Calcitonin ist ein aus 32 Aminosäuren bestehendes Peptidhormon, das hauptsächlich von den parafollikulären C-Zellen (auch C-Zellen genannt) der Schilddrüse gebildet wird. Seine physiologische Rolle beim Menschen ist im Vergleich zu anderen kalziumregulierenden Hormonen wie dem Parathormon (PTH) und Vitamin D relativ begrenzt. Calcitonin senkt den Kalziumspiegel im Blut, indem es die durch Osteoklasten vermittelte Knochenresorption hemmt und die Kalziumausscheidung über die Nieren fördert.
Bei gesunden Erwachsenen sind die Calcitonin-Konzentrationen im Serum im Allgemeinen sehr niedrig:
- Frauen: in der Regel <5 pg/ml
- Männer: in der Regel <8–10 pg/ml
- Kinder und Neugeborene: von Natur aus höher als bei Erwachsenen.
Ein anhaltend erhöhter Calcitonin-Spiegel ist ein wichtiger biochemischer Marker für verschiedene Erkrankungen, insbesondere für das medulläre Schilddrüsenkarzinom (MTC). Allerdings können auch andere Krebserkrankungen den Calcitonin-Spiegel durch ektopische Hormonproduktion oder neuroendokrine Differenzierung erhöhen.
Wie Krebserkrankungen den Calcitonin-Spiegel erhöhen
Tumoren erhöhen den Calcitonin-Spiegel über zwei Hauptmechanismen.
1. Entstehung aus Calcitonin-produzierenden C-Zellen
Einige Tumoren entstehen direkt aus den C-Zellen der Schilddrüse, die normalerweise Calcitonin synthetisieren.
Beispiele hierfür sind:
- Medulläres Schilddrüsenkarzinom
- C-Zell-Hyperplasie (prämaligne Läsion).
Diese Tumoren produzieren in der Regel extrem hohe Calcitonin-Konzentrationen.
2. Ektopische Calcitonin-Produktion
Viele neuroendokrine Tumoren erwerben die Fähigkeit, das CALCA-Gen zu exprimieren, das normalerweise in den C-Zellen der Schilddrüse für Calcitonin kodiert. Diese Tumoren produzieren Calcitonin, obwohl sie außerhalb der Schilddrüse entstehen.
Beispiele hierfür sind:
- Kleinzelliges Lungenkarzinom
- Lungenkarzinoide
- Neuroendokrine Tumoren der Bauchspeicheldrüse.
Die Calcitoninwerte sind im Allgemeinen niedriger als beim MTC, können jedoch gelegentlich sehr hoch werden.
Krebserkrankungen, die den Calcitoninspiegel erhöhen
1. Medulläres Schilddrüsenkarzinom (MTC)
Das medulläre Schilddrüsenkarzinom ist die wichtigste und häufigste maligne Ursache für deutlich erhöhte Calcitoninwerte. Es macht etwa 2–5 % aller Schilddrüsenkrebsfälle aus.
Im Gegensatz zu papillären oder follikulären Schilddrüsenkarzinomen entsteht das MTC aus den parafollikulären C-Zellen der Schilddrüse, die normalerweise Calcitonin synthetisieren.
Das MTC entsteht, weil C-Zellen eine maligne Transformation durchlaufen.
Zu den Hauptursachen zählen:
- Sporadische Mutationen (etwa 75 %)
- Vererbte RET-Genmutationen (etwa 25 %)
- Multiple endokrine Neoplasie Typ 2 (MEN2A)
- MEN2B
- Familiäres medulläres Schilddrüsenkarzinom.
Da jede bösartige Zelle aus einer Calcitonin produzierenden C-Zelle stammt, produziert der Tumor weiterhin Calcitonin.
Mit zunehmender Tumorlast steigt die Anzahl der Tumorzellen, was zu einer stärkeren Calcitonin-Sekretion und höheren Calcitonin-Konzentrationen im Blut führt.
Der Calcitonin-Spiegel korreliert bemerkenswert gut mit der gesamten Tumormasse.
Nahezu alle klinisch signifikanten Fälle von medullärem Schilddrüsenkarzinom (MTC) weisen hohe Calcitoninwerte auf. Studien zeigen, dass mehr als 95 % der Patienten bereits vor der Durchführung von Tests erhöhte Calcitoninwerte aufweisen und fast alle Patienten nach einem Stimulationstest erhöhte Werte haben. Im fortgeschrittenen Stadium weisen etwa 98 % bis 100 % der Fälle deutlich erhöhte Calcitoninwerte auf. Aufgrund seiner hohen Sensitivität gilt Calcitonin als der zuverlässigste Tumormarker zur Erkennung und Überwachung des MTC.
Typische Calcitonin-Konzentrationen im Serum sind:
| Krankheitsstadium | Calcitonin-Spiegel |
| Frühstadium | 20–100 pg/ml |
| Lokalisierter Tumor | 100–500 pg/ml |
| Regionale Lymphknotenmetastasen | 500–2.000 pg/ml |
| Fortgeschrittene metastasierende Erkrankung | 2.000–20.000+ pg/ml |
Bei einigen Patienten liegen die Calcitonin-Konzentrationen über 50.000 pg/ml.
2. Kleinzelliges Lungenkarzinom (SCLC)
Das kleinzellige Lungenkarzinom ist ein hochaggressives neuroendokrines Karzinom, das in der Regel bei starken Rauchern auftritt.
Zu den Hauptursachen dieser Krebsart zählen:
- Zigarettenrauchen
- TP53-Mutationen
- RB1-Loss
- genomische Instabilität.
Kleinzelliger Lungenkrebs (SCLC) entsteht aus neuroendokrinen Zellen der Lunge. Diese bösartigen Zellen können Gene aktivieren, die für die Produktion von Peptidhormonen verantwortlich sind, darunter:
- Calcitonin
- ACTH
- ADH
- Gastrin-freisetzendes Peptid.
Bei etwa 10–30 % der SCLC-Patienten ist der Calcitonin-Spiegel erhöht, wobei nur bei einer Minderheit deutlich erhöhte Werte auftreten.
Bei diesen Patienten liegt der am häufigsten berichtete Calcitonin-Konzentrationsbereich bei 20–300 pg/ml; gelegentlich wird ein Bereich von 500–2.000 pg/ml angegeben. Werte von mehreren tausend pg/ml sind selten.
3. Lungenkarzinoide
Lungenkarzinoide sind gut differenzierte neuroendokrine Tumoren, die aus neuroendokrinen Zellen der Bronchien entstehen. Sie werden in typische Karzinoide und atypische Karzinoide unterteilt.
Lungenkarzinoide entstehen durch die Proliferation neuroendokriner Zellen, die durch erworbene genetische Veränderungen angetrieben wird. Die meisten Tumoren treten sporadisch auf, obwohl eine Minderheit mit vererbbaren Syndromen wie MEN1 assoziiert ist.
Bronchiale neuroendokrine Zellen können Peptidhormone exprimieren. Einige Tumoren aktivieren die Calcitonin-Genexpression und scheiden Calcitonin aus.
Eine Calcitonin-Sekretion ist jedoch selten. Veröffentlichte Studien legen nahe, dass nur 5–15 % der Fälle erhöhte Calcitoninwerte aufweisen.
Bei diesen Patienten liegt der Calcitoninspiegel in der Regel bei 20–300 pg/ml, gelegentlich bei 500–1.500 pg/ml. In seltenen Fällen liegt der Calcitonin-Spiegel über 2.000 pg/ml.
4. Neuroendokrine Tumoren der Bauchspeicheldrüse (PanNETs)
Neuroendokrine Tumoren der Bauchspeicheldrüse entstehen aus den endokrinen Zellen der Bauchspeicheldrüse. Die meisten dieser Tumoren produzieren Hormone wie Insulin, Glukagon, Gastrin oder das vasoaktive intestinale Peptid (VIP), und einige produzieren auch Calcitonin.
Diese Tumoren entstehen durch erworbene Mutationen, die die Zellwachstumswege beeinflussen. Eine Untergruppe tritt bei erblichen Erkrankungen wie MEN1 auf.
Neuroendokrine Tumorzellen können das CALCA-Gen abnormal exprimieren und Calcitonin synthetisieren. Einige Tumoren produzieren mehrere Peptidhormone gleichzeitig.
Die Calcitoninproduktion ist jedoch selten: Etwa 5 % der neuroendokrinen Tumoren der Bauchspeicheldrüse produzieren klinisch signifikantes Calcitonin. In diesen Fällen liegt der Calcitoninspiegel in der Regel bei 50–500 pg/ml. Bei einigen metastasierten Tumoren steigt der Calcitonin-Spiegel auf 1.000–5.000 pg/ml an.
5. Neuroendokrine Tumoren des Magen-Darm-Trakts
Diese Tumoren entstehen aus neuroendokrinen Zellen im gesamten Magen-Darm-Trakt. Zu den Lokalisationen gehören Magen, Dünndarm, Blinddarm, Dickdarm und Enddarm.
In 1–5 % aller Fälle können neuroendokrine Tumoren des Magen-Darm-Trakts Calcitonin produzieren. Der Calcitonin-Spiegel liegt in der Regel bei 20–300 pg/ml, gelegentlich auch über 1.000 pg/ml.
6. Phäochromozytom
Das Phäochromozytom ist ein neuroendokriner Tumor, der aus den chromaffinen Zellen des Nebennierenmarks entsteht.
Diese Tumoren scheiden in der Regel Katecholamine aus, doch in seltenen Fällen produzieren einige Tumoren Calcitonin.
7. Andere Krebsarten
In seltenen Fällen wurde über erhöhte Calcitoninwerte bei Patienten mit Brustkarzinom, Prostatakarzinom, Nierenzellkarzinom, Ovarialkarzinom, Zervixkarzinom oder neuroendokrinen Tumoren des Thymus berichtet.
In diesen Fällen liegt der Calcitonin-Spiegel in der Regel bei 20–200 pg/ml.
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