ÅTERSKRIVNINGSARTIKEL
Ki-67:s roll i bröstcancer
A Mannell
Kirurgiska institutionen, University of the Witwatersrand, Johannesburg, Sydafrika
Korrespondens
ABSTRACT
Den proliferativa markören Ki-67 är ett mänskligt kärnantigen och utgör en integrerad del av celldelningen i både normal och malign vävnad. Eftersom cancer kännetecknas av okontrollerad och obeveklig cellproliferation används Ki-67-proliferationsindex allt oftare för att bedöma och hantera bröstcancer. Värdet av Ki-67 som en prognostisk indikator, en vägledning för val av terapi och en metod för att mäta svaret på pågående behandling undersöks i denna översikt.
Ki-67-antigenet, ett icke-histonprotein, beskrevs för första gången av Gerdes et al.1 när man höjde monoklonala antikroppar från mus till kärnorna i en cellinje för Hodgkins sjukdom. Detta arbete utfördes vid universitetet i Kiel i Tyskland, därav ”Ki”. ”67” avser klonnumret i en 96-brunnsplatta.
Ki-67-antigenet kan identifieras genom immunfärgning med en monoklonal antikropp i alla faser av cellproliferation. Den finns inte i vilofasen (GO), men förekommer i kärnan i S-, G1- och G2-faserna. Nivån ökar på kromosomernas yta och når en topp i mitos i både normal och malign vävnad.2
Ki-67-poängen eller -indexet är den procentuella andelen positivt färgade celler av det totala antalet maligna celler som poängsatts. Användningen av den ursprungliga monoklonala antikroppen mot Ki-67 var begränsad till färsk fryst vävnad, men genom att använda en annan monoklonal antikropp mot människa, N1B-1 (klon 42), kan Ki-67 mätas i formalinfixerade, paraffininbäddade sektioner, som arkiverats under decennier3 .
Ki-67 och bröstcancerprognos
Värdet av Ki-67 som prognostiskt index undersöktes i en retrospektiv studie av 3 658 fall av invasiv bröstcancer som fördes in i det kliniska cancerregistret i Regenburg, Bayern, Tyskland, mellan 2005 och 2011.3 Förutom receptorstatus och vanligt registrerade histopatologiska särdrag ingick Ki-67-procenten i rutinutredningen för dessa patienter. I en univariat analys gav en Ki-67 >25 %, tillsammans med ogynnsamma kliniska och histopatologiska parametrar, en sämre prognos för den studerade populationen. Ett lågt Ki-67 (<15 %) var förknippat med en femårig sjukdomsfri överlevnad och en total överlevnad på 87 % respektive 89 %, medan patienter med ett högt Ki-67 (>45 %) hade en sjukdomsfri överlevnad och en total överlevnad på 76 % respektive 83 %. Dessa resultat bekräftar resultaten från en tidigare metaanalys av De Azambuja4 , där det i en univariat modell visades att en hög Ki-67-procentandel korrelerade med minskad överlevnad hos både node-negativa, node-positiva och obehandlade bröstcancerpatienter.
Och medan aggressiva kliniska och histopatologiska egenskaper (receptornegativitet, höggradig cancer, positiv nodalstatus, ung ålder och lymfkärlsinvasion) är signifikant förknippade med sämre resultat, visade en multivariat analys av Regenburgdata att en hög Ki-67-procent (> 25 %) förblev en oberoende prognostisk parameter för sjukdomsfri och total överlevnad, oavsett cancerens kliniska och histopatologiska egenskaper3.
Ki-67 och rasskillnader i bröstcancer
I USA löper svarta kvinnor 40 % större risk att dö än vita kvinnor med bröstcancer, och i Afrika har nigerianska kvinnor med bröstcancer högre dödlighet än brittiska kvinnor.5 Många lokala faktorer kan bidra till denna skillnad, t.ex. att patienterna presenterar sig i ett avancerat skede på grund av att det är omöjligt att få råd med tillgängliga transportmedel, avståndet till sjukvårdsinrättningen, att patienterna dröjer med att komma till sjukhuset på grund av låg hälsoutbildningsnivå och att de inledningsvis förlitar sig på traditionella behandlingar. Dessa faktorer leder till förseningar i diagnos och behandling av bröstcancer6 , vilket i sin tur har en negativ inverkan på överlevnaden. Även om socioekonomiska skillnader i tillhandahållandet av hälso- och sjukvård är välkända, finns det en ökande medvetenhet om de skillnader i tumörbiologi som finns mellan etniska nationaliteter.
En studie gjordes av unga afroamerikanska och vita kvinnor i Atlanta, USA, med nydiagnostiserad unilateral invasiv bröstcancer som insjuknat under åren 1996-2000.7 Förutom att dokumentera USA:s National Cancer Institute (NCI) Surveillance, Epidemiology and End Results (SEER) Program grade och stadium för cancern, undersöktes arkiverad tumörvävnad på nytt med avseende på graden av tumörnekros, mitotisk hastighet, receptorstatus, proliferationsmarkörer och cellcykelreglerande proteiner. Rasskillnader i tumöregenskaper identifierades och korrelerades med resultatdata från Georgia Center for Cancer Statistics (en del av det NCI-finansierade SEER-programmet).
Efter justering för ålder, grad och stadium hade bröstcancer hos afroamerikanska kvinnor större sannolikhet att ha en högre proliferationshastighet och ett onormalt uttryck av cellcykelreglerande proteiner, cyklin E och D, än bröstcancer hos vita kvinnor. En mer aggressiv bröstcancerfenotyp hos afroamerikanska kvinnor ligger bakom den dåliga överlevnaden i denna befolkningsgrupp.
Dessa resultat som identifierar rasskillnader i tumörbiologin stöds av en senare studie från Nigeria och Nottingham, Storbritannien.5 De klinisk-patologiska egenskaperna och biomarkörerna, inklusive Ki-67, undersöktes i bröstcancer hos 302 nigerianska kvinnor. Denna serie matchades sedan med en kohort av brittiska kvinnor av kaukasisk härkomst med avseende på stadium och grad. Alla patienter bedömdes och hanterades på ett standardmässigt sätt med primär kirurgi, följt av adjuvant behandling som bestämdes av receptorstatus. Överlevnadsdata förvarades prospektivt och resultatet registrerades för varje fall.
Nivåerna av Ki-67 var betydligt högre i bröstcancer hos nigerianska kvinnor än hos brittiska kvinnor, oberoende av stadium, grad och receptorstatus. Dödligheten var högre hos de nigerianska patienterna. Det är troligt att den större proliferativa fraktionen, som identifieras av höga nivåer av Ki-67, bidrog till rasskillnaderna i överlevnad.
Ki-67 och den molekylära subtypindelningen av bröstcancer
Ki-67 har använts som markör för att definiera de molekylära subtyperna av bröstcancer. Cheang et al.8 kombinerade Ki-67 med en panel av receptorer , och fann att en Ki-67-nivå på 13 % kunde skilja luminal A-cancer med god prognos från luminal B när prognosen var sämre. Niohundrafyrtiotre patienter med nodnegativ bröstcancer, som inte fick systemisk behandling, subtypades med hjälp av dessa fyra immunohistokemiska markörer (IHC4), dvs. ER, PR, HER2 och Ki-67, och följdes för att dokumentera återfall och 10-årig cancerspecifik överlevnad. De med luminal B-cancer med en Ki-67 på >14 % hade en betydligt sämre prognos för återfall och död än de med luminal A-tumörer, där Ki-67 var <14 %.
Skärningspunkten i den tidigare studien, som skiljde hög risk från låg risk, var en Ki-67 på 14 %. I litteraturen har dock de gränsvärden som använts för att göra denna distinktion varierat från en Ki-67 på 5-30 %.4 Denna stora variation av gränsvärden i Ki-67-analyserna har gjort det mycket svårt att jämföra mätningar av proliferativ aktivitet från olika bröstcancercentra. Till denna svårighet har den fortsatta debatten om metoderna för att färga och räkna neoplastiska celler i paraffinsklipp lagts till. Vissa patologer har valt att räkna färgade kärnor i ”hot spots” och vid malignitetens invasiva kant, medan andra räknar antalet celler i ett fält som anses vara representativt för hela sektionen.9 Kontroversen har varit så stor att Ki-67-analysen utelämnades från listan över rekommenderade biomarkörer för klinisk praxis i 2007 års riktlinjer från American Society of Clinical Oncology.10
Därefter inrättades 2010 en internationell arbetsgrupp för Ki-67 i bröstcancer för att undersöka värdet av Ki-67 som en reproducerbar prognostisk markör och för att ta itu med metodproblem.9 Gruppen publicerade riktlinjer för mätning av Ki-67, som specificerar typ av biopsi, fixeringsmedel som ska användas, förvaringstider samt metoder som rekommenderas för antigenhämtning. Man beskrev den bästa monoklonala antikroppen att använda som reagens för immunohistokemi och färgningstekniker. Riktlinjer för att standardisera poängsättning, dataanalys och tolkning av resultaten har också publicerats av arbetsgruppen.
Däremot har man ännu inte nått samförstånd om en enda brytpunkt eller ett intervall av brytpunktsvärden. Detta beror delvis på det faktum att Ki-67 uppvisar en kontinuerlig fördelning och på bestående variationer i preanalytisk och analytisk metodik.11 Dessa svårigheter ligger till grund för den fortsatta debatten om Ki-67-analysens värde och reproducerbarhet.
Hursomhelst rapporterade majoriteten av de experter som uttryckte en åsikt om den behandlingsinriktade klassificeringen av undergrupper av bröstcancer att Ki-67-poängen bör tolkas i ljuset av de lokala laboratorievärdena.12 Panelen gav ett exempel på ett laboratorium med en median Ki-67 för receptorpositiv cancer på 20 %, så att cancer med en Ki-67 (mätt av det laboratoriet) på <10 % helt klart har ett lågt proliferationsindex, och de med en Ki-67 på >30 %, en hög proliferation.
När det gäller detta, erkände man i 2015 års konsensusförklaring från St Gallen International Breast Cancer Conference12 vikten av att mäta och jämföra hormonreceptornivåerna och den proliferativa aktiviteten för att fastställa prognosen och som en vägledning för adjuvant kemoterapi.
I konsensusutlåtandet enades man också om att ”internationellt samarbete har lett till förbättringar i överensstämmelsen av Ki-67-poängen”, vilket uppmuntrar till fortsatt användning och standardisering av denna markör.
Ki-67 och distansrecidiv av bröstcancer
Förbättrade kirurgiska tekniker och utökade strålningsfält, tillsammans med framsteg inom cytotoxiska läkemedel och målinriktad behandling, har ökat den sjukdomsfria överlevnaden och minskat den totala dödligheten i bröstcancer. Men det är fortfarande inte möjligt att karakterisera en undergrupp av patienter som ”botade” från cancer. Node-negativ ER-positiv cancer återfaller med 2 % per år i minst 15 år efter långvarig antiöstrogenbehandling.13 Detta ledde till att man sökte efter ett poängsystem för att skilja patienter med mycket låg risk för återfall som inte skulle gynnas av adjuvant kemoterapi från patienter med tillräckligt hög risk för återfall för att motivera cytotoxiska terapier. Genomic Health 21-gene recurrence score (RS) (6H1-RS), som finns i handeln som Oncotype DX®, är ett sådant poängsättningssystem som utvecklats utifrån en analys av tumörrelaterade gener14 . 6H1-RS-poängen beräknades för nodnegativa, ER-positiva och HER2-negativa patienter i studien Arimidex, Tamoxifen, Alone or in Combination (ATAC) som inte fick adjuvant kemoterapi.15 Dessa forskare fann att Oncotype DX® var en mer exakt prognosticerande faktor för återfall på långt håll än ålder, stadium, grad och ER-uttryck. Sex av de cancerrelaterade generna i Oncotype DX® är dock förknippade med proliferation, och IHC4-poängen visade sig vara lika bra som denna 21-genpoäng när det gäller att förutsäga avlägsen sjukdom under de fem åren efter avslutad behandling.16
Den mest uppenbara fördelen med IHC4-poängen är att dessa parametrar mäts rutinmässigt på tertiära remissjukhus i Sydafrika där kostnaden för en immunfärgning, inklusive Ki-67, är 350 rupier inom den offentliga hälso- och sjukvårdssektorn (enligt information från avdelningen för histopatologi, Charlotte Maxeke Johannesburg Academic Hospital, Johannesburg, Sydafrika). Oncotype DX®-poängen med 21 gener kostar 28 780,00 rupier (enligt information från Drs Gritzman and Thatcher Inc Laboratory, Johannesburg, Sydafrika) och är oöverkomligt dyr för den resurssvaga miljön i Afrika, och finns endast tillgänglig i privata hälsolaboratorier.
Multicenterförsök med förlängd hormonell behandling av ER-positiv bröstcancer har pågått samtidigt med dessa analyser av prediktiva faktorer.18 Dessa kliniska prövningar har bekräftat att fortsatt anti-östrogen i tio år avsevärt minskar dödligheten i bröstcancer under det andra decenniet efter diagnosen.
Väljning av terapi
Avse det bidrag Ki-67 ger till prognosen används Ki-67-indexet dagligen vid val av terapi. Celler som delar sig har ökad känslighet för cytotoxiska läkemedel, och ett högt Ki-67-index är förknippat med ett bra svar på neoadjuvant kemoterapi (NAC).11,19 Omvänt är starkt ER-positiva cancerformer med ett lågt Ki-67-index bättre hanterade med 4-8 månaders neoadjuvant hormonell behandling12. Det har dock inte fastställts om basala Ki-67-värden kan förutsäga svaret på en specifik adjuvant kemoterapiregim.11,20
Men även om basal Ki-67-färgning kan vägleda det initiala valet av terapi har bedömningen av svaret på pågående behandling blivit en viktig fråga i patienthanteringen. Ki-67 i en kärnbiopsi mättes två och 12 veckor efter påbörjad behandling i studien Immediate Preoperative Anastrozole, Tamoxifen, or Combined with Tamoxifen (IMPACT).21 Undertryckningen av Ki-67 av anastrozol vid båda tidsintervallen var större än den som registrerades för tamoxifen eller kombinationen. Den större suppressionen av Ki-67 av anastrozol korrelerade med den signifikant förbättrade recidivfria överlevnaden hos patienter som fick anastrozol vid 31-månadersgranskningen av ATAC-studien.22
Syftet med POETIC-studien (Perioperative Endocrine Therapy for Individualizing Care) är att testa hypotesen att en förändring av Ki-67 efter två veckors antiöstrogenbehandling kan förutsäga det slutgiltiga utfallet av den endokrina behandlingen.23 Denna studie pågår eftersom man planerar att rekrytera 4 000 patienter med icke-metastatisk ER-positiv bröstcancer.
Det behövs en tillförlitlig markör för att bedöma svaret på pågående kemoterapi. En 20-25-procentig minskning av Ki-67 vid baslinjen efter en enda cykel med cyklofosfamid, epirubicin och 5-fluorouracil korrelerade signifikant med en minskad risk för återfall i en liten studie från Karolinska universitetssjukhuset, Stockholm, Sverige.24 Om en kemoterapiregim inte lyckas minska den proliferativa fraktionen av en cancer signalerar detta behovet av en förändring av behandlingen.
Bedömning av restrisk
Kemoterapi uppnår ett kliniskt svar hos majoriteten av patienterna med invasiv bröstcancer, men ett fullständigt patologiskt svar förekommer endast hos en minoritet. Det är viktigt att profilera den kvarvarande cancern i de kirurgiska excisionsproverna som en vägledning för adjuvant behandling. En studie av Ki-67 före och efter NAC genomfördes på 283 patienter med ER-negativ, invasiv icke-metastatisk bröstcancer som inte hade ett patologiskt svar. Patienter med en hög Ki-67 vid baslinjen hade ett bättre svar på NAC, men de med en hög Ki-67 i det kirurgiska excisionsprovet fick en betydligt sämre recidivfri överlevnad.25 En hög Ki-67 i kvarvarande cancer är en indikation för ytterligare, icke korsresistent behandling.
Slutsats
Ki-67 är ett humant kärnantigen som är nära förknippat med cellcykeln och mitos, så att Ki-67-procenten representerar den proliferativa fraktionen i en cancer. Ki-67 är ett hållbart antigen som lätt och ekonomiskt kan hämtas från paraffininbäddade sektioner av tumörvävnad. Många studier har bekräftat dess värde som en prognostisk markör för bröstcancer.
Ki-67 används i den dagliga praktiken för att välja terapi och ger möjlighet att mäta svaret på pågående behandling. De flesta patienter med bröstcancer har inte ett fullständigt patologiskt svar efter NAC, så en förnyad bedömning av receptorerna och Ki-67 i det kirurgiska excisionsprovet underlättar valet av en andrahandsbehandling som inte är korsresistent. Lika viktigt är mätning av Ki-67 och receptorexpression i lokalregionala och avlägsna bröstcancerrecidiv för att underlätta valet av lämplig systemisk behandling.
Med en stor variation i metodik, poängsättning och avgränsningspunkter är standardisering och laboratorieackreditering avgörande för att Ki-67 ska kunna nå sin fulla kliniska potential, vilket har uppnåtts med hormonella och HER2-receptorer.26
Deklaration
En del av denna översikt presenterades vid Durban breast cancer forum den 18 augusti 2015.
Intressekonflikt
Författaren bekräftar att det inte fanns någon intressekonflikt som på ett olämpligt sätt skulle kunna ha påverkat henne vid skrivandet av denna artikel.
1. Gerdes J, Schwab U, Lemke H, Stein H. Produktion av en monoklonal antikropp av mus som reagerar med ett humant kärnantigen som är associerat med cellproliferation. Int J Cancer. 1983;31(1):13- 20.
2. Jonat W, Arnold N. Är Ki-67-märkningsindexet redo för klinisk användning? Ann Oncol. 2011;22(3):500-502.
3. Inwald EC, Klinkhammer-Schalke M, Hofstadler F, et al. Ki67 är en prognostisk parameter hos bröstcancerpatienter: resultat från en stor befolkningsbaserad kohort i ett cancerregister. Breast Cancer Res Treat. 2013;139(2):539-552 .
4. De Azambuja E, Cardoso F, de Castro G, et al. Ki67 som prognostisk markör vid tidig bröstcancer: en metaanalys av publicerade studier med 12155 patienter. Br J Cancer. 2007;96(10):1504-1513.
5. Agboola AO, Banjo AA, Annunobi CC, et al. Uttryck av cellproliferation (Ki67) är förknippat med sämre prognos hos nigerianska jämfört med brittiska kvinnor med bröstcancer. ISRN Oncol. 2013;675051.
6. Iqbal J, Ginsburg O, Rochon PA, et al. Skillnader i bröstcancerstadium vid diagnos och cancerspecifik överlevnad efter ras och etnicitet i USA. JAMA. 2015;313(2):165-173.
7. Porter PL, Lund MJ, Ming GL, et al. Rasskillnader i uttrycket av cellcykelreglerande proteiner i bröstcancer. Cancer. 2004;100(12):2533-2542.
8. Cheang MCU, Chia SK, Voduc D, et al. Ki67-index, HER2-status och prognos hos patienter med luminal B-bröstcancer. J Natl Cancer Inst. 2009;101(10):736-750.
9. Harris L, Fritsche H, Mennel R, et al. The American Society of Clinical Oncology 2007 update of recommendations for the use of tumörmarkers in breast cancer. J Clin Oncol. 2007;25(33):5287-5312.
10. Dowsett M, Torsten NO, A’Hern R, et al. Bedömning av Ki67 i bröstcancer: rekommendationer från den internationella arbetsgruppen för Ki67 i bröstcancer. J Natl Cancer Inst. 2011;103(22):1656-1664.
11. Yerushalmi R, Woods R, Ravdin PM, et al. Ki67 in breast cancer: prognostic and predictive potential. Lancet Oncol. 2010;11(2):174-183.
12. Coates AS, Winer EP, Goldhirsch A, et al. Tailoring therapies – improving management of early breast cancer: St Gallen International Expert Consensus on the primary therapy of early breast cancer 2015. Ann Oncol. 2015;26(8):1533-1546.
13. Sestak I, Dowsett M, Zabaglo L, et al. Faktorer som förutsäger sent återfall för östrogenreceptorpositiv bröstcancer. J Natl Cancer Inst. 2013;105(19):1504-1511.
14. Paik S, Shak S, Tang G, et al. A multi gene assay to predict recurrence of tamoxifen-treated node-negative breast cancer. N Engl J Med. 2004;351(27):2817-2826.
15. Dowsett M, Cuzick J, Wale C, et al. Prediction of risk of distant recurrence using the 21-gene recurrence score in node-negative and node-positive postmenopausal patients treated with anastrozole or tamoxifen: a trans ATAC Study. J Clin Oncol. 2010;28(11):1829-1834.
16. Cuzack J, Dowsett M, Pineda S, et al. Prognostiskt värde av en kombinerad immunohistokemisk poäng för östrogenreceptor, progesteronreceptor, Ki-67 och human epidermal tillväxtfaktorreceptor 2 och jämförelse med Genomic Health recurrence score vid tidig bröstcancer. J Clin Oncol. 2011;29(32):4273-4278.
17. Goss PE, Ingle JN, Martino S, et al. Randomiserad studie av letrozol efter tamoxifen som utvidgad adjuvant behandling vid receptorpositiv bröstcancer: uppdaterade resultat från NCIC CTG MA.17. J Natl Cancer Inst. 2005;97(17):1262-1271.
18. Davies C, Pan H, Godwin J, et al. Long-term effects of continuing adjuvant tamoxifen to 10 years versus stopping at 5 years after diagnosis of oestrogen receptor-positive breast cancer: ATLAS, en randomiserad studie. Lancet. 2013;281(9869):805-816.
19. Fasching PA, Keusinger K, Haeberle L, et al. Ki67, kemoterapisvar och prognos hos bröstcancerpatienter som får neoadjuvant behandling. BMC Cancer. 2011;11:486.
20. Sheri A, Dowsett M. Developments in Ki67 and other biomarkers for treatment decision making in breast cancer. Ann Oncol. 2012;23 Suppl 10:x219-x227.
21. Dowsett M, Smith IE, Ebbs SR, et al. Prognostic value of Ki67 expression after short-term presurgical endocrine therapy for primary breast cancer. J Natl Cancer Inst. 2007;99(2):167-1170
22. Cuzick J, Sestak I, Baum M, et al. Effekten av anastrozol och tamoxifen som adjuvant behandling vid tidig bröstcancer. 10 års analys av ANAC-studien. Lancet Oncol. 2010;11(12):1135-1141.
23. Dowsett M, Smith I, Robertson J, et al. Endokrin terapi, nya biologiska ämnen och nya studiedesigns för prekirurgiska studier av bröstcancer. J Natl Cancer Inst Monogr. 2011;2011(43):120-123.
24. Billgren A-M, Rutqvist LE, Tani E, et al. Proliferationsfraktion under meoadjuvant kemoterapi av bröstcancer i relation till objektivt lokalt svar och återfallsfri överlevnad. Acta Oncol. 1999;38(5):597-601.
25. Jones RL, Salter J, A’Hern R, et al. Den prognostiska betydelsen av Ki67 före och efter neoadjuvant kemoterapi vid bröstcancer. Breast Cancer Res Treat. 2009;116(1):53-68.
26. Hammond ME, Hayes DF, Wolff AC, et al. American Society of Clinical Oncology/College of American Pathologists guideline. Rekommendationer för immunhistokemisk testning av östrogen- och progesteronreceptorer i bröstcancer. J Oncol Pract. 2010;6(4):195-197.
