Biochemical markers of neuroendocrinal tumors


Cite item

Full Text

Abstract

The review considers common concepts of neuroendocrinal tumors (NET). Unlike the other tumors, NET synthesize a variety of biologically active substances (hormones, vasoactive peptides, amines), which is their main feature with multiple consequences which lead to the development of distinct clinical presentations. The most important circulating biomarkers of NET are characterized with a description of their biological effects, analytical aspects and different endogenous and exogenous factors influencing on their determination. The clinical value and algorithm for their use in different types of NET are presented. The diagnostic sensitivity of CgA as the most significant biomarker, and the recommendations about its using in diagnostics, monitoring and prognosis of NETs are characterized.

About the authors

Nina Vasilevna Lyubimova

Russian Cancer Research Center named after N.N. Blokhin

Email: biochimia@mtu-net.ru
Doctor of Biology, Professor of Clinical Biochemistry Laboratory Moscow, Russian Federation

Tatyana Konstantinovna Churikova

Moscow State University of Medicine and Dentistry

Email: biochimia@mtu-net.ru
Resident of Clinical Biochemistry and Laboratory Diagnosis Department Moscow, Russian Federation

Marina Gennadievna Toms

Russian Cancer Research Center named after N.N. Blokhin

Email: biochimia@mtu-net.ru
Candidate of Biology, Senior Research Worker of Clinical Biochemistry Department Moscow, Russian Federation

Nikolay Evgenevich Kushlinskiy

Russian Cancer Research Center named after N.N. Blokhin

Email: biochimia@mtu-net.ru
Doctor of Medicine, Professor, Correspondent-member of Russian Academy of Medical Sciences, Head of Clinical Biochemistry Laboratory Moscow, Russian Federation

References

  1. Barter R., Pearse A.G. Mammalian enterochromaffin cells as the source of serotonin (5-hydroxytryptamin) // J. Pathol. Bacteriol. 1955. V. 69 (1-2). Р. 25-31.
  2. Esparmer V., Avero B. Identification of enteroamine the specific hormone of the enterochromaffine cell system, as 5-hydroxytryptamine // Nature. 1952. V. 169 (4306). Р. 800-801.
  3. Caplin M.E., Buscombe J.R., Hilson A.J., Jones A.L., Watkinson A.F., Burroughs A.K. Carcinoid tumour // Lancet. 1998. V. 352 (9130). Р. 799-805.
  4. Kulke M.H., Mayer R.J. Carcinoid tumors // N. Engl. J. Med. 1999. V. 340 (11). Р. 858-868.
  5. Modlin I.M., Latich I., Zikusoka M., Kidd M., Eick G., Chan A.K. Gastrointestinal carcinoids: the evolution of diagnostic strategies // J. Clin. Gastroenterol. 2006. V. 40 (7). Р. 572-582.
  6. Aunis D., Metz-Boutigue M.H. Chromogranins: current concepts. Structural and functional aspects // Adv. Exp. Med. Biol. 2000. V. 482. Р. 21-38.
  7. Feldman S.A., Eiden L.E. The chromogranins: their roles in secretion from neuroendocrine cells and as markers for neuroendocrine neoplasia // Endocr. Pathol. 2003. V. 14 (1). Р. 3-23.
  8. Louthan O. ChromograninA in physiology and oncology // Folia Biol. 2011. V. 57 (5). Р. 173-181.
  9. Ardill J.E. Circulating markers for endocrine tumours of the gastroenteropancreatic tract // Ann. Clin. Biochem. 2008. V. 45 (6). Р. 539-559.
  10. Ferrari L., Seregni E., Bajetta E., Martinetti A., Bombardieri E. The biological characteristics of chromogranin A and its role as a circulating marker in neuroendocrine tumours // Anticancer Res. 1999. V. 19 (4C). Р. 3415-3427.
  11. Modlin I.M., Gustafsson B.I., Moss S.F., Pavel M., Tsolakis A.V., Kidd M. Chromogranin A - biological function and clinical utility in neuro endocrine tumor disease // Ann. Surg. Oncol. 2010. V. 17 (9). Р. 2427-2443.
  12. O’Connor D.T., Deftos L.J. Secretion of chromogranin A by peptide-producing endocrine neoplasms // N. Engl. J. Med. 1986. V. 314 (18). Р. 1145-1151.
  13. Sobol R.E., O'Connor D.T., Addison J., Suchocki K., Royston I., Deftos L.J. Elevated serum chromogranin A concentrations in small-cell lung carcinoma // Ann. Intern. Med. 1986. V. 105 (5). Р. 698-700.
  14. Sobol R.E., Memoli V., Deftos L.J. Hormone-negative chromogranin A-positive endocrine tumors // N. Engl. J. Med. 1989. V. 320 (7). Р. 444-446.
  15. Bajetta E., Ferrari L., Martinetti A., Celio L., Procopio G., Artale S., Zilembo N., Di Bartolomeo M., Seregni E., Bombardieri E. Chromogranin A, neuron specific enolase, carcinoembryonic antigen, and hydroxyindole acetic acid evaluation in patients with neuroendocrine tumors // Cancer. 1999. V. 86 (5). Р. 858-865.
  16. Bílek R., Safarík L., Ciprová V., Vlcek P., Lisá L. Chromogranin A, a member of neuroendocrine secretory proteins as a selective marker for laboratory diagnosis of pheochromocytoma // Physiol. Res. 2008. V. 57 (Suppl. 1). Р. 171-179.
  17. Deftos L.J., O'Connor D.T., Wilson C.B., Fitzgerald P.A. Human pituitary tumors secrete chromogranin-A // J. Clin. Endocrinol. Metab. 1989. V. 68 (5). Р. 869-872.
  18. Eriksson B., Arnberg H., Oberg K., Hellman U., Lundqvist G., Wernstedt C., Wilander E. Chromogranins - new sensitive markers for neuroendocrine tumors // Acta Oncol. 1989. V. 28 (3). Р. 325-329.
  19. Eriksson B., Oberg K., Stridsberg M. Tumor markers in neuroendocrine tumors // Digestion. 2000. V. 62 (Suppl. 1). Р. 33-38.
  20. Lawrence B., Gustafsson B.I., Kidd M., Pavel M., Svejda B., Modlin I.M. The clinical relevance of chromogranin A as a biomarker for gastroenteropancreatic neuroendocrine tumors. Endocrinol // Metab. Clin. North. Am. 2011. V. 40 (1). Р. 111-134.
  21. Manfé A.Z., Norberto L., Marchesini M., Lumachi F. Usefulness of chromogranin A, neuron-specific enolase and 5-hydroxyindolacetic acid measurements in patients with malignant carcinoids // In Vivo. 2011. V. 25 (6). Р. 1027-1029.
  22. Biondi A., Malaguaners G., Vacane M., Beretta M., D’Agata V., Malaguanera M., Basile F., Drago F., Bertino G. Elevated serum levels of Chromogranin in hepatocellular carcinoma // BMC Surgery. 2012. V. 12 (Suppl. 1). Р. S7.
  23. Malaguarnera M., Vacante M., Fichera R., Cappellani A., Cristaldi E., Motta M. Chromogranin A (CgA) serum level as a marker of progression in hepatocellular carcinoma (HCC) of elderly patients // Arch. Gerontol. Geriatr. 2010. V. 51. Р. 81-85.
  24. Ramage J.K., Davies A.H., Ardill J., Bax N., Caplin M., Grossman A., Hawkins R., McNicol A.M., Reed N., Sutton R., Thakker R., Aylwin S., Breen D., Britton K., Buchanan K., Corrie P., Gillams A., Lewington V., McCance D., Meeran K., Watkinson A. UKNETwork for Neuroendocrine Tumours. Guidelines for the management of gastroenteropancreatic neuroendocrine (including carcinoid) tumours // Gut. 2005. V. 54 (Suppl. 4). Р. 1-16.
  25. Ranno S., Motta M., Rampello E., Risino C., Bennati E., Malaguarnera M. The chromogranin-A (CgA) in prostate cancer // Arch. Gerontol. Geriatr. 2006. V. 43. Р. 117-126.
  26. Deftos L.J. Chromogranin A: its role in endocrine function and as an endocrine and neuroendocrine tumor marker // Endocr. Rev. 1991. V. 12 (2). Р. 181-187.
  27. Nobels F.R., Kwekkeboom D.J., Bouillon R., Lamberts S.W. Chromogranin A: its clinical value as marker of neuroendocrine tumours // Eur. J. Clin. Invest. 1998. V. 28 (6). Р. 431-440.
  28. Braga F., Ferraro S., Mozzi R., Dolci A., Panteghini M. Biological variation of neuroendocrine tumor markers chromogranin A and neuron-specific enolase // Clin. Biochem. 2013. V. 46 (1-2). Р. 148-151.
  29. Jianu C.S., Fossmark R., Syversen U., Hauso Ø., Waldum H.L. A meal test improves the specificity of chromogranin A as a marker of neuroendocrine neoplasia // Tumour Biol. 2010. V. 31 (5). Р. 373-380.
  30. Stridsberg M., Eriksson B., Fellström B., Kristiansson G., Tiensuu Janson E. Measurements of chromogranin B can serve as a complement to chromogranin A // Regul. Pept. 2007. V. 139 (1-3). Р. 80-83.
  31. Panzuto F., Severi C., Cannizzaro R., Falconi M., Angeletti S., Pasquali A., Corleto V.D., Annibale B., Buonadonna A., Pederzoli P., delle Fave G. Utility of combined use of plasma levels of chromogranin A and pancreatic polypeptide in the diagnosis of gastrointestinal and pancreatic endocrine tumors // J. Endocrinol. Invest. 2004. V. 27 (1). Р. 6-11.
  32. Walter T., Chardon L., Chopin-laly X., Raverot V., Caffin A.G., Chayvialle J.A., Scoazec J.Y., Lombard-Bohas C. Is the combination of chromogranin A and pancreatic polypeptide serum determinations of interest in the diagnosis and follow-up of gastro-entero-pancreatic neuroendocrine tumours? // Eur. J. Cancer. 2012. V. 48 (12). Р. 1766-1773.
  33. Campana D., Nori F., Piscitelli L., Morselli-Labate A.M., Pezzilli R., Corinaldesi R., Tomassetti P. Chromogranin A: is it a useful marker of neuroendocrine tumors? // J. Clin. Oncol. 2007. V. 25 (15). Р. 1967-1973.
  34. Yao J.C., Pavel M., Phan A.T., Kulke M.H., Hoosen S., St Peter J., Cherfi A., Öberg K.E. Chromogranin A and neuron-specific enolase as prognostic markers in patients with advanced pNET treated with everolimus // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2011. V. 96 (12). Р. 3741-3749.
  35. Oberg K. Diagnostic Pathways // Handbook of neuroendocrine tumors. Their current and future management. Bristol, 2006. P. 103-119.
  36. Lesurtel M., Soll C., Graf R., Clavien P.A. Role of serotonin in the hepato-gastroIntestinal tract: an old molecule for new perspectives // Cell Mol. Life Sci. 2008. V. 65 (6). Р. 940-952.
  37. Vinik E., Silva M.P., Vinik A.I. Measuring the relationship of quality of life and health status, including tumor burden, symptoms, and biochemical measures in patients with neuroendocrine tumors // Endocrinol. Metab. Clin. North Am. 2011. V. 40 (1). Р. 97-109.
  38. Bhattacharyya S., Davar J., Dreifus J., Caplin C.M. Carcinoid heart disease // Circulation. 2007. V. 116 (24). Р. 2860-2865.
  39. Kema I.P., de Vries E.G., Muskiet F.A. Measurement of 5-HIAA in urine // Ann. Clin. Biochem. 1995. V. 32 (Pt. 1). Р. 102-104.
  40. Feldman J.M., Lee E.M. Serotonin content of foods: effect on urinary excretion of 5-hydroxyindoleacetic acid // Am. J. Clin. Nutr. 1985. V. 42 (4). Р. 639-643.
  41. Zuetenhorst J.M., Korse C.M., Bonfrer J.M., Peter E., Lamers C.B., Taal B.G. Daily cyclic changes in the urinary excretion of 5-hydroxyindoleacetic acid in patients with carcinoid tumors // Clin. Chem. 2004. V. 50 (9). Р. 1634-1639.
  42. Kaltsas G.A., Besser G.M., Grossman A.B. The diagnosis and medical management of advanced neuroendocrine tumors // Endocr. Rev. 2004. V. 25 (3). Р. 458-511.
  43. Ghaferi A.A., Chojnacki K.A., Long W.D., Cameron J.L., Yeo C.J. Pancreatic VIPomas: subject review and one institutional experience // J. Gastrointest. Surg. 2008. V. 12 (2). Р. 382-393.
  44. Remme C.A., Groot G.H., Schrijver G. Diagnosis and treatment of VIPoma in a female patient // Eur. J. Gastroenterol. Hepatol. 2006. V. 18 (1). Р. 93-99.
  45. Bloom S.R., Polak J.M., Pearse A.G. Vasoactive intestinal peptide and watery-diarrhea syndrome // Lancet. 1973. V. 2. Р. 14-16.
  46. Ichimura T., Kondo S., Okushiba S., Morikawa T., Katoh H. A calcitonin and vasoactive intestinal peptide-producing pancreatic endocrine tumor associated with the WDHA syndrome // Int. J. Gastrointest. Cancer. 2003. V. 33 (2-3). Р. 99-102.
  47. Delcore R., Friesen S.R. Gastrointestinal neuroendocrine tumours // J. Am. Coll. Surg. 1994. V. 178. Р. 187-211.
  48. Masel S.L., Brennan B.A., Turner J.H., Cullingford G.L., Cullen D.J. Pancreatic vasoactive intestinal polypeptide-oma as cause of secretory diarrhea // J. Gastroenterol. Hepatol. 2000. V. 15 (4). Р. 457-460.
  49. Nikou G.C., Toubanakis C. VIPomas: an update in diagnosis and management in a series of 11 patients // Hepatogatroenetology. 2005. V. 52 (64). Р. 1259-1265.
  50. Barakat M.T., Meeran K., Bloom S.R. Neuroendocrine tumours // Endocr. Relat. Cancer. 2004. V. 11 (1). Р. 1-18
  51. Vinik A.I., Silva M.P., Woltering E.A., Go V.L., Warner R., Caplin M. Biochemical testing for neuroendocrine tumors // Pancreas. 2009. V. 38 (8). Р. 876-889.
  52. Rehfeld J.F., Ericsson P. Supersensitive gastrin assay using antibodies raised against a cholecystokinin homolog // Scand. J. Clin. Lab. Invest. 2012. V. 72 (2). Р. 175-179.
  53. Jensen R.T., Niederle B., Mitry E., Ramage J.K., Steinmuller T., Lewington V., Scarpa A., Sundin A., Perren A., Gross D., O'Connor J.M., Pauwels S., Kloppel G. Gastrinoma (duodenal and pancreatic) // Neuroendocrinology. 2006. V. 84 (3). Р. 173-182.
  54. Fleury A., Fléjou J.F., Sauvanet A., Molas G., Vissuzaine C., Hammel P., Lévy P., Belghiti J., Bernades P., Ruszniewski P. Calcitonin-secreting tumors of the pancreas: about six cases // Pancreas. 1998. V. 16 (4). Р. 545-550.
  55. Modlin I.M., Oberg K., Chung D.C., Jensen R.T., de Herder W.W., Thakker R.V., Caplin M., DelleFave G., Kaltsas G.A., Krenning E.P., Moss S.F., Nilsson O., Rindi G., Salazar R., Ruszniewski P., Sundin A. Gastroenteropancreatic neuroendocrine tumours // Lancet Oncol. 2008. V. 9 (1). Р. 61-72.
  56. Oberg K. Circulating biomarkers in gastroenteropancreatic neuroendocrine tumours // Endocr. Relat. Cancer. 2011. V. 18 (Suppl. 1). Р. 17-25.
  57. O'Toole D., Grossman A., Gross D., delle Fave G., Barkmanova J., O'Connor J., Pape U.F., Plöckinger U. ENETS Consensus Guidelines for the Standards of Care in Neuroendocrine Tumors: biochemical markers // Neuroendocrinology. 2009. V. 90 (2). Р. 194-202.
  58. Singh S., Law C. Chromogranin A: a sensitive biomarker for the detection and post-treatment monitoring of gastroenteropancreatic neuroendocrine tumors // Expert. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2012. V. 6 (3). Р. 313-334.
  59. Stivanello M., Berruti A., Torta M., Termine A., Tampellini M., Gorzegno G., Angeli A., Dogliotti L. Circulating chromogranin A in the assessment of patients with neuroendocrine tumours. A single institution experience // Ann. Oncol. 2001. V. 12 (Suppl. 2). Р. 73-77.
  60. Tomassetti P., Migliori M., Simoni P., Casadei R., De Iasio R., Corinaldesi R., GulloL. Diagnostic value of plasma chromogranin A in neuroendocrine tumours // Eur. J. Gastroenterol. Hepatol. 2001. V. 13 (1). Р. 55-58.
  61. Zatelli M.C., Torta M., Leon A., Ambrosio M.R., Gion M., Tomassetti P., De Braud F., delle Fave G., Dogliotti L., Degli Uberti E.C. Chromogranin A as a marker of neuroendocrine neoplasia: an Italian Multicenter Study // Endocr. Relat. Cancer. 2007. V. 14 (2). Р. 473-482.
  62. Nikou G.C., Marinou K., Thomakos P., Papageorgiou D., Sanzanidis V., Nikolaou P., Kosmidis C., Moulakakis A., Mallas E. Chromogranin a levels in diagnosis, treatment and follow-up of 42 patients with non-functioning pancreatic endocrine tumours // Pancreatology. 2008. V. 8 (4-5). Р. 510-519.
  63. Janson E.T., Holmberg L., Stridsberg M., Erikson B., Theodorsson E., Wilander E., Oberg K. Carcinoid tumors. Analysis of prognostic factors and survival in 301 patients from a referral center // Ann. Oncol. 1997. V. 8 (7). Р. 685-690.
  64. Welin S., Stridsberg M., Cunningham J., Granberg D., Skogseid B., Oberg K., Eriksson B., Janson E.T. Elevated plasma chromogranin A is the first indication of recurrence in radically operated midgut carcinoid tumors // Neuroendocrinology. 2009. V. 89 (3). Р. 302-307.
  65. Pirker R.A., Pont J., Pöhnl R., Schütz W., Griesmacher A., Müller M.M. Usefulness of chromogranin A as a marker for detection of relapses of carcinoid tumours // Clin. Chem. Lab. Med. 1998. V. 36 (11). Р. 837-840.
  66. Massironi S., Conte D., Sciola V., Spampatti M.P., Ciafardini C., Valenti L., Rossi R.E., Peracchi M. Plasma chromogranin A response to octreotide test: prognostic value for clinical outcome in endocrine digestive tumors // Am. J. Gastroenterol. 2010. V. 105 (9). Р. 2072-2078.
  67. Nehar D., Lombard-Bohas C., Olivieri S., Claustral B., Chayvialle J.A., Penes M.C., Sassolas G., Borson-Chazot F. Interest of Chromogranin A for diagnosis and follow-up of endocrine tumours // Clin. End. 2004. V. 60 (5). Р. 644-652.
  68. Arnold R., Wilke A., Rinke A., Mayer C., Kann P.H., Klose K.J., Scherag A., Hahmann M., Müller H.H., Barth P. Plasma chromogranin A as marker for survival in patients with metastatic endocrine gastroenteropancreatic tumors // Clin. Gastroenterol. Hepatol. 2008. V. 6 (7). Р. 820-827.
  69. Turner N.C., Strauss S.J., Sarker D., Gillmore R., Kirkwood A., Hackshaw A., Papadopoulou A., Bell J., Kayani I., Toumpanakis C., Grillo F., Mayer A., Hochhauser D., Begent R.H., Caplin M.E., Meyer T. Chemotherapy with 5-fluorouracil, cisplatin and streptozocin for neuroendocrine tumours // Br. J. Cancer. 2010. V. 102 (7). Р. 1106-1112.
  70. Кушлинский Н.Е., Любимова Н.В. Биохимические маркеры в диагностике нейроэндокринных опухолей // Клиническая лабораторная диагностика. 2014. Т. 59 (7). С. 4-11.
  71. Любимова Н.В., Кушлинский Н.Е. Биохимические маркеры нейроэндокринных опухолей // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2014. Т. 1. С. 1-11.
  72. Malaguarnera M., Cristaldi E., Cammaleri L., Colonna V., Lipari H., Capici A., Cavallaro A., Beretta M., Alessandria I., Luca S., Motta M. Elevated chromogranin A (CgA) serum levels in the patients with advanced pancreatic cancer // Arch. Gerontol. Geriatr. 2009. V. 48. Р. 213-217.
  73. Kema I.P., de Vries E.G., Slooff M.J., Biesma B., Muskiet F.A. Serotonin, catecholamines, histamine, and their metabolites in urine, platelets, and tumor tissue of patients with carcinoid tumors // Clin. Chem. 1994. V. 40 (1). Р. 86-95.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».