Chromogranin A: Ein universieller Marker für neuroendokrine

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Chromogranin A: Ein universieller Marker für neuroendokrine Tumoren

Bieglmayer C

Journal für Klinische Endokrinologie und Stoffwechsel - Austrian

Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism 2010; 3 (4), 8-14

8 J KLIN ENDOKRINOL STOFFW 2010; 3 (4)

Chromogranin A: Ein universeller Marker für neuroendokrine Tumoren

Chromogranin A:Ein universeller Marker für neuroendokrine Tumoren

C. Bieglmayer

Neuroendokrine Zellen: Mechanismen

der Sekretion

Neuroendokrine (NE) Zellen können in verschiedenen Orga-nen diffus verteilt sein, wie z. B. in der Prostata, Brust, imMagen, Darm, in der Lunge oder Haut. Überdies findet manNE Zellen auch in Form spezifischer Zellanhäufungen, sogenannter „Inseln“, oder sie bilden kleine Drüsen (u. a. para-follikuläre C-Zellen der Schilddrüse, Langerhans-Inseln desendokrinen Pankreas, Hypothalamus, Hypophyse, Zirbeldrü-se, adrenale Medulla).

Eine Besonderheit ist, dass NE Zellen einige ihrer Synthese-produkte sezernieren, also Botenstoffe wie Hormone, Neuro-peptide oder biogene Amine in den extrazellulären Raum ab-geben. Andererseits exprimieren NE Zellen aber auch Rezep-toren für Botenstoffe bzw. für Neurotransmitter. Dies ermög-licht einen wechselseitigen Austausch von Informationenzwischen den Organen und ihren Zellen über neuroendokrine,endokrine und parakrine Kommunikationswege.

Eingelangt am 20. Mai 2010; angenommen am 13. September 2010

Aus dem Klinischen Bereich Endokrinologie, Institut für Medizinische undChemische Labordiagnostik, Medizinische Universität WienKorrespondenzadresse: Ao. Univ.-Prof. Dr. Christian Bieglmayer, Institut fürMedizinische und Chemische Labordiagnostik, Medizinische Universität Wien,A-1090 Wien, Währinger Gürtel 18–20;E-Mail: [email protected]

Kurzfassung: Neuroendokrine Tumoren (NET)sind selten und machen lediglich rund 0,1 % allerNeoplasien aus. Bioaktive NET sind imstande,Hormone, Neurotransmitter und biogene Aminein großen Mengen zu sezernieren. Die damitverbundenen charakteristischen Beschwerdenerleichtern eine frühe Diagnose. Die nicht-funktionalen NET weisen keine endokrine Symp-tomatik auf, die Beschwerden sind unspezi-fischer Natur und die Diagnose wird oftmals zuspät gestellt. Sowohl funktionale als auchnicht-funktionale Tumoren exprimieren jedochspezifische Proteine, wie Somatostatin-Rezep-toren und Granine.

Granine sind an der Auswahl von Hormonenfür den regulierten Sekretionsweg beteiligt undwerden zusammen mit Hormonen, Neurotrans-mittern und biogenen Aminen in sekretorischenGranula vor der Exozytose gespeichert. Chromo-granin A (CGA) ist das wichtigste und am häu-figsten vorkommende Granin in NET und dientdaher klinisch als Marker. Es ist an der Reifungund Sekretion von Hormonen beteiligt und kannzu biologisch aktiven Peptiden gespalten wer-den. Der heterogene Aufbau von CGA ist durch

metabolische Modifikationen und Gewebe- bzw.tumorspezifische Proteolyse bedingt..

Kommerzielle Immunoassays für CGA unter-scheiden sich in der Standardisierung, den Ein-heiten, der Herkunft und Spezifität der Antikör-per, ihrer Markierung und der Methodik. ÜberErgebnisse von Methodenvergleichsstudien wirdberichtet. Klinische Anwendungen von CGA alsMarker für NET und Interferenzen, die CGA-Be-funde beeinflussen können, werden beschrieben.

Schlüsselwörter: neuroendokriner Tumormar-ker, Chromogranin A, Struktur, Eigenschaften,Messung, Interferenzen

Abstract: Chromogranin A: A Universal Markerfor Neuroendocrine Tumors. Neuroendocrinetumors (NET) are rare and account for only about0.1 % of all neoplasias. Bioactive NETs are ca-pable of hypersecreting hormones, neurotrans-mitters, and biogenic amines, which cause char-acteristic afflictions that facilitate early diagnos-is. Non-functional NETs do not exhibit endocrinesymptoms, the complaints are non-specific and

diagnosis is often delayed. Both functional andnon-functional tumors express specific proteins,like somatostatin receptors and granins.

Granins are involved in selecting hormones forthe regulated pathway of secretion and are co-stored with hormones, neurotransmitters, andbiogenic amines in the secretory granula prior toexocytosis. Chromogranin A (CGA) is the most impor-tant and abundant granin in NET, thus clinically itserves as a marker for NET. It is involved in hormoneprocessing and secretion and is disassembled to bio-logically active peptides. CGA is heterogeneous dueto metabolic modifications and tissue- and tumor-specific cleavage sites. Commercial immunoassaysfor CGA differ in standardization and units, in originand specificity of antibodies as well as in label andassay format. Data from method comparison studiesare reported. Clinical applications of CGA as amarker for NET as well as conditions which interferewith CGA results are reviewed. J Klin EndokrinolStoffw 2010; 3 (4): 8–14.

Key words: neuroendocrine tumor marker, chro-mogranin A, structure, attributes, measurement,interference

Nach der Proteinsynthese am rauen endoplasmatischen Reti-kulum liegen unreife Vorstufen in Form von z. B. Präpro-hormonen vor, die weiter prozessiert werden. Vor allem imGolgi-Apparat finden Modifikationen der Polypeptidkettenstatt. Es werden die Signalpeptidregionen abgespalten und diefür die Ausbildung einer korrekten Struktur erforderlichenPropeptidregionen bzw. Verbindungspeptide („connectivepeptide“) durch Peptidasen und Prohormon-Konvertasen ent-fernt. Durch Glykosylierungs-, Sulfatierungs- oder Phospha-tierungsreaktionen werden die Proteine weiter verändert. Diefertig prozessierten Proteine werden durch Einschnürungendes „trans“-Golgi-Apparats mit einer Lipid-DoppelschichtMembranen umhüllt. Diese Transportvesikel verschmelzenmit der Zellmembran und setzen ihren Inhalt durch Exozytosefrei. Bei diesem konstitutiven Prozess [1] ist die Sekretions-rate eine Funktion der Syntheserate (Abb. 1).

Bei der geregelten Sekretion [1] werden die Syntheseprodukteder NE Zellen in spezielle Vesikel sortiert und dort zwischen-gelagert; im Elektronenmikroskop erscheinen diese Vesikelals dichte Granula. Zusätzlich enthalten die Speichervesikelspezielle saure Glykoproteine, die als Granine bezeichnetwerden und vermutlich der Sortierung von Stoffen in dieGranula und ihrer Stabilisierung dienen. Bei der geregeltenSekretion kann erst durch das Signal eines externen Boten-stoffs die Exozytose des Inhalts dieser Speichervesikel erfol-gen (Abb. 1).

– Transsudation von Plasmabestandteilen in die Arterienwand

For personal use only. Not to be reproduced without permission of Krause & Pachernegg GmbH.

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J KLIN ENDOKRINOL STOFFW 2010; 3 (4)


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Eigenschaften der Chromogranine und

Sekretogranine

Granine wurden ursprünglich aus chromaffinen Zellen deradrenalen Medulla isoliert [2, 3]. Die Mitglieder dieser Fami-lie löslicher saurer Sekretionsproteine werden als Chromo-granine A, B, C (CGA, CGB, CGC) und Sekretogranine I–VI(SG I–VI) bezeichnet, sie tragen teilweise Doppelnamen(Tab. 1).

Bei niederem pH und hohem Ca2+ (in millimolarer Konzentra-tion) kommt es in Gegenwart von Graninen zur selektivenAggregation sekretorischer Proteine bzw. zur Interaktion derGranine mit Katecholaminen, Serotonin oder Histamin.Granine sind also direkt am Aufbau der sekretorischen Spei-chervesikel beteiligt und spielen eine Rolle bei der Selektionder Stoffe für den geregelten Sekretionsweg.

CGA ist das am weitesten verbreitete und am besten charakte-risierte Granin. Es hat eine Halbwertszeit von 18 Minuten undwird mit einer Frequenz von rund 1 Stunde pulsatil sezerniert[4, 5]. CGA reguliert die Funktion sekretorischer Granula:– Es wirkt durch die Pufferung von Wasserstoffionen stabili-

sierend und bewirkt eine osmotische Regulation, es bindetniederaffin, aber mit hoher Kapazität Ca2+ und erfüllt dieRolle des Ko-Speichers von Adenosintriphosphat, Hormo-nen, Neuropeptiden und biogenen Aminen.

– CGA reguliert die neuroendokrine Sekretion, wobei nachder Synthese und Aufbereitung die Botenstoffe zu den in-trazellulären Kompartments des Golgi-Apparats geleitetwerden. Dabei erfolgt eine Sortierung der Stoffe für denkonstitutiven bzw. den geregelten Sekretionsweg (Abb. 1).

– In den Speicher-Granula reguliert CGA die Aktivität vonPeptidasen (z. B. Prohormon-Konvertasen) durch Substrat-Kompetition, moduliert den Ca2+-Fluss und die Packungder Botenstoffe.

– CGA ist ein Prohormon und Präkursor für biologisch akti-ve Peptide [1, 4, 6–11]. Die Hormone Pancreastatin, Cate-statin und Parastatin sind Spaltprodukte des CGA und ander Kontrolle der Sekretionsrate durch Rückkoppelung be-

teiligt [7]. Jeder Zelltyp von endokrinen und NE Zellen hatdaher eine bestimmte Ausstattung modifizierender undproteolytischer Enzyme, die CGA zu spezifischen Pepti-den verarbeiten, welche die Hormonsekretion dieser undbenachbarter Zellen autokrin und parakrin modulierenkönnen [7, 10]. Ähnliche Eigenschaften scheinen auch an-dere Chromogranine und Sekretogranine aufzuweisen [1].

Struktur, peptidkodierende Regionen

und funktionelle Domänen von CGA

Das humane CGA-Gen auf Chromosom 14 trägt 8 Exons. DiemRNA ist insgesamt 2060 Nukleotidbasen lang und beidsei-tig von Regionen flankiert, die nicht translatiert werden. NachAbspaltung des hydrophoben N-terminalen Signalpeptids,das durch Exon I kodiert ist, besteht h-CGA aus 439 Amino-säuren (AS). Auffällig ist der hohe Anteil saurer AS mit24,1 % [10], die für den sauren isoelektrischen pH verant-wortlich sind (Tab. 1). Vier Oligoglutamatgruppen befindensich bevorzugt im Mittelteil der Proteinkette [1, 6]. Die O-glykosidischen Bindungen von Tri- und Tetrasacchariden be-

Abbildung 1: Konstitutive und regulierte Sekretion. Mod. nach [ThinkQuest (http://library.thinkquest.org/C004535/molecule_transport.html)]

Tabelle 1: Biochemische Eigenschaften der Granine. Die Molekulargewichte wurden mittels SDS-Polyacrylamid-Elektrophore-se (SDS-PAGE) bestimmt bzw. aus den Primärstrukturen berechnet. N-glykosidische Bindungen treten nicht auf. Alle Graninesind thermisch weitgehend stabil. Mod. nach [1].

CGA CGB = SG I CGC = SG II SG III SG IV SG V SG VI

Menschliches Chromosom 14 20 2 ? ? 15 20

Molekulargewicht (kD)SDS-PAGE ~ 77 ~ 110 86 57 35 23 55(berechnet aus AS) (51) (50) (67,5) (54) – (21) (27,5)

Isoelektrischer Punkt (pHi) 4,5–5,0 5,1 5,0 5,1 5,6 5,2 4,4–5,2

Disulfid-Schleife ✓ ✓ – ? ? – –

Kalziumbindung ✓ ✓ ✓ ? ? ✓ –

O-glykosyliert ✓ ✓ ✓ ? ? ? ✓

Phosphoryliert ✓ ✓ ✓ ? ? ✓ ✓

Sulfatiert ✓ ✓ ✓ ? ? ✓ ✓

CG: Chromogranin; SG: Sekretogranin; kD: kilo-Dalton; SDS-PAGE: SDS-Polyacrylamid-Elektrophorese; AS: Aminosäuren



stehen aus Galaktose, N-Acetylgalaktosamin und Sialsäure,sie führen zu einem hohen Kohlenhydratanteil von 5,4 % [10].Die intramolekulare Disulfidbindung am N-Terminus verur-sacht eine Peptidschleife, die für die Auswahl des Sekretions-wegs relevant sein könnte [1, 10]. Durch den mit Pankrea-statin identen AS-Bereich wurde CGA als sein Prohormonidentifiziert (Tab. 2). Pankreastatin hemmt die Insulin- undGlukagon-Ausschüttung des Pankreas und die insulinindu-zierte Glykogensynthese. Das Hormon fördert die pankrea-tische Sekretion der Amylase und die hepatische Glykogeno-lyse. Weitere Homologiebereiche des CGA finden sich zukalziumbindenden Proteinen (Oncomodulin, S-100 und intes-tinales Kalzium-Bindungsprotein). Die Integrin-bindendeRGD-Sequenz kann Zelladhäsion vermitteln [10]. Zehn Paarevon basischen AS stellen potenzielle Spalt- oder Verarbei-tungsstellen dar, durch Proteolyse von CGA mit Endopro-teasen wie den Prohormon-Konvertasen 1 und 2 und Furin[12, 13] entstehen diverse biologisch aktive Fragmente, die,neben bakteriolytischen und antifungalen Eigenschaften,regulatorisch die Sekretion von Katecholaminen aus der Ne-benniere und von Parathormon hemmen, vermutlich durchautokrine bzw. parakrine Mechanismen (Tab. 2).

Klinische Anwendung von CGA als Marker

für neuroendokrine Tumoren (NET)

Die Inzidenz von NET ist gering, sie beträgt nur rund 0,1 %aller Malignome [14]. NET sind durch Hypersekretion ge-kennzeichnet. Funktionelle NET setzen vermehrt spezifischeBotenstoffe frei, z. B. Hormone, Neuropeptide, Katechol-amine, Serotonin oder Histamin. Diese führen zu klinischmanifesten Beschwerden, die eine frühzeitige Diagnose er-leichtern. Nicht funktionelle NET zeigen keine endokrineSymptomatik, die Beschwerden sind diffus und die Diagnosewird oft verspätet gestellt. Funktionelle und nicht funktionelleNET sezernieren auch unspezifische Marker, zu denen CGA,die neuronspezifische Enolase (NSE) und die α-Untereinheit

(α-SU) der Glykoproteinhormone TSH, LH, FSH und HGCzählen. Überdies exprimieren NET oft Somatostatin-Rezepto-ren. Dies ist Grundlage für die Lokalisationsdiagnostik durchSomatostatin-Rezeptor-Szintigraphie und die Therapie vonNET mit Somatostatin-Analoga.

Immunhistochemisch kann CGA als Gewebemarker dienen[11] bei Tumoren des Hypophysenvorderlappens (Cortico-tropinoma, Gonadotropinoma, Somatotropinoma, Thyreotro-pinoma, nicht funktionelles Adenom), gastro-entero-pankrea-tischen NET (Gastrinom, Glukagonom, Somatostatinom,Vipom, Insulinom, nicht funktioneller Inselzell-Tumor),beim medullären Schilddrüsenkarzinom, Merkel-Zelltumor,neuralen Tumoren (Ganglioneuroblastom, Ganglioneurom,Medullablastom, Neuroblastom), bei Tumoren der Neben-schilddrüse, Phäochromozytom, Paragangliom und diffusenNET, wie Lungenkarzinomen oder PSA-negative Prostata-karzinomen [15].

Weil CGA mit Hormonen der sekretorischen Granula kose-zerniert wird, kann CGA im Serum oder Plasma als zirkulie-render Marker gemessen werden. Dies ist in folgenden Fällenvon Bedeutung [11]:– Beim Vorliegen von nicht funktionellen NET– Wenn andere Marker instabil sind, stark fluktuieren oder

im Sonderfall unpraktikabel sind, z. B. Serotonin oder eine24-Stunden-Harnsammlung für 5-Hydroxyindolessigsäurebzw. Katecholamine

– Für eine Differenzialdiagnose zwischen endokrinen Tumo-ren neuralen oder anderen Ursprungs, z. B. Hyperkortiso-lismus aus hypophysären, adrenalen oder ektopen Gründen

– Als universeller Marker bei multiplen endokrinen Neo-plasien (MEN)

Einen Vergleich der diagnostischen Wertigkeit von CGA,NSE und α-SU zeigt eine Studie von Nobels et al. [16](Tab. 3). Prozentsätze ≥ 50 % sind fett dargestellt. Die höchs-te Sensitivität hatte CGA beim Gastrinom und Phäochro-

Tabelle 2: CGA und seine proteolytischen Fragmente. Mod. nach [1, 6, 11].

Name AS-Position Exon Eigenschaften, biologische Wirkung

CGA 1–439 II–VIII Saures, lösliches Glykoprotein. Chaperone und Ko-Speicher für Hormone, Neuro-peptide, Katecholamine, Serotonin, Histamin in sekretorischen Granula, Prohormon

CGA 1–40 1–40 II, III CT ↑, PTH ↓. Fördert die Fibroblasten-Adhäsion (RGD-Sequenz). Innerhalb der1–40-Region befindet sich eine Peptidschleife durch Disulfidbindung

Vasostatin I 1–76 II–V Vasokonstriktion ↓ und PTH ↓, wirkt bakteriolytisch und antimykotisch

Vasostatin II (β-Granin) 1–115 II–VI Die ersten 76 AS sind homolog zu Vasostatin I; gleiche biologische Wirkung

Prochromacin 79–439 V–VIII Bakteriolytisch und antimykotisch

Fragmente des Prochromacins

Chromacin 176–197 VI Bakteriolytisch und antimykotisch

Pankreastatin 250–301 VI, VII INS, GLUK ↓, hepatische Glykogenolyse ↑, INS-induzierte Glykogensynthese ↓,pankreatische Amylase-Sekretion ↑

Catestatin 352–372 VII KAT ↓ aus adrenaler Medulla

Parastatin 357–428 VII, VIII PTH ↓

CT: Calcitonin; PTH: Parathormon; INS: Insulin; GLUK: Glukagon; KAT: Katecholamine; AS: Aminosäure



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mozytom. CGA war bei 2/3 der nicht funktionellen Inselzell-Tumoren erhöht, aber nur in 10 % der Insulinome. Pathologi-sche NSE-Spiegel fanden sich besonders beim kleinzelligenLungenkarzinom und Neuroblastom. Die Sensitivität vonα-SU war bei allen Tumoren geringer als die von CGA oderNSE [16]. Weder für funktionelle noch nicht funktionelleHypophysentumoren scheint zirkulierendes CGA ein nützli-cher Test zu sein [17]. Vermutlich sind diese Läsionen zuklein, um gegenüber der physiologischen Hintergrundkon-zentration hervortreten zu können.

Die diagnostische Wertigkeit von CGA, NSE, HIAA (5-Hydroxyindolessigsäure) und CEA (KarzinoembryonalesAntigen) bei NET verschiedenster Primärlokalisationen wur-de in einer Studie von Bajetta et al. untersucht [14]. DieSpezifität war bei Patienten ohne Evidenz einer Erkrankungmit 100 % für NSE und HIAA am besten. Sie betrug bei CEA91 % und bei CGA 86 %. Dagegen war die Sensitivität vonCGA mit 68 % jener von NSE (33 %), HIAA (35 %) und CEA(15 %) deutlich überlegen. Untersucht wurde auch die Sensi-tivität in Hinblick auf lokoregionale und metastasierte Er-krankungen (Tab. 4). Bei lokoregionalen Erkrankungen(Resterkrankung oder lokaler Lymphknotenbefall) war dieSensitivität aller Marker geringer als beim Vorliegen vonMetastasen. CGA und HIAA hatten dabei mit knapp 40 % diehöchste Sensitivität. Bei Metastasen in der Lunge oder Leberübertraf die Sensitivität von CGA mit rund 80 % die anderenMarker. Über eine gute Übereinstimmung von CGA mit derklinischen Beurteilung bei Nachkontrollen wurde berichtet[14]. Im eigenen Kollektiv von 17 Patienten mit GEP-NETund Lokalisationen im Pankreas oder Duodenum kam es in60 % postoperativ zu einer Normalisierung des präoperativerhöhten CGA.

Die zirkulierenden CGA-Spiegel korrelieren weitgehend mitder Tumormasse [16, 18, 19]. Beim Phäochromozytom erwiessich CGA als effizienter Marker, der mit der Tumormassekorrelierte. Allerdings könnten damit kleine Tumoren unent-deckt bleiben. Die Übereinstimmung zwischen CGA und einer131I-MIBG-Szintigraphie (Metaiodobenzylguanidin-Scan) wargut. Bei einem CGA-Spiegel im Normbereich kann ein unauf-fälliger Szintigraphiebefund erwartet werden [20]. Die Ein-führung von CGA-Messungen und der Somatostatin-Rezep-tor-Szintigraphie (SRS) zur Lokalisation hat die Diagnostikund die Stadieneinteilung von NET markant verbessert. Beieinem Spezifitätsniveau von jeweils 94 % betrug die diagnos-tische Sensitivität für SRS 77 % und für CGA bloß 55 % [21].In einer anderen Studie betrug bei einer Spezifität von 98 %die Sensitivität von CGA 63 % [22]. Gleichermaßen geltenaber CGA und SRS als nützliche Hilfsmittel zur Diagnose vonNET, weil Laborbefunde und bildgebende Verfahren unterVerwendung von Radioisotopen anderen Zwecken dienenund sich in den Kosten erheblich unterscheiden.

NE Zellen der Prostata spielen eine wichtige Rolle beimWachstum und der Differenzierung der Drüse; rund die Hälftealler Prostatakarzinome enthält NE Zellen [15]. Patienten mithormontherapierefraktärem Prostatakarzinom wurden mit ei-nem Somatostatin-Analogon behandelt. Dies führte zu einerReduktion von CGA und IGF-I („insulin-like growth factorI“) ohne Beeinflussung der Spiegel von PSA (Prostata-spezi-

fisches Antigen). Eine Kombinationstherapie mit Somato-statin-Analoga könnte künftig bei Patienten mit Prostata-karzinom und erhöhtem CGA vorteilhaft sein [23].

Messung von CGA in Serum oder Plasma

In normalen neuroendokrinen Geweben kommt CGA prak-tisch ubiquitär vor [24, 25], hauptsächlich in der adrenalenMedulla. Diese trägt aber zu den basal zirkulierenden Kon-zentrationen kaum bei [24, 26], erst die selektive Stimulationdes Nebennierenmarks führt zu einem Anstieg des zirkulie-renden CGA [26]. Rund 25 % des basalen CGA stammen ausdem Sympathikus und rund 50 % aus dem NE und endokrinenSystem [27].

Zirkulierendes immunreaktives CGA ist weitgehend stabil,10 Einfrier/Auftau-Zyklen des Plasmas verändern die Kon-zentration kaum [8]. Zur Messung stehen mehrere kommer-zielle Testkits zur Verfügung, die sich in den Ergebnissenerheblich unterscheiden [28]. Jeder Testwechsel (oft bedingtdurch Überweisung an ein anderes Labor) würde daher zu ei-ner Zäsur führen. Für die Produktion der Immunoassayswerden verschiedene Antikörper mit unterschiedlicher Epitop-

Tabelle 3: Vergleich der diagnostischen Sensitivität von CGA,NSE und α–SU bei NET- und Nicht-NET, sortiert nach CGA.Mod. nach [13].

Tumor CgA ↑ (%) NSE ↑ (%) ααααα-SU ↑ (%)

Gastrinom 100 44 33Phäochromozytom 89 44 11GEP-NET („Karzinoid“) 80 47 39NF-Inselzell-Tumor 69 31 23MTC 50 42 19SCLC 39 74 35Neuroblastom 33 67 33Merkel-Tumor 25 50 0NF-Hypophysen-Adenom 20 0 20Insulinom 10 38 0Paragangliom 8 36 12Nicht-endokrine Tumoren* 7 26 15Akromegalie 0 0 0

* Brustkrebs, Nicht-SCLC, Pankreas-Adenokarzinom, Non-Hodgkin-Lymphom, Myelom, Meningeom, AstrozytomNSE: Neuronspezifische Enolase; α-SU: α-Untereinheit der Glykopro-teinhormone TSH, LH, FSH und HGC; GEP-NET: gasto-entero-pan-kreatischer neuroendokriner Tumor; MTC: medulläres Schilddrüsen-karzinom; SCLC: kleinzelliges Lungenkarzinom; NF: nicht funktionellFett: diagnostische Sensitivität ≥ 50 %

Tabelle 4: Sensitivität von CGA, NSE, HIAA und CEA bei NETbei lokoregionalen Erkrankungen und Metastasen. Aus [16].

Sensitivität CGA NSE HIAA CEA(%) (%) (%) (%)

Lokoregional 38 23 38 10

Metastasen Leber 78 37 42 18Lunge 80 20 0 0Skelett 67 29 67 0Multipel 65 44 0 29

Fett: diagnostische Sensitivität ≥ 50 %HIAA: 5-Hydroxyindolessigsäure; CEA: Karzinomembryonales Antigen



Spezifität (monoklonal, polyklonal), unterschiedliche Me-thoden (direkte bzw. kompetitive Immunoassays), verschie-dene Markierungen (Peroxidase, 125I) und verschiedene Ein-heiten verwendet, überdies es gibt keinen einheitlichen, ge-schweige internationalen Standard (Tab. 5). Darüber hinausmuss angenommen werden, dass auch das von NET freige-setzte CGA heterogen ist und tumorspezifische Fragmentezirkulieren [28].

Wir haben CGA aus gleichem Probenmaterial mit einigenkommerziellen Assays gemessen und beim Methodenver-gleich durchgängig erstaunlich gute Korrelationen erhalten(r = 0,98). Die Ergebnisse waren natürlich unterschiedlichund direkt nicht vergleichbar (Abb. 2). Die Formeln der Re-gressionsgeraden wurden zur Methodenumrechnung verwen-det. Damit konnte gezeigt werden, dass die Grenzwertan-gaben der Firmen grob vergleichbar sind (Tab. 5). Zusätzlichhaben wir beobachtet, dass die Linearität bei Probenver-dünnung oft nur mäßig ist, offensichtlich wegen der heteroge-

nen Natur des zirkulierenden immunreaktiven CGA und sei-ner Fragmente.

Interferenzen bei der Messung von CGA

Im Unterschied zu herkömmlichen Tumormarkern werden dieMarker für NET auch in der Diagnose verwendet. CGA hateinen diagnostischen Stellenwert besonders bei Verdacht aufnicht funktionelle NET. Allerdings können verschiedene In-terferenzen zu falsch erhöhten Ergebnissen führen, was eineVerunsicherung des Patienten und kostspielige Folgeunter-suchungen zur Folge hat.

Falsch erhöhte Ergebnisse können analytische Gründe habenund durch heterophile Antikörper verursacht werden [29, 30].Andererseits könnten durch extrem hohe CGA-Spiegel falschniedrige Ergebnisse hervorgerufen werden („high-dose hookeffect“).

Abbildung 2: Methodenvergleiche der CGA-Assays von Dako, CISBIO, LDN und EURIA (n = 38).

Tabelle 5: Charakteristika kommerzieller Immunoassays für CGA

Firma Dako CISBIO LDN EURIA

Methode ELISA, direkt ELISA, direkt ELISA, direkt RIA, kompetitiv

Antikörper 2 polyklonale AK gegen C-terminales 2 monoklonale AK 2 monoklonale AK 1 polyklonaler AK23-kD Fragment (AS 145–245) gegen C- und (AS 116–439)

Mitte-regionales CGA

Standard Isoliert aus Phäochromozytom-Harn Rekombinantes CGA Isoliert aus Harn von k. A.GEP-NET-Patienten

Markierung Peroxidase Peroxidase Peroxidase 125I

Chromogen TMB TMB TMB –

Einheiten U/l ng/ml µg/l nmol/l

Grenzwert Firma(bzw. nach Angabenin der Literatur) 18 (18/34) 100 (70/100/130) 100 4 (5)

Grenzwerte bei Methoden-umrechnung* 18 U/l entsprechen → 100 ng/ml 68 µg/l 5 nmol/l

k. A.: keine Angabe; AK: Antikörper, TMB: Tetramethylbenzidin; CGA: Chromogranin A; GEP-NET: gastroenteropankreatischer neuro-endokriner Tumor* unter Verwendung der Formeln für die Regressionsgeraden (siehe Abb. 2)Firmensitze: Dako (Glostrup, Dänemark), CISBIO (Bagnols, Frankreich), LDN (Labor Diagnostik Nord, Nordhorn, Deutschland), EURIA (Euro-Diagnostica AB, Malmö, Schweden)



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Häufiger sind Interferenzen durch Begleiterkrankungen oderMedikamente. Immunreaktives CGA akkumuliert in Form di-verser Fragmente bei Nierenerkrankungen [28, 31]. Bereitsbei leichten Formen, die zu einem geringen Anstieg des Se-rum-Kreatinins führen, kommt es zu Konzentrationen, dieüber dem Grenzwert liegen (Abb. 3). Bei Nierenversagen könnendie falsch hohen Konzentrationen sogar 5–6× über der Normliegen. Als Interpretationshilfe sind daher Kontrolluntersu-chungen des Kreatinins bei CGA-Untersuchungen angezeigt.Eine andere häufige Interferenz sind Begleiterkrankungenund Medikamente, die zu erhöhten Gastrinspiegeln führen.Ohne Vorliegen eines Gastrinoms wird eine Hypergastri-nämie bei antraler Helicobacter-pylori-Gastritis, Pylorusste-nose, Achlorhydria durch chronisch atrophe Gastritis, Auto-immungastritis, perniziöser Anämie und chronischer Helico-bacter-pylori-Infektion beobachtet. CGA könnte sogar zurÜberwachung einer ECL- („Enterochromaffin-like“-) Zell-hyperplasie verwendet werden [32]. Eine häufige Ursache ei-ner Hypergastrinämie sind Therapien mit Protonenpumpen-hemmern oder H2-Rezeptorantagonisten [33]. Diese Medika-mente können noch einige Wochen nach dem Absetzen erhöh-te Spiegel verursachen.

Auch Bluthochdruck kann mit erhöhtem CGA einhergehen.Bei primärer und sekundärer Hypertonie wurden CGA-Kon-zentrationen beobachtet, die rund 1,5× über jenen gesunderKontrollpersonen lagen. Im Vergleich dazu waren CGA-Kon-zentrationen bei Hypertonie aufgrund eines Phäochromo-zytoms 12,5× höher [34]. Zirkulierendes CGA ist proportio-nal zum klinischen Schweregrad und ein prognostischer Fak-tor bei Patienten mit chronischem Herzfehler und nach Myo-kardinfarkt [35, 36]. Bei der Erstellung von Grenzwerten fürCGA müssen diese in der Durchschnittsbevölkerung nichtseltenen Erkrankungen und Medikationen berücksichtigt wer-den, ebenso bei der Interpretation der Befundergebnisse. Er-höhtes CGA findet sich ferner bei Patienten mit Raucherlungeund beim septischen Schock [5, 37]. Lebererkrankungen be-einflussen dagegen die CGA-Konzentrationen kaum.

Zusammenfassung

CGA ist ein multifunktionelles Protein sekretorischerGranula, das Ca2+, Katecholamine, Hormone und Neuropep-tide bindet, als Ionenaustauscher wirkt, Prohormon-Konver-

tasen kompetitiv hemmt, und ein Prohormon für Pankreastatinund andere Peptide darstellt, welche die Katecholamin- undParathormon-Freisetzung unterdrücken [38]. ZirkulierendeSpiegel von immunreaktivem CGA haben sich als praktikab-ler biochemischer Marker bei der Diagnose und Therapie-überwachung von funktionellen und besonders bei den nichtfunktionellen NET erwiesen. Die zur Verfügung stehendenImmunoassays sind allerdings nicht harmonisiert unduneinheitlich standardisiert, sie liefern bloß indirekt ver-gleichbare Ergebnisse. Begleiterkrankungen können eine Ur-sache für falsch erhöhte CGA-Ergebnisse sein.

Relevanz für die Praxis

Bei Verdacht auf neuroendokrine Tumoren ist CGA einnützlicher labordiagnostischer Marker, besonders für nicht-funktionale Tumoren. Darüber hinaus gilt CGA als univer-seller Marker für multiple endokrine Neoplasien. Die zir-kulierenden Spiegel entsprechen grob der Tumormasseund sind beim Vorliegen von Metastasen höher als beilokoregionalen Erkrankungen. Bei der Interpretation mussbeachtet werden, dass gutartige Begleiterkrankungen, wieeingeschränkte Nierenfunktion, Hypergastrinämie (cave:u. a. Protonenpumpenhemmer) und Bluthochdruck, zu er-höhtem CGA führen.

Interessenkonflikt

Der Autor verneint einen Interessenkonflikt.

Abbildung 3: CGA und Nierenfunktion. Mod. nach [31], Tabelle 1. Die CGA-Konzen-trationen dieser Tabelle wurden auf den Grenzwert 100 ng/ml des von den Autorenverwendeten CIS-Assays normiert.

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Ao. Univ.-Prof. Dr. Christian BieglmayerGeboren 1947. 1965–1974 Chemiestudiuman der Universität Wien, Dissertation über„Funktion der Glyoxysomenmembran imStoffwechsel keimender, fettspeichernderPflanzen“ am Institut für Allgemeine Bioche-mie, Promotion. 1981–1991 Organisationund Leitung des Endokrinen Laboratoriumsder 2. Univ.-Frauenklinik. 1987 Venia docendifür das Fach Biochemie. 1988 Assistenzpro-fessor und seit 1990 tit. ao. Universitätspro-fessor. Seit 1991 Klinisches Institut für Medi-zinische und Chemische Labordiagnostik im AKH Wien, betraut mit derOrganisation und Leitung des Bereichs „Endokrinologie“.

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