שני סמנים מבטיחים חדשים לזיהוי מוקדם של סרטן הכליות: Aquaporin-1 ו-Adipophilin

פרופ' בן-עמי סלע, מנהל המכון לכימיה פתולוגית, מרכז רפואי שיבא, תל-השומר; החוג לגנטיקה מולקולארית וביוכימיה, פקולטה לרפואה, אוניברסיטת תל-אביב.

סרטן הכליות, או renal cell carcinoma, מוכר בציבור פחות מסוגי סרטן אחרים ששכיחותם גבוהה בהרבה, אם כי הוא בהחלט לא נדיר: באוכלוסיה הבוגרת הוא מהווה כ-3% מכלל הממאירויות, כאשר בארה"ב בשנת 2008 אובחנו 54,000 מקרים חדשים, ובאותה שנה התרחשו שם כ-13,000 פטירות מהמחלה, או מעט פחות מרבע מכלל מקרי סרטן הכליה המתגלים שם.

בשנת 2006 נרשמו במדינות האיחוד האירופי 26,400 מקרי מוות ממחלה זו, בהחלט ממאירות לא קלה.

נתונים אפידמיולוגיים מעלים שאחד מכל 70 מבוגרים בארה"ב ייפתח במהלך חיים סרטן כליות, ולמרות היותו קטלני  באופן משמעותי, סרטן הכליות בדרך כלל "שקט" בתסמיניו המוקדמים, באופן שכ-80% מהמקרים של גידול בכליות מתגלים באופן אקראי ומקרי, בעת מבחן הדמיה של הבטן (CT,  MRIאו אף אולטרה-סאונד) המתבצעים למטרות כלל לא קשורות.

כאשר סרטן כליות מתגלה בשל תסמינים רלבנטיים, השאת כבר שלחה גרורות לקשרי לימפה או לאיברים אחרים בשליש עד 40% מהמקרים. סרטן הכליה עמיד בדרך כלל לכימותרפיה, ומחלה גרורתית היא בדרך עם פרוגנוזה גרועה, כאשר רק 18% מהמקרים ישרדו שנתיים מעת אבחון המחלה, ואילו שרידות למשך 5 שנים תתרחש רק ב-5% מהמקרים או אף פחות מכך.

במקרים של סרטן כליות, אבחון מוקדם נותן יתרונות טיפוליים מובהקים, שכן אם הגידול מוגבל לקופסית (קפסולה) של הכליה, שיעור ההישרדות עשוי לעלות על 70%.

יתרונות נוספים של אבחון מוקדם, הם באפשרות לבצע ניתוח לאפארסקופי מילעורי, בהשוואה לניתוח להרחקה מלאה של הכליה, עם כל ההשלכות שיש להתערבות כירורגית מוגבלת, על משך האשפוז והוצאותיו, ההתאוששות ודרגת השימור של רקמת כליה גדולה יותר, ותפקוד עתידי שלה.

נכון להיום, אין מדד אבחוני לגילוי מוקדם של סרטן כליות, פרט לאותם אבחונים מקריים באמצעות דימות של אזור הבטן התחתונה.

זו מגבלה קשה לא רק מבחינת אבחון ראשוני של המחלה, אלא גם מגבלה במעקב אחר התרחשות מחודשת של המחלה, או להעריך את יעילותה של טיפול כימותרפי באלה עם המחלה. 

אין ספק שבאופן טבעי היינו תרים אחר סמן ספציפי לסוג סרטן זה, מה שנהוג לכנות biomarker, שניתן למדוד אותו בבדיקה לא יקרה בדגימת דם, שהוא זול ונוח לביצוע לאין-ערוך בהשוואה לבדיקת הדמיה.

אך נכון להיום, ישנם מעט מאוד סמנים כאלה שהם ספציפיים לרקמה או איבר מסוימים, כמו למצב ממאיר של רקמה זו.

לדוגמה, CEA או אנטיגן קרצינוֹ-אֶמבּריוני, הוא סמן שרמתו בדם מוגברת באלה עם קרצינומה של המעי הגס, אך גם של הלבלב, הקיבה הריאות והשד, בנוסף למצב דלקתיים של איברים אלה. סמנים אחרים המגלים ספציפיות מובהקת יותר לאיבר זה או אחר, דוגמת PSA, יכולים להיות מוגברים בקרצינומה של בלוטת הערמונית, אך גם בשגשוג שפיר של בלוטה זו באנשים מבוגרים.     

בשנת 1992 פורסם לראשונה בביטאון האקדמיה האמריקנית למדעים-PNAS, על גילוי חלבון בן 425 חומצות אמיניות שמשקלו המולקולארי כ-50 אלף, שניתן היה למצאו בממברנה החיצונית של תאים אוגרי שומן-אדיפוציטים, אך לא ניתן למצוא אותו בגרעין או בציטופלזמה של תאים אלה.

צביעות היסטוכימיות בעזרת נוגדן ספציפי לחלבון זה הראה שהחלבון ממוקם בשכבת התווך השומנית של ממברנת תאים אלה, וההשערה הייתה אז שמדובר בחלבון הנקשר לליפידים ומסייע לתפקוד האגירה של האחרונים באדיפוציטים, לכן הוא קיבל אז את השם adipophilin או "אוהב שומנים".

אך במרוצת השנים מאז שדווח עליו לראשונה, הסתבר ש-adipophilin אינו רק נחלת תאים אוגרי שומן, אלא שהוא חלבון הנמצא במגוון של תאים דוגמת מקרופאגים ושל רקמות שונות, בהם יש אגירה או סינתזה של ליפידים. 

 מה באשר לסמן השני שהוא מעניין הרבה יותר בכל היבט, aquaporin-1?  

חלבון שייך למשפחת ה-aquaporins, חלבונים הקבועים בממברנה של תאים, ותפקידם לווסת את כניסת ויציאת מים בתאים. חלבונים אלה שחשיבותם קריטית לביולוגיה של גופנו התגלו באקראי על ידי Peter Agre, שזכה עקב הישג זה לפרס נובל לרפואה בשנת 2003, וכדאי להתעכב מעט על הסיפור המפתיע של תגלית כה חשובה שנעשתה באקראי.

בהרצאת הנובל שלו תאר Agre  את האקווה-פורינים כ"מערכת השרברבות" של תאים, שתנועת מים אליהם ומתוכם נעשית דרך "תעלות מים" מיוחדות בממברנות התאים.

שנים רבות היו סבורים שמים יכולים לעבור דרך ממברנת התא בתהליך דליפה (leakage) ספונטאני ולא מתוחכם, כדוגמת תהליך פעפוע או אוסמוזה דרך שכבת השומן שבתוך ממברנת התאים, אם כי היה ברור שיש תאים (כגון תאי אפיתל) בהם תנועת המים דרך הממברנה היא מהירה במיוחד ודורשת מנגנון ייעודי.

תעלות המים, אינם חדירות כלל למולקולות טעונות מטען חשמלי, והן התגלו במעבדתו של Agre ב-Johns Hopkins במהלך של מחקר על האנטיגן של קבוצת הדם Rh.

כאשר בודדו אנשיו של Agre את מולקולת Rh, הם הבחינו שתמיד מופיעה יחד איתה מולקולה אחרת שמשקלה המולקולארי היה 28 אלף, ולכן זכתה לכינוי הזמני 28K, ובתחילה חשבו שהיא זהום חסר משמעות, אך נוכחו מהר לדעת שמולקולה זו הופיעה פרט לתאי דם אדומים (אריתרוציטים) גם  באבוביות הכליה (tubules) ובצמחים, מה שהעניק לה נופך של "אוניברסליוּת".

חלבון זה מתפתל בממברנת התא ויוצר 6 לולאות מפותלות העוברות דרך הממברנה ןעד כה בודדו ביונקים 13 סוגי aquaporin כאשר ארבעה מהם (type 1 עד type 4) ממוקמים באבוביות הכליה ותפקידן חיוני בטרנספורט של מים וספיגה שלהם מהשתן.  

 ראה לכאורה ששני החלבונים הללו, אדיפופילין ואקווה-פורין-1, אינם מועמדים טובים לשמש כסמנים של סוג סרטן מסוים, שכן הם חלבונים הנפוצים בסוגי תאים ורקמות רבים, למרות שהם באים לביטוי בכליה בריכוזים גבוהים במיוחד.

יתרה מכך, כיון ששני חלבונים אלה מופיעים בריכוז גבוה באפיתל של אבוביות הכליה המקורבות (proximal tubules) הם נראים כבלתי מתאימים להבדיל בין אפיתל טובולארי נורמאלי לבין אפיתל טובולארי סרטני.

אף-על-פי-כן פרסמו Morrissey מסנט לואיס ואנשיו במאי 2010 את מחקרם על 42 מטופלים בהם התגלה סרטן כליות באופן אקראי בצילומי הדמיה, ועל  קבוצת מתנדבים בריאים, כדי למדוד את רמת 2 החלבונים הללו בשתן.

הממצאים היו בהחלט מפתיעים: בעוד שבמתנדבים בריאים רמת aquapori-1 נמצאה בשתן ברמה ממוצעת של 0.05 יחידות לגרם קראטינין, ובאלה שעברו פרוצדורה ניתוחית לא רלבנטית רמת מדד זה הייתה 0.06 יחידות כאלה, נמצאה רמת חלבון ממוצעת של 76 יחידות באלה עם סרטן כליות מסוג clear cells, ואילו באלה עם סרטן כליות מסוג papillary נמצאה רמה ממוצעת של 69 יחידות של חלבון זה.

לאחר פרוצדורה ניתוחית להרחקת הגידול, צנחו ערכי aquaporin-1 שנמדדו בשתן בשני סוגי סרטן הכליות האלה ל-5.0 יחידות ול-3.3 יחידות בהתאמה. באלה שבכליותיהם נמצא גוש בלתי סרטני בהם נמדדה רמת aquaporin-1  נמוכה של 0.18 יחידות.   

 אשר למדידת החלבון האחר- אדיפופילין, הממצאים היו דומים.

במתנדבים בריאים נמדדו בשתן רמות של 0.04 יחידות של חלבון זה, ובאלה שעברו פרוצדורה ניתוחית לא רלבנטית רמות אדיפילין נמדדו בממוצע כ-2.8 יחידות.

במטופלים מאובחנים סרטן תאי  clear בכליה נרשמה בשתן רמת חלבון של 117 יחידות בממוצע, ואילו באלה עם סרטן תאים פּפּילארי של הכליה רמת החלבון הסמן הזה בשתן נמצאה כ-48 יחידות בממוצע. גם כאן, רמת החלבון הסמן הייתה נמוכה ביותר (0.24 יחידות לגרם קראטינין) באלה עם מסה לא סרטנית בכליה.

כאשר הוסר בניתוח גידול מסוג תאי clear בכליה צנח רמת אדיפופילין כדי 11 יחידות, ובאלה עם גידול פפילארי בכליה שנותחו נמדדה לאחר הניתוח רמת סמן זה שירדה לרמה של  2.7 יחידות בממוצע. כלומר, ממצאים אלה הראו באופן משכנע שבשני סוגי סרטן כליות, רמת 2 חלבונים אלה בשתן הייתה גבוהה מאוד בהשוואה לרמתם בשתן של אנשים בריאים, אלה עם מחלה לא ממאירה בכליות, וכן באלה עם גידול סרטני בכליות שהוסר קודם לכן בניתוח.

ממצאים מפתיעים אלה, הביאו את Stefan Grebe מהמכון הפתולוגי שלMayo Clinic  היוקרתי במינסוטה, לדון בהם במאמר מערכת של כתב העת Mayo Clinic Proceedings.

פתולוג זה קובע שדווקא האופי של נוזל השתן, והביולוגיה של האפיתל בכליה, מטים את הכף לטובת שני חלבונים אלה, כמדדים פוטנציאליים בשגרה הרפואית לאיתור מוקדם של סרטן הכליות.

שתן של אדם בריא, מכיל כמויות נמוכות מאוד של חלבונים. בנוסף לכך, אף לא אחד משני החלבונים האמורים, אדיפילין ואקווה-פורין-1, נחשב למה שקרוי "חלבון הפרשתי", הידוע ככזה המופרש מתאים: אקווה-פורין-1 הוא חלבון אינטגראלי של ממברנות תאים, ואילו אדיפופילין הוא חלבון תוך-תאי, הקשור לחלקיקי שומן. לכן, כאשר שני חלבונים כאלה נמצאים בשתן, יש להניח שמקורם בשכבת האפיתל הפונה אל המערכת המסננת את השתן של הנפרון ולא לצדו של הנפרון הפונה לדם.

בתוך הנפרון, ריכוזי חלבונים אלה הגבוהים ביותר הם באבוביות המקורבות (proximal), לכן שני חלבונים אלה בשתן אינם רק ספציפיים לכליה, אלא אף לאזורים בכליה המזוהים ביותר עם קרצינומה של תאי כליה.

נצטרך רק להמתין לאישוש ממצאים אלה על ידי קבוצות מחקר נוספות, ובמדגמי נבדקים גדולים יותר, כדי להיווכח שמדידה של רמת 2 חלבונים אלה בשתן, עשויה להעניק לרופא מדד נאמן לממאירות של הכליה הידועה ככזו שקשה לאבחנה בראשית דרכה.