Ранняя диагностика колоректального рака: Опухолевая М2-пируваткиназа в кале (Tumor M2-PK in the stool).

Введение
Ежегодно в Германии выявляется 57 000 новых случаев колоректального рака. Это заболевание является второй из наиболее частых причин смерти онкологических больных (в Германии — 30 000 смертей в год). Своевременная диагностика дает шанс на излечение почти в 100 % случаев.
Наиболее информативное исследование для диагностики колоректального рака — тотальная колоноскопия. Хотя в Германии для людей старше 55 лет тотальная колоноскопия оплачивается системой государственного медицинского страхования один раз в десять лет, далеко не каждый согласен пройти эту процедуру. Таким образом, врачи, которые проводят это исследование в Германии, не имеют возможности обследовать всех потенциальных пациентов. До настоящего времени для скрининга колоректального рака использовалось неспецифическое определение скрытой крови в кале. Самое большое исследование, проведенное по этому поводу — Исследование Американской Ассоциации Ветеранов, в ходе которого 2885 участников прошли процедуру тотальной колоноскопии. В результате исследования выяснилось, что только 23,9% обследованных с развивающимися неопластическими процессами в кишечнике имели положительные результаты теста на скрытую кровь. Сейчас определение опухолевой М2-РК (Tumor M2-PK) в кале дает возможность выявлять около 85% случаев колоректального рака (с кровотечением или без него).
 
Важность определения Tumor M2-PK для предупреждения и ранней диагностики колоректального рака
Пируваткиназа — ключевой фермент метаболизма глюкозы — существует в виде различных изоформ, характеризующихся тканеспецифичностью. Пируваткиназа типа L обнаружена в печени и проксимальных почечных канальцах, пируваткиназа типа R — в эритроцитах, пируваткиназа типа М1 — в мышцах и мозге, и пируваткиназа типа М2 — в легких. В своей активной форме все изоформы фермента состоят из четырех идентичных субъединиц (т.е. являются тетрамерами). При развитии опухоли количество исходных тканеспецифичных изоэнзимов снижается, и опухолевые клетки начинают вырабатывать Tumor M2-PK. Поскольку количество М2-РК возрастает, изоэнзим, который изначально состоял из 4-х субъединиц, расщепляется до димера, имеющего более низкую активность. В опухолевых тканях, где процесс клеточного деления идет очень активно, клетки предпочитают так называемый «метаболический шунт» для сохранения энергии. Димерную форму М2-РК, характерную именно для опухолевых клеток, называют «Tumor M2-PK». Димеризация М2-РК происходит вследствие фосфорилирования или вследствие прямого связывания онкопротеинов и приводит снижению активности энзима, также как и в случае с глюкозой при синтезе нуклеиновых кислот, фосфолипидов и аминокислот.
Присутствие Tumor M2-PK в относительно высоких концентрациях в раковых клетках выгодно для опухоли. Высокоэнергетические промежуточные продукты могут быть использованы непосредственно для синтеза.
Измерение Tumor M2-PK не зависит от определения скрытой крови в кале. Процедура исследования выявляет опухолеспецифичный энзим, т.е. фактор, всегда высвобождающийся из злокачественных клеток. При помощи измерения Tumor M2-PK в кале можно, в частности, обнаруживать развитие колоректальных опухолей.
Измерение Tumor M2-PK не зависит от наличия скрытой крови!
Высокие величины могут также регистрироваться при других злокачественных заболеваниях гастроинтестинального тракта (например, раке пищевода, желудка, поджелудочной железы или желчного протока). Острое и/или хроническое воспалительное заболевание колоректальной зоны также может вызвать повышение уровня Tumor M2-PK в период активной пролиферации клеток кишечника. Если существует воспалительное заболевание кишечника (язвенный колит, болезнь Крона), повышенное значение Tumor M2-PK должно быть в дальнейшем верифицировано при помощи соответствующих методов диффернциальной диагностики. Это важно еще и потому, что воспалительные заболевания толстой кишки также представляют большой риск в плане последующего развития колоректального рака (причины, по которой высокий уровень Tumor M2-PK всегда должен быть подтвержден эндоскопически).
 
Вывод: Исследование Tumor M2-PK в кале — это определение ключевого энзима метаболизма опухоли, т.е. фактора, который всегда высвобождается непосредственно из опухолевой ткани.
Tumor M2-PK в кале:
  • Аденома, полипы толстой кишки
  • Рак (в основном колоректальный рак, но иногда еще и другие виды гастроинтестинального рака, такие как рак пищевода, желудка, поджелудочной железы, или желчного протока).
  • Иногда: пролиферативная фаза хронических воспалительных заболеваний толстой кишки (требуются дальнейшие дифференциально-диагностические исследования)
 
Определение Tumor M2-PK в кале:
Tumor M2-PK в кале определяют иммунологически с помощью моноклональных антител (ELISA), специфических к димерной форме. При дискриминантном уровне 4 Ед/мл специфичность для колоректального рака составляет 83%, чувствительность — 85% (при наличии или отсутствии кровотечения).
При обследовании 49 больных колоректальным раком, 53 пациентов с полипами и 66 субъектов контрольной группы (эндоскопия без патологии) тест показал значительные различия между контрольной группой и больными раком (р<0,001) также, как и между контролем и пациентами с полипами. Этот новый тест предоставляет возможность адекватного скрининга колоректального рака, т.к. он более чувствителен и специфичен, чем другие исследования. Тест на Tumor M2-PK не указывает на скрытую кровь, напротив, он определяет опухолеспецифичный энзим.
Несмотря на явный приоритет определения Tumor M2-PK в кале, этот тест все-таки еще не входит в Германии в контрактный перечень обязательных исследований по обнаружению раковых заболеваний. Этот параметр, таким образом, предлагается определять пациенту добровольно и тест оплачивается за его счет.
 
Образцы для исследования и их стабильность
Копрологический тест Tumor M2-PK обеспечивает количественное определение опухолевой М2-пи-руваткиназы в человеческих фека-лиях (достаточно одного образца оформленного кала размером с го-рошину). При отправке почтой образец должен быть доставлен в лабораторию в течение 24 часов, после чего он стабилен 1 день при 4-8ºС или в течение 1 года при 20ºС.
 
Рекомендации по скринингу и раннему выявлению колоректального рака
Для людей, не имеющих симптоматики и не относящихся к группе риска, рекомендуется помимо пальцевого обследования прямой кишки ежегодно проходить следующие процедуры:
> 35 лет: Копрологический тест Tumor M2-PK. Чтобы подтвердить положительный результат теста, необходимо провести колоноскопию.
> 55 лет: Копрологический тест Tumor M2-PK и 2 колоноскопии с интервалом по крайней мере в 10 лет.

Людям, у которых риск онкологического заболевания выше обычного (например, наследственная предрасположенность) колоноскопию и копрологический тест Tumor M2-PK рекомендуется проводить чаще (колоноскопию по возможности ежегодно).
 
Литература
1. Schätzungen der Arbeitsgemeinschaft bevölkerungsbezogener Krebsregister in Deutschland. Aus: Krebs in Deutschland. Häufigkeiten und Trends. Herausgeber Arbeitsgemeinschaft bevölkerungsbezogener Krebsregister in Deutschland. In Zusammenarbeit mit dem Robert-Koch-Institut. Saarbrücken, 3. Aufl. 2002

2. Lieberman D.A., Weiss D.G. One-time screening for colorectal cancer with combined fecal occult-blood testing and examination of the distal colon. N Engl J Med 23;345(8): 555-60,2001

3. Eigenbrodt E., Mazurek S., Friis R.R. Double role of pyruvate kinase type M2 in the regulation of phosphometabolic pools, in: Cell Growth and Oncogenesis, Bannasch P., Kanduc D., Papa S., Trager J.M. (eds), Birkhäuser Vertag Basel/ Switzerland (1998)

4. Eigenbrodt E., Reinacher M., Scheefers-Borchel U., Scheefers H., Friis R. Double Role for Pyruvate Kinase Type M2 in Expansion of Phosphometabolite Pools Found in Tumor Cells, Critical Reviews in Oncogenesis 3 (1,2): 91 — 115(1992)

5. Mazurek S., Luftner D., Wechsel H.W., Schneider J., Eigenbrodt E. Tumor M2-PK: A Marker of the Tumor Metabolome, in: Tumor Markers: Physiology, Technology, and Clinical Applications, Eleftherios, P. Diamandis et al. (Edts.) AACC Press 2002.471-475

6. Mazurek S., Scheefers-Borchel U., Scheefers H., Michel A., Fischer G., Basenau D., Dahlmann N., Laumen R., Eigenbrodt E. Die Bedeutung der Pyruvatkinase in der Onkologie, notabene medici Jg. 23,3:97-104 (1993)

7. Hardt .P.D.; Toepler, M.; Schlierbach, P.; Ngoumou, B.; Rupp, J.; Natap, J.; Klör, H.U. Messung der Tumor M2-Pyruvatkinase im Stuhl als Screening Marker für kotorektale Karzinome, Beitrag zur 109. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Innere Medizin, Wiesbaden, 26. — 30. April, 2003

8. Hardt P.D., Ngoumou B., Rupp J., Ktoer H.U. Measurement of fecal Pyruvate Kinase Type M2 (Tumor M2-PK) Concentrations in Patients with Gastric Cancer, Colorectal Cancer, Colorectal Adenomas and Controls, Anticancer Research 23:851-854 (2003)

9. Hardt P.D.; Toepler M.; Ngoumou B.; Rupp J.; Ktoer H.U. Measurement of Fecal Pyruvate-Kinase Type M2 (Tumor M2-PK) Concentrations in Patients with Gastric Cancer, Colorectal Cancer, Colorectal Adenomas and Controls, Poster from Perspectives in Colorectal Cancers: A Consensus Meeting, Barcelona, Spain, 19 -21 June, 2002

10. Hardt P.D.; Toepler M.; Ngoumou B.; Rupp J.; Ktoer H.U. Measurement of Fecal Pyruvate-Kinase Type M2 (Tumor M2-PK) Concentrations in Patients with Gastric Cancer, Colorectal Cancer, Colorectal Adenomas and Controls, Poster from the 2nd Colorectal Cancer Conference, Rome, Italy, 24 — 25 October 2002

11. Hardt .P.D.; Toepler M.; Ngoumou. B.; Rupp J.; Kroger R.M.; Kloer H.U. Measurement of fecal tumor M2-PK concentrations in patients with gastrointestinal cancer, Kongress für Laboratoriumsmedizin 2002, 18. — 20.