Новые серологические и уринологические опухолевые маркеры в уточняющей диагностике и мониторинге онкологических больных

 

В последнее время серологические опухолеассоциированные маркеры (ОМ) заняли достойное место и лабораторной практике учреждений онкологического профиля. История открытия и начала использования в онкологии ОМ насчитывает более полувека. Однако оптимистические надежды на использование их для диагностики рака оправдались лишь для некоторых из них. Наиболее диагностически значимыми маркерами являются иммуноглобулины (при множественной миеломе), α-фетопротеин (АФП) и β-хорионический гонадотропин человека (β-ХГЧ) (при герминогенных опухолях яичка), проста-тический антиген (ПСА) и соотношение его форм при раке предстательной железы (РПЖ).

Большинство остальных ОМ используется главным образом в мониторинге онкологических больных: для оценки эффективности противоопухолевой терапии, прогноза течения неопластического процесса и доклинического выявления метастазов и рецидивов.

Вторым (после ПСА) по клинической значимости для мониторинга больных является маркер, ассоциированный с серозным раком яичников (РЯ), — СА-125. Несмотря на 20-летнюю историю применения, лишь в последние годы выработаны критерии его рационального использования и правильной интерпретации данных в мониторинге. В сочетании с ультразвуковым исследованием GA-125, вероятно, может использоваться для ранней диагностики РЯ. Определенные надежды в скрининге РЯ возлагаются на новый OM — OVX-1.

Менее широко, чем СА-125 и ПСА, используются в мониторинге другие маркеры: СА-15-3 — при раке молочной железы (РМЖ), SCC — при раке шейки матки (РШМ), РЭА, СА-72-4 и СА-19-9 — при раке желудка, СА-19-9 и СА-242 — при раке поджелудочной железы, РЭА и СА-72-4 — при колоректальном раке.

В то же время ряд клинических проблем, приведенных ниже, не удается решить с помощью вышеперечисленных маркеров. В частности, в ряде случаев при развитии гормонорезистентности при РПЖ ПСА теряет свою диагностическую чувствительность. При РПЖ и РМЖ необходимым является внедрение в практику маркеров резорбции кости для раннего выявления костных метастазов. Для больных с начальными стадиями рака разных локализаций целесообразным является использование новых классов ОМ, пригодных для уточняющей диагностики и мониторинга. Кроме того, для ряда опухолей, имеющих немалый удельный вес в структуре заболеваемости населения злокачественными новообразованиями, таких, как рак почки (РП) и рак мочевого пузыря (РМП), до последнего времени не было ОМ с приемлемыми показателями чувствительности и специфичности.

Работа по поиску новых ОМ, относящихся к разным классам биомолекул, и разработке тест-систем для их определения, ведется постоянно и с очевидными успехами. В частности, для РМП сегодня к перспективным ОМ можно отнести определяемые в моче ВТА, TATI, UBC, NMP-22, а также теломеразу (ПЦР в клетках осадка мочи).

В МНИОИ им. П.А.Герцена завершена апробация нового маркера UBC (Urinary Bladder Cancer) для мониторинга больных РМП. Тест-система на UBC выявляет в моче растворимые фрагменты цитокератинов 8/18. Уровни UBC были оценены с помощью твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) (IDL Biotech AB, Швеция) в образцах мочи, полученных от 147 человек (больные с первичным и рецидивным РМП, РП, не урологическими злокачественными новообразованиями, не опухолевыми заболеваниями мочеполового тракта и здоровые доноры). Уровень UBC нормировали на уровень креатинина в моче.

При дискриминационном уровне (ДУ) маркера 4,7х10(4) мкг/мкмоль креатинина общая чувствительность UBC для выявления РМП составила 72% (для первичных пациентов — 81%, а для больных с рецидивом — 63%), специфичность — 87,5%. Средний уровень UBC у больных с поверхностным РМП был ниже, чем у пациентов с инвазивным РМП: (32,1±10,2)х10(-4) и (59,1+13,6)х10(-4) мкг/мкмоль креатинина соответственно. При сравнении диагностической чувствительности UBC и цитологического исследования клеточного осадка мочи, рассматриваемого в качестве «золотого стандарта» неинвазивных методов, эффективность UBC-теста оказалась на 36% выше.

Таким образом, антиген UBC представляется высокочувствительным и специфичным ОМ для РМП и, по-видимому, может рассматриваться как перспективный уринологический маркер, пригодный для мониторинга больных РМП в процессе лечения и динамического наблюдения.

При раке почки (РП) определенные надежды связывают с такими серологическими маркерами, как TATI, ICAM-1, VEGF, TNF-β, TGF-β и Tu M2-PK. В этом аспекте наше внимание привлек новый ОМ, относящийся к группе «метаболических маркеров», Tu M2-PK. Он представляет собой димерную форму (М2) пируваткиназы (РК), повышение концентрации которой ассоциируется с усилением гликолиза в опухолевых клетках. В нормальных клетках пируваткиназа находится в тетрамерной форме и представлена L, R и Ml типами. Не исключено, что Tu M2-PK как ОМ может быть перспективным для динамического наблюдения за больными раком легкого, РМЖ и некоторыми другими опухолями. Но особенно обнадеживают предварительные данные, касающиеся его диагностических возможностей при РП. В связи с этим в МНИОИ им. П.А.Герцена было проведено изучение диагностической значимости Tu М2-РК для РП и РМЖ.

Уровень Tu M2-PK оценивали с помощью твердофазного ИФА (ScheBo ® Biotech, Германия) в ЭДТА-плазме крови 70 человек (доноры, больные РП и пациенты с доброкачественными опухолями почки). Чувствительность Tu M2-PK для РП составила 75,0% при специфичности 80,0%; положительное прогностическое значение (ППЗ) — 83,3%, отрицательное прогностическое значение (ОПЗ) — 70,6%. Эти данные свидетельствуют о перспективности использования Tu M2-PK в мониторинге больных РП.

Кроме того, было проведено изучение Tu M2-PK как возможного ОМ для РМЖ. Уровни Tu M2-PK исследовали в 97 образцах ЭДТА-плазмы крови 97 лиц (доноры, больные РМЖ, пациенты с мастопатией, доброкачественными опухолями молочных желез и почек). Специфичность Tu M2-PK в этом исследовании составила 57,8%, чувствительность для локализованного РМЖ — 53,6%, а для распространенных форм РМЖ — 87,5%. Эти данные свидетельствуют о стадиоспецифичности Tu M2-PK. В то же время чувствительность Tu M2-PK, полученная для начальных стадий РМЖ (53,6%), была значительно выше, чем у других ОМ (в частности, чем СА-15-3). Таким образом, несмотря на низкую специфичность для РМЖ, Tu M2-PK представляется перспективным ОМ для мониторинга больных РМЖ, особенно при ранних стадиях.

Особой проблемой онкологии, в частности для больных РПЖ и РМЖ, является раннее (доклиническое) выявление костных метастазов. Общепризнанный метод диагностики метастатического поражения костей — радионуклидная визуализация скелета — не может проводиться с большой частотой. Поэтому поиск серологических ОМ деструкции костной ткани, пригодных для этих групп больных, является актуальной задачей. В последние годы был описан ряд перспективных ОМ и созданы тест-системы, в той или иной мере помогающие в выявлении костных метастазов. К ним относятся тест-системы, выявляющие фрагменты коллагена (оксипролин, пиридинолин, дезоксипиридинолин, карбокси- и амино-термипиальные пептиды коллагена), поперечные сшивки коллагена (α- и β-кросслапы), а также ферменты остеокластов (в частности, TRAP-5б-изоформа резистентной щелочной фосфатазы).

Для выявления костных метастазов у больных РПЖ и РМЖ нами был апробирован новый биохимический маркер резорбции кости Bone TRAP. Уровни Bone TRAP были оценены с помощью твердофазного ИФА (Suomen Bioanalytukka Oy, Финляндия) в сыворотке крови 58 человек (доноры; больные РПЖ и РМЖ с костными метастазами и без таковых в стадии прогрессирования или стабилизации процесса на фоне лечения; больные остеопорозом).

При ДУ маркера для мужчин 5,11 ед./л чувствительность Bone TRAP для выявления костных метастазов РПЖ в стадии прогрессирования составила 100% при специфичности 90%. Сходные данные были получены у больных РМЖ в стадии прогрессирования: чувствительность Bone TRAP — 100% при специфичности — 87,5% (ДУ маркера для женщин — 5,73 ед./л). При стабилизации процесса как у больных РПЖ, так и у больных РМЖ Bone TRAP оставался в пределах нормы. У больных остеопорозом значения Bone TRAP были близки к верхней границе нормы.

Полученные данные свидетельствуют о перспективности Bone TRAP для выявления костных метастазов при РПЖ и РМЖ в стадии их развития. Кроме того, очевидна перспективность этого маркера для мониторинга эффективности лечения больных с метастатическим поражением костей.

Особое внимание в последние годы мы уделяли поискам серологических ОМ для больных меланомой (МЛ), учитывая высокий метастатический потенциал этого злокачественного новообразования и необходимость длительного мониторинга пациентов.

Определенные надежды в этом плане возлагаются на относительно недавно описанный опухолеассоциированный антиген S100. Описано семейство белков S100, объединяющее не менее 18 тканеспецифических Са(+2)-связывающих белков-мономеров. Оказалось, что два из них, А1 и В, способны образовывать гомо- и гетеродимеры, причем в меланоцитах присутствуют как гомо-, так и гетеродимер S100 — А1В и ВВ. По данным литературы, гетеродимерная форма белка А1В увеличивается в крови пациентов в основном при метастазировании МЛ, в то время как при локализованных формах заболевания чувствительность теста близка к нулю. Значение сывороточного уровня гомодимера S100BB для МЛ мало изучено.

Для оценки диагностической значимости ВВ-формы белка S100 при МЛ с помощью ИФА-метода (CanAg Diagnostics, Швеция) нами было проведено исследование его уровней в сыворотке крови 73 человек, среди которых были больные МЛ разных стадий, пациенты с воспалительными заболеваниями, доброкачественными опухолями кожи, злокачественными заболеваниями, отличными от МЛ и доноры.

Было показано, что 95-персентиль для группы доноров составил 2,9х10(-2) мкг/л, что превышает ДУ маркера, предлагаемый фирмой-производителем (1,7х10(-2) мкг/л). При рекомендуемом ДУ чувствительность S100BB для МЛ была равна 47,8%. Однако при таком ДУ относительно много доноров (41,7%) и пациентов, не страдающих МЛ (21,1%), имели повышенный уровень белка в крови, т.е. специфичность маркера оказалась неудовлетворительной (74%). Оптимальное соотношение чувствительности (43,5%) и специфичности (90%) достигалось при ДУ S100BB, равном 3×10(-2) мкг/л (неспецифическое повышение концентрации белка наблюдалось лишь в единичных случаях). При этом сывороточный уровень ВВ формы S100 превышал ДУ, равный 3×10(-2) мкг/л, уже при I-II стадиях МЛ у 41% пациентов. Это выгодно отличает изучаемый маркер от гетеродимерной формы белка, уровень которой (по данным литературы) редко повышается при локализованных формах заболевания. В то же время в случаях метастазирующей МЛ лишь 50% больных имели повышенный уровень S100BB.

В целом чувствительность тест-системы для выявления S100BB в сыворотке больных МЛ при ДУ маркера, равном 3×10(-2) мкг/л, составила 43,5% при специфичности 90%.

По данным литературы, одним из наиболее часто используемых маркеров для мониторинга больных РШМ является SCCA (Squamous Cell Carcinoma Antigen) — антиген плоскоклеточных раков. В нашей стране SCCA до сих пор не получил должного распространения. По мнению ряда авторов, чувствительность SCCA составляет в среднем 80% для III-IV стадий РШМ, но не превышает 50% для ранних стадий. В то же время некоторые исследователи отмечают, что при рецидиве РШМ SCCA позитивен в большем (до 90%) проценте случаев и опережает клиническое проявление прогрессирования болезни на 3-9 мес. Недостаточная чувствительность SCCA для ранних стадий обусловила дальнейший поиск новых ОМ для РШМ. В этом аспекте представляется перспективным еще один антиген плоского эпителия — тканевой полипептидный специфический антиген TPS (Tissue Polypeptide Specific antigen). TPS представляет собой М3-эпитоп на растворимом фрагменте цитокератина 18, который в повышенных количествах экспрессируется малигнизированным эпителием разных органов. Мы провели сравнительное исследование диагностической значимости ОМ двух разных классов: гликопротеинов (SCCA) и цитокератинов (TPS) для первичных больных РШМ.

Уровни TPS и SCCA определяли с помощью твердофазного ИФА и наборов TPS-IDL (IDL Biotech, Швеция) и SCCA-IMx (Abbott Lab, США) в сыворотке крови 112 человек (больные РШМ разных клинических групп, пациенты с воспалительными заболеваниями различной этиологии, здоровые доноры).

Диагностическая чувствительность TPS для РШМ in situ, I, II и III стадий составила, соответственно 30, 52, 50 и 68%. В группе доноров повышенные концентрации TPS выявлены в 20% случаев, и, таким образом, специфичность данного ОМ (относительно группы доноров) составила 80%. Диагностическая чувствительность SCCA составила 13, 26, 67 и 71% для РШМ in situ, I, II, III стадий соответственно. Из этих данных следует, что TPS имеет достоверно более высокую чувствительность для РШМ in situ по сравнению с SCCA. Сочетанное использование TPS и SCCA существенно повышало чувствительность лабораторной диагностики для РШМ всех стадий: 43, 71, 70 и 79% для in situ, I, II и III стадий соответственно. Таким образом, TPS и SCCA характеризуются сравнительно высокой чувствительностью для РШМ, и их сочетанное использование имеет особое преимущество у больных с ранними стадиями опухолевого процесса. Это позволяет рекомендовать широкое сочетанное использование TPS и SCCA для мониторинга больных РШМ всех стадий.

Таким образом, новые данные о механизмах регуляции опухолевого роста привели к описанию, выделению и характеристике новых классов биомолекул, перспективных для использования в качестве ОМ. Некоторые из них, вероятно, могут применяться в уточняющей диагностике и при стадировании опухолевого процесса. В целом же очевидна целесообразность их использования в мониторинге онкологических больных для оценки эффективности лечения и для доклинического выявления рецидивов заболевания.