Биологические маркеры опухолей: методические аспекты и клиническое применение - Вместе против рака
    Главная / Литература / Статьи для специалистов / Технологии диагностики / Биологические маркеры опухолей: методические аспекты и клиническое применение

    Биологические маркеры опухолей: методические аспекты и клиническое применение

    Дата: 11.01.09

    Доклад (Заседание Московского Онкологического Общества. Повестка дня: Опухолевые маркеры)
    Авторы: Кушлинский Н.Е., Герштейн Е.С., Любимова Н В.
    (лаборатория клинической биохимии РОНЦ им. Н.Н.Блохина)

    Общие представления о биологических маркерах. В отличие от классических опухолевых маркеров, выявляемых в сыворотке крови, биологические маркеры (называемые также клеточными, тканевыми или молекулярными) определяются непосредственно в опухолевой ткани. Большинство этих маркеров характеризуют биологические особенности опухоли – пролиферативную активность, гормональную чувствительность, выраженность метастазирования.

    Биологические маркеры нашли реальное применение преимущественно при раке молочной железы (РМЖ); именно при этом заболевании накоплен наибольший клинический опыт. Определение биомаркера решает две практические задачи: 1) выявление среди больных ранними стадиями заболевания группы повышенного риска прогрессирования опухоли, требующей дополнительного обследования и/или лечения; 2) оценка индивидуальной чувствительности к проводимой или планируемой терапии.

    В связи с большим количеством потенциально значимых биомаркеров необходимы критерии, позволяю-щие определять целесообразность их практического применения. Условия отбора предполагают, что применение маркера позволит назначить лечение, которое приведет к более благоприятным результатам (в том числе – увеличению безрецидивной или общей выживаемости, улучшению качества жизни, и/или снижению стоимости противоопухолевой терапии). При этом обоснования внедрения биомаркера в клиническую практику должны иметь I уровень доказательности – то есть, доказательства должны быть получены в специальном масштабном рандомизированном проспективном исследовании, либо в результате метаанализа значи-тельного числа относительно небольших исследований. Кроме того, обоснование (преимуществ) внедрения маркера в клиническую практику должно быть получено в результате применения стандартизованных, воспроизводимых методов исследований. Очевидно, лишь ограниченный перечень биомаркеров, соответствует изложенным выше критериям отбора и рекомендуется международными организациями для клинического применения:

    Рецепторы стероидных гормонов стали первым биологическим маркером, применяемым для оценки чувствительности к эндокринной терапии. Они являются белками, специфически и избирательно связывающими соответствующие стероиды после проникновения в клетку и опосредующие, таким образом, их биологические эффекты. Среди этих рецепторов выделяют рецепторы эстрогенов (РЭ) и рецепторы прогестерона (РП). Присутствие РЭ в первичной опухоли молочной железы свидетельствует о ее потенциальной чувствительности к лечебным мероприятиям, направленным на удаление из организма источника эстрогенов (хирургическая или лекарственная овариэктомия, ингибиторы ароматазы) или на противодействие их эффектам (антиэстрогены). РП представляют интерес как биомаркер РМЖ не только потому, что они являются первым необходимым звеном реакции клетки на прогестины и определяют клеточную чувствительность к соответствующим препаратам, но, главным образом, потому, что их синтез в клетках РМЖ индуцируется эстрогенами. Таким образом, наличие РП может свидетельствовать о том, что РЭ функционально активны. Больные РМЖ, у которых опухоли имеют оба или хотя бы один из рецепторов стероидных гормонов, прогностически более благоприятны, чем больные с рецепторотрицательными опухолями. Адъювантная эндокринная терапия наиболее эффективна у больных РМЖ с положительным рецепторным статусом. Ее эффективность составляет 10% при РЭ-отрицательных опухолях, 50% при РЭ-положительных опухолях и 75% при опухолях, содержащих одновременно оба рецептора. Практическое значение определения РЭ и РП для назначения эндокринной терапии подтверждено мета-анализом данных 55 рандомизированных исследований о 37000 больных РМЖ. Применяются три относительно равнозначных метода определения рецепторного статуса РМЖ: радиолигандный, иммуноферментный и иммуногистохимический. Совпадение результатов определения рецепторного статуса РМЖ всеми тремя методами составляет в среднем 80-85%. Рецепторы факторов роста рассматриваются как показатель способности опухоли к автономному росту (т.е. независимому от внутренних и внешних регуляторных факторов). Поскольку даже в случаях РЭ- и РП-положительных опухолей возможна резистентность к эндокринной терапии, рецепторный статус считается необходимым, однако не всегда достаточным показателем гормоночувствительности РМЖ. Дополнительными показателями, характеризующими функциональную активность рецепторов, являются факторы роста – белки или небольшие полипептиды, продуцируемые компонентами опухолевой ткани.

    В регуляции пролиферации клеток рака молочной железы участвуют различные факторы роста. К числу важнейших относятся пептиды группы эпидермального фактора роста (ЭФР, a-трасформирующий фактор роста, амфирегулин и др.). Показано, что наличие в опухоли молочной железы рецепторов эпидермального фактора роста (РЭФР), в особенности, в отсутствии рецепторов стероидных гормонов, свидетельствует о неблагоприятном прогнозе заболевания, даже на ранних стадиях, а также о резистентности к эндокринной терапии.

    Интерес к исследованию РЭФР при РМЖ и других злокачественных опухолях возрастает в связи с тем, что на стадию клинических испытаний вышли препараты, специфически воздействующие на РЭФР – моно-клональные антитела к рецептору (Цетуксимаб) и ингибиторы внутренней тирозинкиназы РЭФР, реализующей первый этап передачи митогенного сигнала (Иресса, Тарцева).«Золотым стандартом» при исследовании РЭФР считалось его радиолигандное определение, однако все большее значение приобретает, благодаря большей простоте и безопасности, иммуногистохимический метод.

    Рецептор HER2/neu – мишень для специфической терапии. Прорыв в практическом применении марке-ров, связанных с РЭФР-зависимой регуляцией роста РМЖ, произошел после появления препарата Герцептин, представляющего гуманизированные антитела к HER2/neu – одному из тирозинкиназных рецепторов семейства с-erbB, к которому принадлежит и РЭФР. Это одна из важнейших систем передачи митогенного (проли-феративного) сигнала. Рецепторы семейства ErbB могут образовывать структуры с участием рецептора HER2/neu, который является ключевым звеном передачи митогенных сигналов всех ЭФР-подобных лигандов (активирующих факторов) и необходим для успешного функционирования всей системы.

    Блокирование HER2/neu может существенно замедлить или остановить рост опухолей, зависимых от по-добных стимулов, однако эффективное применение биологически активных препаратов предусматривает предварительную оценку индивидуальной чувствительности больных к данному виду лечения .Что касается прогностического значения гиперэкспрессии HER2/neu, то, несмотря на гигантский материал (к настоящему времени в различных лабораториях мира обследовано уже более 12000 больных РМЖ), едино-го мнения о его прогностической ценности пока нет. Отмечено неблагоприятное влияние гиперэкспрессии на безрецидивную выживаемость больных ранними стадиями РМЖ, но достоверность взаимосвязи этих показателей не доказана. Есть данные о том, что опухоли с амплифицированным геном HER2/neu слабо реагируют на эндокринную терапию, но чувствительны к последующей химиотерапии. Cчитается также, что больным с HER2/neu-положительными опухолями следует рекомендовать более интенсивные режимы химиотерапии, чем больным с опухолями, не имеющими повышенной экспрессии этого онкогена. Общепринятым и наиболее адекватным методом оценки чувствительности опухоли к Герцептину является использование иммуногистохимического окрашивания опухолевых тканей на белок HER2/neu с последующей оценкой амплификации гена c-erbB-2 методом флуоресцентной гибридизации in situ (FISH). Как правило, менее дорогостоящее им-муногистохимическое исследование проводится в качестве скрининга. Подобный подход хорошо зарекомен-довал себя в лечении больных РМЖ, позволяя обеспечить максимальную эффективность лечения Герцептином, избежав при этом неоправданных затрат на обследование.

    Cистема активации плазминогена – показатель метастатического потенциала рака молочной железы. Одно из фундаментальных свойств злокачественных опухолей – способность к инвазии и метастазированию. Важнейшим биохимическим механизмом этих процессов является разрушение окружающей базальной мембраны и внеклеточного матрикса ассоциированными с опухолью протеазами. Центральное место в этом про-цессе занимает протеолитический каскад активации плазминогена в опухолевой ткани.В многоступенчатом разрушении внеклеточного матрикса, ключевую позицию занимают активатор плазминогена урокиназного типа (uPA), рецептор uPA. Активность uPA подавляется двумя белковыми ингибито-рами – PAI-1 и PAI-2. Считается, что при опухолевом росте они играют разную роль: PAI-1 защищает опухолевые клетки от саморазрушения, а PAI-2 тормозит протеолитические процессы во внеклеточном матриксе.

    Уровень и соотношение экспрессии компонентов системы активации плазминогена в опухолевой ткани может служить показателем инвазивной и метастатической активности опухоли, являясь вследствие этого биологически значимым фактором прогноза, показателем риска малигнизации. В достаточно репрезентативных и многочисленных исследованиях продемонстрирована высокая прогностическая значимость uPA и PAI-1 при РМЖ: риск прогрессирования, даже при ранних стадиях заболевания, возрастает в 1,5–3 раза, если уровень этих белков превышает определенные пороговые значения. Многофакторный анализ свидетельствует о том, что они являются независимыми факторами прогноза. В связи с этим, определение uPA или PAI-1 может быть рекомендовано для больных ранними стадиями РМЖ с целью выявления повышенного риска рецидива заболевания, назначения в этих случаях более интенсивного лечения.Наиболее адекватным методом оценки системы активации плазминогена считается количественное иммуноферментное определение концентрации вышеуказанных белков. К сожалению, их единые пороговые зна-чения пока не установлены, но уже проводятся международные кооперированные исследования в этом на-правлении.

    Фактор роста эндотелия сосудов – показатель активности неоангиогенеза. Актуальность проблемы неоангиогенеза (формирования новых сосудов) в злокачественных опухолях не вызывает сомнения. Опухоль не может развиваться без образования в ней разветвленной сети капилляров, обеспечивающих ее жизнежеятель-ность. Изучение молекулярных механизмов ангиогенеза позволило перейти от микроскопической оценки плотности сосудов в опухолевой ткани к исследованию конкретных молекул, участвующих в регуляции обра-зования и роста новых сосудов.

    Важнейшим положительным регулятором ангиогенеза бесспорно является фактор роста эндотелия сосудов (vascular endothelial growth factor – VEGF).

    Результаты ряда ретроспективных клинических исследований свидетельствуют о том, что экспрессия VEGF при раке молочной железы имеет существенное значение для прогноза заболевания, а также влияет на чувствительность опухолей к гормональному и лекарственному лечению. Высокий уровень VEGF свидетельствует о неблагоприятном прогнозе как при раннем, так и при распространенном РМЖ. В настоящее время активно создаются и исследуются новые препараты с антиангиогенными свойствами (например, Авастин). В этой связи, оценка активности VEGF-зависимого ангиогенеза может стать основой для их целенаправленного применения и мониторинга эффективности лечения.

    Заключение. Таким образом, благодаря успехам биохимии, молекулярной биологии и биотехнологии, в арсенале исследователей и клиницистов появились биологически значимые показатели, которые могут помочь в прогнозе раннего РМЖ и выборе адъювантной терапии при распространенном процессе. Тем не менее, большинство молекулярных маркеров пока еще не вошли в рутинную практику, что определяется высокой стоимостью подобных исследований, сложностью интерпретации данных об анализируемых прогностических факторах. Международными организациями рекомендовано для клинического применения лишь несколько биологических маркеров; прежде всего, тех из них, у которых эффективность и полезность имеет достаточно высо-кий уровень доказательности, а именно:

    1. определение РЭ и РП у всех первичных больных для решения вопроса о целесообразности назначения эндокринной терапии;
    2. оценка экспрессии (амплификации гена) HER2/neu у больных распространенным РМЖ, если планируется лечение Герцептином;
    3. изучение целесообразности определения PAI-1 и/или uPA для выявления больных с повышенным риском рецидива/метастазирования при ранних стадиях заболевания.

    В связи с тем, что новые, высокопроизводительные технологии позволяют одновременно, и в очень небольшом образце, определять несколько десятков или даже тысяч показателей, особенно актуальной становится задача оптимизации информативных тестов, которые могли бы позволить, при минимально возможной стоимости обследования, обеспечить максимальную эффективность лечения.

    По материалам Вестника Московского Онкологического Общества, №1, январь 2007