Раздел медицины:
Онкология

Онкомаркер колоректального рака

3666 0
Раково-эмбриональный антиген (РЭА) — гликопротеин с молекулярной массой 180 кДа, относящийся к классу онкофетальных белков.

Биосинтез РЭА в организме плода осуществляют клетки слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта и в постнатальный период активность данного процесса резко снижается.

Биологический период полужизни раково-эмбрионального антигена составляет 14 дней.

Верхняя граница нормального уровня РЭА в сыворотке крови некурящих <5 нг/мл; для лиц, злоупотребляющих алкоголем и курильщиков — до 10 нг/мл.

Заболевания, при которых комплекс диагностируемых клинико-биохимических нарушений включает рост концентрации раково-эмбрионального антигена, представлены в Табл. 16.

Таблица 16. Основные заболевания, сопровождающиеся повышенным уровнем раково-эмбрионального антигена.

onkm_t16.jpg

РЭА, в силу его низкой специфичности, не используют при проведении скрининговых исследований для выявления колоректального рака. Однако, результаты мониторинга уровня антигена в сыворотке крови должны учитываться при оценке адекватности проводимой терапии, а также оказывают влияние на прогноз течения заболевания и раннего выявления метастазов.

Кроме того, если к концу 6-ой недели после радикальной операции, концентрация раково-эмбрионального антигена не снижается до уровня нормы, следует предполагать наличие метастазов. Подъем значений теста более чем на 100% по сравнению с предыдущим его уровнем, как правило, наблюдается при генерализации процесса и наличии метастазов в печени. Исследование концентрации РЭА позволяет диагностировать рецидив болезни раньше клинических ее проявлений приблизительно на 3-5 месяцев, а по некоторым данным даже на 12 месяцев.

В настоящее время для определения концентрации раково-эмбрионального антигена в сыворотке крови успешно применяют различные варианты иммуноферментного и иммунофлуоресцентного методов.

Основной принцип указанных технологий сводится к использованию специфических моноклональных антител двух типов к различным эпитопам молекулы РЭА.

Один тип антител, как правило, иммобилизован на твердой фазе (полистироловый шарик, дно полистирольной пробирки или лунки — в случае использования плашечных вариантов метода). Второй тип антител конъюгирован с ферментом или люминофором.

В ходе иммунологической реакции образуется комплекс из трех компонентов (sandwich) — антиген из образца сыворотки крови (онкомаркер) одновременно связывается с антителом, конъюгированным с ферментом или люминофором и антителом, иммобилизированном на твердой фазе.

Избыток неконъюгированных антител, после завершения иммунологической реакции, удаляют (стадия промывания). Затем проводят ферментативную реакцию, катализируемую ферментной частью молекулы коньюгата. Субстратом данной реакции служит хромоген, который в ходе реакции образует окрашенное вещество. Интенсивность окрашивания прямо пропорционально количеству РЭА в образце.

Приведем некоторые рекомендации, следование которым позволит оптимально использовать тестирование уровня раково-эмбрионального антигена при колоректальном раке:

• уровень РЭА целесообразно определять в качестве дополнительного метода диагностики стадии злокачественного процесса;
• динамика результатов исследования создаёт возможность оценить адекватность проводимого лечения, а также оказывает влияние на прогноз течения заболевания;
• мониторинг уровня раково-эмбрионального антигена в послеоперационный период должен базироваться не только на его значении в качестве классического онкомаркера, но и учитывать современное понимание РЭА как реактанта острой фазы воспаления;
• повышение чувствительности теста может быть достигнутов результате сочетанного исследования нескольких онкомаркеров раково-эмбрионального антигена, СА-19-9, СА 72-4. В данном случае технологично использовать паспорт исследования на маркеры колоректального рака.

Публикуемая далее его форма, может быть принята за основу для оптимизации соответствующей работы в случае неолазм и других локализаций.

onkm_p1.jpg
Рисунок 1. Лабораторный паспорт исследований на маркеры колоректального рака

Модифицируемыми факторами риска колоректального рака (КРР) считают: злоупотребление алкоголем, ряд диетических погрешностей (избыточная доля в рационе жиров животного происхождения, при одновременном дефиците пищевых волокон), низкий уровень физической активности. Немодифицируемыми факторами риска являются: возраст, а также генетическая и семейная предрасположенность.

Молекулярно-генетическая диагностика колоректального рака

Использование молекулярных методов при КРР является перспективным направлением клинической лабораторной диагностики указанной патологии.

Колоректальный рак представляет собой практически идеальную модель для изучения фундаментальных проблем канцерогенеза. При соответствующей неоплазме с максимальной четкостью удается отслеживать стадийность морфологической трансформации клеток кишечного эпителия. Подобная трансформация, в свою очередь, детерминирована стадийностью накопления КРР-ассоциированных мутаций в онкогенах и супрессорных генах.

Интересно, что знаком признания концепции автора, предложившего впервые генетическую модель колоректального туморогенеза — Берта Фогельштейна (Bert Vogelstein, 1990), явилось эпонимическое обозначение приводимой далее схемы, как фогельграммы (Рис.2).

onkm_1.jpg
Рисунок 2. Стадийность молекулярного патогенеза рака толстой кишки.

Вместе с тем, проблема патогенеза колоректального рака, а тем более канцерогенеза в целом, еще далека от своего окончательного решения.

Давно, например, известен факт различия в частоте диагностирования доброкачественных и злокачественных фаз болезни, то есть в реализации на практике классической последовательности событий при КРР — дисплазия/аденома — аденокарцинома. Статистические данные свидетельствуют, что к 9-му десятилетию жизни колоректальные аденомы обнаруживаются более чем в каждом втором, а КРР — лишь в каждом двадцатом случае.

Причины, которые вызывают развитие колоректального рака у членов одной семьи, достаточно вариабельны. Речь может идти о редких аутосомно-доминантных синдромах с активным вовлечением колоректального рака (семейный аденоматозный полипоз или синдром наследственного неполипозного колоректального рака) или о менее ясных в генетическом отношении состояниях. Например таких, как обнаружение аденомы у ближайших кровных родственников.

Известно, что чем в более молодом возрасте развился КРР, тем выше статистический риск диагностирования его у близких родственников. Наследственные синдромы колоректального рака представлены в таблице (Табл.17), согласно фенотипу и мутациям в соответствующих генах.

Таблица 17. Синдромы, сопряжённые с наследственным колоректальным раком.

onkm_t17.jpg

Наследственный рак толстой кишки включает две достаточно хорошо описанные форы: наследственный неполипозный колоректальный рак и наследственный рак толстой кишки, развившийся на фоне семейного аденоматозного полипоза.

Наследственный неполипозный колоректальный рак является наиболее выраженной формой рака толстой кишки, на долю которого приходится около 5-10% всех форм колоректального рака.

На Международной встрече в Амстердаме в 1991 году были определены первоначальные критерии наследственного неполипозного рака толстой кишки, которые включают:

• наличие в семье 2-3 родственников первой степени родства с морфологически верифицированным диагнозом рака толстой кишки;
• последовательное (вертикальное) поражение двух поколений;
• выявление хотя бы у одного из пораженных членов семьи колоректального рака в возрасте моложе 50 лет.

Синдром наследственного неполипозного рака толстой кишки характеризуется аутосомно-доминантным типом наследования в раннем возрасте, склонностью к поражению правых отделов толстой кишки и развитию первично-множественных злокачественных новообразований.

Средний возраст выявления у больных наследственного неполипозного рака толстой кишки составляет 44 года по сравнению с 64 годами при спорадическом раке. В некоторых семьях может наблюдаться повышенный риск развития других злокачественных новообразований. К ним относятся рак эндометрия, молочной железы, яичников, желудка, тонкой кишки. Кумулятивный (накопленный) риск развития рака у родственников из семьи с наследственным неполиптозным колоректальном раком в возрасте до 70 лет составляет 91% для мужчин и 69% — для женщин.

Причиной возникновения наследственного неполипозного рака толстой кишки является мутация одного из генов hMSH2 (2p16); hMLH1 (3p21); hPMS1 b hPMS2 (2q31 и 7q11), участвующих в образовании репарационных комплексов, функция которых заключается в поддержании точности ДНК в процессе ее репликации.


Семейный аденоматоз толстой кишки, на фоне которого развивается колоректальный рак, характеризуется развитием множественных аденом (иногда более 100) в толстой кишке. Его частота составляет 1 на 8 000 новорожденных. Заболевание обнаруживается приблизительно у 40% членов семьи.

Больные с семейным аденоматозом являются носителями герминальной мутации в гене АРС (5q21-22). В настоящее время обнаружено более 300 мутаций этого гена, 60% из которых локализованы в экзоне 15. Возникновение соматической мутации в другом нормальном аллеле приводит к инактивации обоих аллелей и развитию злокачественного заболевания. У 95% людей, имеющих мутации в этом гене, рано или поздно развивается рак, причем в 60% случаев возникает именно рак толстой кишки, а в остальных — рак тела матки, рак молочной железы, рак желудка.

В среднем рак у лиц с семейными аденомами развивается в более раннем возрасте, как правило, до 40 лет, т.е. на 20 лет раньше, чем в популяции. Существует несколько синдромов, характеризующихся аденоматозом желудочно-кишечного тракта и появлением опухолей мягких тканей и костей (синдром Гарднера), медулло- и глиобластом (синдром Турко), которые рассматриваются как варианты семейных аденом.

Синдром Пейтца-Егерса наследуется также по аутосомно-доминантному типу с высокой пенентратностью. Встречается приблизительно в случае 1 на 8 300-29 000 новорожденных. В отличие от предыдущих синдромов, полипы при данном заболевании представляют собой истинные гамартомы (возможны аденомы) и поражают все отделы желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Внекишечные проявления — пигментация слизистой оболочки губ, ротовой полости, а также ладоней, подошв и перианальной области, влагалища. Наиболее часто малигнизируются полипы желудка, толстой кишки. Описаны редкие случаи развития у больных с данным синдромом рака двенадцатиперстной кишки. При синдроме Пейтца-Егерса нередко отмечается сочетание различных опухолей женского полового тракта, молочных желез и первично-множественных злокачественных новообразований.

Детализация последовательности и специфики молекулярных механизмов, составляющих основу развития редких наследственных синдромов, способствовала правильному пониманию и патогенеза спорадического колоректального рака.

Выявление последнего происходит значительно более часто, притом, что на молекулярном уровне в основе развития заболевания всякий раз лежат достаточно близкие, а иногда и вовсе аналогичные события.

Применительно к возникновению колоректального рака, роль молекулярно-генетических нарушений, особенно нестабильности генома, исследуется около 20 лет. В 1993 году у членов семей больных наследственным неполипозным раком толстой кишки впервые была диагностирована нестабильность микросателлитов (MSI).

Данное открытие позволило выдвинуть гипотезу мутаторного фенотипа возникновения рака, согласно которой для трансформации нормальной клетки, в клетку злокачественную, необходим ряд мутаций.

Однако чтобы подвергнуться указанной трансформации, клетка изначально должна обнаруживать способность мутировать с большей, по сравнению с нормой, частотой. Подобная же способность, в свою очередь, ассоциируется с инактивацией механизмов, которые в физиологических условиях контролируют сохранение традиционной структуры молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

Практически во всех случаях КРР уже на самых ранних стадиях развития заболевания, можно наблюдать явление хромосомной нестабильности или нестабильности MSI.

В результате применения методики сравнительной гибридизации генома, позволяющей идентифицировать среднее количество ошибок при копировании, удалось доказать факт их закономерного увеличения. Эффект характеризует следующий ряд: аденома кишечника, выраженная в легкой степени < аденома тяжелой степени < КРР (Табл. 18).

Таблица 18. Молекулярные события, вовлеченные в развитие колоректального рака.

onkm_t18.jpg

Гиперпролиферация клеток кишечного эпителия, которая лежит в основе роста аденоматозных полипов, объясняется мутацией в генах АРС и DNA MMR с потерей аллеля известной как потеря гетерозиготности.

Молекулярный механизм развития КРР не постоянно вовлекает ген АРС. Однако в подобном случае часто фиксируется повреждение другого участника сигнального Wht-каскада — гена бета-катенина.

Прогрессированию полипоза способствует мутация онкогена K-ras. В развитии колоректальных карцином ведущая роль принадлежит нарушению функции гена р53. Повреждение гена DCC способствует ослаблению адгезии клеток первичной опухоли, что активизирует процесс ее метастазирования (Табл. 19). Изучается патогенетическая роль при КРР и других генов — SMAD2, SMAD4.

Таблица 19. Молекулярные признаки колоректального рака.

onkm_t19.jpg

Спектр фундаментальных свойств злокачественных опухолей, безусловно включает способность к инвазии, а также к метастазированию. Одним из ведущих механизмов инвазии является разрушение окружающей базальной мембраны и внеклеточного матрикса ассоциированными с опухолью протеазами.

С использованием иммуноферментного метода было изучено содержание тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ первого типа (ТИМП-1) в ткани опухоли, гистологически неизменной слизистой оболочке толстой кишки и в плазме крови 100% больных КРР.

В опухолях 92% пациентов с КРР продемонстрировано значительное (до 27,4 раза) увеличение продукции ТИМП-1, по сравнению с окружающей слизистой оболочкой, максимально выраженное при прорастании опухоли в окружающие органы и ткани.

Уровень ТИМП-1 в плазме крови превысил верхнюю границу нормы только у 8% больных (в целом же для данной группы он оставался выше, чем у здоровых доноров).

Одновременно концентрация данного маркера в плазме крови оказалась достоверно большей при наличии отделенных метастазов, по сравнению с местнораспространенным процессом.

Достаточно широкий диапазон концентраций ТИМП-1 в опухолевой ткани и периферической крови, обнадеживает в плане возможности нахождения определенных пороговых уровней маркера для использования в качестве самостоятельного или дополнительного прогностического критерия при КРР.

Существует целый ряд аргументов в пользу логичности рассмотрения КРР, как гормонозависимой неоплазмы.

Например, если данная опухоль представляет собой первично-множественное новообразование, в качестве его «напарницы» чаще всего диагностируют злокачественную опухоль молочной железы, эндометрия или яичника (кстати, доказано митогенное действие эстрадиола на клетки колоректального эпителия).

Среди достаточного количества подтверждений обсуждаемой гипотезы, назовем, в частности, трактовку нарушения толерантности к углеводам, а также инсулинорезистентность, как факторов предрасположенности к развитию КРР.

Кроме того, гиперинсулинемия и повышение уровня инсулиноподобного фактора роста-1 (ИПФР-1), могут коррелировать соответственно с ранними этапами инвазии КРР с активностью процесса его регионарного метастазирования.

Адекватное понимание изложенной выше информации требует признать роль гормонов и гормоноподобных соединений в качестве возможных модификаторов генетических и эпигенетических событий.

Сейчас уже не приходится сомневаться в том, что развитие КРР (как наследственного, так и спорадического), обусловлено наличием значительного количества последовательно возникающих мутаций в онкогенах, генах-супрессорах и генах репарации ДНК.

Опухолевая пируваткиназа (TuM2-PK)

Для всех стадий КРР чувствительность данного метаболического (ферментного) маркера составляет 66,4%.

На фоне 1-й стадии заболевания у 57% пациентов, концентрация, по крайней мере, у одного из исследуемых маркеров (РЭА и TuM2-PK), оказывается увеличенной. Превышение референсного их уровня в 4-й стадии РКК диагностируется у 94% больных (для раково-эмбрионального антигена — в 56 раз и для TuM2-PK — в 6,5 раз).

Высказывается мнение, что сочетанное применение детекции РЭА и TuM2-PK позволит улучшить качество уточняющей клинической лабораторной диагностики у первичных больных с КРР.

Разработан и проходит апробацию эффективности метод количественного определения данного фермента в кале (копрологический тест на TuM2-PK). Позитивная его оценка, предполагает возможность интегрирования теста в скрининговые программы при КРР.

Использование методов молекулярной диагностики имеет большой потенциал как в ранней диагностике и оценке ответа опухоли на терапию, так и в прогнозе заболевания. Для такой диагностики можно использовать различные объекты исследования (Табл. 20).

Таблица 20. Использование методов молекулярной диагностики при КРР.

onkm_t20.jpg

Е.О. Комлева
Похожие статьи
показать еще
 
Категории