Значение биомаркёров в диагностике и стадировании рака почки
На правах рукописи
Дурнов Денис Андреевич
ЗНАЧЕНИЕ БИОМАРКЁРОВ В ДИАГНОСТИКЕ И СТАДИРОВАНИИ РАКА ПОЧКИ
14.01.23 – урология
14.03.10 – клиническая лабораторная диагностика
Автореферат
диссертации на соискание учёной степени
кандидата медицинских наук
Саратов - 2011
Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.
Научные руководители:
член-корреспондент РАМН,
доктор медицинских наук, профессор Глыбочко Пётр Витальевич;
доктор медицинских наук, профессор Захарова Наталья Борисовна.
Официальные оппоненты:
доктор медицинских наук, профессор Карякин Олег Борисович;
доктор медицинских наук, профессор Карякина Елена Викторовна.
Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.
Защита диссертации состоится «28 декабря» 2011г. на заседании диссертационного совета Д 208.094.01 при ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России» по адресу: 410012, г. Саратов, Большая Казачья, д. 112.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России».
Автореферат разослан «__»______________2011 года.
Ученый секретарь
диссертационного совета
доктор медицинских наук, профессор Маслякова Г.Н.
Общая характеристика работы
Актуальность исследования
Почечно-клеточный рак представляет в настоящее время одну из наиболее важных проблем онкоурологии в связи с ежегодно возрастающими
показателями заболеваемости (Чиссов В.И.и соавт., 2010; Parkin D. M. et al., 2005). В России по темпам прироста рак почки (РП) занимает первое место, в общей популяции - 2-е место после рака предстательной железы у мужчин. В 2008 году в России диагностировано 17653 больных РП, число умерших от этого заболевания достигло 8370 (Чиссов В.И.и соавт., 1995; Чиссов В.И. и соавт., 2008; Чиссов В.И. и соавт., 2010). Уровень поздней диагностики РП в 3 раза выше, чем при других урологических новообразованиях. У многих пациентов РП обнаруживают случайно во время профилактического УЗИ (Аляев Ю. Г., Крапивин А. А. 2001; Чиссов В.И. и соавт., 2010).
В последние годы в диагностике РП был рекомендован к использованию целый ряд биомаркеров, таких как SCC, CA 125, CEA, CA 19-9, CA 15-3 (Meria P. et al. 1995; Grankvist K., et al., 1997; Gerwenka H. et al., 1999; Schneider J. et al., 2000;). Однако ни один из них не показал своей диагностической значимости. Одним из принципиально новых типов метаболических опухолевых маркеров стал TuM2Pk (Мовсесян В. В., 2006; Родина И. А., 2006; Meria P., et al., 1995; Gerwenka H. et al., 1999). Кроме того, установлено, что выделение четырёх гистологических вариантов РП соответствует специфическим генетическим изменениям. Так, для наиболее распространенного светлоклеточного РП (75% случаев) характерна инактивация гена VHL (von Hippel-Lindau syndrome) в результате мутации (34—56 %), делеции или метилирования (5,4—19%). В результате этого развивается аномальная гиперпродукция целого ряда цитокинов, факторов роста и матриксных металлопротеиназ. Наиболее важными из них являются такие цитокины, как интерлейкины - 8,-12 (Ил8, Ил12), фактор некроза опухоли альфа (ФНО), факторы роста: сосудисто-эндотелиальный фактор роста (ФРЭС или VEGF); фактор роста, исходящий из тромбоцитов (PDGF); трансформирующий фактор роста (TGF) и матриксные металлопротеиназы - ММП3, ММР9. В результате нарушения баланса между ангиогенными и антиангиогенными факторами активируются опухолевый рост и процессы метастазирования. За последние годы начато активное изучение всех вышеперечисленных биомаркеров в качестве показателей активности опухолевого роста и метастазирования при РП. Полученные данные показывают, что каждый из биомаркеров - участников ангиогенеза - может иметь значение в диагностике рака почки.
Однако несмотря на достаточно широкое использование биомаркеров в диагностике рака почки, до сих пор не определены диагностическое и прогностическое значения каждого из них; перспективы их дальнейшего применения в клинической практике.
Цель исследования:
Установить диагностическую и прогностическую ценность применения биомаркеров (Tu M2 пируваткиназа, Ил8, Ил12, ФНОа, ФРЭС, ММР9, ММР3) в диагностике рака почки.
Задачи исследования:
- Установить характер изменения содержания в крови биомаркеров: метаболического онкомаркера - Tu M2 пируваткиназы, ангиогенных цитокинов - Ил8, Ил12, ФНОа, фактора роста эндотелия сосудов – ФРЭС, матриксных металлопротеиназ - ММР9, ММР3 у больных с доброкачественными и злокачественными объемными образованиями почек.
- Выявить особенности изменения содержания в крови биомаркеров (Tu M2 пируваткиназа, Ил8, Ил12, ФНОа, ФРЭС, ММР9, ММР3) в зависимости от стадии РП.
- Определить диагностическую значимость биомаркеров (Tu M2 пируваткиназа, Ил8, Ил12, ФНОа, ФРЭС, ММР9, ММР3) у пациентов в дифференциальной диагностике между объёмными образованиями почек и РП.
- Изучить диагностическую специфичность и чувствительность биомаркеров (Tu M2 пируваткиназа, Ил8, Ил12, ФНОа, ФРЭС, ММР9, ММР3) в зависимости от стадии заболевания РП.
- На основании полученных результатов выявить наиболее значимый биомаркер при проведении дифференциальной диагностики у больных доброкачественными и злокачественными объемными образованиями почек для оценки стадии РП, прогноза его течения, доклинического выявления рецидивов.
Научная новизна:
- Обоснованы диагностические и прогностические значения группы биомаркеров (Tu M2 пируваткиназа, Ил8, Ил12, ФНОа, ФРЭС, ММР9, ММР3) в дифференциальной диагностике объёмных образований почек.
- Установлено, что наибольшую диагностическую специфичность и чувствительность в диагностике РП имеют исследование в плазме крови Tu M2 пируваткиназы, в сыворотке крови ФРЭС, Ил12, ММР9.
- Доказано, что в диагностике стадии РП наибольшую диагностическую специфичность и чувствительность имеет исследование в плазме крови Tu M2 пируваткиназы, в сыворотке крови - ФРЭС и Ил12.
- В диагностике рецидивов РП наибольшее диагностическое значение имеет исследование в сыворотке крови ФРЭС.
Практическая значимость:
- Определение уровня ФРЭС в сыворотке крови рекомендуется в комплексной диагностике объёмных образований почек.
- Установлены диагностические значения уровня ФРЭС у пациентов РП для дифференциальной диагностики объёмных образований почек и выбора тактики и метода лечения.
- Наибольшее значение для диагностики рецидивов РП имеет исследование уровня ФРЭС в сыворотке крови до и через 6 месяцев после оперативного лечения.
- Исследование ФРЭС в сыворотке крови у больных РП может быть использовано для контроля эффективности таргетной терапии.
Основные положения, выносимые на защиту:
- У больных раком почек на стадиях Т1 - Т3 в крови увеличивается содержание основных показателей ангиогенеза (ИЛ12, ФРЭС) и уровня метаболического онкомаркера Tu M2 пируваткиназы.
- Диагностическая специфичность при определении стадии РП для Tu M2 пируваткиназы (70%), Ил12(64%), ФРЭС (72,7%). Диагностическая чувствительность: Tu M2 пируваткиназы (75%), Ил12(75%), ФРЭС (71,4%).
- Диагностически значимые уровни ФРЭС в сыворотке крови позволяют от 85,3 до 207,5 пг/мл при наличии результатов УЗИ почек подтвердить наличие доброкачественного процесса. От 207,5 до 633 нг/мл, при наличии результатов УЗИ почек, данных МРТ предположить наличие РП Т1-2 стадий, и от 633 пг/мл и более, при наличии результатов УЗИ почек, данных МРТ подтвердить наличие РП Т 3 стадии.
- Снижение содержания ФРЭС в сыворотке крови после оперативного вмешательства у больных РП до 215 пг/мл позволяет прогнозировать длительный безрецидивный период; подъём уровня ФРЭС в сыворотке крови выше 215 пг/мл свидетельствует о возможности развития рецидива в течение 6-12 месяцев после операции.
Внедрение результатов
Разработанные методы диагностики используются в клинике урологии Клинической больницы им. С.Р. Миротворцева СГМУ; в урологическом отделении ГУЗ «Областная клиническая больница»; урологическом отделении МУЗ «Городская клиническая больница №8». В учебном процессе - на кафедрах урологии, клинической лабораторной диагностики ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И.Разумовского Минздравсоцразвития России.
Личный вклад автора в результаты исследования
Автор принимал непосредственное участие в лабораторном обследовании всех пациентов. Собран материал для проведения исследования факторов роста, ангиогенеза и онкомаркеров.
Проанализированы клинико-лабораторные обследования пациентов, дополнительные исследования, выполненные с помощью ИФА; произведена статистическая обработка полученных результатов.
Автор лично принимал участие в организации обследования и лечения больных раком почки на базе клиники урологии Клинической больницы имени С.Р. Миротворцева ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И.Разумовского Минздравсоцразвития России, в проведении лабораторных исследований с использованием метода твердофазного иммуноферментного анализа в лаборатории иммунологии ЦНИЛ. Статистическая обработка материала проведена лично автором.
Апробация работы:
Основные результаты и положения диссертационной работы доложены и обсуждены:
- На межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых учёных с международным участием «Молодёжь и наука: итоги и перспективы» (Саратов, 2009), по итогам доклада присуждён диплом I степени.
- На заседании Саратовского отделения Общероссийской общественной организации «Российское общество специалистов клинической лабораторной диагностики» (Саратов, 2009).
- На IV конгрессе Общероссийской общественной организации «Российское общество онкоурологов» (Москва, 2009).
- На V конгрессе Общероссийской общественной организации «Российское общество онкоурологов» (Москва, 2010).
- На межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых учёных с международным участием «Молодёжь и наука: итоги и перспективы» (Саратов, 2010).
- На заседании Саратовского отделения Общероссийской общественной организации «Российское общество урологов» (Саратов, 2010).
- На Всероссийской научной конференции «Молекулярно – генетические основы функционирования цитокиновой сети в норме и при патологии» (Новосибирск, 2010).
- На межкафедральном заседании кафедр урологии, клинической лабораторной диагностики, патологической анатомии, ЦНИЛ ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И.Разумовского Минздравсоцразвития России»; лаборатории физиологии и патофизиологии отдела лабораторной и функциональной диагностики ФГУ «СарНИИТО Росмедтехнологий»(Саратов, 2011).
Публикации результатов исследования
По материалам диссертации опубликовано 13 работ, 3 статьи в журнале, рекомендованном ВАК Минобрнауки РФ.
Объем и структура диссертации
Диссертационная работа изложена на 141 странице машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, 5 глав собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы. Иллюстрирована 37 таблицами и 20 рисунками. Указатель литературы содержит 222 источника, из которых 57 отечественных и 165 зарубежных.
Общая характеристика больных и методов исследования
Содержание работы
В исследование вошли результаты клинико-лабораторного обследования 130 человек. 30 человек составили группу контроля (практически здоровые люди). В основную группу включены 100 пациентов с объёмными образованиями почек, проходивших обследование и лечение с 2008 по 2011гг. в клинике урологии Саратовского НИИ фундаментальной и клинической уронефрологии ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ им.В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России». Пациенты основной группы были разделены на подгруппы: 1) подгруппа с доброкачественными заболеваниями почек, кисты почек (группа сравнения) – 25 человек; 2) подгруппа пациентов с РП – 75 человек, которых разделили на подгруппы по стадии опухолевого процесса (табл. 1).
Лица, включенные в группу контроля (30 человек), состояли из курсантов Саратовского военно-медицинского института, прошедших медицинское обследование, в ходе которого не было выявлено клинических проявлений заболеваний. Критерием включения в данную группу было исключение у них заболеваний мочеполовой системы; возраст 23±2 года.
Группа сравнения состояла из 25 пациентов с кистами почек, средний возраст которых был 50,0±9,8 года. Из них - 11 мужчин и 14 женщин. Диагноз подтверждён результатами клинико- морфологических исследований (табл. 1).
В группы больных с РП вошли 75 пациентов - 43 мужчины, 32 женщины; средний возраст - 56±9,5 года. Средний возраст 25 пациентов с РП на стадии Т1 – 55±6,7 года (14 мужчин, 11 женщин); на стадии Т2 – 25 пациентов 56±8,1 года (13 мужчин, 12 женщин); на стадии Т3 – 25 пациентов 60±12,7 года (16 мужчин, 9 женщин) (табл. 1,2).
С учетом критерия Fuhrman распределение больных раком почки осуществлялось следующим образом: G1 – 22 (29%), G2 – 29 (39%), G3 – 19 (26%), G4 – 5 (6%).
По гистологическому строению:
19 (25,3%) - пациенты с папиллярным почечно-клеточным раком;
56 (74,7%) - пациенты со светлоклеточным почечно-клеточным раком.
В исследовании преобладали пациенты (48%) со смешанным типом роста опухоли; экстраренальный и интраренальный типы роста опухоли отмечены в 24 и 28% наблюдений соответственно.
Таблица 1
Распределение обследованных пациентов по полу и возрасту
| Название группы | Количество наблюдений | Средний возраст, годы | Пол, мужчины/женщины |
| Контрольная группа | 30 | 23±2 | 25/0 |
| Группа сравнения | 25 | 50±9,8 | 13/17 |
| Группа больных с РП | 75 | 56±9,5 | 43/32 |
Таблица 2
Распределение больных с РП по полу и возрасту и стадиям заболевания
| Стадия РП | Количество наблюдений | Средний возраст годы | Пол мужчины/женщины |
| T1NoMo | 25 | 55±6,7 | 14/11 |
| T2NoMo | 25 | 56±8,1 | 13/12 |
| T3NoMo | 25 | 60±12,7 | 16/9 |
Для подтверждения диагноза всем пациентам проведёно комплексное обследование, которое вместе с результатами клинического обследования пациентов состояло из:
- лабораторного обследования: ОАК, ОАМ, содержания мочевины, креатинина в сыворотке крови;
- инструментальных методов обследования: УЗИ почек, мочевого пузыря (в т.ч. ТРУЗИ, ТВУЗИ), предстательной железы у мужчин, печени, регионарных лимфоузлов (с целью исключения метастазов); обзорная и экскреторная урография; рентгенография лёгких (с целью исключения метастазов); МРТ (или КТ) органов забрюшинного пространства;
- после проведённого оперативного лечения производилось морфологическое исследование полученного материала. Исследование выполнялось по стандартной технологии (препараты были проконсультированы проф. Г.Н. Масляковой).
Все больные РП были без подтвержденных метастазов. Средний размер опухолей почек по результатам УЗИ, КТ и МРТ составлял 6,78 см, min 1,2 см; max 31,5 см.
Пациентам с кистами почек проведено лапароскопическое иссечение кист. Всего прооперированы 25 пациентов.
Больным со злокачественными заболеваниями почек выполнены нефрэктомия (64 пациента), резекция почки (11 пациентов с РП Т1).
Всем обследованным пациентам (включая группу контроля) проведено исследование содержания:
1) в сыворотке крови - фактор роста и ангиогенеза, сосудистый эндотелиальный фактор роста (ФРЭС);
2) в сыворотке крови - ММР-9 и ММР-3; матриксные металлопротеиназы;
3) во взвеси мононуклеаров в плазме крови - антиангиогенный цитокин интерлейкин 12 (Ил12); фактор некроза опухоли альфа (ФНОа); интерлейкин -8 (Ил8);
4) в плазме крови определяли уровень TuM2Pk (Tumor M2 Piruvatkinaza).
Обследование всех пациентов с объемными образованиями почек проведено перед оперативным вмешательством. Больные РП были обследованы в динамике наблюдения в послеоперационном периоде через 2 недели и 6 и 12 месяцев.
Статистические методы обработки данных
Для математического и статистического анализов полученных результатов использовали пакеты компьютерных программ Statistica v6.0 (StatSoft Inc.), SPSS 13.0 for Windows (SPSS Inc.), Microsoft Office Excel, 2007.
Чувствительность и специфичность биомаркеров оценивали с помощью построения характеристической кривой (ROC-анализ) при разных точках разделения значений лабораторных показателей. Информативность показателя оценивали по величине площади под кривой (AUC). Чем ближе кривая к диагонали (AUC=0,5), тем ниже диагностическая ценность показателя; чем ближе площадь под кривой к 1, тем эффективнее диагностический тест.
Результаты исследования
Анализ полученных результатов показал, что не все биомаркеры были связаны с опухолевыми заболеваниями почек. Наиболее значительным у больных РП было увеличение в плазме крови TuM2Pk, в плазменной взвеси мононуклеаров – Ил12, в сыворотке крови – ФРЭС.
Результаты исследования онкомаркера TuM2Pk в плазме крови показали, что уровень данного онкоассоциированного биомаркера меняется в зависимости от стадии инвазии и от вида объёмного образования почек. Уже на первой стадией заболевания чувствительность показателя TuM2Pk составила 70,3%, а специфичность - 79,8%. Это подтверждает значимость данного маркёра при дифференциальной диагностике с кистами почек.
С помощью ROC - анализа произведена оценка диагностической чувствительности и специфичности TuM2Pk у пациентов с объёмными образованиями почек. Результаты представлены на рис. 1 и в табл. 3.
Рис 1. Чувствительность и специфичность TuM2Pk в диагностике рака почки пациентов с кистами почек и группы больных с РП Т1-2.
Таблица 3
Характеристика ROC-кривой уровня TuM2Pk у пациентов с РП и с кистами почек
| Показатель | Площадь (AUC) | р | 95% дов. интервал |
| TuM2Pk | 0,851±0,036 | 0,001 | 0,748-0,955 |
При анализе пациентов со стадиями Т2 с Т1 диагностические значения показателя онкомаркера оказались низкими и составили: чувствительность - 41,1%, специфичность - 62,5%. Однако при изучении Т3 стадии с Т1-2 онкомаркер вновь приобрёл свою значимость (рис. 2, табл. 4).
Рис 2. Чувствительность и специфичность TuM2Pk в дифференциальной диагностике пациентов с раком почки Т1-2 и пациентов с РП Т3.
Таблица 4
Характеристика ROC-кривой уровня TuM2Pk у пациентов с РП Т1,2 и РП Т3
| Показатель | Площадь (AUC) | р | 95% дов. интервал |
| TuM2Pk | 0,788±0,058 | 0,001 | 0,673-0,902 |
Чувствительность теста составила 75%, специфичность - 70%. Это свидетельствует о том, что онкомаркер TuM2Pk с высокой долей вероятности реагирует на степень инвазии опухолевого процесса.
Изменение содержания в плазменной взвеси мононуклеаров Ил 8 и ФНОа не было обусловлено как наличием объёмных образований почек, так и стадией онкопроцесса. В зависимости от вида новообразования почек и стадии злокачественного процесса в плазменной взвеси мононуклеаров изменялось содержание Ил 12. У пациентов уже на первой стадией заболевания отмечена чувствительность Ил12 - 80,0 %, а специфичность - 85,0%. рис. 3, табл. 5.
Рис 3. Чувствительность и специфичность Ил12 в диагностике РП и пациентов с кистами почек и группы больных с РП Т1-2.
Таблица 5
Характеристика ROC-кривой уровня Ил12 у пациентов с РП и с кистами почек
| Показатель | Площадь (AUC) | р | 95% дов. интервал |
| Ил 12 | 0,845±0,045 | 0,001 | 0,757-0,935 |
Это подтверждает значение данного маркёра для оценки активности опухолевого роста у больных РП. При анализе пациентов стадии Т2 с Т1 диагностические показатели онкомаркера оказались низкими и составили: чувствительность - 57%, специфичность - 80%. Однако при анализе Т3 стадии с Т1-2 стадией онкомаркер вновь показал свою значимость. Его чувствительность составила 75%, специфичность 64%, что свидетельствует о том, что по уровню биомаркера Ил12 может быть оценена инвазивность опухолевой ткани. рис. 4, табл. 6.
Рис 4. Чувствительность и специфичность Ил12 в дифференциальной диагностике пациентов с РП Т1-2 и пациентов с РП Т3.
Таблица 6.
Характеристика ROC-кривой уровня Ил12 у пациентов с РП Т1-2 и РП Т3
| Показатель | Площадь (AUC) | р | 95% дов. интервал |
| ИЛ 12 | 0,769±0,066 | 0,001 | 0,639-0,899 |
Результаты исследования матриксных металлопротеиназ (ММР3 и ММР9) в сыворотке крови у больных с кистами почек и РП показали, что значимых изменений в содержании уровней ММР3 в сыворотке крови не происходит. Однако у пациентов уже с первой стадией заболевания отмечены высокая чувствительность (88,8%) и специфичность (83,3%) показателя ММР9. Это подтверждает значимость данного маркёра в диагностике доброкачественных и злокачественных опухолей почек. Однако на поздних стадиях заболевания определяется уменьшение уровня чувствительности и специфичности показателя до 66,7%, то есть, несмотря на это, данный показатель нельзя рассматривать в качестве маркера прогрессии РП в связи с его низкой чувствительностью и специфичностью на поздних стадиях заболевания. При анализе результатов обследования пациентов стадии Т2 с Т1 диагностические показатели этого онкомаркера оказались низкими и составили: по чувствительности - 55,5%, по специфичности - 44,5%.
При анализе Т3 стадии и Т1-2 стадии величины значения этого онкомаркера так же показали низкую значимость показателя. Чувствительность составила лишь 25%,а специфичность - 75%. Таким образом, изменения уровня ММР9 в сыворотке крови у больных РП не связаны со стадией заболевания.
Результаты исследования изменения содержания в плазме крови ФРЭС показали, что уровень данного маркера меняется в зависимости от степени инвазии и от вида объёмного образования почек.
С помощью ROC анализа произведена оценка диагностической чувствительности и специфичности ФРЭС у пациентов с объёмными образованиями почек. Результаты представлены на рис. 5 и табл. 7.
Рис 5. Чувствительность и специфичность ФРЭС в диагностике рака почки у пациентов с РП Т1,2 и группой сравнения.
Таблица 7
Характеристика ROC-кривой уровня ФРЭС у больных РП Т1,2 и группы сравнения
| Показатель | Площадь (AUC) | р | дов. интервал 95% |
| ФРЭС | 0,994±0,007 | 0,001 | 0,980-0,997 |
Высокие уровни чувствительности и специфичности маркера (чувствительность - 93,7%, а специфичность - 79,4%) установлены у больных РП. Это подтверждает значение данного маркера при исследовании уровня ФРЭС в сыворотке крови, а так же при дифференциальной диагностике с кистами почек. При анализе результатов обследования пациентов стадии Т2 по сравнению со стадией Т1 диагностическое соответствие онкомаркера оказалось низким и составило: чувствительность - 74,7%, специфичность - 56,25%. Однако при анализе Т3 стадии с Т1-2 стадиями онкомаркер снова приобрёл свою значимость (рис. 6, табл. 8).
Рис 6. Чувствительность и специфичность ФРЭС в дифференциальной диагностике пациентов с раком почки Т1,2 и пациентов с РП Т3.
Таблица 8
Характеристика ROC-кривой уровня ФРЭС у групп пациентов с РП Т1,2 и пациентов с РП Т3
| Показатель | Площадь (AUC) | р | 95% дов. интервал |
| ФРЭС | 0,706±0,083 | 0,001 | 0,643-0,870 |
Чувствительность составила 71,4%, специфичность - 72,7%, что говорит о том, что онкомаркер ФРЭС с высокой долей вероятности коррелирует со степенью инвазии опухолевого процесса при РП.
Результаты исследования онкомаркера Tu M2-PK, ангиогенных цитокинов Ил12 и ФРЭС показали достоверное повышение уровня данных биомаркеров при РП уже на начальных стадиях заболевания. Такие биомаркеры, как Tu M2-PK, Ил12 и ФРЭС, показали свою стадиоспецифичность.
По-видимому, при опухолевом росте происходит накопление транскрипторных факторов, индуцированных гипоксией, в том числе генов ФРЭС. Это способствует усилению выработки ФРЭС в тканях, росту миграции эндотелиальных клеток и сосудов, активации протеолиза межклеточного матрикса. ММР, участвуя в развитии сложного протеолитического каскада, обеспечивают как деградацию межклеточного матрикса, так и раковых клеток. Повышение содержания ММР в сыворотке крови у больных РП можно считать следствием прогрессии опухолевого роста. Таким образом несмотря на известный значимый вклад в развитие опухолевого роста факторов ангиогенеза, далеко не все из них имеют достаточно высокую как специфичность, так и чувствительность. Совершенно очевидно, что это связано с невозможностью контроля над процессами, которые происходят в опухолевой ткани на этапе «ангиогенного переключения». По-видимому, первоначально опухоль почки разрастается до небольшого размера в результате нарушения баланса между ангиогенными факторами. Далее, вероятно, усиливается экспрессия факторов неоангиогенеза, в результате чего и происходит повышенный выброс в кровоток молекул ФРЭС (ключевой медиатор опухолевого ангиогенеза), Ил 12 и ММР9, обеспечивающий процессы метастазирования. Это определяет соответствующее увеличение уровня ФРЭС, Ил12, связанное со стадией заболевания и его рецидивом. Необходимо отметить, что подъём содержания Ил12, ФРЭС, ММР9 у больных РП отличается от изменения уровня данных показателей у пациентов с поражением сосудистого русла атеросклеротического генеза. Как показали результаты исследования, уровень ФРЭС до 286 пг/мл свидетельствует о наличии объёмного образования незлокачественной природы. Уровень ФРЭС от 286 до 633 пг/мл подтверждает наличие злокачественного образования Т1-2 стадии. Уровень ФРЭС, превышающий 633 пг/мл, свидетельствует о Т3 стадии злокачественного процесса.
Установлено, что среди исследованных онкомаркеров, показателей ангиогенеза и матриксных металлопротеиназ достаточно высокую диагностическую чувствительность и специфичность имеют онкомаркер TuM2Pk, Ил12, и ФРЭС.
При статистической обработке и анализе полученных результатов выявлен диапазон показателей, свойственный той или иной группе пациентов с высокой долей вероятности. Учитывая, что различий между уровнями TuM2Pk, Ил12 и ФРЭС, при Т1 и Т2 стадиях по ТNM не отмечено, эти данные были объёдинены в одну группу для определении диапазона Cut off ( табл.9).
Таблица 9
Диагностические значения опухолевого маркера TuM2Pk, ангиогенного цитокина Ил12 и ФРЭС у пациентов с РП и группы сравнения
| Диагностическое значение | Пациенты с кистами почек | «Серая зона» | Пациенты с рТ1-2 стадиями | Пациенты с рТ3 стадией |
| TuM2Pk (Ед/мл) | < 26,4 | 23,2 - 28,5 | от 28,5 до 48,5 | > 48,5 |
| Ил12 (пг/мл) | < 49,3 | 49,3-55,7 | от 55,7 до 102,8 | > 102.8 |
| ФРЭС (пг/мл) | < 207,5 | 207,5 - 286 | от 286 до 633 | > 633 |
Диагностический порог каждого показателя выбирали в соответствии с установленной стадией РП. За критерий выбора порога принимали уровень маркера с максимальной суммой чувствительности и специфичности, то есть результаты определения исследований уровня ФРЭС в сыворотке крови можно использовать при выборе метода лечения пациентов с РП (табл. 10).
Таблица 10
Диагностически значимые уровни ФРЭС у пациентов с РП
| Уровни ФРЭС, пг/мл | Значение в дифференциальной диагностике | Выбор метода лечения |
| До 85.3 | Показатель ФРЭС у практически здоровых лиц | --- |
| от 85.3 до 207.5 | При наличии результатов УЗИ почек, уровень ФРЭС подтверждает наличие доброкачественного процесса | Динамическое наблюдение за объёмным образованием почек |
| от 207,5 до 633 | При наличии результатов УЗИ почек, данных МРТ подтверждает наличие РП Т1-2 стадии | Оперативное лечение |
| от 633 и более | При наличии результатов УЗИ почек, данных МРТ подтверждает наличие РП Т 3 стадии | Диагностика отдалённых метастазов. После результата онкопоиска решение вопроса о выборе метода лечения. |
Результаты исследования уровня ФРЭС в сыворотке крови у больных РП показали, что в послеоперационном периоде его содержание через 2 недели. Среднее значение показателя составило: у пациентов с Т1-2 – 777,36 пг/мл, с Т3 – 1018,1 пг/мл.
Однако при контрольном исследовании пациентов с РП Т1-2 через 6 и 12 месяцев уровень показателя снижался до нормальных цифр. Среднее значение уровня через 6 месяцев составило 112,4 пг/мл, через 12 месяцев - 111,55 пг/мл ( рис.9).
Рис. 9. Динамика значений ФРЭС сыворотки крови у больных РП Т1-2 стадии в послеоперационном периоде
При исследовании пациентов с РП Т 3 через 6 и 12 месяцев уровень показателя так же снижался до нормальных цифр. Среднее значение уровня через 6 месяцев составило 111,55 пг/мл, через 12 месяцев - 215,75 пг/мл (рис. 10).
Рис. 10. Динамика значений ФРЭС сыворотки крови у больных РП Т3 стадии в послеоперационном периоде.
Полученные данные являются одним из подтверждений роли процессов ангиогенеза в развитии опухолевого роста. Нарастание содержания ФРЭС в послеоперационном периоде у больных РП можно объяснить, прежде всего, увеличением продукции соответствующих факторов роста, связанной с операционной травмой, и развитием каппилярной сети прилежащих к ложу удалённой опухоли тканей. Через 6 -12 месяцев после радикального удаления опухоли уровень ФРЭС значительно снижается. Сохранение достаточно высокого уровня ФРЭС через 12 месяцев после оперативного вмешательства у ряда пациентов свидетельствует о повышенной активности ангиогенеза, возможности развития в любой момент экспоненциально растущей опухоли, которая в конечном счёте будет определять появление микрометастазов или рецидивы заболевания. Последнее подтверждается результатами исследования 4 пациентов, у которых как до, так и в послеоперационном периоде, в течение года отмечено нарастание содержания ФРЭС. Во всех этих случаях злокачественное новообразование развивалось на фоне высокой активности выработки опухолевой тканью факторов роста, что приводило, с одной стороны, к развитию капиллярной сети, облегчающей внедрение и распространение опухолевых метастазов, с другой стороны, - к прогрессивному росту первичной опухоли. У всех пациентов в данной группе высокий уровень ФРЭС определял выявление метастазов в период с 6 до 12 месяцев наблюдения.
Результаты исследования содержания факторов роста эндотелия сосудов у пациентов с РП в послеоперационном периоде подтверждают значение активности ангиогенеза как для развития самой опухолевой ткани, так и появления микрометастазов. Содержание ФРЭС в сыворотке крови у больных РП можно считать одним из показателей, характеризующих активность опухолевого роста, эффективность проводимого лечения и прогноз развития заболевания. Установленное сохранение достаточно высокого уровня ФРЭС у больных РП в послеоперационном периоде подтверждает, что применяемые виды оперативного лечения не могут полностью устранить опухолевые клетки. По-видимому, методы лечения больных РП не позволяют верифицировать и устранить все трансформированные клетки опухоли. Можно считать, что послеоперационное лечение больных РП должно включать курсы терапии с применением ингибиторов ангиогенеза.
Выводы
- У больных РП имеет место значимое увеличение содержания метаболического онкомаркера - Tu M2 пируваткиназы в плазме крови, ангиогенного цитокина - ИЛ12 во взвеси мононуклеаров, фактора роста эндотелия сосудов – ФРЭС в сыворотке крови; уровни биомаркеров Ил8, ФНО, ММР3 во взвеси мононуклеаров и сыворотке крови не зависели от характера объемного образования.
- Нарастание содержания метаболического онкомаркера - Tu M2 пируваткиназы в плазме крови, ангиогенного цитокина - ИЛ12 во взвеси мононуклеаров, фактора роста эндотелия сосудов – ФРЭС в сыворотке крови у больных РП коррелирует со стадией опухолевого роста.
- Диагностическая специфичность при дифференциальной диагностике объемных образований почек для ФРЭС - в сыворотке крови, Tu M2 пируваткиназы - в плазме крови, Ил12 - во взвеси мононуклеаров. Диагностическая чувствительность при дифференциальной диагностике объемных образований почек для ФРЭС - в сыворотке крови, Tu M2 пируваткиназы - в плазме крови, Ил12 - во взвеси мононуклеаров.
- Диагностическая специфичность при определении стадии заболевания у больных РП для ФРЭС в сыворотке крови – 72,7%; Tu M2 пируваткиназы в плазме крови - 70%; Ил12 во взвеси мононуклеаров - 64%. Диагностическая чувствительность при дифференциальной диагностике объемных образований почек для ФРЭС в сыворотке крови -71,4%; Tu M2 пируваткиназы в плазме крови -75%; ИЛ12 во взвеси мононуклеаров – 75%.
- На основании анализа результатов исследования ФРЭ в сыворотке крови у больных РП до оперативного вмешательства и через 6-12 месяцев послеоперационного периода установлено, что степень снижения данного показателя отражает эффективность проводимого хирургического вмешательства; она может быть использована при мониторинге течения послеоперационного периода и доклинического выявления рецидивов, а так же оценке эффективности проводимого лечения.
Практические рекомендации:
- С целью дифференциальной диагностики между объёмными образованиями почек и раком почки можно использовать такие биомаркеры, как ФРЭС, Ил12 и Tu M2 пируваткиназа. Для доброкачественного процесса характерно значение ФРЭС - до 207,5 пг/мл, для Ил12 - до 49,3 пг/мл, для TuM2Pk - до 23,2 Ед/мл.
- С целью стадирования РП по TNM целесообразно использовать такие биомаркеры, как ФРЭС, Ил12 и Tu M2 пируваткиназа. Для РП Т1-2 характерно значение ФРЭС от 207,5 до 633 пг/мл, для Ил12 от 49,3 до 102,8 пг/мл, для TuM2Pk - от 23,3до 48,5 Ед/мл. Для РП Т3 характерно значение ФРЭС от 633 пг/мл и выше, для ИЛ12 - от 102,8 пг/мл и выше, для TuM2Pk - от 48,5 Ед/мл и выше.
- Для прогнозирования длительного безрецидивного периода после оперативного лечения больных РП можно рекомендовать использование ФРЭС. Снижение содержания ФРЭС до 215 пг/мл позволяет прогнозировать длительный безрецидивный период; подъём уровня ФРЭС в сыворотке крови выше 215 пг/мл свидетельствует о возможности развития рецидива в течение 6-12 месяцев после операции.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
- Дурнов, Д. А. Значение лучевых методов в диагностике и стадировании рака почки / Д. А. Дурнов // Молодые ученые – здравоохранению региона: материалы 70-й научно-практической конференции студентов и молодых специалистов Саратовского государственного медицинского университета. – Саратов, 2009. – С. 417-418.
- Дурнов, Д. А. Перспективы использования серологических маркеров при раке почки / Д. А. Дурнов // Молодежь и наука: итоги и перспективы: материалы межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием. – Саратов, 2009. – С. 113 - 114.
- Клинико-диагностическое значение молекулярных маркеров в диагностике и стадировании рака почки / П. В. Глыбочко, А. Н. Понукалин, Д.А. Дурнов, Н. Б. Захарова // Онкоурология: материалы IV конгресса российского общества онкоурологов. – М., 2009. – С. 128-130.
- Дурнов, Д. А. Эффективность лучевых методов исследования на догоспитальной диагностике и стадировании рака почки / Д. А. Дурнов // Молодые ученые – здравоохранению: материалы 71-й межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых учёных с международным участием, посвящённой 65-летию со дня Победы в Великой Отечественной войне. – Саратов, 2010. – С. 227-229.
- Роль фактора роста эндотелия сосудов в диагностике рецидивов при динамическом наблюдении больных раком почки / П. В. Глыбочко, А. Н. Понукалин, Д.А. Дурнов, Н. Б. Захарова// Онкоурология: материалы V конгресса российского общества онкоурологов – М., 2010. – С. 180-181.
- Клинико-диагностическое значение показателей ангиогенеза в сыворотке крови при раке почки / П. В. Глыбочко, Д.А. Дурнов, Н. Б. Захарова, Н. К. Шахпазян// Цитокины и воспаление: молекулярно-генетические основы функционирования цитокиновой сети в норме и при патологии. – Новосибирск, 2010. – Т. 9.- №3.- С. 65.
- Значение молекулярных маркеров в диагностике и стадировании рака почки/ П. В. Глыбочко, Н. Б. Захарова, А. Н. Понукалин Д. А. Дурнов// Клиническая лабораторная диагностика. – 2010. – N 9. – С.21.
- Дурнов Д. А. Значение уровня фактора роста эндотелия сосудов в диагностике опухоли почки / Д. А. Дурнов // Молодые ученые – здравоохранению: материалы 72-й межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых учёных с международным участием. – Саратов, 2011. – С. 465-466.
- Клинико-диагностическое значение эндотелиального фактора роста в диагностике опухоли почки / П. В. Глыбочко, Н. Б. Захарова, А. Н. Понукалин, Д.А. Дурнов// Онкоурология: материалы VI конгресса российского общества онкоурологов. – М, 2011. – С. 217-218.
- Диагностическое значение метаболического онкомаркера TuM2Pk и фактора роста эндотелия сосудов в стадировании опухолевого процесса при раке почки/П. В. Глыбочко, Д. А. Дурнов, А. Н. Понукалин, Н. Б. Захарова// Медицинский вестник Башкортостана. – 2011. – N 2. – С. 234-239.
- Диагностическое значение показателей ангиогенеза при раке почки/ П. В. Глыбочко, Н. Б. Захарова, А. Н. Понукалин, Д. А. Дурнов// Онкоурология. – 2011. – N 3. – С. 25-30.
- Фактор роста эндотелия сосудов как прогностический маркер развития рецидивов в послеоперационном периоде при злокачественных новообразованиях почки и мочевого пузыря/ Д. А. Дурнов, В. Ю. Михайлов, Н. Б. Захарова, А. Н. Понукалин//Саратовский научно-медицинский журнал. – 2011. – Т. 7.- N 3. – С. 711-714.
- Значение биомаркеров в диагностике рака почек/ П. В. Глыбочко, Н. Б. Захарова, Д. А. Дурнов, А. Н. Понукалин// Клиническая лабораторная диагностика. – 2011. – N 9. – С.15.
Список сокращений
АФП – альфа-фетопротеин
AUC – (Area Under Curve) – площадь под ROC – кривой в долях от единицы.
ДУ – дискриминационный уровень
ЕС – евросоюз
ИЛ 8 – интерлейкин 8 (IL-8)
ИЛ12 – интерлейкин 12 (IL-12)
КТ – компьютерная томография
ММР3 - матриксная металлопротеиназа 3
ММР9 – матриксная металлопротеиназа 9
МРА – муциноподобный раковый антиген
МРТ – магнитнорезонансная томография
МСКТ - мультиспиральная компьютерная томография
НПВ - нижняя полая вена
ОМ – опухолевый маркер
ПНС – паранеопластический синдром
РКТ – рентгеновская компьютерная томография
РП – рак почки
РЭА – раковый эмбриональный антиген
СКТ – спиральная компьютерная томография
УЗИ – ультразвуковое исследование
УЗКТ – ультразвуковая компьютерная томография
РК – пируваткиназа
L-PK, R-PK, М1-РК – L, R и М1 изоформы пируваткиназы
TuM2Pk – пируваткиназа опухолевого типа
СА125 – cancer antigen 125
СА 19.9 – cancer antigen19.9
СА 15-3 – cancer antigen 15-3
СА 50 – cancer antigen 50
СА 72-4 – cancer antigen 72-4
TATI – опухолеассоциированный антиген ингибитор трипсина
ФНО – фактор некроза опухоли альфа
ФРЭС – фактор роста эндотелия сосудов (VEGF).
Подписано в печать 18.11.2011 г. Объём - 1 печатный лист. Тираж 100 Заказ №
Отпечатано в типографии по адресу:
