe przerzuty do kości.25
W badaniach oceniających pacjentów z rakiem piersi i przerzutami do kości, markery nowotworowe wykryto u 94,9% pacjentów, a markery metabolizmu kostnego (np. fosfataza alkaliczna, Ca2+) zmierzono u 90,4% pacjentów.26
Wzrost wydalania hydroksyproliny w moczu może również być obecny u pacjentów z przerzutami do kości.2 N-telopeptyd kolagenu typu II jest markerem resorpcji kości, ale nie jest powszechnie stosowany.8
Inne badania laboratoryjne
Pełna morfologia krwi (CBC) jest wykonywana w celu sprawdzenia ogólnego stanu zdrowia i funkcjonowania szpiku kostnego.27 Elektroforeza białek surowicy i moczu może być pomocna w diagnozowaniu przerzutów do kości, szczególnie w przypadku podejrzenia szpiczaka mnogiego.8
Markery nowotworowe mogą być mierzone, jeśli pacjent miał wcześniej rozpoznany nowotwór. Testy te mierzą ilość określonego białka w organizmie, które może wskazywać na obecność i aktywność komórek nowotworowych.27
Należy podkreślić, że nie ma specyficznych badań krwi, które są używane do diagnozowania przerzutów do kości. Istnieją badania krwi, które mogą sugerować zmiany kostne, ale ostateczna diagnoza pochodzi z badań radiologicznych, objawów i typu nowotworu.28
Biopsja w diagnostyce przerzutów do kości
Biopsja jest ostatecznym etapem procesu diagnostycznego, który pozwala ocenić zmiany komórkowe i tkankowe.14 Jest to procedura, w której pobiera się mały fragment kości do badania mikroskopowego. Biopsja jest jedynym sposobem, aby na pewno stwierdzić, czy mamy do czynienia z przerzutami do kości.29
Rodzaje biopsji
Biopsje pod kontrolą obrazowania są wykonywane przy użyciu metod obrazowania układu mięśniowo-szkieletowego (TK, MRI) i są najbardziej obiecującymi narzędziami w diagnozowaniu przerzutów do kości.14 Można wyróżnić następujące rodzaje biopsji:
- Biopsja cienkoigłowa (FNAB) – pobiera się niewielką ilość komórek przy użyciu cienkiej igły
- Biopsja gruboigłowa (CNB) – pobiera się większy fragment tkanki przy użyciu grubszej igły
- Biopsja otwarta (OB) – jest to zabieg chirurgiczny, w którym pobiera się większy fragment tkanki kostnej10
Wybór rodzaju biopsji zależy od lokalizacji zmiany, stanu pacjenta i celu diagnostycznego. Biopsja powinna być zaplanowana na podstawie badania fizykalnego i obrazów diagnostycznych (RTG, scyntygrafia, TK, MRI, PET) w taki sposób, aby ostateczne leczenie operacyjne mogło być przeprowadzone z tego samego dostępu operacyjnego co biopsja.10
Znaczenie biopsji w procesie diagnostycznym
Biopsja kostna może potwierdzić diagnozę przerzutów, ale także pomóc w określeniu pierwotnego miejsca nowotworu, jeśli jest ono nieznane.30 W przypadku pacjentów z podejrzeniem przerzutów do kości o nieznanym pochodzeniu, biopsja jest kluczowa w identyfikacji pierwotnej zmiany, z wykrywalnością sięgającą 38,2%, co czyni ją najczęściej zalecanym badaniem.31
Dobrze zaplanowana biopsja jest konieczna, aby zapewnić jakość pobranych próbek i uniknąć zanieczyszczenia otaczających tkanek, jeśli podejrzana zmiana jest rzeczywiście pierwotnym nowotworem złośliwym. Wykrycie pierwotnych guzów potencjalnie zwiększa oczekiwaną długość życia pacjentów; jest to kluczowe dla oceny zakresu przerzutów do kości.17
Ważne jest, aby biopsja była wykonywana przez chirurga doświadczonego w diagnostyce i leczeniu guzów kości. Jeśli to możliwe, chirurg, który wykonuje biopsję, powinien również przeprowadzić operację usunięcia nowotworu.32
Biopsja szpiku kostnego
Biopsja szpiku kostnego to badanie, które pozwala sprawdzić, czy w szpiku kostnym znajdują się komórki nowotworowe.33 Próbki szpiku kostnego są uzyskiwane przez aspirację szpiku kostnego lub biopsję. Mogą dostarczyć informacji o tym, jak bardzo nowotwór się rozprzestrzenił i/lub o stadium przerzutów.25
Jeśli pacjent ma typ nowotworu kości zwany mięsakiem Ewinga, może mieć badanie zwane biopsją szpiku kostnego, aby sprawdzić, czy nowotwór rozprzestrzenił się do szpiku kostnego (tkanki wewnątrz kości).9
Nowoczesne metody diagnostyczne
Rozwijające się technologie dostarczają nowych metod diagnozowania przerzutów do kości, które mogą poprawić wczesne wykrywanie i charakterystykę zmian.
Biopsja płynna
Biopsja płynna (LB) wydaje się być najbardziej obiecującą metodą diagnostyczną do wykrywania przerzutów do kości. LB oparta na mutacji DNA specyficznej dla guza daje możliwość wczesnego wykrycia i oceny molekularnej heterogenności całej choroby.14
Biopsje płynne oparte na analizie genetycznej surowicy krwi i szpiku kostnego pod kątem markerów nowotworowych wykorzystują mutacje specyficzne dla guza do wykrywania komórek nowotworowych i przerzutowych komórek guza. Biopsje płynne umożliwiają: wczesne wykrycie, ocenę molekularnej heterogenności całej choroby, monitorowanie dynamiki guza, identyfikację genetycznych determinant do terapii celowanej, ocenę wczesnej odpowiedzi na leczenie, monitorowanie minimalnej choroby resztkowej i ocenę oporności w czasie rzeczywistym.10
Niedawno wzrosła rola regulatorów epigenetycznych oddziaływań mikrośrodowiska guza i kości, szczególnie mikroRNA (miRNA), krążących komórek nowotworowych (CTC), wolnego DNA (cfDNA), krążącego DNA nowotworowego (ctDNA) i pęcherzyków zewnątrzkomórkowych (EV). Biopsja płynna jest prostą, nieinwazyjną metodą wykrywania komórek, egzosomów, kwasów nukleinowych i białek uwalnianych lub oderwanych z tkanki guza w płynie poza tkanką.34
Sztuczna inteligencja w diagnostyce przerzutów do kości
Wprowadzenie sztucznej inteligencji (AI) stanowi prawdziwą rewolucję w dziedzinie radiologii, w tym w obrazowaniu zmian kostnych. Kilka badań wykazało już, jak integracja narzędzi opartych na AI w obecnym przepływie pracy klinicznej może przynieść korzyści pacjentom i pracownikom służby zdrowia. Technologie AI mogą pomóc radiologom we wczesnym wykrywaniu przerzutów do kości, zwiększając dokładność diagnostyczną i zmniejszając nadmierną diagnozę oraz liczbę niepotrzebnych głębszych badań.35
Problem klasyfikacji obrazów przerzutów do kości jest złożoną procedurą, dlatego do radzenia sobie z tym zadaniem diagnostycznym należy wykorzystać skuteczne metody uczenia maszynowego. Convolutional Neural Networks (CNN) to stosunkowo nowy i potężny sposób uczenia się użytecznych reprezentacji obrazów i innych ustrukturyzowanych danych.36
Proponowana architektura CNN przewyższa cztery z pięciu wzorcowych i dobrze znanych architektur CNN (ResNet50, VGG16, Inception V3 i Xception), które były skutecznie wykorzystywane w problemach przetwarzania obrazów medycznych. Proponowany CNN do skanowania kości działa wydajnie, mimo że został przeszkolony na małej liczbie obrazów.37
Model AI oparty na głębokiej sieci neuronowej (DNN) z 12 222 przypadkami scyntygrafii kości 99mTc-MDP wykazał znaczną wydajność diagnostyczną, z obszarami pod krzywą (AUC) charakterystyki operacyjnej odbiornika (ROC) wynoszącymi 0,988 dla raka piersi, 0,955 dla raka prostaty, 0,957 dla raka płuc i 0,971 dla innych nowotworów. Model AI osiągnął znaczną czasową wydajność, dokładność, swoistość i czułość w diagnostyce przerzutów do kości u pacjentów z rakiem płuc, rakiem prostaty, rakiem piersi i innymi nowotworami.38
Głębokie uczenie oparte na automatycznych ramach analizy przerzutów do kości może dokładnie identyfikować przerzuty do kości, wstępnie realizując w pełni automatyczny proces analizy od surowych danych do generowania raportów. Dokładność klasyfikacji modelu diagnostycznego wyniosła 88,62%, co nie wykazało różnicy statystycznej w porównaniu z lekarzami o umiarkowanym i dużym doświadczeniu, ale wyraźnie przewyższyło lekarzy niedoświadczonych.39
Podejście multidyscyplinarne w diagnostyce przerzutów do kości
Wczesne i dokładne rozpoznanie przerzutów do kości jest kluczowe; jednak wzorzec jest bardzo heterogeniczny i wymaga dobrej znajomości możliwości i ograniczeń każdej modalności obrazowania.40 Zespół multidyscyplinarny powinien obejmować wielu klinicystów specjalizujących się w zarządzaniu onkologią szkieletową, w tym radiologów, patologów, chirurgów onkologicznych i onkologów.40
Diagnoza z biopsją kości powinna być zawsze przeprowadzana po zakończeniu wszystkich wstępnych ocen obrazowania, w tym MRI, i we współpracy z zespołem multidyscyplinarnym, w tym z dyskusjami między histopatologami, radiologami, onkologami i chirurgami, aby potwierdzić trajektorię biopsji w płaszczyznach anatomicznych.41
Wskazania do dalszej weryfikacji histologicznej obejmują przypadki więcej niż jednego guza pierwotnego, gdy guz pierwotny nie jest zweryfikowany (zespół CUP), pierwotny guz kości, przerzuty pojedyncze lub oligoprzerzuty.41
Jeśli obrazowanie potwierdza podejrzaną zmianę, a pacjent nie ma znanego pierwotnego nowotworu, należy zlecić badania laboratoryjne, badanie TK z kontrastem klatki piersiowej, jamy brzusznej i miednicy oraz scyntygrafię kości, a następnie skierować pacjenta do onkologa.42
Podsumowanie diagnostyki przerzutów nowotworowych do kości
Diagnostyka przerzutów nowotworowych do kości wymaga wielokierunkowego podejścia, które często zaczyna się od dokładnego wywiadu medycznego i badania fizykalnego. Pacjenci zgłaszający ból kości, złamania, osłabienie lub inne podejrzane objawy powinni być poddani odpowiednim badaniom diagnostycznym.4344
Diagnostyka obrazowa odgrywa kluczową rolę, z różnymi metodami dostarczającymi komplementarnych informacji. Scyntygrafia kości pozostaje podstawową metodą przesiewową, z wysoką czułością i możliwością obrazowania całego szkieletu. TK i MRI dostarczają bardziej szczegółowych informacji o anatomicznym zakresie zmian, podczas gdy PET-CT może ocenić aktywność metaboliczną guzów.1323
Badania laboratoryjne, choć nie są specyficzne dla przerzutów do kości, mogą dostarczyć pomocnych wskazówek diagnostycznych, zwłaszcza poziomy fosfatazy alkalicznej i wapnia. Biopsja pozostaje ostateczną metodą potwierdzenia diagnozy i określenia typu histologicznego nowotworu.214
Nowoczesne metody diagnostyczne, takie jak biopsja płynna i systemy oparte na sztucznej inteligencji, oferują obiecujące narzędzia do wcześniejszego wykrywania i dokładniejszej charakterystyki przerzutów do kości.3537
Podejście multidyscyplinarne, z udziałem radiologów, patologów, onkologów i chirurgów, jest kluczowe dla optymalizacji procesu diagnostycznego i planowania leczenia.40 Wczesne wykrycie i dokładna diagnoza przerzutów do kości mogą znacząco wpłynąć na wyniki leczenia i jakość życia pacjentów.4
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.