Раздел медицины:
Онкология

Молекулярно-биологические подходы к идентификации групп онкологического риска рака молочной железы

1706 0

Молекулярно-биологические подходы к идентификации групп онкологического риска

Залогом успешного лечения онкологических заболеваний является их своевременная диагностика.

Существующие методы скрининга обладают достаточно высокой эффективностью; однако по целому ряду причин их регулярное использование в полном масштабе (т. е. на всей человеческой популяции) представляется весьма затруднительным.

Фокусирование диагностических мероприятий на так называемых группах онкологического риска признается разумным компромиссом, обеспечивающим сфокусированность превентивных усилий именно на тех индивидуумах, которые в них больше всего нуждаются.

Поэтому разработка научно обоснованных подходов к формированию подобных групп представляется исключительно важной задачей.

Классическим примером «онкологической предрасположенности» является контакт с вредными факторами окружающей среды (курение, неправильное питание, производственные вредности и т. д.). Молекулярно-генетические исследования позволили выделить еще как минимум три «новые» категории факторов риска: хроническое носительство онкоспецифических вирусов, присутствие наследственных «раковых» мутаций и неблагоприятное сочетание аллелей некоторых полиморфных генов.

Вирусная теория рака длительное время доминировала среди остальных онкологических гипотез. Однако эксперименты конца 1970-х гг. убедительно доказали, что вирусы не имеют никакого отношения к этиологии подавляющего большинства типов опухолей у человека. Тем не менее последующие 20 лет выявили ряд исключений из этого правила.

В частности, к настоящему моменту научно подтверждены ассоциации между вирусами папилломы человека и раком шейки матки, вирусом Эпштейна-Барр и некоторыми видами лимфом и назофарингеальных карцином, вирусами гепатита и раком печени и т. д. Наибольшей практической значимостью обладают исследования последнего десятилетия, установившие причастность вируса папилломы человека (ВПЧ) к возникновению рака гениталий.

Папилломавирусы представляются основным этиологическим агентом рака шейки матки - наиболее частой опухоли репродуктивного тракта у женщин. Встречаемость бессимптомной ВПЧ-инфекции исключительно высока: около 30% здоровых посетительниц гинекологических консультаций инфицированы папилломавирусами. Однако онкологическую опасность представляет не носительство как таковое, а хронизация этого процесса, наблюдающаяся несколько реже - примерно у 10-20% женщин.

ВПЧ-тестирование имеет чрезвычайную социальную значимость, так как позволяет надежно выделить группы высокого риска рака шейки матки. Известно, что для данного заболевания характерна строгая стадийность развития, при этом возникновению злокачественной опухоли предшествует относительно длительный этап предракового поражения.

Следовательно, выявление групп с онкологической предрасположенностью, которое позволяет сконцентрировать клинические превентивные мероприятия на относительно узких группах пациенток, может существенно увеличить эффективность выявления опухолей шейки матки на ранних, дозлокачественных стадиях.

Достоверным методом диагностики ВПЧ-инфекций является полимеразная цепная реакция (ПЦР). Обследование на присутствие ВПЧ в урогенитальном тракте рутинно применяется многими учреждениями акушерско-гинекологического профиля.

Молекулярно-биологические методы лабораторной диагностики можно использовать и для разрешения проблемы «семейного рака». Наследственные опухолевые синдромы составляют незначительную пропорцию от общего числа новообразований (около 1%), хотя для отдельных локализаций (молочная железа, толстая кишка), их удельный вес достигает более высоких показателей (5-8%).

Причиной подобных заболеваний является носительство наследуемой «раковой» мутации. Лица, имеющие такое генетическое повреждение, до определенного момента остаются практически здоровыми, однако они обладают фатально увеличенным риском возникновения неоплазий - 85-100%. К настоящему моменту все основные типы семейного рака и соответствующие им мутации уже идентифицированы (табл. 5).

Таблица 5. Основные разновидности «наследственных опухолей» и генетически обусловленные опухолевые синдромы

mrmj_t5.jpg

Генетическое исследование при подозрении на наследственный опухолевый синдром начинается со сбора онкологического анамнеза, при этом первостепенное внимание уделяется случаям злокачественных заболеваний у кровных родственников. В результате составляют родословные, позволяющие с той или иной степенью вероятности заподозрить или отвергнуть наследственную патологию, принимая во внимание нозологические формы онкологических заболеваний, возраст возникновения патологии, наличие первично-множественных форм опухолей.

Следующим, решающим этапом является лабораторная диагностика - главным образом исследование дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Она позволяет установить наличие определенных мутаций в генотипе пациента, а также членов его семьи. Если ответ положительный, то носителям мутаций назначается дополнительное клиническое обследование на предмет обнаружения новых опухолей; они получают настойчивые рекомендации в отношении режима дальнейших профилактических осмотров, а также стиля жизни; иногда подвергаются превентивному лечению.


Упомянутые выше наследственные мутации, безусловно, относятся к патологическим состояниям генома. Помимо них онкологическую предрасположенность могут модифицировать не только генетические повреждения, но и вариации в пределах нормы -аллельные полиморфизмы.

В качестве наиболее наглядного примера можно привести исключительно высокую заболеваемость раком кожи среди европейских иммигрантов в Австралии. В данном случае белый цвет кожных покровов, являясь нормальным наследуемым полиморфным признаком и обеспечивая адекватную приспособленность в странах с низкой солнечной инсоляцией, оказывается онкологически неблагоприятным в австралийских условиях. По-видимому, особенности индивидуального генетического фона играют очень существенную, если не решающую, роль в детерминации онкологического риска.

Однако генетическая конституция человека складывается из тысяч взаимодействующих полиморфных аллелей, при этом каждый полиморфизм по отдельности обладает лишь весьма умеренным эффектом. Поэтому роль нормальных вариаций генома в патологии с трудом поддается изучению, а результаты отдельных работ отличаются плохой воспроизводимостью.

В настоящее время идентифицированы десятки полиморфных генов-кандидатов, которые могут принимать участие в формировании онкологического риска. К ним относятся представители семейств цитохромов, глутатионтрансфераз, ацетилтрансфераз, некоторые онкогены и антионкогены, участники гормонального метаболизма и т. д. (табл. 6).

Таблица 6. Полиморфные гены с предполагаемой ролью в детерминации онкологического риска

mrmj_t6.jpg

К наиболее достоверным наблюдениям можно отнести ассоциацию «нулевого» генотипа GSTM1 с риском рака легких, а также взаимосвязь между длиной тринуклеотидного повтора рецептора андрогенов и риском рака простаты.

Диагностические и прогностические молекулярные маркеры в онкологии, стратегия выбора и методы анализа

К настоящему времени молекулярная онкология предоставила врачам около 400 новых диагностических и прогностических показателей, которые используются или испытываются в клинической практике. Некоторые тесты уже получили обязательный статус.

Первым направлением для внедрения молекулярно-биологических подходов в диагностике заболевания и оценке прогноза стала онкогематология (лейкозы). В частности, ПЦР-методы определения специфических транслокаций стали рутинно применяться уже в начале 1990-х гг. Например, ПЦР-тест на транслокацию генов BCR-ABL оказывается примерно в 10 000 раз чувствительнее и значительно специфичнее гомологичного метода - кариотипи-ческого определения «филадельфийской хромосомы».

Ключевым моментом в привлечении молекулярной диагностики в онкогематологию явилось бурное развитие пересадок костного мозга. Для успешных трансплантаций потребовался целый комплекс лабораторных мероприятий: HLA-генотипирование, методы генетического мониторинга клеточных клонов, диагностика цитомегаловирусной инфекции и т. д..

В клинике солидных опухолей наибольшую известность получили молекулярно-биологические тесты на амплификацию онкогенов NMYC и ERBB2. Увеличение числа копий онкогена NMYC зачастую наблюдается у больных нейробластомой и свидетельствует о плохом прогнозе заболевания. Неблагоприятные результаты подобного лабораторного исследования могут свидетельствовать о необходимости увеличить интенсивность терапевтических и диспансерных мероприятий.

Амплификация гена ERBB2 при раке молочной железы имеет более комплексное значение - она является не только прогностическим индикатором, но и указывает на специфический спектр чувствительности опухоли к химиопрепаратам. Более того, в настоящее время ведутся интенсивные клинические испытания специфических ингибиторов данного рецептора - разумеется, подобная терапия представляется оправданной только для ERBB2-положительных неоплазий.

Выбор маркеров для исследования основан на систематическом анализе научных публикаций в области молекулярной и клинической онкологии (PubMed, ASCO, AACR), а также биомедицинских баз данных, описывающих структуру генома и транскриптома человека (ENSEMBL, UCSC), молекулярные механизмы наследственных заболеваний (OMIM, LSDB), генетические нарушения при злокачественных опухолях (ICGC, TCGA, CGP), особенности опухолевого транскриптома (ReMBraNDt, OCELOT и др.) и влияние молекулярных нарушений на течение опухолевого процесса и эффективность противоопухолевого лечения (Broad Institute Cancer Portals, Oncomine).

Исследования проводятся с применением ряда современных молекулярно-биологических методов:

1. С помощью методов прямого секвенирования, фрагментного анализа, рестрикционного анализа и аллель-специфичной ПЦР определяют первичную структуру (нуклеотидную последовательность) ДНК, а также проводят оценку статуса метилирования CpG-островков ДНК, после бисульфитной модификации ДНК или ее обработки метилчувствительными и метилспецифическими рестриктазами.

2. С помощью методов количественной РТ-ПЦР и флуоресцентной гибридизации in situ (FISH) проводят анализ количества копий фрагментов ДНК, а также выявляют крупные перестройки в ДНК (транслокации, делеции и инсерции).

С помощь метода количественной ПЦР с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) в режиме реального времени осуществляют оценку уровня экспрессии генов по РНК.

Ю.Е. Демидчик, С.А. Костюк, И.Ю. Третьяк
Похожие статьи
показать еще
 
Категории