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1 Redalyc Sistema de Información Científica Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal Shariat, Shahrokh F.; Scherr, Douglas S.; Gupta, Amit; Bianco Jr., Fernando J.; Karakiewicz, Pierre I.; Zeltser, Ilia S.; Samadi, David B.; Akhavan, Ardavan BIOMARCADORES EMERGENTES PARA EL DIAGNÓSTICO, ESTADIFICACIÓN Y PRONÓSTICO DEL CÁNCER DE PRÓSTATA Archivos Españoles de Urología, vol. 64, núm. 8, octubre, 2011, pp Editorial Iniestares S.A. Madrid, España Disponible en: Archivos Españoles de Urología ISSN (Versión impresa): urologia@arch-espanoles-de-urologia.es Editorial Iniestares S.A. España Cómo citar? Número completo Más información del artículo Página de la revista Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

2 DECISIÓN CLÍNICA EN CÁNCER DE PRÓSTATA LOCALIZADO. DÓNDE ESTAMOS 2011? Arch. Esp. Urol. 2011; 64 (8): BIOMARCADORES EMERGENTES PARA EL DIAGNÓSTICO, ESTADIFICACIÓN Y PRONÓSTICO DEL CÁNCER DE PRÓSTATA Shahrokh F. Shariat 1,2, Douglas S. Scherr 1, Amit Gupta 1, Fernando J. Bianco Jr. 3, Pierre I. Karakiewicz 4, Ilia S. Zeltser 5, David B. Samadi 6 y Ardavan Akhavan 6. 1 Department of Urology and 2 Division of Medical Oncology. Weill Cornell Medical College. New York-Presbyterian Hospital. New York. NY. USA. 3 Columbia University Division of Urology at Mount Sinai Medical Center. New York. NY. USA. 4 Department of Urology. University of Montreal. Montreal. Quebec. Canada. 5 Bryn Mawr Urology Group. Philadelphia. Pennsylvania. USA. 6 Department of Urology. Mount Sinai School of Medicine. New York. NY. USA. Resumen.- La introducción y adopción generalizada del PSA ha revolucionado la forma en la que el cáncer de próstata es diagnosticado y tratado. Sin embargo, el uso del PSA también ha dado lugar a un exceso de diagnóstico y al sobretratamiento del cáncer de próstata, lo que provoca controversia sobre su uso para la detección. El PSA también ha limitado la capacidad predictiva de los resultados después del tratamiento y la toma de decisiones clínicas acerca de las terapias adyuvante y de rescate. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de nuevos biomarcadores para complementar el PSA en la detección y tratamiento del Shahrokh F. Shariat, MD Weill Medical College of Cornell University New York Presbyterian Hospital 525 East 68th Street New York, NY (USA) sfshariat@gmail.com CORRESPONDENCIA de próstata. A pesar de los progresos en el desarrollo de nuevos biomarcadores, siguen existiendo algunos obstáculos antes de que tales biomarcadores puedan ser utilizados clínicamente. Estos desafíos incluyen barreras analíticas y normativas, problemas con el diseño del estudio y los análisis de datos que conduzcan a la falta de reproducibilidad de resultados prometedores, y la falta de ensayos a gran escala para evaluar adecuadamente la utilidad de los prometedores biomarcadores. En este artículo se discuten los retos en la investigación de biomarcadores y las consideraciones estadísticas para la evaluación de los mismos. Hay una gran cantidad de prometedores biomarcadores en sangre y orina. A efectos de esta revisión, nos centramos en las formas derivadas del PSA, calicreína 2 humana, antígeno precoz del cáncer de próstata, factor de crecimiento transformante beta-1 y la interleucina-6, endoglina, PCA3, AMACR y ETS Fusión genes. Estos marcadores han demostrado ser prometedores en los primeros estudios y se encuentran en diversas etapas de desarrollo. Sin embargo, en el futuro, es muy probable que se utilice un panel de biomarcadores para alcanzar el grado de certeza suficiente para guiar las decisiones clínicas. Para poder ser utilizado comercialmente, ese panel tendrá que responder a preguntas clínicamente relevantes de una forma sencilla y rentable. Palabras clave: Neoplasia de próstata. Marcadores moleculares. Diagnóstico. Estadificación. Pronóstico. Antígeno específico de la próstata (PSA). Cáncer de próstata.

3 682 S. F. Shariat, D. S. Scherr, A. Gupta, et al. Summary.- The introduction and widespread adoption of PSA has revolutionized the way prostate cancer is diagnosed and treated. However, the use of PSA has also led to over-diagnosis and overtreatment of prostate cancer resulting in controversy about its use for screening. PSA also has limited predictive accuracy for predicting outcomes after treatment and for making clinical decisions about adjuvant and salvage therapies. Hence, there is an urgent need for novel biomarkers to supplement PSA for detection and management of prostate cancer. Despite the progress in developing new biomarkers, several obstacles remain before such biomarkers can be clinically used. These challenges include analytical and regulatory barriers, issues with study design and data analysis that lead to lack of reproducibility of promising results, and the lack of large scale trials to adequately assess the utility of promising biomarkers. In this article we discuss the challenges in biomarker research and the statistical considerations for biomarker evaluation. There is a plethora of promising blood and urine based biomarkers. For the purpose of this review, we focus on PSA derived forms, human kallikrein 2, Early Prostate Cancer Antigen, Transforming Growth Factor-Beta 1 and Interleukin-6, Endoglin, PCA3, AMACR and ETS Gene Fusions. These biomarkers have shown promise in early studies and are at various stages of development. However, in the future it is very likely that a panel of biomarkers will be used to achieve sufficient degree of certainty in order to guide clinical decisions. To be able to be used commercially such a panel will have to answer clinically relevant questions in a simple and cost-effective way. Keywords: Prostate neoplasms. Molecular markers. Diagnosis. Staging. Prognosis. Prostate specific antigen. Prostate cancer. INTRODUCCIÓN En los Estados Unidos, el cáncer de próstata (CaP) es la neoplasia sólida más frecuente y la segunda causa de muerte por cáncer en hombres (1). La amplia disponibilidad del antígeno prostático específico total (PSA) revolucionó el despistaje del CaP y marcó el comienzo de la era del PSA causando disminución del CaP metastásico al diagnóstico y de la mortalidad por esta causa. Sin embargo, la aplicación omnipresente de la prueba de PSA también ha dado lugar a un exceso de detección y tratamiento. El riesgo de ser diagnosticado de CaP se estima en ~ 18%, mientras que el de la muerte por CaP es de ~ 3%. Esto se debe en parte al hecho de que el PSA no es ni específico del cáncer, ni un marcador para el comportamiento biológico. Un nivel elevado de PSA puede reflejar la presencia de cáncer, pero también puede estar causado por hiperplasia benigna prostática benigna (HBP), infección y/o inflamación crónica. Todas las células epiteliales de próstata, ya sean normales, hiperplásicas o tumorales, sintetizan PSA. Las células neoplásicas producen niveles tisulares algo más bajos de PSA en comparación con las células de la HBP, aunque ambas enfermedades causa elevación del PSA en la sangre. Por lo tanto, se ha indicado que el PSA debe ser considerado como un marcador del volumen y de crecimiento prostático relacionado con la HBP y su resultado, en lugar de un marcador fiable de CaP (2-6). Además, los niveles de PSA son inherentemente variables afectando de ese modo a la interpretación de cualquier resultado individual. La variación total del PSA incluye tanto la variación analítica (es decir, la manipulación pre-analítica de la muestra, el proceso del laboratorio, la realización del ensayo, y la normalización) como la biológica (es decir, el metabolismo, la eliminación renal, la medicación, la actividad física y sexual, y el tamaño y la integridad de la próstata). Las oscilaciones de hasta un 20-30% en el rango de PSA 0,1-20 ng/ml pueden ser debidas a variaciones biológicas (5,7). Por otra parte, el uso de diferentes técnicas de detección puede ser otra causa importante de variación. Las diferencias en la calibración de los kits puede dar una estimación artefactada alta o baja de PSA y PSAV (8-10). Los kit no son intercambiables y se debe tener precaución al comparar los resultados de diferentes kit comerciales de PSA. Cabe destacar que cuando se adopta el estándar de la Organización Mundial de la Salud hay un valor estimado del 20% más bajo (11). El PSA no está exactamente relacionado con el comportamiento biológico del CaP. Por ejemplo, por debajo de 9 ng/ml, rango en el que se detectan más cánceres en la actualidad, el PSA no refleja bien el riesgo de recurrencia bioquímica después de prostatectomía radical, pero está significativamente correlacionado con el volumen de la próstata, un reflejo directo del grado de HBP presente (6,12-14). Por consiguiente, a pesar de tener gran valor en la práctica clínica, el PSA no es el marcador ideal para la detección de CaP y su manejo. En este artículo, vamos a tratar las definiciones, los desafíos para la investigación, las consideraciones estadísticas para la evaluación de los biomarcadores, así como varios candidatos prometedores para la detección del CaP, estadificación y pronóstico.

4 BIOMARCADORES PARA EL DIAGNÓSTICO, ESTADIFICACIÓN Y PRONÓSTICO DEL CÁNCER DE PRÓSTATA 683 RETO DE LOS BIOMARCADORES EN EL CÁN- CER DE PRÓSTATA Una búsqueda en PubMed sobre el cáncer de próstata y ( biomarcadores o marcador ) en el idioma Inglés produjo entradas (consultado el 31/12/2009). El número de artículos publicados sobre los biomarcadores del CaP ha aumentado constantemente a lo largo de los años. A pesar de la gran cantidad de biomarcadores publicados como prometedores, sólo un marcador biológico, es habitualmente utilizado por los urólogos - el PSA. Por qué no hay biomarcadores de CaP en concordancia con sus promesas? Por un lado, existen notables barreras analíticas y reglamentarias para la aplicación de biomarcadores en el tratamiento del CaP (6, 21). Estas incluyen, pero no están limitadas a la situación de protección de la propiedad intelectual, la disponibilidad de materiales de referencia estándar para el ensayo, la complejidad del formato del ensayo, la implementación del control de calidad para asegurar la reproducibilidad y precisión, el tamaño suficiente del mercado de la prueba para evaluar los métodos de comercialización, la falta de directrices claras para la buena fabricación/prácticas de laboratorio y requisitos de control de calidad para todas las fases del desarrollo de los biomarcadores, costes y esfuerzos necesarios para acumular los datos clínicos en adecuadamente apropiados ensayos prospectivos aprobados por los diferentes comités éticos y el intervalo necesario para la resolución de asuntos relacionados con patentes, normalización del ensayo, validación, prueba y aprobación de las regulaciones. Además de las barreras analíticas y normativas, la falta de uso de biomarcadores de CaP en la práctica clínica diaria es también el resultado de una mala aplicación de la estadística y el diseño del estudio. De hecho, los estudios típicos de biomarcadores han involucrado muestras de conveniencia de las poblaciones mal definidos, ensayos no estandarizados, y un pequeño número de pacientes susceptibles a datos que faltan. La investigación de biomarcadores se hace generalmente en el contexto de la atención clínica habitual, no de los ensayos clínicos y ha estado en gran parte guiada por la intuición y la experiencia en lugar de por análisis bien estructurados. Esto ha conducido al hecho de que la mayoría de los hallazgos de biomarcadores no son reproducibles (22, 23). En efecto, la mayoría de los marcadores biológicos que parecen biomédica y estadísticamente significativos en un centro no son confirmados por otros centros (22-25). Estas observaciones han provocado la elaboración de directrices destinadas a asegurarse que los estudios de biomarcadores se ajustan a ciertas normas básicas de diseño y presentación de información. Conceptualmente, el desarrollo de nuevos biomarcadores debe ser un proceso similar a la evaluación de fármacos terapéuticos. El desarrollo de medicamentos es un proceso altamente reglamentado con fases cuidadosamente reguladas desde el descubrimiento hasta la aplicación en humanos. En el año 2002, la Red de Investigación de Detección Precoz del Instituto Nacional del Cáncer desarrolló un enfoque de cinco fases para el descubrimiento y evaluación sistemática de biomarcadores (26, 27). Las fases de la investigación son generalmente ordenadas de acuerdo a la fuerza de la evidencia que cada una proporciona a favor de los biomarcadores. Los resultados de las fases anteriores son generalmente necesarios para diseñar las fases posteriores. Al igual que en otros grupos de investigación, hemos modificado estas fases para clasificar los estudios en una secuencia, desde el descubrimiento hasta la validación y evaluación de los beneficios (Tabla I), (6, 21). Este esquema no es sólo un proceso intelectual sino que también proporciona una buena escala por la que los investigadores, los pacientes, y los inversores puedan evaluar el estado de los biomarcadores en el proceso de desarrollo. Se puede esperar que la tasa de fracaso estimada de los biomarcadores en desarrollo sea similar a la de los fármacos. El desarrollo de biomarcadores no debe ser considerado más fácil que el desarrollo de fármacos. Es fundamental que los investigadores sean conscientes de la complejidad y la escasa tasa de éxito de los biomarcadores potenciales cuando llegan al ámbito clínico. CONSIDERACIONES ESTADÍSTICAS PARA EL DESCUBRIMIENTO Y VALIDACIÓN DE LOS BIOMARCADORES Un tema que ha recibido menos atención es el grado en que la investigación sobre biomarcadores ha hecho uso suficiente de las estadísticas de relevancia clínica, tales como la evaluación de la precisión de la predicción, análisis de decisiones, y/o la metodología experimental. La mayoría de los biomarcadores no proporcionan suficiente información para ser utilizada independientemente de otra información. El uso óptimo de los biomarcadores radica en incorporarlos en un modelo que también incluye datos clínicos estándar (6, 17, 28-32). Por tanto, el modelo se utiliza para proporcionar asistencia individual a cada paciente bien para su utilización en mejorar el diagnóstico o el tratamiento. Para determinar el valor de un biomarcador nuevo, no es suficiente demostrar que está significa-

5 684 S. F. Shariat, D. S. Scherr, A. Gupta, et al. tivamente relacionado con el resultado, estadísticamente significativo en un modelo multivariable incluyendo los factores clínicos y patológicos estándar, o más importante que los factores clínicos y patológicos estándar. Una variable que es estadísticamente significativa en un modelo multivariable podría no mejorar la capacidad predictiva del modelo. El valor p y el cociente probabilidades/azar no describen de modo significativo la habilidad de un biomarcador para clasificar pacientes. Para que un biomarcador sea potencialmente útil clínicamente, es necesario demostrar que la suma del biomarcador a un modelo existente basado en los factores clínicos y patológicos más importantes mejora la precisión de la predicción (discriminación y calibración) del modelo (6, 30, 33-36). Un problema importante con el desarrollo del modelo es la necesidad de una validación adecuada. Se utiliza una serie de pacientes cuando se desarrolla un modelo que incorpora un biomarcador. Por definición, el modelo es el más exacto para predecir el resultado de este conjunto de pacientes. Por lo tanto, los modelos basados en biomarcadores deben ser validados mediante datos no utilizados para su desarrollo. Hay dos tipos generales de validación: validación interna con la base de datos original y la validación externa con el conjunto de datos independientes (6,21). La validación externa de un conjunto de datos diferente permite la evaluación de la generalización de la herramienta de predicción de riesgo en poblaciones más amplias de las que se planteó originalmente. Los marcadores biológicos que ofrecen una puntuación continua proporcionan información que puede ser más útil que los puntos de corte ya que los niveles de riesgo no son realmente distintos si no un riesgo continuo (37). Finalmente, los métodos que incorporan consecuencias clínicas, tales como la curva del análisis de decisiones es crucial para la evaluación de biomarcadores. Este tipo de análisis permite comprender las consecuencias del uso de un biomarcador en la práctica clínica (36, 38). Existen varios métodos disponibles, incluyendo la curva del análisis de decisiones que combina la sencillez con evaluación eficiente (39-42). La evaluación del análisis de decisión debe ser realizado durante las últimas etapas de la investigación antes de la aplicación clínica del biomarcador. BIOMARCADORES EMERGENTES EN CÁNCER DE PRÓSTATA Formas derivadas del PSA Un enfoque para mejorar las características operativas del PSA ha sido valorar los derivados de PSA, incluyendo la variación del índice de PSA en el tiempo (velocidad del PSA), relación entre la concentración de PSA y el volumen de la próstata (densidad del PSA), e intervalos del PSA específicos de la edad (17, 28, 29, 43). Además, las mejoras en la medición de las isoformas de PSA han permitido la medición de PSA libre (fpsa) y su relación con el PSA total (44, 45, 46). Otras formas incluyen PSA complex, que es una medida de la cantidad de PSA sérico que se une a la α2-macroglobulina, inhibidor de la proteasa α1-, o α1 antiquimotripsina. Hay tres isoformas diferentes de segmentación del PSA libre en el suero: pro-psa, PSA asociados con la HBP (BPSA), y PSA libre intacto (47). El precursor del PSA es un ácido amino 261 pre-proproteína. El procesamiento posterior de la calicreína glandular humana 2 (hk2) produce la participación activa de 237 dando lugar al PSA maduro (47). Hay estudios que demuestran que los niveles más altos de pro-psa están asociados con el CaP. Se encontró que en hombres con niveles de PSA entre 6,0 a 2,0 ng/ml, la fracción propsa [-2] era significativamente mayor en los hombres con CaP (47). Por otra parte, los autores demostraron la utilidad de la relación pro-psa/psa libre para el despistaje de pacientes con PSA entre 2,5-4,0 ng/ml y entre 4,0-10,0 ng/ml (48). Los ratios elevados de pro-psa/ PSA libre también se han asociado con características patológicas agresivas y con la disminución de la supervivencia libre de enfermedad después de prostatectomía radical (49, 50). Una nueva herramienta automatizada mediante el ensayo de pro-psa [-2] con un porcentaje de fpsa basado en red neuronal artificial fue capaz de detectar el CaP y relacionarlo con la agresividad con mayor exactitud que el PSA o el porcentaje de fpsa aisladamente (51). En una cohorte prospectiva reciente de hombres incluídos en un programa de vigilancia activa de CaP, los niveles de suero y tejido de pro-psa al momento del diagnóstico se asociaron con la necesidad de tratamiento posterior (52). Los autores plantearon la hipótesis de que el aumento en la proporción de suero pro-psa a porcentaje de fpsa podría ser impulsado por el aumento de la producción de pro-psa por parte de las células pre malignas. El PSA relacionado con la HBP (BPSA) está formado por la división interna de PSA libre entre Lys182 y Ser183. El BPSA se expresa en la hiperplasia nodular limitado a la zona de transición de los hombres con HBP. El BPSA puede ser detectado en el semen, en la sangre y en la próstata, y sus niveles se correlacionan con el volumen de zona transicional y los síntomas de micción obstructiva (47, 53). El

6 BIOMARCADORES PARA EL DIAGNÓSTICO, ESTADIFICACIÓN Y PRONÓSTICO DEL CÁNCER DE PRÓSTATA 685 BPSA parece ser un marcador prometedor de la HBP, ya que ha demostrado una relación directa entre la secreción y el volumen de la zona transicional (53). En varones sanos, el BPSA es indetectable. Como tal, el BPSA es un mejor predictor de la dilatación de la próstata que el PSA total y el libre (54). Además, el BPSA no se ve afectado por la edad y es significativamente mayor en la presencia de síntomas de HBP. Ajustando el nivel de fpsa por BPSA resultó en 13-17% de mejora en la especificidad en comparación con el fpsa solo manteniendo una sensibilidad del 90-95% (55). Calicreína Humana2 (Hk2) La calicreína humana 2 (también conocida como calicreina humana relacionada con la peptidasa 2) es una serina proteasa secretada por la misma familia de genes que el PSA (56). Comparten una homología de secuencia del 80% y ambas se expresan principalmente en la glándula prostática (56). A pesar de estas similitudes estructurales, hk2 y el PSA difieren en su actividad enzimática. Los niveles de hk2 en el tejido de la próstata, semen plasma y suero son menos del 2% de PSA, aunque hk2 la transcripción de expresión de mrna representa la mitad del total de PSA. Similar al PSA, el suero hk2 está presente en dos formas en la sangre: un salto de varios inhibidores de la proteasa, y el otro (preponderante) libre en la circulación. Varios estudios han demostrado que, cuando se utiliza junto con el PSA libre y total, suero hk2 podría mejorar la discriminación de los hombres con CaP de los hombres sin cancer (57, 58 59). También se ha sugerido que la hk2 podría predecir mala diferenciación, extensión extra-capsular y recurrencia bioquímica en los pacientes tratados con prostatectomía radical (60-62). Sin embargo, este hallazgo TABLA I. MODIFICACIÓN DE LA FASE DE ENFOQUE ESTRUCTURADO AL DESCUBRIMIENTO SISTEMÁTICO, EVALUACIÓN Y VALIDACIÓN DE LOS BIOMARCADORES (6, 21). Fase Objetivos Experimentación Detalles muestra Exploratoria; designar Estudio preclínico Sesgo posible: tamaño Prueba y clasificar perfiles Para la generación de pequeño y muestreo Preclínica de biomarcadores hipótesis conveniente candidatos Desarrollar un ensayo con Reproducibilidad y fortaleza del 0 resultados clinicamente ensayo; Sin evaluación del reproducible beneficio Prueba de una muestra Optimización del marcador, esta- Ensayo de muestra de po- I pequeña para establecer el blecer las normas de predicción, blación desarrollado por beneficio determinar los puntos de corte. el perfil del biomarcador Determinar las característi- El diseño retrospectivo Debería población de II cas operatorias y la valida- que sea la población objetivo muestra ción interna Retrospectivo o prospectivo, Ge- Gran estudio, III Validación externa neralidad, Impacto en la toma de Multi-institucional decisiones clínicas IV Evaluar si los biomarcado- Información y pruebas posteriors a res reducen la dimensión de la aprobación para otros procesos la enfermedad o estadíos de la enfermedad.

7 686 S. F. Shariat, D. S. Scherr, A. Gupta, et al. no ha sido confirmado por otros autores (63). Por lo tanto, la utilidad de la hk2 para la estadificación preoperatoria del CaP localizado, sigue siendo controvertida. La suma de hk2 a otras tres calicreínas (PSA total, libre e intacto) mejora la predicción de los resultados de la biopsia de próstata en hombres con PSA elevado (aumento del AUC 0,68-0,72 a 0,83-0,84) (35). Teniendo en cuenta el riesgo del 20% de CaP, el número de biopsias se podrían haber reducido a la mitad, perdiendo sólo 3 de cada 40 tumores de alto grado (35). El antígeno precoz del cáncer de próstata (EPCA) es una proteína de matriz nuclear que tiene la expresión alterada en relación con la carcinogénesis de próstata. Dhir y cols., demostraron una predicción del desarrollo del CaP después de 5 años midiendo los anticuerpos contra el EPCA en biopsias de próstata negativas (64). El análisis inmunohistoquímico revela tanto una sensibilidad como una especificidad superior al 80% para la detección del CaP (64,65). Posteriormente, el mismo grupo desarrolló un ensayo basado en técnicas de ELISA para evaluar el EPCA en el plasma como un marcador para la detección precoz del CaP. La sensibilidad de la prueba de EPCA en pacientes con CaP fue del 92% y la especificidad del 94% (66, 67). El EPCA-2 fue capaz de diferenciar el CaP localizado del CaP metastásico con un área bajo la curva de 0,89 (67). Estamos esperando que grandes estudios multicéntricos confirmen estos datos prometedores. Sin embargo, se deben abordar las deficiencias metodológicas antes de pasar a la fase de validación (68). vertir el pasminógeno en plasmina, lo que activa las proteasas relacionadas con la degradación de la proteínas de la matriz extracelulares (74). La tinción inmunohistoquímica de piezas de prostatectomía radical reveló que la sobreexpresión de ambas UPA y su inhibidor (PAI-1) estaban relacionadas con recurrencia agresiva de CaP (70). En pacientes con un nivel de PSA por encima de 2 ng / ml, el receptor soluble de UPA y el fpsa medidos en el suero antes de la biopsia de próstata mejoraron la precisión de los modelos de regresión para la predicción del CaP (75). Steuber y cols., publicaron recientemente que los fragmentos de upar fueron predictores significativos de CaP en muestras de biopsias de pacientes con un PSA elevado (75). La UPA y upar también podría tener un valor pronóstico. Se han relacionado niveles circulantes elevados de UPA y upar con el estadio de CaP y con metástasis ósea (70, 73, 76-78). En un estudio de 429 pacientes tratados con prostatectomía radical, el plasma UPA preoperatorio fue un importante predictor de recurrencia bioquímica después de la cirugía. Tanto la UPA como la upar preoperatorias se asociaron con características de recurrencia bioquímica agresiva tales como el desarrollo de metástasis a distancia lo que sugiere una asociación con la enfermedad metastásica oculta en el momento de la terapia local. Por otra parte, la elevación de los niveles de plasma UPA y upar en los pacientes con CaP parece ser causado en parte por la liberación local desde la próstata. Se están realizando estudios multiinstitucionales más grandes para confirmar el papel potencial de la UPA y el upar como marcadores del CaP metástasico. Activación del plasminógeno uroquinasa (UPA) La activación del eje del plasminógeno uroquinasa (UPA), representa una diana potencial para los marcadores del CaP, por estar implicado en las distintas fases de desarrollo y progresión tumoral, tales como la degradación de la matriz extracelular. El precursor inactivo de la serin proteasa UPA, se une a un determinado receptor soluble de la superficie celular (upar), promoviendo la transformación de plasminógeno en plasmina. Posteriormente, la plasmina degrada un amplio espectro de proteínas de la matriz extracelular a través de la activación de una cascada de proteasas. El aumento de los niveles séricos de diferentes formas de upar se han asociado con un mal pronóstico en diversos tumores (32, 69-73). La serina proteasa UPA pueden desempeñar un papel en la progresión del cáncer por medio de la unión con el receptor upa y en consecuencia con- Factor de crecimiento transformante-beta 1 (TGF-b1) e interleucina-6 (IL-6) El TGF-β1 es un factor de crecimiento implicado en la regulación de varios mecanismos, celulares, incluyendo la proliferación, la respuesta inmune, la diferenciación y la angiogenesis (79). Se ha demostrado que el TGF-β1 promueve la progresión de las células en los modelos de CaP (80) y su expresión local se ha asociado con un mayor grado tumoral, invasión y metástasis tumoral en los pacientes de CaP (81, 82). Varios estudios han demostrado que los niveles circulantes elevados de TGF-β 1 se relacionan con la progresión del cáncer, metástasis oculta y documentada y progresión bioquímica en pacientes con CaP (82-84). La IL-6 es una citoquina con efectos en el sistema inmunológico y mecanismos hematopoyéticos (85). Estudios in vitro e in vivo han demostrado que

8 BIOMARCADORES PARA EL DIAGNÓSTICO, ESTADIFICACIÓN Y PRONÓSTICO DEL CÁNCER DE PRÓSTATA 687 tanto la IL-6 y sus receptores (IL-6R) se expresaron en el CaP (86, 87). Varios autores informaron que los niveles séricos elevados de IL-6 e IL-6R- estaban relacionados con enfermedad metastásica y hormonorefractaria, y sugirieron que la IL-6 podría predecir la progresión y la supervivencia de los pacientes de CaP (88,89). Basándose en estos hallazgos, Kattan y asociados desarrollaron y validaron internamente un modelo de pronóstico que incorpora TGF-β 1 e IL-6R plasmáticos en un nomograma estándar para la predicción de la recurrencia bioquímica después de prostatectomía radical (34). Esta combinación de marcadores séricos y parámetros clínicos clásicos mejoraron la exactitud de predicción con un margen estadístico y pronóstico importante (aumento de la precisión de la predicción del 75 a 84%). Sin embargo, antes de que un biomarcador pueda ser útil en el manejo clínico diario, tiene que ser validado externamente en una cohorte independiente de pacientes (Tabla I) (6,21). Por lo tanto, en un conjunto de datos multi-institucional de 423 pacientes tratados con prostatectomía radical, Shariat y cols., confirmaron que los niveles plasmáticos de TGF-beta1e IL-6 SR-aumentan considerablemente la precisión del nomograma preoperatorio estándar para la predicción de la recurrencia bioquímica (precisión de las características clínicas más biomarcadores 87,9% versus 71,1% para las características clínicas solo, p <0,001). Tales modelos de pronóstico perfeccionan nuestra capacidad para identificar a pacientes con alto riesgo de recidiva bioquímica después de prostatectomía radical, que pueden beneficiarse de su inclusión en ensayos clínicos perioperatorios y protocolos de seguimiento. Endoglina Endoglina, o CD-105, es una glicoproteína transmembrana (90) que habitualmente se expresa en las células del endotelio vascular humano (91). Funcionalmente, se trata de un co-receptor de superficie celular implicado en el factor de crecimiento transformante β1 (TGF-β1) y β3 (TGF-β3) (92) que modula las respuestas celulares al TGF-β en las primeras etapas de la proliferación de células endoteliales. Su papel fundamental en la angiogénesis ha llevado a los investigadores a evaluar el papel de la endoglina en la progresión del cáncer y la metástasis. En el CaP, la endoglina se encuentra preferentemente en nuevos vasos sanguíneos inmaduros y el análisis inmunohistoquímico apoya una relación entre la expresión de endoglina y la progresión de la enfermedad (93). Los niveles de endoglin en orina pueden diferenciar a los pacientes con CaP y ayudar en el estadificación de la enfermedad (94). Además, la endoglina plasmática pre-operatoria está relacionada con metástasis en los ganglios linfáticos regionales (95), características establecidas del CaP biológicamente agresivo, tales como márgenes quirúrgicos positivos y Gleason patológico más alto, así como recurrencia bioquímica después de prostatectomía radical (96). El uso de endoglina plasmática pre-operatoria podría ayudar a decidir si realizar una linfadenectomía y su extensión, así como la identificación preoperatoria de pacientes con riesgo de progresión de la enfermedad. Esto ayudaría a seleccionar pacientes para tratamientos neo-adyuvante y/o adyuvante o su inscripción en los ensayos clínicos. Por otra parte, la endoglina podría ser de gran valor como biomarcador subrrogado de enfermedad metastásica oculta en pacientes con sospecha de enfermedad órgano confinada. Se requiere más investigación para confirmar la endoglina como un biomarcador sérico útil en hombres con CaP y para dilucidar el papel mecanicista de este biomarcador en la progresión del CaP. PCA3 El antígeno del cáncer de próstata 3 (PCA3), también llamado DD3, es un ARN no codificante producido casi exclusivamente en la próstata, que se ha demostrado que se produce en exceso en tejidos de CaP, incluyendo metástasis, en comparación con el tejido de la HBP (97). Varios análisis pueden medir el PCA3 mrna en el sedimento de orina. La única prueba disponible comercialmente (Gen-Probe) utiliza la amplificación mediada por la transcripción de las muestras de orina después de un tacto rectal (es decir, tres golpes firmes en cada lóbulo) (98). La puntuación del PCA3 se obtiene normalizando la concentración de PCA3 ARNm, con la del PSA. Un estudio de la expresión génica cuantitativa mostró que el 95% de los pacientes con CaP presentaron niveles elevados de PCA3 antes de la cirugía. Se halló que el PCA3 presenta una mayor sensibilidad y especificidad en el CaP que el PSA (99). En 2004, un nuevo ensayo basado en las secuencias de ácidos nucleicos para la detección simultánea de PCA-3 ARNm y el PSA ARNm, ha demostrado tener una mayor especificidad que el PSA para la detección del CaP (100). El área bajo la curva ROC fue de 0,746 para PCA3 con una sensibilidad del 69% y una especificidad del 79%, mientras que PSA tenía una especificidad del 28% en el mismo grupo de pacientes para la detección del CaP (98). Un estudio reciente de pacientes sometidos a biopsia que incluye el análisis de PCA3 en la orina evacuada después de masaje prostático, utilizó una puntuación de PCA3 de corte 58, y obtuvo un AUC de 0,66 comparado con 0,57 para PSA (101). En un estudio de 233 pacientes que fueron sometidos a se-

9 688 S. F. Shariat, D. S. Scherr, A. Gupta, et al. gunda biopsia después de un resultado negativo de la biopsia previa, la puntuación de PCA3 presentó un AUC de 0,68 y una sensibilidad y especificidad al diagnóstico del 58% y 72%, respectivamente (102). Esta prueba tiene el potencial de ser útil para mejorar la especificidad diagnóstica del PSA en pacientes seleccionados. Otros estudios de validación confirman el importante papel de este biomarcador, aunque las diferencias en las técnicas de examen de tacto rectal puede limitar una mayor aceptación de este método (101). Por otra parte, los investigadores encontraron recientemente que, cuando se utilizan sedimentos urinarios en vez de muestras de toda la orina, para la predicción de la agresividad del tumor, no hay diferencias significativas (95). En pacientes seleccionados con una primera biopsia negativa, el PCA3 puede ayudar en el proceso de decisión con respecto a una segunda biopsia (103). Auto anticuerpos específicos de cáncer de próstata y α-metilacil-coa racemasa (AMACR) Los autoanticuerpos, como los detectados en las enfermedades autoinmunes e infecciosas, pueden ser producido por los pacientes con cáncer en respuesta a antígenos asociados a tumores sobreexpresados en las células tumorales. La AMACR es una enzima implicada en el metabolismo de la grasa, que tiene una fuerte expresión en los tejidos del CaP (104). La inmunotinción, utilizando anticuerpos monoclonales para el AMACR, se utiliza a menudo para el diagnóstico del CaP, dada su alta precisión diagnóstica (sensibilidad del 97% y especificidad del 92%) (105). La respuesta humoral a los autoanticuerpos relacionados con el tumor se puede detectar en el suero a través de la amplificación con anticuerpos de alta afinidad y células T. Los autoanticuerpos para la AMACR se han detectado en la sangre de pacientes con CaP y un estudio reciente mostró que podrían ayudar a distinguir los pacientes sanos de los tumorales con más precisión que el PSA (106). También se han detectado otros autoanticuerpos contra antígenos expresados en el CaP (Huntington interacción proteína-1, proteasomes) y se ha informado que su combinación puede mejorar el rendimiento del despistaje, alcanzando una especificidad del 97% (107). Recientemente, utilizando la llamada técnica Immunomics, Wang y cols., analizaron la respuesta global humoral contra los antígenos específicos tumorales en el CaP e identificaron varios antigenos (108). Este panel de autoanticuerpos, podría detectar el CaP con una sensibilidad del 81,6% y una especificidad del 88,2%, lo que era más preciso que el PSA sólo. Se necesitan estudios adicionales para confirmar esta técnica compleja y evaluar el valor pronóstico potencial de los auto-anticuerpos en el CaP. Fusión de genes ETS Se ha implicado en la carcinogénesis el reordenamiento génico, sobre todo en neoplasias hematológicas. Tal reorganización implica el factor de transcripción-genes ERG (eritroblastosis v-ets, virus AVIAR E26 oncogén homólogo) (21q22.2) y ETV1 (variante 1ets 1) (7p21.1) y el gen que codifica el anclado a la membrana de la serin proteasa TMPR- SS2 [TMPRSS2 (proteasa transmembrana, serina 2), situado en la región cromosómica 21q22.3]. Se ha demostrado que esta reorganización se produce en el 80% de los CaP (109,110). Se han observado los productos de la fusión de estos genes en el 42% de los pacientes con CaP, en el 20% de los pacientes con neoplasia intraepitelial prostática (PIN), y rara vez en la HBP (111). Por otra parte, se ha hallado un alto nivel de ERG y la expresión de genes ETV1 en pacientes con metástasis de CaP.109,110 La detección de transcripciones de TMPRSS2:ERG por PCR cuantitativa en la orina post-dre puede ayudar en el diagnóstico del CaP. Laxman y cols., informaron de la detección de transcripción de TMPRSS2:ERG en el 42% de los hombres con CaP. Posteriormente, en un estudio prospectivo de 234 hombres que se presentan para biopsia o prostatectomía radical, Laxman y cols., informaron de que un grupo de cuatro biomarcadores transcriptores de la orina (incluyendo TMPRSS2: ERG, SPINK1, PCA3 y GOLPH2) superó el PSA sérico y el PCA3 para predecir la presencia de CaP (112). Otro estudio de TMPRSS2: ERG en la orina post-dre comunicó una sensibilidad del 37%, lo cual es coherente con la prevalencia en la población de la fusión TMPRSS2: ERG fusion (113). Los estudios de fusiones ERG con resultados clínicos han comunicado resultados contradictorios. Se han relacionado las fusiones ERG con un pronóstico favorable (menor grado de Gleason y disminución de la tasa de recurrencia bioquímica), mal pronóstico (estadio avanzado, mayor grado de Gleason, aumento de la tasa de recurrencia bioquímica, y aumento de mortalidad cáncer específica) o no tienen ninguna relación con los resultados ( ). Esto puede ser debido a las diferencias en la población del estudio, el uso de criterios de valoración subrrogados y otros factores (115). Sin embargo, lo que se ha visto de forma más coherente es que la fusióntmpr- SS2: ERG a través de la eliminación, particularmente en presencia de aumento del ERG, está relacionada con peores resultados (115). En una cohorte de 445 pacientes con CaP que habían sido tratados de manera conservadora, Attard y cols., encontraron que los hombres con fusiones TMPRSS2: ERG a través de la eliminación tuvieron una supervivencia CaP espe-

10 BIOMARCADORES PARA EL DIAGNÓSTICO, ESTADIFICACIÓN Y PRONÓSTICO DEL CÁNCER DE PRÓSTATA 689 cífica y global peor en comparación con hombres sin reordenamiento TMPRSS2:ERG. Por otra parte, la supervivencia fue peor en los hombres con fusiones TMPRSS2: ERG a través de la eliminación con dos o más copias de la región 3 de ERG (116). De forma similar en una serie de prostatectomía radical, la fusión TMPRSS2:ERG a través de la eliminación se asocia con un mayor estadio tumoral y metástasis en los ganglios linfáticos de la pelvis (117) Se necesitan estudios prospectivos para confirmar estos resultados y para aclarar aún más la asociación entre el estado de fusión ETS y el resultado. CONCLUSIONES La introducción del PSA en la práctica clínica ha permitido desde hace 20 años la detección precoz del CaP. Sin embargo, la detección del CaP sigue siendo polémica, debido al riesgo de sobre diagnóstico y sobre tratamiento y la incapacidad para detectar una proporción significativa de tumores letales. Además, hasta la fecha, no hay evidencia concluyente de que el uso de PSA haya reducido la mortalidad por CaP. Los biomarcadores tienen el potencial de ser utilizados clínicamente para detectar, diagnosticar o controlar la actividad del CaP y para guiar la terapia molecular dirigida o evaluar la respuesta terapéutica. Sin embargo, a menudo los experimentos de descubrimiento, han hecho demasiado hincapié en la importancia de los nuevos candidatos, y los esfuerzos para acreditar mejor tales candidatos han sido poco frecuentes. Si abre cualquier diario de hoy encontrará varios artículos sobre el próximo biomarcador. Sin embargo, muy pocos marcadores biológicos llegan a estar disponibles comercialmente. Esto se ha debido en gran parte a la falta de estrategias efectivas y eficientes para determinar qué biomarcadores candidatos justifican la gran inversión de tiempo y dinero necesarios para el desarrollo del ensayo, la optimización y la demostración de la solidez analítica. Para que un nuevo biomarcador sea clínicamente útil, tiene que responder a una pregunta clínicamente relevante y proporcionar información que no esté disponible de una forma más sencilla y rentable. Cualquier nuevo biomarcador debe proporcionar un beneficio por encima de estos criterios estándar o al menos mejorar su precisión. Antes de que un ensayo de biomarcador pueda ser implementado en el entorno de la comunidad, necesita resolver cuatro conceptos: mejor, más fácil, más rápido y más barato (21). Es necesario un gran esfuerzo concertado para avanzar en el campo de los biomarcadores de CaP a través del descubrimiento sistemático, verificación y confirmación de cada paso, junto con un análisis estadístico adecuado. El descubrimiento y desarrollo de biomarcadores tiene que cambiar hacia un entorno más organizado e industrializado similar al marco de desarrollo de fármacos (Tabla I) (6, 25). Cuando se produzcan estos cambios, podremos esperar mejoras tanto en la detección y el desarrollo de biomarcadores, a pesar de que debemos ser conscientes de que muy pocas moléculas llegarán a la práctica clínica habitual. De hecho, es muy poco probable que un biomarcador tenga decisión única en cuanto a un diagnóstico y/o un pronóstico de una patología en particular. El futuro de los perfiles oncológicos podría depender de la combinación de un panel de marcadores que pueden dar la estadificación molecular precisa e indicar la probabilidad de comportamiento agresivo (24, 29, 30, 118, 119). No hay duda de que el progreso continuará sobre la base de la colaboración integrada de investigadores, médicos y empresas biomédicas. BIBLIOGRAFÍA y LECTURAS RECOMENDADAS (*lectura de interés y ** lectura fundamental) *3. 4. *5. Jemal, A., Siegel, R., Ward, E. et al.: Cancer statistics, CA Cancer J Clin, 59: 225, 2009 Roehrborn, C. G., Boyle, P., Bergner, D. et al.: Serum prostate-specific antigen and prostate volume predict long-term changes in symptoms and flow rate: results of a four-year, randomized trial comparing finasteride versus placebo. PLESS Study Group. Urology, 54: 662, 1999 Roehrborn, C. G., McConnell, J., Bonilla, J. et al.: Serum prostate specific antigen is a strong predictor of future prostate growth in men with benign prostatic hyperplasia. PROSCAR long-term efficacy and safety study. J Urol, 163: 13, 2000 This study of 3,040 men were enrolled in the 4-year randomized, placebo controlled Proscar Long-Term Efficacy and Safety study showed that serum PSA is a stronger predictor of growth of the prostate than age or baseline prostate volume. The ability of PSA to predict prostate growth may be an important factor when considering individual treatment options for BPH representing a shift in paradigm away from focusing solely on symptoms. Roehrborn, C. G., McConnell, J. D., Lieber, M. et al.: Serum prostate-specific antigen concentration is a powerful predictor of acute urinary retention and need for surgery in men with clinical benign prostatic hyperplasia. PLESS Study Group. Urology, 53: 473, 1999 Roehrborn, C. G., Pickens, G. J., Carmody, T., 3rd: Variability of repeated serum prostate-speci-

11 * ** fic antigen (PSA) measurements within less than 90 days in a well-defined patient population. Urology, 47: 59, 1996 This retrospective review of 295 men revealed that there is a significant variability between two serum PSA measurements obtained within a shorttime interval. These results highlight the problem when relying on a single PSA measurement and using either a single cutoff, age-specific reference ranges, or a rate of change to trigger further diagnostic tests, such as a biopsy. Shariat, S. F., Canto, E. I., Kattan, M. W. et al.: Beyond prostate-specific antigen: new serologic biomarkers for improved diagnosis and management of prostate cancer. Rev Urol, 6: 58, 2004 Soletormos, G., Semjonow, A., Sibley, P. E. et al.: Biological variation of total prostate-specific antigen: a survey of published estimates and consequences for clinical practice. Clin Chem, 51: 1342, 2005 Link, R. E., Shariat, S. F., Nguyen, C. 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12 * *33. **34. Recent Results Cancer Res, 163: 72, 2003 Winget, M. D., Baron, J. A., Spitz, M. R. et al.: Development of common data elements: the experience of and recommendations from the early detection research network. Int J Med Inform, 70: 41, 2003 Shariat, S. F., Karakiewicz, P. I.: Perspectives on prostate cancer biomarkers. Eur Urol, 54: 8, 2008 Shariat, S. F., Karam, J. A., Margulis, V. et al.: New blood-based biomarkers for the diagnosis, staging and prognosis of prostate cancer. BJU Int, 101: 675, 2008 Shariat, S. F., Karam, J. A., Walz, J. et al.: Improved prediction of disease relapse after radical prostatectomy through a panel of preoperative blood-based biomarkers. Clin Cancer Res, 14: 3785, 2008 In a prospective study of 423 consecutive patients treated with radical prostatectomy, the authors show that preoperative blood levels of biomarkers allow accurate identification of patients who are likely to fail radical prostatectomy, thereby allowing more efficient delivery of neoadjuvant and adjuvant therapy. The addition of TGF-beta1, sil- 6R, IL-6, VCAM-1, VEGF, endoglin, and upa increased the predictive accuracy of a standard clinical variables by 15% to 86.6% (P < 0.001) and showed excellent calibration. Shariat, N., Holladay, C. D., Cleary, R. K. et al.: Isolated growth hormone deficiency type II caused by a point mutation that alters both splice site strength and splicing enhancer function. Clin Genet, 74: 539, 2008 Shariat, S. F., Park, S., Trinh, Q. D. et al.: Plasminogen activation inhibitor-1 improves the predictive accuracy of prostate cancer nomograms. J Urol, 178: 1229, 2007 Kattan, M. W.: Judging new markers by their ability to improve predictive accuracy. J Natl Cancer Inst, 95: 634, 2003 In this elegant editorial, the author calls for markers to be judged on their ability to improve an already optimized prediction model, rather than on their P value in a multivariable analysis. In addition, this incremental predictive accuracy should be quantified. As a measure of a model s predictive ability, the concordance index may not be the perfect metric, and methods of comparing concordance indices need further development, but it is perhaps the best alternative presently available. Kattan, M. W., Shariat, S. F., Andrews, B. et al.: The addition of interleukin-6 soluble receptor and transforming growth factor beta1 improves a preoperative nomogram for predicting biochemical progression in patients with clinically localized prostate cancer. J Clin Oncol, 21: 3573, 2003 The authors show that pretreatment plasma levels * of IL6SR and TGF-beta1 improved the ability to predict biochemical progression by a clinically and prognostically substantial margin. Vickers, A. J., Cronin, A. M., Aus, G. et al.: A panel of kallikrein markers can reduce unnecessary biopsy for prostate cancer: data from the European Randomized Study of Prostate Cancer Screening in Goteborg, Sweden. BMC Med, 6: 19, 2008 Vickers, A. J., Jang, K., Sargent, D. et al.: Systematic review of statistical methods used in molecular marker studies in cancer. Cancer, 112: 1862, 2008 Shariat, S. F., Karakiewicz, P. I., Margulis, V. et al.: Inventory of prostate cancer predictive tools. Curr Opin Urol, 18: 279, 2008 Vickers, A. J., Kattan, M. W., Daniel, S.: Method for evaluating prediction models that apply the results of randomized trials to individual patients. Trials, 8: 14, 2007 Vickers, A. J., Elkin, E. 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