ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ

Фенотипически экспрессия опухолевых клеток не отличается от таковой нормальных клеток. Наибольшие различия между ними наблюдаются на разных стадиях пролиферации. Причем концентрация ряда биологических соединений, обычно присутствующих в кровеносном русле (ферменты, белки плазмы, гормоны и метаболиты), может возрастать. Поэтому их используют в качестве опухолевых маркеров с низкой специфичностью.При трансформации доброкачественной опухоли в злокачественную различия в пролиферации приобретают ярко выраженный характер. В распространенной стадии болезни к быстрой пролиферации присоединяется снижение дифференциации клеток. Новыми веществами, которые продуцируются клетками в этом процессе, являются раково-эмбриональные белки или эктопические молекулы. В высоких концентрациях появляются соединения, соответствующие фетальным тканям и не встречающиеся в зрелых тканях. Появление таких веществ связано с прогрессирующей стадией развития опухоли, нарушенной регуляцией роста и плохим прогнозом. Соединения, которые продуцируются опухолевыми клетками или организмом в ответ на развитие опухоли, называются опухолевыми маркерами. От соединений, продуцируемых нормальными клетками, они отличаются или качественно (опухо- леспецифичные), или количественно (ассоциированные с опухолью, присутствующие также и в нормальных клетках). Речь может идти об антигенах, локализованных на поверхности мембран, метаболических ферментах или фрагментах цитоплазматических структур, которые освобождаются при гибели клеток. После этого их можно определить в кровяном русле или других тканевых жидкостях.
Клиническое значение отдельных опухолевых маркеров является одним из наиболее дискутируемых вопросов. Несмотря на то что идет постоянная проверка значимости опухолевых маркеров, в настоящее время ряд из них используется в клинической практике. Однако значение отдельных опухолевых маркеров нельзя переоценивать, так как они являются лишь дополнительным диагностическим методом с относительной применимостью и точностью для каждого диагноза.
Идеальный опухолевый маркер должен удовлетворять следующим критериям:
• продуцироваться только злокачественными клетками;
• являться органоспецифичным;
• появляться в высоких концентрациях в биологических жидкостях;
• коррелировать с размером опухоли, стадией заболевания, прогнозом, эффектом лечения;
• он должен позволять проводить диагностику всей опухолевой ткани.
Маркер, отвечающий всем перечисленным выше требованиям, до настоящего времени не обнаружен, а используемые в диагностике маркеры соответствуют лишь некоторым из этих критериев.
Сейчас известно более 200 соединений, относящихся к опухолевым маркерам, и их количество постоянно растет. Существует несколько принципов классификации онкомаркеров. Наиболее часто их группируют по химической структуре или биологической функции, которую они выполняют в организме. С химической точки зрения их можно разделить на гликопротеины, полипептиды, углеводные детерминанты гликопротеинов,гликолипиды, белки, полиамины, иммуноглобулиныи др. По биологической функции они делятся на онкофетальные антигены, ферменты, гормоны, рецепторы и соединения, роль которых до конца не выяснена.

Классификация онкомаркеров
1. Онкофетальные антигены:
• раково-эмбриональный антиген (СЕА);
• альфа-1-фетопротеин (AFP);
• хорионический гонадотропин человека (HCG);
• карбогидратные антигены: СА-125, СА-5-3, СА-19-9, СА-50,
СА-72-4.
2. Ферменты:
• кислая фосфатаза простаты;
• гексокиназа;
• лактатдегидрогеназа;
• нейронспецифическая енолаза (NSE);
• тимидинкиназа;
• тканевый полипептидный антиген.
3. Гормоны:
• катехоламины (адреналин, норадреналин);
• адренокортикотропный гормон;
• антидиуретический гормон;
• плацентарный лактоген;
• кальцитонин;
• паратгормон;
• пролактин.
4. Рецепторы:
• прогестероновые;
• эстрогеновые.
5. Другие соединения:
• ферритин;
• р2-микроглобулин;
• иммуноглобулины.
Характеристика опухолевых маркеров. Большинство опухолевых маркеров относится к онкофетальным антигенам. Речь идет о веществах, которые обнаруживаются в относительно высоких концентрациях в тканях эмбриона, где они появляются на поверхности дифференцирующихся клеток (дифференцировочные антигены), и играют важную роль в развитии плода. У взрослых людей их уровень значительно ниже, а биологическая функция неизвестна. При большинстве опухолевых заболеваний их концентрация заметно повышается. Характерно,что наиболее часто онкофетальные маркеры появляются при дифференцированных опухолях, а их уровень коррелирует с размером опухоли. Поэтому их определение играет важную роль для диагностики прогнозирования заболевания и контроля за ходом лечения.Опухолевые маркеры, обладающие ферментативной активностью, являются второй по распространенности группой маркеров, которую можно разделить на две подгруппы. Первую образуют ферменты, характерные для развивающихся эмбриональных тканей. Их биологическая функция у взрослых неизвестна. Сюда относятся тканевый полипептидный антиген, тимидинкиназа, нейронспецифическая енолаза. Вторая подгруппа— это ферменты с установленной биологической функцией во взрослом организме, например, гексокиназа, лактатдегидрогеназа, кислая фосфатаза простаты.Маркеры первой подгруппы обычно повышаются при состояниях, характеризующихся выраженной клеточно-пролиферативной активностью и низкой дифференциацией клеток, что позволяет использовать их для определения прогноза и стадии заболевания. Вторая группа является высокоспецифичной для дифференцированных опухолей, а потому используется для определения локализации первичной опухоли, а также для дифференциальной диагностики злокачественных и доброкачественных заболеваний. Следующим видом опухолевых маркеров являются гормоны, которые продуцируются специализированными эндокринными клетками (например, кальцитонин секретируется медуллярной карциномой щитовидной железы, а тиреоглобулин —фолликулярной ее формой) или синтезируются эктопически (например, соединения, подобные АКТГ или HCG при бронхогенной карциноме). Эти маркеры наиболее часто используют для контроля за ходом медикаментозного лечения в послеоперационном периоде. При гормонально-активных опухолях одновременно с их ростом увеличивается и количество рецепторов. В отличие от предыдущих групп маркеров, которые обнаруживаются в сыворотке крови, в данном случае речь идет о тканевых маркерах, измерение которых проводят в биопсийном материале. Эти маркеры используют для определения прогноза, а также для выбора наиболее подходящей терапии (например, при опухолях молочной железы). Последняя группа онкомаркеров, не обладающих ферментативной либо гормональной активностью, относится к соединениям, продуцируемым нормальными тканями организма. Однако их концентрация резко возрастает как неспецифическая реакция организма на развитие опухоли (ферритин,р2-микроглобулин, иммуноглобулины). Таким образом, благодаря успехам биохимии и молекулярной биологии в настоящее время в арсенале клиницистов имеется большое число биологически значимых показателей, которые могут помочь в своевременной диагностике рака различных локализаций, оценке прогноза заболевания и выборе патогенетически обоснованной терапии. Большое число опухолевых маркеров сегодня прочно вошло в рутинную практику онкологов-клиницистов. Это прежде всего опухолеассоциированные антигены, продуцируемые опухолью и отражающие состояние опухолевого процесса. История открытия и начала использования в онкологии опухолеассоциированных маркеров (ОМ) насчитывает более полувека. Однако оптимистические надежды на их использование для диагностики рака оправдались лишь для некоторых из них. Наиболее диагностически значимыми маркерами являются α-фетопротеин и β-хорионический гонадотропин (при герми- ногенных опухолях яичка), простатспецифический антиген (PSA) и соотношение его форм при раке предстательной железы. Большинство остальных ОМ используется, главным образом, в мониторинге онкологических больных: для оценки эффективности противоопухолевой терапии, прогноза течения неопластического процесса и доклиничекого выявления метастазов и рецидивов. Вторым (после PSA) по клинической значимости для мониторинга больных является маркер СА-125,ассоциированный с серозным раком яичников. В сочетании с ультразвуковым исследованием СА-125 может использоваться и для ранней диагностики серозного рака яичников. Менее широко, чем СА-125 и ПСА, используются в мониторинге другие маркеры: СА-15-3 — при раке молочной железы; SCC —при раке шейки матки; СЕА, СА-72-4 и СА-19-9 — при раке желудка; СА-19-9 и СА-242 — при раке поджелудочной железы; СЕА и СА-72-4 — при колоректальном раке. В то же время многие клинические проблемы не удается решить с помощью вышеперечисленных маркеров. В частности, в ряде случаев при развитии гормонорезистентности при раке предстательной железы PSA теряет свою диагностическую чувствительность. Кроме того, для ряда опухолей, имеющих немалый удельный вес в структуре заболеваемости населения злокачественными новообразованиями, таких, как рак почки и рак мочевого пузыря, до последнего времени не было опухолевых маркеров с приемлемыми показателями чувствительности и специфичности. Работа по поиску новых маркеров, относящихся к разным классам биомолекул, и разработке тест-систем для их определения, ведется постоянно и с очевидными успехами.В частности, для рака мочевого пузыря сегодня к перспективным опухолевым маркерам можно отнести определяемые в моче ВТА (Bladder Tumor Antigen), UBC (Urinary Bladder Cancer), NMP-22 (Nuclear Matrix Protein), а также теломеразу (ПЦР в клетках осадка мочи). Особой проблемой онкологии, в основном для больных раком предстательной железы и раком молочной железы, является раннее (доклиническое) выявление костных метастазов. Общепризнанный метод диагностики метастатического поражения костей (радионуклидная визуализация скелета) не может производиться с большой частотой. Поэтому поиск серологических опухолевых маркеров деструкции костной ткани, пригодных для этих групп больных, является актуальной задачей.В последние годы был описан ряд перспективных опухолевых маркеров и созданы тест-системы, в той или иной мере помогающие выявить костные метастазы. К ним относятся тест-системы,выявляющие фрагменты коллагена, а также ферменты остеокластов (в частности ТЯАР-56-изоформа резистентной щелочной фосфатазы).
Изучение уровня экспрессии ряда белков в первичной опухоли делает возможной более точную оценку одного из основных факторов прогноза заболевания, а именно способности раковых клеток к метастазированию. Имеются данные, что высокий уровень экспрессии белковых маркеров (пт-23 и с-егЬВ-2) в клетках метастазов является благоприятным прогностическим признаком.

Следует учитывать, что повышенный уровень представленных диагностических показателей встречается при физиологических изменениях в организме и при ряде незлокачественных заболеваний. Однако при воспалительных и доброкачественных процессах уровень маркеров в крови никогда не достигает значений, наблюдаемых при раке. Результативность применения маркеров может быть повышена, если основополагающими принципами их использования будет соответствие типа опухоли (с учетом локализации,гистологической характеристики, быстроты роста и метастатического потенциала) и вида маркера. Другой возможностью повышения эффективности применения опухолевых маркеров является комплексное использование соединений разной природы, отражающих особенности как генной экспрессии, так и метаболизма опухоли. Диагностическая значимость комплекса маркеров повышается по сравнению с возможностями одного или двух маркеров и приводит к значительному уменьшению частоты ложноотрицательных результатов. В табл. 6 представлены используемые в клинической практике сочетания опухолевых маркеров при диагностике различных нозологических форм рака.

Эффективность лабораторной диагностики злокачественных новообразований можно повысить только путем использования широкого спектра опухолевых маркеров. Задачей исследователей, работающих в области лабораторной диагностики, является определение наборов наиболее значимых и дополняющих друг друга показателей, которые позволяют обеспечить максимальную эффективность лечения онкологических больных. Спектр таких исследований в конкретном наблюдении зависит не только от локализации первичного опухолевого очага и гистологического строения, но и от распространенностипроцесса и наличия отдаленных метастазов в жизненно важных органах, а также сопутствующих заболеваний у онкологических больных. Способы оценки диагностической значимости отдельных лабораторных тестов сегодня относятся не только к сфере аналитики, но и к сфере информатики. Для интерпретации данных и их использования в диагностике, прогнозировании и мониторинге все шире применяют так называемые экспертные системы и эффективные решающие правила. Компьютерные технологии, обеспечивающие ввод разносторонней информации с последующим дискриминантным анализом исследуемых показателей, позволяют не только увеличивать количество анализируемых параметров, но и проводить построение биохимической модели для первичной диагностики рака.

Вернуться к началу текста статьи