Advanced

Human glandular kallikrein 2 (hK2) in prostate cancer: Clinical and Methodological studies

Becker, Charlotte LU (2000)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Prostata cancer är en av de vanligast förekommande cancerformerna hos män i västvärlden och den vanligaste förekommande hos män i Sverige. Årligen diagnosticeras i Sverige ungefär 6000 fall och mer än 2000 avlider. Drygt 70% av alla som drabbas är äldre än 70 år medan endast ett fåtal är yngre än 50 år. Sjukdomen ter sig mycket olika hos olika patienter. En del som drabbas avlider snabbt av sin sjukdom medan andra kan leva ett fullgott liv i många år med sin cancer för att slutligen avlida i andra åkommor. Inget tillförlitligt test finns som kan visa vilka män som måste ha en snabb och aggressiv behandling och vilka män som man skall undvika att behandla. Man kan dock se tendenser som att ju... (More)
Popular Abstract in Swedish

Prostata cancer är en av de vanligast förekommande cancerformerna hos män i västvärlden och den vanligaste förekommande hos män i Sverige. Årligen diagnosticeras i Sverige ungefär 6000 fall och mer än 2000 avlider. Drygt 70% av alla som drabbas är äldre än 70 år medan endast ett fåtal är yngre än 50 år. Sjukdomen ter sig mycket olika hos olika patienter. En del som drabbas avlider snabbt av sin sjukdom medan andra kan leva ett fullgott liv i många år med sin cancer för att slutligen avlida i andra åkommor. Inget tillförlitligt test finns som kan visa vilka män som måste ha en snabb och aggressiv behandling och vilka män som man skall undvika att behandla. Man kan dock se tendenser som att ju yngre männen är vid diagnos tillfället desto mer aggressiv tycks sjukdomen vara.



Tidigare diagnosticerades prostata cancer ofta först när patienterna sökte sjukvård pga symtom. Den var då inte sällan i ett avancerat stadium där någon bot inte kunde erbjudas. Införandet av analys av prostata-specifikt antigen (PSA) i blodet under senare delen av 1980 talet har medfört att man nu, med hjälp av endast ett blodprov, kan diagnosticera en symtomfri prostata cancer som fortfarande är begränsad till prostata körteln och som därmed kan botas.



PSA är ett protein som huvudsakligen produceras i prostata körteln. Det utsöndras till sädesvätskan där det bryter ner de proteiner som bildar den gelsubstans i vilken spermierna transporteras. Efter PSAs spjälkning av de gelbildande proteinerna blir spermierna allt rörligare för att slutligen kunna nå sitt mål. För att PSA skall bli det funktionellt aktiva enzym som kan utöva en funktion i sädesvätskan så krävs att en liten del spjälkas av. Detta sker sannolikt med ett annat också huvudsakligen prostata producerat protein nämligen humant glandulärt kallikrein 2 (hK2). PSA och hK2 är nära besläktade och uppvisar en nästan 80%ig strukturell likhet. Produktionen av hK2 i prostata är dock lägre, endast 10-50% av produktionen av PSA. Också hK2 utsöndras till sädesvätskan men här är koncentrationen av hK2 endast ca 1% av koncentrationen av PSA.



En liten del av det PSA som produceras i prostata körteln läcker ut till blodbanan. Även friska män har därför oftast mätbara nivåer av PSA i sitt blod. PSA är alltså inte cancer specifikt utan ökade nivåer av PSA i blodet kan även ses vid andra prostata sjukdomar. Kraftigt ökade halter av PSA i blodet förekommer nästan enbart hos män med avancerad cancer. Lätt stegrade PSA halter i blodet förekommer däremot även hos män med det betydligt vanligare tillståndet godartad prostata förstoring, liksom vid tidig och fortfarande botbar prostata cancer. Detta ger problem i användandet av PSA som ett screening test för tidig upptäckt av prostata cancer.



Upptäckten att PSA i blodet förekommer dels fritt och dels bundet till hämmarproteiner och att en större andel av PSA är bundet till hämmar proteiner vid cancer än vid godartad prostata förstoring har påtagligt förbättrat differential diagnostiken mellan män med cancer och män med godartad prostata förstoring. Beräkning av kvoten av fritt och hämmarbundet PSA gör det möjligt att med större träffsäkerhet selektera de män som behöver genomgå vidare utredning med ultraljud och biopsier. Fortfarande är dock behovet stort att ytterligare förbättra differential diagnostiken mellan cancer och godartad prostata sjukdom.



Fyndet av att även hK2 i blodet visat sig vara förhöjt vid prostata cancer har medfört ett stort intresse för denna markör. Det har också vistats att hK2 relativt sett produceras i högre grad i cancer celler än i normala prostata epitel celler, tvärt emot vad som är visat för PSA. Mättekniskt har dock analys av hK2 i blodet varit behäftat med problem. Halterna i blodet är normalt sett mycket låga, ca 100 faldigt lägre än för PSA. Dessutom är hK2 är så strukturellt likt PSA att det är svårt att undvika en korsreaktion mellan de båda analyterna.



Avsikten med denna avhandling har varit att utveckla en tillförlitlig metod för hK2 samt att utvärdera den kliniska användbarheten av hK2.



I arbete I förfinade vi en befintlig metod för hK2 med hjälp av framställning och införandet av en monoklonal antikropp mot hK2. Vi kunde då uppnå en försumbar korsreaktivitet med PSA samt en detektionsnivå låg nog att tillförlitligt kunna mäta hK2 hos 65% av män äldre än 50 år med normala PSA nivåer. Vi kunde vidare visa att huvuddelen av hK2 i blodet hos män med kraftigt förhöjda hK2 nivåer utgjordes av fritt hK2.



I arbete II studerade vi användbarheten av hK2 i ett patient material bestående av 54 män med godartad prostata förstoring, 136 män med kliniskt lokaliserad sjukdom samt 57 män med kliniskt avancerad prostata cancer. Här kunde vi se att hK2 liksom total PSA (dvs fritt PSA + hämmarbundet PSA) var signifikant förhöjt hos män med cancer. Vi kunde också visa att om man använde sig av hK2 i kombination med fritt och totalt PSA så kunde man förbättra separationen av män med kliniskt lokaliserad cancer från män med godartad prostata förstoring jämfört med om enbart total PSA använts.



I arbete III studerade vi hK2s användbarhet för detektion av prostata cancer hos friska män. PSA analyserades hos 5853/9811 slumpvis utvalda män 50 till 66 år gamla och boende i Göteborg i Sverige 1995-1996. hK2 samt fritt och totalt PSA analyserades sedan hos 604/611 män med PSA ≥ 3 ng/mL och som undersökts vidare med ultraljud och biopsier, 144 av vilka visade sig ha cancer. Även här såg vi att hK2 var signifikant ökat hos män med cancer. Med hjälp av kombinationen hK2 x total PSA/fritt PSA kunde man se en förbättring av separationen av män med och utan cancer med bibehållen hög känslighet för detektion av cancer jämför med om enbart total PSA eller kvoten av fritt och total PSA hade använts.



I arbete IV gick vi vidare för att se om hK2 också kunde vara till nytta i en preoperativ bedömning huruvida en cancer är begränsad till prostata körteln eller spridd utanför körteln. HK2 analyserades i serum taget preoperativt från 68 män som kliniskt bedömts såsom lokaliserade och därför selekterats till operation med radikal prostatektomi. Analys av den bortopererade körteln visade att 38 män hade en lokaliserad cancer medan 30 män hade en cancer som spritt sig utanför körteln. Vi fann att hK2 var signifikant lägre hos män med lokaliserad sjukdom. Även fritt och totalt PSA var signifikant lägre hos dessa män medan kvoten av fritt och totalt PSA inte skilde sig åt mellan grupperna. Vidare visade sig hK2 bättre kunna särskilja män med lokaliserad och icke-lokaliserad sjukdom än total PSA.



I arbete V fortsatte vi att studera hK2 vid detektion av PCa hos friska män. Avsikten var nu att se om hK2 var användbart också vid upprepad screening. Studiematerialet utgjordes av män i Göteborgsstudien som biopserats pga förhöjda PSA nivåer 1997-1998 och som genomgått PSA testning också 1995-1996. Vi fann att kvoten av fritt och total PSA var signifikant lägre samt hK2 x PSA-T/PSA-F var signifikant högre hos män med cancer redan två år innan diagnosen. Vid diagnostillfället var även total PSA och hK2 signifikant skillt hos män med och utan cancer. Då gav också kombinationen hK2 x PSA-T/PSA-F signifikant bättre möjligheter än total PSA eller kvoten av fritt och total PSA att korrekt identifiera friska män vid detektion av 70-75% av alla män med cancer. I arbete V kunde vi också se att hK2 på 2 år ökade mer hos män med cancer än hos män utan cancer.



Sammanfattningsvis kan vi konstatera att hK2 liksom PSA kan användas vid diagnostik av prostata cancer. HK2 kan tillförlitligt mätas i blodet hos män med förhöjda PSA nivåer. Om hK2 används som tilllägg till fritt och total PSA kan differentialdiagnostiken av män med godartad prostata förstoring och cancer förbättras. Eventuellt kan även hK2 användas för att prediktera förekomsten av icke lokaliserad prostata cancer. (Less)
Abstract
Human glandular kallikrein 2 (hK2) is a predominantly prostate produced protein with many similarities to prostate-specific antigen (PSA). Just like for PSA elevated levels of hK2 can be found in men with protate cancer.



We created an assay where hK2 in serum could reliably and with negligible cross-reactivity with PSA, be measured down to 0.030 ng/mL. The assay measured free hK2 and hK2 complexed to ACT with a –6% bias to free hK2. Gel-filtration of serum with elevated hK2 concentrations showed that the predominant form found in serum was free hK2.



We then studied the utility of hK2 measurements in the differentiation of men with benign prostatic hyperplasia (BPH) from men with prostate cancer (PCa).... (More)
Human glandular kallikrein 2 (hK2) is a predominantly prostate produced protein with many similarities to prostate-specific antigen (PSA). Just like for PSA elevated levels of hK2 can be found in men with protate cancer.



We created an assay where hK2 in serum could reliably and with negligible cross-reactivity with PSA, be measured down to 0.030 ng/mL. The assay measured free hK2 and hK2 complexed to ACT with a –6% bias to free hK2. Gel-filtration of serum with elevated hK2 concentrations showed that the predominant form found in serum was free hK2.



We then studied the utility of hK2 measurements in the differentiation of men with benign prostatic hyperplasia (BPH) from men with prostate cancer (PCa). The addition of hK2 to measurements to free and total PSA improved the differentiation of men with BPH from men with clinically localized prostate cancer.



In order to study weather hK2 was useful in the clinical staging of prostate cancer, we measured hK2 in preoperative sera derived from prostatectomized men. The levels of hK2 was found to be significantly different in men with organ confined prostate cancer compared to men with nonorgan confined prostate cancer. High concentrations of hK2 makes a nonorgan confined prostate cancer likely.



The utility of hK2 measurements were also studied in a population of men participating in the Göteborg screening study for prostate cancer. The men studied were all biopsied due to PSA concentrations of 3.0 ng/mL of higher. We could demonstrate that hK2 used in combination with free and total PSA (hK2 x total PSA / free PSA) improved the differentiation of men with and without prostate cancer. By this combination we saw a significant improvement in sensitivity at high levels of specificity compared to by use of percent free PSA or total PSA.Two years after the first screening, the same cohort of men were called for a new serum PSA test. Again, we studied the men biopsied due to elevated PSA and found that hK2 in combination with free and total PSA improved the separation of men with and without cancer, however less significant than in the first round of screening. We found that hK2 increased almost two-fold, and significantly higher, in men with cancer over a two year period compared to in men without cancer. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Professor Ulf-Håkan Stenman, Ulf-Håkan Stenman, Div. of Clinical Chemistry, University Hospital Helsinki, Finland
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
Klinisk kemi, Clinical chemistry, screening, prostate cancer, PSA, Human glandular kallikrein, hK2, Cytology, oncology, cancerology, Cytologi, onkologi, cancer
pages
126 pages
publisher
Department of Laboratory Medicine, Lund University
defense location
N/A
defense date
2000-11-10 10:15
external identifiers
  • Other:ISRN: LUMEDW/MECM--1025--SE
ISBN
91-628-4269-2
language
English
LU publication?
yes
id
e033ee39-7eb8-4dae-aead-5d1e97f5323d (old id 40893)
date added to LUP
2007-06-20 10:55:59
date last changed
2016-09-19 08:45:11
@phdthesis{e033ee39-7eb8-4dae-aead-5d1e97f5323d,
  abstract     = {Human glandular kallikrein 2 (hK2) is a predominantly prostate produced protein with many similarities to prostate-specific antigen (PSA). Just like for PSA elevated levels of hK2 can be found in men with protate cancer.<br/><br>
<br/><br>
We created an assay where hK2 in serum could reliably and with negligible cross-reactivity with PSA, be measured down to 0.030 ng/mL. The assay measured free hK2 and hK2 complexed to ACT with a –6% bias to free hK2. Gel-filtration of serum with elevated hK2 concentrations showed that the predominant form found in serum was free hK2.<br/><br>
<br/><br>
We then studied the utility of hK2 measurements in the differentiation of men with benign prostatic hyperplasia (BPH) from men with prostate cancer (PCa). The addition of hK2 to measurements to free and total PSA improved the differentiation of men with BPH from men with clinically localized prostate cancer.<br/><br>
<br/><br>
In order to study weather hK2 was useful in the clinical staging of prostate cancer, we measured hK2 in preoperative sera derived from prostatectomized men. The levels of hK2 was found to be significantly different in men with organ confined prostate cancer compared to men with nonorgan confined prostate cancer. High concentrations of hK2 makes a nonorgan confined prostate cancer likely.<br/><br>
<br/><br>
The utility of hK2 measurements were also studied in a population of men participating in the Göteborg screening study for prostate cancer. The men studied were all biopsied due to PSA concentrations of 3.0 ng/mL of higher. We could demonstrate that hK2 used in combination with free and total PSA (hK2 x total PSA / free PSA) improved the differentiation of men with and without prostate cancer. By this combination we saw a significant improvement in sensitivity at high levels of specificity compared to by use of percent free PSA or total PSA.Two years after the first screening, the same cohort of men were called for a new serum PSA test. Again, we studied the men biopsied due to elevated PSA and found that hK2 in combination with free and total PSA improved the separation of men with and without cancer, however less significant than in the first round of screening. We found that hK2 increased almost two-fold, and significantly higher, in men with cancer over a two year period compared to in men without cancer.},
  author       = {Becker, Charlotte},
  isbn         = {91-628-4269-2},
  keyword      = {Klinisk kemi,Clinical chemistry,screening,prostate cancer,PSA,Human glandular kallikrein,hK2,Cytology,oncology,cancerology,Cytologi,onkologi,cancer},
  language     = {eng},
  pages        = {126},
  publisher    = {Department of Laboratory Medicine, Lund University},
  school       = {Lund University},
  title        = {Human glandular kallikrein 2 (hK2) in prostate cancer: Clinical and Methodological studies},
  year         = {2000},
}