Автореферат и диссертация по медицине (14.01.12) на тему:Морфологические, иммунологические и молекулярно-генетические показатели для мониторинга и оценки прогноза течения распространенного рака легкого
Автореферат диссертации по медицине на тему Морфологические, иммунологические и молекулярно-генетические показатели для мониторинга и оценки прогноза течения распространенного рака легкого
На правах рукописи
Стельмах Лилия Владимировна
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ, ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ И МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДЛЯ МОНИТОРИНГА И ОЦЕНКИ ПРОГНОЗА ТЕЧЕНИЯ РАСПРОСТРАНЕННОГО РАКА ЛЕГКОГО
14.01.12 - онкология
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
005533706
г 6 СЕН 2913
Санкт-Петербург - 2013
005533706
Работа выполнена в НИИ пульмонологии ГБОУ ВПО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П.Павлова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Научный руководитель:
доктор медицинских наук Орлов Сергей Владимирович
Официальные оппоненты:
доктор медицинских наук, профессор
руководитель лаборатории молекулярной онкологии ФГБУ "НИИ онкологии им. H.H. Петрова" Минздрава России Имянитов Евгений Наумович
доктор медицинских наук, профессор
член консультативно-экспертного совета С-Пб ГУЗ «Городское
патологоанатомическое бюро» Ариэль Борис Михайлович
Ведущая организация:
ГБОУ ВПО «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И.Мечникова» Минздрава России
Защита состоится «_15_» _октября_ 2013 г. в _ ч. на
заседании диссертационного совета Д208.052.01 при ФГБУ «НИИ онкологии им.Н.Н.Петрова» Минздрава России (197758, г. Санкт-Петербург, пос. Песочный, ул. Ленинградская, дом 68).
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБУ «НИИ онкологии им.Н.Н.Петрова» Минздрава России по адресу: 197758, г. Санкт-Петербург, пос. Песочный, ул. Ленинградская, дом 68.
Автореферат разослан «_»_2013 г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук
Бахидзе Елена Вилльевна
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность
Рак легкого является одной из основных проблем в онкологии. Ежегодно в мире регистрируется более 1 млн. новых случаев этого заболевания, в т.ч. в Европе - 410 тысяч и в России - свыше 60 тысяч (Ferlay J. et al., 2013). В структуре смертности от злокачественных новообразований в России рак легкого стоит на первом месте среди мужского населения, и за 2010 год этот показатель составил 27,5% (Мерабишвили В.М., 2012).
Подавляющее большинство выявляемых случаев рака легкого признается неоперабельными, и основным методом лечения таких больных является лекарственная терапия (Тюляндин С.А., 2006, D'Addario G.D. et al., 2011, Барчук А.С.,2012).
За последние десять лет произошли важные события, определившие развитие новых направлений в клинической онкологии. Среди них — появление высокоэффективных методов генетического анализа опухолевых клеток, развитие фундаментальных представлений о нарушении механизмов запрограммированной клеточной гибели (апоптоза), регуляции клеточного цикла, прогресс в изучении неоангиогенеза и роли воспаления на всех этапах канцерогенеза (Щербина О.В., 2007, Семенова А.И., 2011, Sculier J.P, 2009, Давыдов М.И., 2010, SunagaN. et al., 2012).
Однако применение известных биомаркеров, а также их диагностическая значимость остаются предметом споров и обсуждений многих исследователей (Stieber Р. et al., 2006, Barradas Р. et al., 2007, Muley Т. et al, 2008, Holdenrieder S., 2009, Tomita M. et al., 2010).
Таким образом, возникла объективная необходимость в оценке значимости параметров прогноза клинического течения и эффективности проводимого лечения больных раком легкого, что определило цели и задачи настоящей работы.
Цель исследования
Оценить значимость лабораторных параметров, включая сывороточные показатели (белки-онкомаркеры и провоспалительные цитокины), а также морфологические и молекулярно-генетические характеристики опухоли для мониторинга клинического течения и оценки прогноза для больных с распространенным неоперабельным раком легкого.
Задачи исследования
1. Оценить роль морфологического типа опухоли в прогнозе клинического течения распространенного рака легкого, включая мутационный статус ЕСЕЯ.
2. Выявить клиническую значимость отдельных параметров клеточного цикла опухоли: маркеров пролиферации (К>67) и апоптоза (р53) в опухолевых образцах у больных обследуемых групп и их возможного использования для прогноза заболевания.
3. Определить клиническую значимость динамики уровней белков-онкомаркеров (СБА, Су&а 21.1, ^Е) в сыворотке крови для оценки эффективности лечения больных с распространенным раком легкого.
4. Оценить возможности использования отдельных иммунологических показателей (уровни провоспалительных цитокинов 1Ь-1р , ТЫБ-а, П-Ы-у, 1Ь-8 в сыворотке крови) в клинической практике для оценки эффективности лечения больных "с распространенным раком легкого.
Научная новизна исследования В диссертационной работе:
• Впервые определена диагностическая ценность морфологических и молекулярно-генетических опухолевых характеристик для оценки прогноза клинического течения рака легкого у больных обследуемых групп.
• Впервые изучена динамика сывороточных показателей (белки-онкомаркеры, провоспалительные цитокины) с целью мониторинга у больных обследуемых групп.
Научно-практическая значимость
Предложены практические рекомендации для усовершенствования существующей методики мониторирования онкологических больных в ходе лечения и наблюдения с помощью морфологических, иммунологических и молекулярно-генетических показателей.
Основные положения, выносимые на защиту 1. Наличие мутаций гена рецептора эпидермального фактора роста (ЕОРЯ) в опухолевых образцах аденокарциномы является важным прогностическим фактором: период общей продолжительности жизни и период до прогрессии у больных с данным фенотипом достоверно и значительно выше. У больных с «диким» типом ЕОРЛ период общей продолжительности жизни незначительно, но достоверно выше.
2. Существует достоверная, но очень слабая статистическая связь фактора пролиферации (Ki-67) и регулятора апоптоза (р53) с периодом общей продолжительности жизни.
3. Концентрации онкомаркеров (СБА, Cyfra 21.1, NSE), определяемые в сыворотке крови в динамике наблюдения, являются информативными показателями при оценке эффективности проводимого лечения больных с распространенным раком легкого. В ходе проводимого лечения уровни онкомаркеров, определяемые непосредственно после начала противоопухолевой терапии, достоверно снижаются. В дальнейшем повышение эти показателей достоверно свидетельствует о прогрессирующем течении заболевания. Наиболее информативными показателями являются СБА и NSE.
4. Провоспалительные цитокины (ILip, TNF-a, IFN-y) и хемокин IL8 являются индикаторами эффективности лечения больных с распространенным раком легкого. Рост уровней цитокинов достоверно указывает на прогрессию опухолевого процесса.
Внедрение результатов исследования в практику Результаты работы внедрены в клиническую практику в клинике пульмонологии НИИ пульмонологии и клинике госпитальной хирургии № 1 С-ПбГМУ им. акад.И.П.Павлова
Личный вклад автора в проведенное исследование Автором самостоятельно произведен аналитический обзор отечественной и зарубежной литературы по изучаемой проблеме, составлена программа исследования, разработаны учетные формы, проведены сбор и обработка данных исследования. Лечение и наблюдение больных выполнено автором. Изучение морфологического материала проводилось с личным участием автора. Проведение иммунологических исследований (определение уровней провоспалительных цитокинов, онкомаркеров) проводилось лично автором. Автором составлена база данных по выборкам больных и осуществлена статистическая обработка. Анализ, интерпретация, изложение полученных данных, формулирование выводов и практических рекомендаций выполнены автором.
Апробация работы
Результаты работы доложены: 1. На IX национальном конгрессе по болезням органов дыхания (Москва, 1999);
2. На конгрессах Европейского респираторного общества (Флоренция, 2000, Берлин, 2001);
3. На научно-практической конференции «От научных исследований к клинической практике» (С-Петербург, 2009);
4. На 14-м всемирном конгрессе по раку легкого (в соавторстве) (Амстердам, 2011);
5. На заседании научного совета С-ПбГМУ им.акад.И.П.Павлова (С-Петербург, 2013, протокол № 138).
Публикации
Основные научные результаты опубликованы в 14 печатных изданиях (7 российских, 7 зарубежных), в т.ч. в 3 статьях в российских и 4 статьях зарубежных журналах и изданиях, рекомендуемых ВАК на соискание ученой степени кандидата медицинских наук.
Объем и структура диссертации Диссертационная работа содержит: введение, 4 главы, заключение, выводы, практические рекомендации, список литературы, включающий 74 отечественных и 137 зарубежных источников. Работа изложена на 162 страницах машинописного текста, иллюстрирована 15 таблицами и 15 рисунками.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность проблемы, определены цель и задачи исследования, показана научная новизна и практическая ценность работы, представлены основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе представлен обзор отечественных и зарубежных исследований, посвященных изучению морфологических, молекулярно-генетических, иммунологических механизмов канцерогенеза при раке легкого и новых возможностей использования различных прогностических и предиктивных маркеров у данной категории больных в свете научных достижений.
Во второй главе представлены материалы и методы данной работы. Настоящая работа основана на результатах динамического наблюдения 372 больных со злокачественными новообразованиями в легких, находившихся на лечении в клинике пульмонологии НИИ пульмонологии и клинике госпитальной хирургии № 1 СПбГМУ им. И.П.Павлова с 1998 по 2011 год. Всего было 254 (68,3%) мужчин и 118 (31,7%) женщин. Средний возраст больных составил 60,2± 10,5 лет (от 22 до 88 лет).
Все злокачественные опухоли были морфологически верифицированы. 303 больных (81,7 %) страдали немелкоклеточным раком легкого, 69 больных (18,3%) — мелкоклеточным. Морфологическая верификация представлена в таблице 1.
Таблица 1.
Характеристика больных по морфологическому типу опухоли
Гистологический тип Пол Число больных Соотношение М/Ж Возраст в годах
Аденокарцинома: Аденокарцинома (EGFRmut) Аденокарцинома (EGFRWT) Муж 89 0,91 58,33 (35 - 83)
Жен 98 60,64 (22 - 88)
Муж 5 0,15 50,00 (35 - 67)
Жен 33 65,81 (49-88)
Муж 84 1,29 58,54 (39 - 83)
Жен 65 57,95(22-81)
Плоскоклеточный Муж 107 11,88 61,42(45-83)
Жен 9 67,00 (58 - 82)
Мелкоклеточный Муж 58 5,27 58,22 (33-79)
Жен 11 65,33 (54 - 76)
При молекулярно-генетическом исследовании опухолевого материала в
группе больных с аденокарциномой мутации гена рецептора эпидермального фактора роста (ЕСРЩ определялись в 20 % случаев (у 38 больных). Из них - у 20 (53%) мутации были представлены делецией 19 экзона (сх19с1с1), а у 18 (47%) -определялась точечная мутация Ь858Я 21 экзона.
Распределение больных по стадиям заболевания представлены в табл. 2. Очевидно, что у подавляющего большинства больных рак легкого был
диагностирован уже на поздних стадиях — ШЬ и IV.
Таблица 2.
__Распределение больных по стадиям заболевания_
Плоскокле- Аденокарцинома Аденокарцинома Мелкоклеточ-
Стадия точный рак, СEGFRmut), (EGFRWT), ный рак,
%(П) %(п) %(п) %(п)
II 0 0 0 1%(1)
Ша 16% (18) 0 13% (20) 13% (9)
ШЬ 30% (35) 18% (7) 15% (22) 25% (17)
IV 54% (63) 82% (31) 72% (107) 61% (42)
Первичная диагностика осуществлялась с помощью клинико-
функциональных методов исследования (жалобы, анамнез заболевания, данные физикального исследования). Рентгенорадиологические методы обследования включали рентгенографию грудной клетки в двух проекциях, спиральную компьютерную томографию (Asteion, «Toshiba» (Япония)) грудной и брюшной полостей, при необходимости - головного мозга, а также сцинтиграфию костей
скелета. ФБС проводилась всем пациентам до начала лечения под местной анестезией с помощью фибробронхоскопов фирмы «Olympus» (Япония). Биопсия ткани опухоли выполнялась при визуализации опухолевого роста в центральных бронхах. При периферической локализации опухолевого узла производилась чрезбронхиальная щипцовая биопсия под контролем рентгенологического исследования, а также трансторакальная игловая биопсия. При невозможности получения образца первичной опухоли выполнялась диагностическая инцизионная или эксцизионная биопсия прескаленных или надключичных лимфоузлов под местной анестезией в условиях перевязочной. В ряде случаев была выполнена диагностическая видеоторакоскопия с биопсией плевры и легкого; диагностическая медиастиноскопия с биопсией лимфоузлов средостения; эксплоративная торакоскопия с биопсией.
Всем больным проводилась стандартная платин-содержащая полихимиотерапия в зависимости от гистологического типа опухоли, сопутствующей патологии и переносимости лечения. При выявлении EGFRmut больным назначали эрлотиниб 150 мг/сут. или гефитиниб 250 мг/сут. Изменение доз цитостатиков производилось в соответствии со стандартными рекомендациями, предусматривающими снижение дозы, увеличение интервалов между циклами, а также отмену препаратов в зависимости от степени выраженности побочных эффектов лечения.
Клиническая оценка эффективности проводимой терапии оценивалась в соответствии с общепринятыми стандартами клинической практики: выполнялись рентгенологические исследования, включая компьютерную томографию органов грудной и брюшной полостей, при необходимости — головного мозга, лечебно-диагностические ФБС. По окончании каждого четного цикла, а также всего курса химиотерапии в целом, с целью определения эффекта лечения осуществлялось контрольное измерение всех опухолевых очагов. Оценка общего опухолевого ответа выполнялась в соответствии с критериями RECIST: при редукции опухоли более чем на 30% считали за частичный ответ, при увеличении размеров опухоли на 20% и более и/или появлении новых метастатических очагов — прогрессию заболевания. Во всех остальных случаях течение заболевания считали стабильным. Частичный ответ и стабилизацию заболевания принимали за объективный ответ. При отсутствии признаков прогрессирования заболевания по завершении лечения (4-6 планируемых циклов химиотерапии) выполнялись инструментальные исследования с оценкой опухолевых очагов до регистрации прогрессии заболевания.
Время периода до прогрессии заболевания рассчитывали с момента постановки морфологического диагноза до объективных признаков прогрессии. Время периода общей продолжительности жизни - с момента постановки морфологического диагноза до смерти вследствие прогрессирующего течения основного заболевания. В обоих случаях время указано в месяцах.
Морфологическое исследование выполнялось в лаборатории патоморфологии НИИ пульмонологии на парафиновых срезах опухолевых образцов, с применением стандартного окрашивания гематоксилином и эозионом, а также при необходимости - альциановым синим, муцикармином. Опухолевые клетки визуализировались методом световой микроскопии.
Для проведения молекулярно-генетических и иммуногистохимических исследований использовался архивный опухолевый биопсийный материал первичного или метастатического очага, полученный от пациентов до начала противоопухолевой терапии.
Мутационный статус гена EGFR определялся в лаборатории молекулярно-генетических исследований НИИ онкологии им. Н.Н.Петрова. У всех больных с аденокарциномой был проведен анализ мутаций в 19-м и 21-м экзонах гена EGFR. Определение мутаций в опухолевой ДНК проводили методом ПЦР [Carta С. et al., 2006] в тонкостенных пробирках для ПЦР на амплификаторе «Терцик 1». Мутация онкогена выявлялась методом прямого секвенирования при содержании мутантного аплеля не менее 10-15%.
Иммуногистохимическое исследование проводилось в лаборатории иммуногистохимии РНЦРиХТ. При определении экспрессии антигенов Ki-67 и р53 с каждого гистологического блока исследуемых групп больных было подготовлено по 4 параллельных среза. Один препарат окрашивался гематоксилином и эозином, два - иммуногистохимически. Иммунный комплекс выявлялся с помощью Dako REAL EnVision системы визуализации. Готовые гистологические и иммуногистохимические препараты сканировались в сканере гистологических препаратов MIRAX MIDI (Zeiss) с целью получения цифровых изображений полностью гистологического препарата. С помощью программы просмотра изображений Pannoramic Viewer (3DHistech), находили эпителиальные комплексы с максимальной экспрессией Ki-67 и р53 и проводили подсчет абсолютного количества позитивно окрашенных ядер и ядер без окрашивания в единице площади гистологического среза. В программе было исследовано не менее 1мм2 опухоли в каждом препарате, после чего вычислялось среднее
значение абсолютного количества окрашенных и неокрашенных клеточных элементов.
Забор крови для проведения иммунологических исследований проводился из кубитальной вены до начала лечения, затем — перед каждым циклом химиотерапии (1 раз в 3-4 недели) и по завершении лечения. Из полученных образцов крови в лабораторных условиях получали сыворотку, которую распределяли в микропробирки по аликвотам, маркировали и хранили в морозильной камере при -20°С. По мере накопления материала проводился анализ исследуемых параметров: уровней белков-онкомаркеров и провоспалительных цитокинов с помощью «сэндвич» метода твердофазного иммуноферментного анализа с использованием коммерческих тест-систем. Показатели оптической плотности образцов измеряли на фотометре «ELISA-МАТ-3000» фирмы «DRG» (США) при длине волны 450 нм с внутренним контролем качества. Подсчет результатов иммуноферментного анализа производился на совмещенном с фотометром компьютере Pentium 166 ММХ с помощью прикладной компьютерной программы «Wregdrg», устанавливающей зависимость оптической плотности от концентрации стандартного образца и позволяющей определять концентрацию вещества в исследуемых образцах.
Все лабораторные показатели были проанализированы совместно с клиническими данными.
При проведении работы использован статистический анализ данных в сформированных выборках с применением методов математической статистики, рекомендованных для медицинских исследований (С. Гланц, 1998). Математическая обработка включала в себя описательную статистику с определением различных показателей распределения и построением гистограмм. Оценка достоверности различий выборок производилась по критериям Фишера (таблицы сопряженности), Уилкоксона, Крускала-Уоллиса и Данна, применимых для непараметрических исследований (С.Гланц, 1998). Методы оценки выживаемости Каплана-Майера с построением кривых выживаемости не применялись, поскольку статистическая обработка данных проводилась после наступления летального исхода в связи с прогрессией заболевания у всех больных. Статистическая связь между параметрами оценивалась с помощью рангового коэффициента корреляции Спирмена, его значимость для наблюдений более 50 оценивалась с помощью критерия Стьюдента.
В третьей главе представлены результаты проведенного исследования.
Период общей продолжительности жизни и период до прогрессии в зависимости от морфологических и молекулярно-генетических характеристик опухоли.
Благодаря большому объему выборки имелась возможность на первичном этапе статистического исследования построить и проанализировать гистограммы периода до прогрессии (ПДП) и периода общей продолжительности жизни (ОПЖ) и рассчитать медиану. Гистограммы периода ОПЖ и ПДП больных РЛ представлены на рис.1. Медиана для периода ОПЖ составила 13,7 мес., для ПДП — 7,7 мес. соответственно. Однако наблюдались отдельные случаи очень больших периодов ОПЖ и ПДП.
а)
б)
Рис.1. Гистограммы больных РЛ: а) периода ОПЖ; б) ПДП
На рис. 2 представлены гистограммы для периода ОПЖ и ПДП в зависимости от различных гистологических типов опухоли. Все распределения, как видно, далеки от нормального. Для показателей периода ОПЖ среди больных с аденокарциномой в зависимости от мутационного статуса гена ЕСЕЯ было выявлено следующее. Медиана периода ОПЖ при наличии мутации ЕвРЯ составила 28,0 мес. Для показателей периода ОПЖ с «диким» типом ЕСЕК медиана составила 14,5 мес. Медиана периода ОПЖ в группе больных с плоскоклеточным раком составила 12,4 мес. а с мелкоклеточным раком - 11,7 мес. При исследовании периода до профессии заболевания (ПДП) было отмечено, что медиана ПДП в группе больных с ЕСЕКтиг аденокарциномой составила 12,7 мес., с ЕСЕЯРУТ аденокарциномой - 7,7 мес., с плоскоклеточным раком легкого - 7,2 мес., с мелкоклеточным раком - 6,6 мес.
В результате первичного статистического исследования была сформулирована гипотеза: в группах больных с разными морфологическими типами рака легкого период ОПЖ и ПДП различаются, а наличие мутации гена ЕйЕЯ является благоприятным прогностическим фактором как по периоду ОПЖ, так и по ПДП.
■ 1
||яр|| 1
| «
1
б)
15 18 20
Рис.2. Гистограммы периода ОПЖ (слева) и ПДП (справа): а) Аденокарцинома ЕО¥1{тиГ, б) Аденокарцинома в) Плоскоклеточный рак; г) Мелкоклеточный
рак
Для проверки этой гипотезы использовались критерии Крускала-Уоллиса и критерий Данна (для попарных сравнений). По периоду ОПЖ между группами плоскоклеточного и мелкоклеточного рака легкого статистически значимых различий нет. Между ЕСРЯШТ аденокарциномой и плоскоклеточным раком легкого с уровнем значимости 5% различий нет, однако, при уровне значимости более 5% различия будут значимы. Между аденокарциномой и
мелкоклеточным раком легкого, между ЕйРЯтШ и ЕСРЛ1УТ типами аденокарциномы, между ЕСРВ.ти1 типом аденокарциномы и плоскоклеточным раком легкого, а также между ЕСРЯтШ аденокарциномой и мелкоклеточным раком легкого наблюдаются статистически значимые различия. Таким образом, можно выделить следующие три группы морфологического типа рака легкого по убыванию показателя периода ОПЖ: ЕСРКтШ аденокарцинома, ЕСРЯ \¥Т аденокарцинома и объединенная группа плоскоклеточного и мелкоклеточного рака легкого. Следовательно, наиболее благоприятный прогноз можно дать для ЕСРЯтЫ аденокарциномы; менее благоприятный - для ЕСРЯ ШТ аденокарциномы. Наихудший прогноз можно дать для мелкоклеточного и плоскоклеточного типов, которые между собой в этом отношении одинаковы. По ПДП между плоскоклеточным и мелкоклеточным раком, между ЕСРЯ №Т аденокарциномой и плоскоклеточным раком, а также между ЕСРЯШТ аденокарциномой и мелкоклеточным раком статистически значимых различий нет. Между ЕСРКтШ и ЕСРЯ 1¥Т типами аденокарциномы, между ЕСРКтиЬ аденокарциномой и плоскоклеточным раком, а также между ЕСРЯтШ аденокарциномой и мелкоклеточным раком существуют статистические значимые различия. Таким образом, можно выделить следующие две группы морфологического типа рака легкого по убыванию ПДП: «мутантный» тип аденокарциномы и остальные типы рака легкого. Наиболее благоприятный прогноз можно дать только для аденокарциномы с наличием мутации гена ЕОРЯ. Для «дикого» типа аденокарциномы, мелкоклеточного и плоскоклеточного рака прогноз по этому показателю будет хуже. В прогностическом смысле эти типы рака легкого - одинаковы по показателю ПДП.
Иммуногистохимические характеристики опухоли.
В структуре научных исследований рака легкого большое место занимает изучение процессов опухолевой пролиферации, нарушения регуляции клеточного цикла, маркеров злокачественной трансформации. Нами изучались уровни экспрессии антигена Кл-67, одного из факторов опухолевой пролиферации, и одного из показателей регулятора апоптоза — р53 в образцах опухоли исследуемых групп больных. Результаты иммуногистохимического анализа оценивались в абсолютном числе и в процентах в случаях ядерной локализации моноклональных антител (Кл-67, р53) в опухолевых образцах.
Распределение уровней экспрессии антигена Кл-67 было далеко от нормального, поэтому при статистической обработке результатов были
применены непараметрические методы. Медиана для абсолютного числа Кл-67-позитивных клеток составила 725, для процента Кл-67 - 20,7%.
При изучении зависимости периода ОПЖ и ПДП от уровней экспрессии Кл-67 можно предположить существование нелинейной статистической связи между периодом ОПЖ и ПДП с одной стороны, и экспрессией антигенов Кл-67 и р53 - с другой. Наличие или отсутствие связи устанавливалось на основе рангового коэффициента корреляции Спирмена (г). Критическое его значение (г^,) зависит от количества наблюдений (п). В группах с числом наблюдений больше 50 для определения значимости коэффициента корреляции рассчитывался критерий Стьюдента (0 и сравнивался с критическим значением (^-р). Уровень значимости был выбран 5%. Результаты представлены в таблицах 3 и 4.
Таблица 3.
Связь между экспрессией Кл-67 и р53 и периодом ОПЖ (мес.)
Между периодом ОПЖ и п г Гкр 1 ^кр
Кл-67, абсолютное число 44 -0,129 0,298 - -
Кл-67, % 67 -0,244 - -2,030 1,960
р53, % 27 -0,054 0,382 - -
Таблица 4.
Связь между экспрессией Кл-67 и р53 и ПДП (мес.)
Между ПДП и п г Гкр 1 ^кр
Кл-67, абсолютное число 45 -0,085 0,294 - -
Кл-67, % 68 -0,133 - -1,093 1,960
р53, % 27 0,037 0,382 - -
Коэффициент корреляции значим только в случае зависимости между периодом ОПЖ и Ю-67 в %. Однако, даже в этом случае, значения его очень низкие и использоваться для прогноза не могут. В остальных случаях коэффициенты корреляции незначимы. Незначимые значения коэффициента ранговой корреляции Спирмена свидетельствуют об отсутствии статистической связи между периодом ОПЖ и уровнями экспрессии антигенов Кл-67 и р53. Тем не менее, по виду точечных диаграмм (в автореферате не приведены) можно предполагать наличие гиперболической связи этих параметров. Такая связь
может плохо отражаться коэффициентом корреляции Спирмена за счет значительной неопределенности периода ОПЖ и ПДП при низких значениях абсолютного числа экспрессии антигена Ki-67.
Подводя итог полученных результатов иммуногистохимического исследования можно лишь констатировать факт недостаточной информативности на сегодняшний день маркеров пролиферации и апоптоза для клинической практики в качестве прогностических показателей у больных с распространенным неоперабельным раком легкого. Тем не менее, поскольку связь этих показателей с периодом обшей продолжительности жизни существует, для разработки методов ее использования в прогнозе необходимы дальнейшие исследования с большим количеством наблюдений.
Определение уровней онкомаркеров в сыворотке крови.
Проводилось динамическое исследование уровней онкомаркеров в сыворотке крови у больных с распространенным раком легкого во время лечения. Группа больных по исследованию уровней онкомаркеров NSE и Cyfra21.1 составила 47 человек. Из них прогрессия заболевания отмечалась у 24 человек, что составило 51,1%, в то время как объективный ответ был зарегистрирован у 23 больных, что составило 48,9%. Группа больных по исследованию уровней CEA составила 46 человек. В этой выборке прогрессия заболевания и объективный ответ распределились поровну - по 23 больных в каждой группе соответственно. Распределение уровней онкомаркеров во всех образцах сыворотки крови больных было далеко от нормального, поэтому использовались непараметрические методы статистики. Медиана уровней онкомаркеров по общей выборке у больных до и после лечения составила: для Cyfra 21.1 - 5,7 нг/мл, для NSE — 12,4 нг/мл, для CEA - 5,0 нг/мл соответственно. На рис. 4 представлены гистограммы уровней онкомаркеров, определяемых до начала и в ходе лечения. Медиана уровней онкомаркеров до начала лечения составила для Cyfra 21.1 - 6,8 пг/мл, для NSE - 13,4 нг/мл, для CEA - 6,5 нг/мл соответственно. Медиана уровней онкомаркеров в ходе лечения составила для Cyfra 21.1 — 5,2 нг/мл, для NSE — 11,9 нг/мл, для CEA - 3,9 нг/мл соответственно. На основании сравнения медиан до и после лечения можно сделать вывод о том, что в целом уровни онкомаркеров отличаются незначительно. Можно констатировать общее слабое уменьшение уровней исследуемых онкомаркеров на фоне противоопухолевой терапии вне зависимости от общего ответа опухоли на лечение.
Медианы уровней онкомаркеров в зависимости от общего ответа опухоли на лечение представлены в таб. 5. Уровни онкомаркеров в целом слабо
различаются при прогрессии заболевания и объективном ответе опухоли. Это свидетельствует о том, что на основе усредненных показателей невозможно разработать критерии сравнения для мониторинга проводимого лечения.
Таблица 5.
Медианы уровней онкомаркеров в зависимости
от общего ответа опухоли у больных с РЛ, нг/мл_
Онкомаркер Прогрессия заболевания (РБ) Объективный ответ (БО+РЯ+СЯ)
Суйа 21.1 6,7 4,9
СЕА 7,1 3,0
Ы8Е 12,8 12,0
Для оценки возможности прогноза в целом (прогрессирующее течение или стабилизация) по исходным уровням онкомаркеров был использован критерий Крускала-Уоллиса. Сравнивались уровни онкомаркеров в двух выборках: с прогрессией заболевания и с объективным ответом. Проверялась гипотеза о том, что значения уровней онкомаркеров, определяемых до лечения, в группе больных с объективным ответом ниже, чем в группе больных с прогрессией заболевания. Значения критерия Крускала-Уоллиса были рассчитаны по методике, описанной в [С.Гланц, 2006] и составили: для Су1га 21.1 - 0,240; для ЫБЕ - 0,917, для СБА -1,207. Критическое значение критерия при сравнении двух выборок и уровне значимости 5% составляет 3,841. Для всех уровней исследуемых онкомаркеров значения критерия оказались меньше критического, соответственно различия между выборками статистически незначимы. Таким образом, сделать прогноз в целом по исходным уровням онкомаркеров невозможно, поэтому необходимо проводить оценку в динамике.
При исследовании уровней онкомаркеров в динамике наблюдения было выявлено, что после первого цикла химиотерапии уровни онкомаркеров достоверно снижаются независимо от дальнейшего течения заболевания, а в дальнейшем изменяются в зависимости от общего ответа опухоли: достоверно повышаются при прогрессирующем течении заболевания и достоверно снижаются при объективном ответе. Для оценки статистической значимости первой гипотезы использовался критерий Уилкоксона с поправкой Йейтса на непрерывность (см. табл. 6). Критическое значение при уровне значимости 1% равно 2,576. Все значения критерия в таблице больше критического. Это указывает на то, что уровни всех изучаемых онкомаркеров достоверно снижаются после начала химиотерапии вне зависимости от дальнейшего течения заболевания.
Таблица 6.
Значения критерия Уилкоксона с поправкой Йейтса
Прогрессия заболевания (РЭ), п=24 Объективный ответ (БО+РЯ), п=23
СуГга 21.1 3,612 4,279
СЕА 4,190 4,190
ЫБЕ 2,760 4,250
Достоверность второго предположения также доказана с помощью критерия Уилкоксона (см. таб. 7).
Таблица 7.
Значения критерия Уилкоксона для п<20 (\¥), критические значения (М^) и уровни значимости (р) для уровней онкомаркеров
_в зависимости от общего ответа_
БО+РК. РЭ
\У wкp
СЕА -42 -44 (р=0,054), п=20 +208 +124 (р=0.020), п=11
Суй-а21.1 +11 -57 (р=0,048), п=20 +208 +124 (р=0,020), п=13
ЫБЕ -97 -52 (р=0,018), п=20 +210 +124 (р=0,020), п=17
Значение критерия больше критического указывает на то, что уровень онкомаркера достоверно снижается или увеличивается соответственно. В таблице те случаи, когда значения критерия больше критического, выделены жирным курсивом, в случае, где они приближаются к критическому - курсивом. В этих случаях различия статистически значимы. Таким образом, достоверно снижаются при объективном ответе уровни онкомаркеров ЫБЕ и СБА. При прогрессии заболевания уровни всех онкомаркеров достоверно повышаются. Достоверность обратного предположения (при падении уровней онкомаркеров в ходе лечения отмечается объективный ответ, а при повышении - прогрессия заболевания) была подтверждена с построением таблиц сопряженности и применением точного двустороннего критерия Фишера (см. таб. 8).
Таблица 8.
Таблицы сопряженности изменений уровней онкомаркеров с общим ответом
опухоли (число случаев), р - точный двусторонний критерий Фишера
СуГга 21-1 СЕА ИБЕ
БО+РЯ РЭ ББ+РЯ РЭ БЭ+РЯ РЭ
Снижение 7 1 9 1 14 0
Повышение 6 19 2 19 3 20
р,% 0,03 0,0025 0,0001
Критерий Фишера аналогичен критерию % для числа наблюдений в одной из ячеек таблицы менее 5. Критерий Фишера представляет собой вероятность того, что распределение случаев в таблице случайно. Если она меньше порогового
значения, то различия в таблице считаются достоверными. В нашем случае для всех уровней онкомаркеров эта вероятность очень мала (см. нижнюю графу таблицы).
Полученные данные позволяют утверждать, что основная ценность определения динамики концентрации онкомаркеров в сыворотке крови заключается в том, что резкое ее повышение достоверно указывает на прогрессию заболевания. Кроме того, снижение уровней онкомаркеров между «нулевой» (т.е. взятой до начала лечения) и первой пробами сыворотки крови достоверно, но практического применения в оценке эффективности лечения не имеет, поскольку не отражает течения заболевания. Значительное увеличение концентрации онкомаркеров в сыворотке крови на фоне химиотерапии после второго и более циклов указывает на прогрессию заболевания в среднем на 1 мес. ранее, чем она может быть подтверждена клинико-инструментальными методами. Это дает возможность изменить тактику лечения в более ранние сроки.
Определение уровней провоспалительных цитокинов в сыворотке крови.
Определение уровней провоспалительных цитокинов в рутинной клинической практике используется для оценки иммунного ответа при врожденных и/или приобретенных иммунодефицитах, в то время как в онкологической практике их применение в качестве диагностического критерия не так широко. Хроническое воспаление играет важную роль в течении различных опухолей, в том числе при раке легкого. В связи с этим были исследованы уровни провоспалительных цитокинов 1Ь-1р, ТОТ-а, №N-7 и 1Ь-8 в сыворотке крови у исследуемых групп больных в динамике наблюдения. Рост концентрации цитокинов наблюдался при прогрессирующем течении рака, а при стабилизации и частичном ответе отмечалось снижение уровней исследуемых параметров. Предварительный анализ данных показал, что статистическое распределение концентрации изучаемых цитокинов не отвечает нормальному закону, поэтому были применены ранговые методы. Медиана уровней цитокинов по общей выборке у больных составила для ЮТ-а — 27,5 пг/мл, для ШЫ-у - 56,7 пг/мл, для 1Ь-1р - 126,0 пг/мл, для 1Ь-8 - 33,8 пг/мл соответственно. В таб. 9 представлены медианы уровней цитокинов, определяемые до и после лечения. На основании сравнения медиан до и после лечения можно сделать вывод о том, что в целом уровни провоспалительных цитокинов отличаются. Можно констатировать общее уменьшение уровней исследуемых цитокинов по медианам на фоне противоопухолевой терапии вне зависимости от общего ответа опухоли на лечение.
Таблица 9.
Медианы уровней провоспалительных цитокинов у больных с РЛ, _определяемые в разные сроки наблюдения_
До лечения После лечения
ТОТ-а, пг/мл 33,5 25,2
№N-7, пг/мл 95,0 53,6
1Ь-1р, пг/мл 185,0 114,0
1Ь-8, пг/мл 52,5 30,0
В зависимости от общего ответа опухоли уровни исследуемых цитокинов изменялись (см. таб. 10).
Таблица 10.
Медианы уровней провоспалительных цитокинов в зависимости от общего ответа опухоли у больных с РЛ, пг/мл
ББ+РЯ РБ БЭ+РЧ РБ
ТОТ-а 21,8 39,5 1И(3 104,0 211,3
50,0 85,0 1Ь-8 25,0 83,3
В группе с объективным ответом медиана уровней цитокинов была ниже, а в группе с прогрессией заболевания - выше.
В группах больных в зависимости от течения заболевания была изучена разница между уровнями исследуемых цитокинов. Для этого применялся непараметрический критерий Крускала-Уоллиса. Результаты представлены в таб. 11.
Таблица 11.
Различия между уровнями цитокинов у больных РЛ в зависимости от общего
ответа.
_ Критерий Крускала-Уоллиса (\У) _
Медиан и сумма ранжи а, пг/мл рованного ряда1
ББ+РЯ РБ
ТОТ-а 40,0(34,1) 25,0 (24,0) 5,394
ШЫ-у 137,5 (31,3) 45,0 (22,5) 4,333
1Ь1|3 245,0 (21,9) 175,0 (16,6) 2,112
1Ь-8 77,5 (17,2) 25,0 (9,7) 6,480
Для всех уровней цитокинов была рассчитана медиана и сумма ранжированного ряда. При оценке значимости различий в выборках медиану использовать нельзя, т.к. ее ошибка велика из-за малого объема выборки. Поэтому значимость оценивалась по сумме ранжированного ряда. В группе больных с объективным ответом оба показателя были больше, чем в группе больных с прогрессией заболевания. Следовательно, при объективном ответе
1 сумма ранжированного ряда указана в скобках
уровни цитокинов, определяемые до лечения, выше. Критическое значение критерия при сравнении двух выборок и уровне значимости 5% составляет 3,841. Различия между группами статистически значимы для всех исследуемых цитокинов, за исключением 1Ь-1р. Однако поскольку в клинической практике общий ответ лечения заранее неизвестен, эти результаты не позволяют сделать прогноз.
При первичном анализе динамики уровней провоспалительных цитокинов у каждого больного было замечено, что эти показатели в ходе лечения изменялись монотонно, т.е. у больных отмечалось либо повышение, либо понижение уровней цитокинов. Практически не наблюдалось смены рост-падение или падение-рост. Рост концентрации цитокинов наблюдался при прогрессирующем течении заболевания, в то время как при объективном ответе отмечалось снижение уровней исследуемых параметров. На этом этапе была сформирована гипотеза о том, что прогрессии заболевания соответствует повышение уровней цитокинов, а стабилизации или частичному ответу -понижение соответственно.
Для строгого статистического анализа рассматривались изменения уровней цитокинов между каждой последующей и каждой предыдущей пробами сыворотки крови. Для каждого показателя все изменения у всех больных были объединены в единую выборку, которая составила: для ТЫР-а 147 наблюдений, для №N-7 141, для 1Ь-1р - 109, для 1Ь-8 - 68 соответственно. Каждая из выборок была разделена на две группы в зависимости от клинического течения: в первую группу входили наблюдения с объективным опухолевым ответом, во вторую - с прогрессией заболевания. Численность групп для каждого из цитокинов представлена в таб. 12.
Таблица 12.
Связь между уровнями провоспалительных цитокинов и общим ответом.
Критерий Уилкоксона
РР
кол-во наблюдений кр. Уилкоксона кол-во наблюдений кр. Уилкоксона
ТЫР-а 101 8,22 46 5.60
1Ь-1Р 81 7.34 28 3.95
99 8.05 42 5.60
1Ь-8 46 5.61 22 4.03
Критическое значение для уровня значимости р=0,01 составляет 3,29. Все значения критерия Уилкоксона в обеих группах оказались больше этой величины. Таким образом, изменения в группе с частичным ответом или
стабилизацией заболевания оказались достоверно отрицательными, а в группе с прогрессией заболевания - положительными. Согласно этому, при прогрессирующем течении уровни провоспалительных цитокинов повышаются, при стабилизации процесса - понижаются. Обратное предположение о том, что понижению уровней цитокинов соответствует стабилизация процесса, а повышению - прогрессия заболевания, было подтверждено с помощью использования точного двустороннего критерия Фишера (см. таб. 13).
Таблица 13.
Таблицы сопряженности изменений уровней цитокинов с общим ответом
опухоли (число случаев), р - точный двусторонний критерий Фишера
ТОТ-а 1Ь-1Р 1Ь-8
5Б+РЯ РЭ БО+РЯ РБ БИ+РЯ РО 8Б+РЯ РЭ
Снижение 95 3 93 1 74 4 45 1
Повышение 6 43 6 41 7 24 1 21
Р,% <10"33 <10" 4,7х10"14 2,5х1015
Для всех уровней цитокинов вероятность того, что распределение в таблице сопряженности случайно, чрезвычайно мала (см. нижнюю графу таблицы). Таким образом, различия в таблице достоверны и гипотеза об объективном ответе при снижении уровней цитокинов и прогрессии заболевания при повышении уровней цитокинов статистически подтверждается.
Таким образом, очевидно, что определение уровней провоспалительных цитокинов может быть полезным для оценки эффективности противоопухолевого лечения и мониторинге клинического течения у больных раком легкого.
Выводы
1. Морфологический тип рака легкого является достоверным фактором прогноза клинического течения. Наличие мутации рецептора эпидермального фактора роста (ЕСРЯтШ) при аденокарциноме можно рассматривать как благоприятный прогностический показатель как в оценке периода до прогрессии заболевания (12,7 мес.), так и для периода общей продолжительности жизни (28,0 мес.) по сравнению с имеющимся «диким» типом рецептора эпидермального роста (ЕСЕ11И>Т) (7,7 и 14,5 мес. соответственно).
2. Плоскоклеточный и мелкоклеточный типы распространенного рака легкого прогностически не различаются и являются менее благоприятными; по показателю периода до прогрессии (7,2 и 6,6 мес.) они достоверно не отличаются от аденокарциномы с «диким» типом ЕОРЯ (7,7 мес.), в то время как период общей продолжительности жизни у них достоверно ниже (12,4 и 11,7 мес. против 14,5 мес. соответственно).
3. Статистическая связь между периодом до прогрессии и периодом общей продолжительности жизни и отдельными маркерами опухолевой пролиферации (Ki-67) и регуляторами клеточного цикла (р53) значимая, но слабая. Для того, чтобы использовать эти показатели в качестве прогностических факторов, необходимы дальнейшие исследования с использованием большого количества наблюдений.
4. Концентрации белков-онкомаркеров (CEA, Cyfra 21.1, NSE), определяемые в сыворотке крови в ранние сроки после начала химиотерапии, достоверно снижаются независимо от дальнейшего течения заболевания. Впоследствии повышение уровней онкомаркеров (CEA, Cyfra 21.1, NSE) в сыворотке крови достоверно свидетельствует о прогрессии заболевания, а снижение об объективном ответе (стабилизация или частичный ответ), причем снижение наиболее характерно для CEA и NSE.
5. Повышение уровней провоспалительных цитокинов IL-ip, TNF-a, IFN-y, IL-8 в сыворотке крови достоверно свидетельствует о прогрессии заболевания, а снижение - об объективном ответе опухоли (стабилизация или частичный ответ).
Практические рекомендации
1. В ходе лечения больных с распространенным раком легкого необходимо проводить мониторинг уровней белков-онкомаркеров - CEA, Cyfra 21.1, NSE в сыворотке крови в динамике: рекомендуется обращать внимание на разницу между показателями после первого и второго цикла химиотерапии. Учитывая разную чувствительность онкомаркеров, полезно проводить анализ в комплексе. Значительное повышение концентраций белков-онкомаркеров на фоне противоопухолевой терапии свидетельствует о прогрессирующем течении рака, что диктует необходимость проведения коррекции лечения.
2. При оценке эффективности проводимого лечения целесообразно исследовать уровни провоспалительных цитокинов IL-ip, TNF-a, IFN-y и IL-8 в сыворотке крови в динамике у больных раком легкого. Повышение концентрации провоспалительных цитокинов IL-ip, TNF-a, IFN-y и IL-8 в сыворотке крови на фоне проводимого лечения указывает на прогрессию заболевания и требует пересмотра тактики лечения.
3. При обследовании больных раком легкого до начала лечения рекомендуется проводить молекулярно-генетический анализ опухолевой ткани на наличие мутации гена рецептора эпидермального фактора роста (EGFR). Обнаружение мутации является не только показанием к назначению таргетной
терапии ингибиторами тирозинкиназ, но и указывает на более длительный ожидаемый период до прогрессии и период общей продолжительности жизни.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Стельмах JIB.. Акопов A.JI, Сесь Т.П. Уровни провоспалительных цитокинов TNF-a и IL-lp у больных раком легкого // Сб. рез. X Нац. Конгр. по болезням органов дыхания.-СПб. - 2000 - С. 242.
2. Stelmakh. L, Levashev, Y., Ses, T.Neuron-specific enolase (NSE) and cytokeratin fragement 19 (Cyfra 21.1) as indicators of chemotherapy in lung cancer // Eur.Respir.J. - 2000. - Vol.16. - Suppl.31. - P.231.
3. Stelmakh, L. Levashev, Y, Ses, T. Indicators of chemotherapy in lung cancer -CEA, NSE, Cyfra 21.1 // Lung Cancer. - 2000. - Vol.29. - Suppl.l. - P.257-258.
4. Stelmakh. L.. Akopov, A, Ses, T. Evaluation of pro-inflammatory cytokines tumour necrosis factor (TNF)-alpha and interleukin (IL) 1-beta in small cell lung cancer // Eur.Respir.J. - 2001. - Vol.18. - Suppl.33. - P.233.
5. Stelmakh. L.. Akopov, A, Ses, T. Evaluation of pro-inflammatory cytokines tumour necrosis factor (TNF)-alpha and interferon (IFN)-gamma in lung cancer complicated with metastatic pleurisy // Eur.Respir.J. - 2001. - Vol.18. - Suppl.33. - P.233.
6. Mistulova, M, Gerasin, V, Bigday, T, Stelmakh. L. Posibilities of palliative combined therapy for extensive non-small cell lung cancer // Eur.Respir.J. - 2001. -Vol.18. - Suppl.33.-P.378.
7. Стельмах JI.B.. Сесь Т.П. Определение уровней онкомаркеров для оценки эффективности проводимого лечения при раке легкого // Пульмонология. -2001. - №1. - С.125-127.
8. Левченко Е.В, Мосин И.В, Акопов А.Л, Лисочкин Б.В, Двораковская И.В, Стельмах Л.В. Прогнозирование и профилактика послеоперационных осложнений при комбинированном лечении рака легкого // Пособие для врачей. -С-Пб, 2005. - 24 с.
9. Яицкий Н.А., Герасин В.А., Орлов С.В., Стельмах Л.В., Бутенко А.Б., Молодцова В.П., Деревянко А.В., Уртенова М.А., Герасин А.В. Фотодинамическая терапия в лечении рака легкого // Вестник хирургии им. И.И. Грекова. - 2010. - Т. 169. - № 5. - С. 31-34.
10 Орлов С.В., Стельмах Л.В., Ложкина A.M., Полторацкий А.Н. Опыт применения Авастина (бевацизумаба) в сочетании с химиотерапией в лечении распространенных форм немелкоклеточного рака легкого в
отделении торакальной онкологии // Современная онкология. - 2010. - Т. 12. -№3. - С. 53-57.
11. Ciuleanu, Т., Stelmakh. L.. Cicenas, S. Efficacy and safety of erlotinib versus chemotherapy in second-line advanced non small cell lung cancer (NSCLC) with poor prognosis: the phase III TITAN study // Lung Cancer. - 2010. - Vol. 71. -N2. - P. S44-S47.
12. Cappuzzo, F., Ciuleanu, Т., Stelmakh. L., Cicenas, S., Szczesna, A., Juhasz, E., Giaccone, G.Erlotinib as maintenance treatment in advanced non-small-cell lung cancer: a multicentre, randomised, placebo-controlled phase 3 study //The lancet oncology. - 2010. - Vol. 11. - N6. - P. 521-529.
13. Ciuleanu, Т., Stelmakh. L., Cicenas, S., Esteban, E.Erlotinib versus docetaxel or pemetrexed as second-line therapy in patients with advanced non-small-cell lung cancer (NSCLC) and poor prognosis: efficacy and safety results from the phase III TITAN study // J Thorac Oncol. - 2010. - Vol.5. - N7. - P. 560-568.
14. Ciuleanu, Т., Stelmakh. L., Cicenas, S., Miliauskas, S., Grigorescu, A., Hillenbach, C., Gonzalez, E.Efficacy and safety of erlotinib versus chemotherapy in second-line treatment of patients with advanced, non-small-cell lung cancer with poor prognosis (TITAN): a randomised multicentre, open-label, phase 3 study // The lancet oncology. - 2012. - Vol. 13. - N3. - P. 300-308.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
опж пдп
РЛ
ФБС
СЕА
Cyfra 21-1
EGFR
EGFRmut
EGFRWT
IFN-y
Общая продолжительность жизни
Период до прогрессии
Рак легкого
Фибробронхоскопия
Раково-эмбриональный антиген
Фрагмент цитокератина 19
Рецептор эпидермального фактора роста
«мутантный» тип EGFR
«дикий» тип EGFR
Интерферон-гамма
Интерлейкин -8 (хемокин)
Интерлейкин 1-бета
Фактор клеточной пролиферации
Нейрон-специфическая енолаза
Продукт антионкогена ТР53, маркер апоптоза
Прогрессия заболевания
Частичный ответ
Критерии оценки опухолевого ответа (Response evaluation criteria in solid tumors) Стабилизация заболевания Фактор некроза опухоли альфа
IL-8
IL-lp Ki-67 NSE р53
PD PR
RECIST
SD
TNF-a
Подписано в печать 03.09.13 Формат 60х841/]б Цифровая Печ. л. 1.3 Тираж 100 Заказ 03/09 печать
Отпечатано в типографии «Фалкон Принт» (197101, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Пушкарская, д. 54, офис 2)
Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Стельмах, Лилия Владимировна
00
N.
см
со
СО °
СМ 2
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ПЕРВЫЙ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА
И.П.ПАВЛОВА»
МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
На правах рукописи
СТЕЛЬМАХ ЛИЛИЯ ВЛАДИМИРОВНА
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ, ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ И МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДЛЯ МОНИТОРИНГА И ОЦЕНКИ ПРОГНОЗА ТЕЧЕНИЯ РАСПРОСТРАНЕННОГО РАКА ЛЕГКОГО
14.01.12 - онкология
Диссертация на соискание ученой степени
(Л кандидата медицинских наук
О СМ
Научный руководитель:
доктор медицинских наук Сергей Владимирович Орлов
Санкт-Петербург - 2013
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АД, Ad Аденокарцинома
ЖБАЛ Жидкость бронхоальвеолярного лаважа
MPJI, SCLC Мелкоклеточный рак
НМРЛ, NSCLC Немелкоклеточный рак легкого
ОПЖ, OS Общая продолжительность жизни
ПДП, ТТР Период до прогрессии
ПЖ Плевральная жидкость
РЛ Рак легкого
ФБС Фибробронхоскопия
СЕА Раково-эмбирональный антиген
Су fra 21 -1 Фрагмент цито кератина 19
EGFR Рецептор эпидермального фактора роста
EGFRmut «мутантный» тип EGFR
EGFRWT «дикий» тип EGFR
IFN-y Интерферон-гамма
IL-ip Интерлейкин 1-бета
IL-6 Интерлейкин - 6
IL-8 Интерлейкин -8 (хемокин)
Ki-67 Фактор клеточной пролиферации
NSE Нейрон-специфическая енолаза
р53 Продукт антионкогена ТР53, маркер апоптоза, белок
RECIST: Критерии оценки опухолевого ответа (Response Evaluation
Criteria In Solid Tumors): PD Прогрессия заболевания
PR Частичный ответ
SD Стабилизация заболевания
TNF-a Фактор некроза опухоли альфа
VEGF Эндотелиальный сосудистый фактор роста
СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА
Рисунок 1 Гистограммы больных РЛ: а) периода ОПЖ; б)ПДП с.66
Рисунок 2 Гистограммы периода ОПЖ (слева) и ПДП (справа) для:
а) Аденокарцинома EGFRmut; б) Аденокарцинома EGFRWT; в) плоскоклеточный рак; г) мелкоклеточный рак с.67
Рисунок 3 Гистограммы уровней онкомаркеров у больных с РЛ, общая
выборка (до и после лечения): a) Cyfra 21.1; б) CEA; в) NSE с.73
Рисунок 4 Гистограммы уровней онкомаркеров: a) Cyfra 21.1; б) CEA; в)
NSE у больных с РЛ, определяемые до начала лечения с.74
Рисунок 5 Гистограммы уровней онкомаркеров: a) Cyfra 21.1; б) CEA; в)
NSE у больных с РЛ, определяемые после лечения с.74
Рисунок 6 Гистограммы уровней онкомаркеров: a) Cyfra 21.1; б) CEA; в)
NSE у больных с РЛ в зависимости от общего ответа опухоли на лечение с.75
Рисунок 7 График изменений уровней онкомаркеров у больных с РЛ в зависимости от общего ответа опухоли: a) Cyfra 21.1; б) CEA; в) NSE. Справа масштаб графиков увеличен для наглядности. По оси ОХ - порядковый номер исследуемого образца сыворотки, по оси OY - концентрация онкомаркера с.76
Рисунок 8 Гистограммы уровней цитокинов: a) TNF-a; б) IFN-y; в) IL-1J3; г) IL-8 у больных РЛ (общая выборка - до и после лечения). Справа - масштаб гистограмм для каждого цитокина увеличен для наглядности с. 81
Рисунок 9 Гистограммы уровней цитокинов у больных РЛ до лечения: а) TNF-a; б) IFN-y; в) IL-1J3; г) IL-8 Справа - масштаб гистограмм для каждого цитокина увеличен для наглядности с.84
Рисунок 10 Гистограммы уровней цитокинов у больных РЛ после лечения: а) TNF-a; б) IFN-y; в) IL-1J3; г) IL-8. Справа - масштаб гистограмм для каждого цитокина увеличен для наглядности с.85 Рисунок 11 Гистограммы уровней цитокинов у больных с РЛ в зависимости от общего ответа опухоли на лечение: а) TNF-a; б) IFN-y; в) IL-1(3; г) IL-8. Справа - масштаб гистограмм для каждого цитокина увеличен для наглядности. с.86
Рисунок 12 График изменений уровней цитокинов у больных с РЛ в
зависимости от общего ответа опухоли: а) TNF-a; б) IFN-y; в) IL-1(3; г) IL-8. Справа масштаб графиков увеличен для наглядности. По оси ОХ - порядковый номер исследуемого образца сыворотки, по оси OY - концентрация цитокина с.90
Рисунок 13 Гистограммы уровня экспрессии антигена Ki-67 у больных РЛ.
Слева: по оси X - абсолютное число Ki-67-позитивных клеток, по оси Y - процент случаев. Справа: по оси X - процент Ki-67-позитивных клеток, по оси Y - процент случаев с.93
Рисунок 14
Рисунок 15
Таблица 2.1 Таблица 2.2 Таблица 2.3 Таблица 3.1 Таблица 3.2
Таблица 3.3
Таблица 3.4
Таблица 3.5 Таблица 3.6
Таблица 3.7
Таблица 3.8 Таблица 3.9 Таблица 3.10 Таблица 3.11 Таблица 3.12 Таблица 3.13
Таблица 3.14 Таблица 3.15
Точечные диаграммы зависимости а) периода ОПЖ; б) ПДП в зависимости от уровня экспрессии Кл-67. Слева - абсолютное
число Кл-67 позитивных клеток; справа - Кл-67 (%) с.94 Точечные диаграммы зависимости периода ОПЖ (слева) и ПДП
(справа) в зависимости от уровня экспрессии р53 (% с.94
Распределение больных раком легкого по полу и возрасту с.55
Характеристика больных по морфологическому типу опухоли с.56
Распределение больных по стадиям заболевания с.56
Выборка больных РЛ по морфологическому типу с.66
Критерий Данна для периода ОПЖ для групп больных РЛ в зависимости от морфологического типа опухоли с.69
Критерий Данна для ПДП для групп больных с РЛ в зависимости от морфологического типа опухоли с.69
Медианы уровней онкомаркеров в зависимости от общего ответа опухоли у больных с РЛ, нг/мл с.72
Значения критерия Уилкоксона с поправкой Иейтса с.77
Значения критерия Уилкоксона для п<20 (V/), критические значения (\\^кр) и уровни значимости (р)
для уровней онкомаркеров в зависимости от общего ответа с.78 Таблицы сопряженности изменений уровней онкомаркеров с общим ответом опухоли (число случаев), р - точный
двусторонний критерий Фишера с.79 Выборка больных с РЛ (п) по исследованию уровней
провоспалительных цитокинов с.80 Медианы уровней провоспалительных цитокинов у больных с
раком легкого, определяемые в разные сроки наблюдения с.82 Медианы уровней провоспалительных цитокинов в зависимости
от общего ответа опухоли у больных с РЛ, пг/мл с.83 Различия между уровнями цитокинов у больных РЛ в
зависимости от общего ответа. Критерий Крускала-Уоллиса с.87 Численность групп и критерий Уилкоксона для изменений
уровней цитокинов в зависимости от общего ответа с.89 Таблицы сопряженности изменений уровней цитокинов с общим ответом опухоли (число случаев), р - точный двусторонний
критерий Фишера с.91
Связь между экспрессией Ю-67 и р53 и периодом ОПЖ (мес.) с.93
Связь между экспрессией Кл-67 и р53 и ПДП (мес.) с.95
ОГЛАВЛЕНИЕ
стр.
Введение .............................................................................6
Глава 1 Прогностические факторы рака легкого: клинические, морфологические, молекулярно-генетические, иммунологические (обзор литературы)..........................13
1.1. Клинические факторы.......................................14
1.2. Морфологические факторы...............................15
1.3. Молекулярно-генетические факторы...................18
1.4. Маркеры опухолевой пролиферации и регуляторы клеточного цикла............................28
1.5. Рецептор эпидермального фактора роста и его мутации.........................................................39
1.6. Иммунологические факторы..............................44
Глава 2 Материалы и методы
2.1. Общая характеристика клинических наблюдений ......54
2.2. Лабораторные (серологические) методы исследования..........................................................58
2.3. Молекулярно-генетические методы исследования......60
2.4. Имму но гистохимические методы исследования.........61
2.5. Статистическая обработка данных......................64
Глава 3 Результаты исследований
3.1. Показатели периода общей продолжительности жизни и периода до прогрессии..................................65
3.2. Определение сывороточных уровней онкомаркеров для оценки эффективности лечения...........71
3.3. Определение сывороточных уровней провоспалительных цитокинов для оценки эффективности лечения...........................................80
3.4. Иммуногистохимические исследования...................92
Глава 4 Обсуждение результатов............................................97
Заключение ...................................................................110
Выводы ...................................................................120
Практические
рекомендации ...................................................................122
Список
литературы ....................................................................123
ВВЕДЕНИЕ
Рак легкого остается одной из основных проблем в онкологии, составляя тройку ведущих локализаций в общей структуре заболеваемости злокачественными новообразованиями. Ежегодно в мире регистрируется более 1 млн. новых случаев этого заболевания, в т.ч. в Европе - 410 тысяч и в России - свыше 60 тысяч (Ferlay J. et al., 2013). В структуре смертности от злокачественных новообразований в России рак легкого стоит на первом месте среди мужского населения, и за 2010 год этот показатель составил 27,5% (Мерабишвили В.М., 2012).
Операция на сегодняшний день считается единственно радикальным методом лечения рака легкого. Однако, несмотря на успехи торакальной хирургии, отдаленные результаты лечения рака легкого в целом остаются неутешительными. Пятилетняя выживаемость для всех стадий рака легкого не превышает 15% (Горбунова В.А., 2005).
Подавляющее большинство выявляемых случаев рака легкого признаются неоперабельными, и основным методом лечения таких больных является лекарственная терапия (Тюляндин С.А., 2006, D'Addario G.D. et al., 2011, Барчук A.C., 2012).
Существующие методы консервативной терапии недостаточно эффективны. Использование лучевого метода у больных с местно-распространенным процессом незначительно повышает показатели выживаемости (Payne D.G, 1988; Saunders М., 1997, Мардынский Е.С., 2010), а объективный эффект, достигаемый при использовании современных схем химиотерапии, включающей препараты на основе платины, винорельбина, гемцитабина, таксанов, - как правило, не превышает 30% (Переводчикова Н.И., 2002; Тюляндин С.А. 2006; Sculier J.P. et al., 2009).
Медицинская практика лекарственной терапии злокачественных новообразований имеет более чем 60-летнюю историю, и к настоящему времени сочетает традиционный медицинский эмпиризм и рациональные научные подходы. Используются различные группы цитостатических
препаратов, их действие является в основном антипролиферативным. В лечении новообразований некоторых локализаций (семинома, рак молочной железы, рак яичника, рак простаты и др.) достигнуты определенные успехи (Щербина О.В., 2009; Артамонова Е.В., 2010; Федянин М.Ю., 2010; Семикоз Н.Г., 2011; Хоров А.О., 2012), однако, при лечении рака легкого результаты остаются по-прежнему неудовлетворительными. Основные проблемы связаны с первичной и приобретенной резистентностью опухоли к цитостатическим препаратам (Маренич А.Ф., 2007; Борисова Е.И., 2011; Семенова А.И., 2011; Моисеенко Ф.В., 2012, Имянитов E.H., 2013, Сакаева Д.Д., 2013), недостаточной по отношению к нормальным тканям избирательностью противоопухолевого действия (Мамедов М.К., 2008; Чернов А.Н., 2013, Имянитов E.H., 2013, Сакаева Д.Д., 2013). Несмотря на это, на сегодняшний день применение консервативных методов лечения распространенных форм рака легкого остается единственной возможностью приостановить рост опухоли, улучшить качество жизни больного и увеличить временной интервал до прогрессии заболевания.
За последние десять лет произошли важные события, определившие развитие новых направлений в клинической онкологии. Это - появление высокоэффективных методов генетического анализа опухолевых клеток, развитие фундаментальных представлений о нарушении механизмов запрограммированной клеточной гибели (апоптоза), регуляции клеточного цикла, прогресс в изучении неоангиогенеза (Пальцев М.А., 2003, Коган Е.А., 2008, Давыдов М.И., 2010, Имянитов E.H., 2010, SunagaN. et al., 2012).
Исследования в области иммунологии также открывают новые возможности своевременной диагностике и успешного лечения рака. Было показано, что хроническое воспаление влияет на многие этапы канцерогенеза: создает предпосылки для злокачественной трансформации эпителиальной клетки, обеспечивает «ускользание» опухолевых клеток в противоопухолевом иммунном ответе, а также стимулирует ростовые факторы неоангиогенеза (О'Вугпе К. J., 2001, Bui J., 2007, Balkwil F., 2009, Aggarwal В., 2010,
Grivennikov S., 2011). Открытие генов-рецепторов провоспалительных цитокинов, ростовых опухолевых факторов и фактора неоангиогенеза позволило приблизиться к пониманию единства природы канцерогенеза и воспаления. Тем не менее, вопросы «первоочередности» воспаления и рака остаются спорными: ряд исследователей убеждены в иммуносупрессии как ключевом звене в развитии канцерогенеза (Arenberg D., 1996, O'Byrne К., 2001, Finn О., 2008). Другие исследователи считают длительно существующее воспаление и нарушение регуляции местных иммунных реакций необходимым условием для развития и прогрессии рака (Skillrud D., 1986, Nomura А., 1991, Saetta М., 2001, Vestbo J., 2007, Cuzick J., 2009).
Стремительно развивается новое направление, получившее название персонализированной медицины, основанное на фармакогеномике - изучении индивидуальной генетической предрасположенности к лекарственной терапии. Достигнуты успехи в применении предикторов, позволяющих назначать больному наиболее эффективное лечение (Lamertz et al., 1991, Yamamoto К. et al., 1997; Jakobsen J.N. et al., 2001, Давыдов М.И., 2010, Sunaga N. et al, 2012, Имянитов E.H., 2013).
Использование новых возможностей молекулярно-биологических характеристик злокачественных опухолей позволит детально изучить природу опухоли, выявить наиболее эффективные пути воздействия на этапы канцерогенеза, оказать существенное положительное влияние на лечебную тактику. Исследования последних лет в области молекулярной онкологии позволяют утверждать, что использование молекулярно-биологических маркеров при различных формах рака легкого открывает возможности как ранней диагностики, так и оценки эффективности проводимого лечения и прогнозирования течения опухолевого процесса (Kleisbauer J.P. et al., 1995, Buccheri G. et al., 1999, Van de Vaart PJ, 2000, Yeh J. J., 2002, Takei Y., 2008, Woo T, 2009). Однако, применение известных биомаркеров, а также их диагностическая значимость на протяжении практически двух десятилетий остается предметом многочисленных споров и обсуждений целого ряда
исследователей (Hamzaoui A. et al., 1997, Takei Y. et al., 1997, Ishida H., 1997; Kashiwabara K. et al., 1999, Mascaux C. et al., 2004, Zhu C.Q., 2006, Болгова Л.С., 2010, Porebska I., 2010, Иванцов A.O., 2011, Arnold N., Jonat W., 2011).
Таким образом, возникла объективная необходимость в оценке выбора наиболее значимых параметров прогноза клинического течения и эффективности проводимого лечения у больных раком легкого, что определило цели и задачи настоящей работы.
Цель исследования
Оценить значимость лабораторных параметров, включая сывороточные показатели (белки-онкомаркеры и провоспалительные цитокины), а также морфологические и молекулярно-генетические характеристики опухоли для мониторинга клинического течения и оценки прогноза для больных с распространенным неоперабельным раком легкого.
Задачи исследования
1. Оценить роль морфологического типа опухоли в прогнозе клинического течения распространенного рака легкого, включая мутационный статус EGFR.
2. Выявить клиническую значимость отдельных параметров клеточного цикла опухоли: маркеров пролиферации (Ki-67) и апоптоза (р53) в опухолевых образцах у больных обследуемых групп и их возможного использования для прогноза заболевания.
3. Определить клиническую значимость динамики уровней белков-онкомаркеров (СБА, Cyfra 21.1, NSE) в сыворотке крови для оценки эффективности лечения больных с распространенным раком легкого.
4. Оценить возможности использования отдельных иммунологических показателей (уровни провоспалительных цитокинов IL-1(3 , TNF-a, IFN-y, IL-8 в сыворотке крови) в клинической практике для оценки эффективности лечения больных с распространенным раком легкого.
Научная новизна исследования
В диссертационной работе:
• Впервые определена диагностическая ценность морфологических и молекулярно-генетических опухолевых характеристик для оценки прогноза клинического течения рака легкого у больных обследуемых групп.
• Впервые изучена динамика сывороточных показателей (белки-онкомаркеры, провоспалительные цитокины) с целью мониторинга у больных обследуемых групп.
Научно-практическая значимость
Предложены практические рекомендации для усовершенствования
существующей методики мониторирования онкологических больных в ходе
лечения и наблюдения с помощью морфологических, иммунологических и
молекулярно-генетических показателей.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Наличие мутаций гена рецептора эпидермального фактора роста (Евт) в опухолевых образцах аденокарциномы является важным прогностическим фактором: период общей продолжительности жизни и период до прогрессии у больных с данным фенотипом достоверно и значительно выше. У больных с «диким» типом ЕвРЯ период общей продолжительности жизни незначительно, но достоверно выше.
2. Существует достоверная, но очень слабая статистическая связь фактора пролиферации (Кл-67) и регулятора апоптоза (р53) с периодом общей продолжительности жизни.
3. Концентрации онкомаркеров (СБА, Су&а 21.1, №Е), определяемые в сыворотке крови в динамике наблюдения, являются информативными показателями при оценке эффективности проводимого лечения больных с распространенным раком легкого. В ходе проводимого лечения уровни онкомаркеров, определяемые непосредственно после начала
противоопухолевой терапии, достоверно снижаются. В дальнейшем повышение эти показателей достоверно свидетельствует о прогрессирующем течении заболевания. Наиболее информати