Введение к работе
Актуальность проблемы. Одной из важнейших проблем онкоурологии остается улучшение качества морфологической диагностики, поиск дополнительных факторов в определении прогноза выживаемости больных после проведения хирургического лечения рака почки (РП). В структуре заболеваемости злокачественными опухолями в ряде стран РП выходит на 10-е место и составляет 3% от злокачественных новообразований у взрослых (Pantuck A. J. et al., 2001; Parkin D., et al., 2005). Ежегодно в мире регистрируется около 190 тыс. новых случаев РП. В России (для обоих полов) злокачественные новообразования почки в 2009 г. составили 3,6%, что соответствует 11 ранговому месту (Аполихин О.И. и др., 2011). В Алтайском крае эти показатели заболеваемости РП выше общероссийских: 11,96 и 8,54 соответственно (Давыдов М.И. и др., 2005; Чиссов В.И. и др., 2003). В 2010 г. в Алтайском крае РП выявлен у 201 (60,1%) мужчины и 133 (39,9%) женщин (Ганов Д.И и др., 2011).
Социальное значение данного заболевания обусловлено высокими темпами прироста заболеваемости, выраженной связью с урбанизацией и низкой выживаемостью больных после лечения, так как РП в значительной степени резистентен к лучевой и химиотерапии (Пасечник Д.Г., 2001; Юдин А.Г., 2007).
РП представляет собой гетерогенную группу, включающую ряд различных по гистогенезу, темпам роста, клиническому течению опухолей. Преобладающей формой среди первичных опухолей почек является почечно-клеточный рак (ПКР), который встречается в 90-95% всех случаев опухолей почек у взрослых. Однако каждый из гистологических вариантов ПКР имеет свои уникальные морфологические и клинические характеристики. Особенностью РП является медленный рост первичного очага с одновременной агрессивностью и непредсказуемостью течения (Юдин А.Г., 2007). РП обладает высоким метастатическим потенциалом. Метастазы обнаруживаются у 25% пациентов на момент установления диагноза, у 30 – 50% пациентов дистантные метастазы диагностируются в различные сроки после нефрэктомии. Средняя продолжительность жизни этой категории больных составляет 6 – 12 мес (Матвеев В.Б. и др., 2005).
В клинической практике хорошо известны случаи различного течения опухолевого процесса и его исхода у больных РП, которые имели идентичные морфологические формы и стадию заболевания. Причины этого нередко наблюдаемого в клинической практике явления остаются неясными. Разнообразие клинических форм РП, непредсказуемость течения и результатов лечения свидетельствуют о значительной гетерогенности биологических характеристик РП, что оказывает существенное влияние на исход заболевания (Murphy W.M. et al., 2004). В связи с этим современная клиника нуждается в решении целого ряда вопросов, связанных с улучшением качества морфологической диагностики, поиском дополнительных факторов в определении прогноза выживаемости больных после проведения хирургического лечения. Понимание механизмов, задействованных в процессах прогрессирования ПКР, – один из возможных путей совершенствования методов прогноза и, соответственно, его рационального лечения.
В последние годы выявлен целый ряд изменений, происходящих вблизи опухоли при раке различных локализаций (Федосенко К.Ф., 2002; Авдалян А.М. и др., 2010, 2011; Сенчукова М.А. и др., 2010, 2011; Медведев А.В. и др., 2011; Montironi R. et al., 1999; Mairinger T. еt al., 1999). Показано, что перитуморозная зона (ПЗ) при многих злокачественных новообразованиях имеет важное биологическое значение. Патоморфология ПЗ при РП практически не изучена. В то же время, актуальность исследования гистологического строения ПЗ РП и нарушений течения биосинтетических и пролиферативных процессов, происходящих в этой зоне, возникает в связи с распространением органосохраняющей хирургии опухолей почки (Аляев Ю.Г. и др., 2001, 2009; Атдуев В.А. и др., 2003; Матвеев В.Б. и др., 2007; Теплов А.А. и др., 2010). Отсутствие целенаправленных патологоанатомических исследований ПЗ РП позволяет некоторым авторам говорить, что наличие макроскопически «чистого» хирургического края при выполнении резекции почки позволяет отказаться от срочного гистологического исследования, которое из-за большого количества ложноотрицательных и ложноположительных результатов должно выполняться по усмотрению оперирующего хирурга (Kubinski D.J. et al., 2004; Duvdevani M. et al., 2005). Minervini A. и соавт. (2009) показали, что увеличение размера опухоли на 1 см значительно увеличивало число случаев обнаружения роста опухолевых клеток в перитуморозной псевдокапсуле. Другие авторы сообщают, что при органосохраняющих операциях опухолей, размер которых был даже меньше 4 см, обнаруживали инвазию в перитуморозную псевдокапсулу в 27% случаях (Li Q.-L. et al., 2003). C другой стороны, существует и другая крайность, когда оперирующие хирурги иссекают прилегающую к опухоли паренхиму почки на расстоянии до 3 – 4 см, что снижает функцию органа в дальнейшем (Переверзев А.С. и др., 2009).
В настоящее время особенно активно исследуется неоангиогенез при онкологических заболеваниях. Гипотеза неоангиогенеза была высказана J.Folkman (1992). В отсутствие кровоснабжения кислород и питательные вещества поступают в опухоль благодаря диффузии, и обычно новообразования имеют в диаметре не более 1 – 2 мм. В опухоли, не имеющей сосудов, темпы роста клеток равны темпам их гибели, поэтому опухоль остается в «спящем» состоянии до тех пор, пока в ней не начнется рост кровеносных сосудов из близлежащих капилляров – процесс, известный под названием ангиогенез. Ангиогенез имеет важное значение также для роста и распространения РП (Billemont B. et al., 2007; Sharma S.G. et al., 2011). Работы по изучению ангиогенеза РП единичны, а исследования в ПЗ РП не проводились и прогностическое значение ангиогенеза в ПЗ не исследовано. В то же время есть основания полагать, что гистологическое строение и, в частности ангиогенез ПЗ и биологическое поведение опухоли, могут быть взаимосвязаны между собой.
Тучные клетки (ТК) постоянно присутствуют в нормальной и патологически измененной почке (Ehara T. et al., 2003). Известно, что ТК посредством протеаз (химазы, триптазы, матричные металлопротеиназы), содержащихся в их гранулах, ведут реконструкцию и ремоделирование экстрацеллюлярного матрикса тканей для того, чтобы облегчить перемещение эндотелиальных клеток при новообразовании сосудов (Ch’ng S. et al., 2006). При опухолевом росте ремоделирование ТК внеклеточного матрикса ведет к облегчению инвазии опухолевых клеток и метастазирования опухоли (Johanson A. et al., 2010). По данным Burcin T. et al. (2006), среднее число ТК значительно выше в РП, чем в нормальной почечной ткани, что, по мнению данных авторов, объясняется их участием в туморогенезе (Burcin T. et al., 2006). В то же время не было найдено корреляций между числом ТК и клинико-морфологическими параметрами опухоли и ПЗ. С другой стороны, была обнаружена взаимосвязь между плотностью ТК и числом микрососудов в опухоли. Также данными авторами обнаружено, более высокое число ТК в светлоклеточных карциномах, чем в других гистологических типах рака почки, что авторы объясняют более высокой метаболической потребностью данного гистологического типа рака. Mohseni M.G. et al. (2010) не нашли корреляции между числом ТК и плотностью микрососудов в РП. Исследования такого рода представляются нам актуальными, однако следует отметить, что исследования ТК в ПЗ РП не проводились.
В настоящее время ощущается все большая необходимость для пациентов быть информированными по аспектам течения болезни, включая риск метастазирования, рецидива и вероятного исхода заболевания. Новые точные молекулярно-биологические факторы могут помочь в разработке оптимальных алгоритмов для прогнозирования заболевания (Cерегин А.В. и др., 2009). Поэтому есть необходимость в разработке прогностических моделей, включающих новые факторы прогноза при ПКР.
Таким образом, определение прогностического значения клинико-морфологических и биомолекулярных параметров опухоли и морфологических характеристик ПЗ у больных ПКР является актуальной проблемой, решение которой позволит объективизировать прогноз заболевания.
Цель исследования – изучить патоморфологические и молекулярно-биологические особенности почечно-клеточного рака и перитуморозной в зависимости от степени злокачественности для определения прогностически значимых критериев и разработки алгоритма индивидуального прогнозирования послеоперационной выживаемости больных.
Задачи исследования:
-
Изучить патоморфологические особенности почечно-клеточного рака в зависимости от гистологического типа, гистоархитектоники и степени злокачественности.
-
Изучить пролиферативную активность (митотический индекс, экспрессию Ki-67, содержание ДНК, число AgNORs) опухолевых клеток и оценить в них экспрессию маркеров апоптоза (p53 и Bcl-2) в зависимости от стадии патологического процесса, гистологического типа, степени анаплазии, размера и метастатического потенциала опухоли.
-
Изучить гистохимические особенности внеклеточного матрикса и количественные параметры клеток соединительной ткани перитуморозной зоны в зависимости от степени анаплазии опухолевых клеток.
-
Изучить экспрессию молекулярно-биологических маркеров (Ki-67, р53, Bcl-2), определить количество ядрышковых организаторов (AgNOR), содержание ДНК и площадь ядер эпителиоцитов канальцев в перитуморозной зоне в зависимости от степени анаплазии.
-
Изучить характер изменений микроциркуляторного русла и воспалительного инфильтрата в опухолевой ткани и перитуморозной зоне в зависимости от патоморфологических особенностей опухолей.
-
Провести одно- и многофакторный регрессионный анализ клинико-морфологических и молекулярно-биологических характеристик почечно-клеточного рака для выделения прогностически значимых критериев.
Научная новизна. Впервые на большом операционном материале рака почки выявлены и систематизированы взаимосвязи молекулярно-биологических параметров опухолей и морфологических характеристик перитуморозной зоны с рядом клинических и патоморфологических характеристик: полом, возрастом, стадией заболевания, гистологическим типом, размером опухолевого узла, градацией ядра по Fuhrman и наличием метастазов. Установлено, что морфологические особенности волокнистого, клеточного компонентов и эпителия канальцев в ПЗ взаимосвязаны со степенью злокачественности опухоли, что позволяет повысить диагностическую эффективность при исследовании операционного материала и индивидуализировать подход к определению прогноза у конкретного больного.
Впервые проведена оценка 5-летней послеоперационной выживаемости больных с применением новых прогностических критериев: ширины ПЗ, степени склероза ПЗ, плотности воспалительного инфильтрата в ПЗ и средней суммарной площади сечения сосудов в ПЗ и показана их прогностическая значимость. Показано, что на неблагоприятный исход заболевания в большей мере влияет высокая плотность воспалительного инфильтрата в ПЗ, чем интратуморозного воспалительного инфильтрата.
Впервые на основе многофакторного регрессионного анализа по Коксу сопоставлены клинико-морфологические и молекулярно-биологические прогностические критерии опухоли и ПЗ с выделением наиболее значимых критериев 5-летней послеоперационной выживаемости больных. Показана прогностическая значимость молекулярно-биологических маркеров опухоли и параметров, характеризующих ПЗ.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты проведенного исследования позволяют теоретически обосновать влияние опухоли на ПЗ. Выявлено, что в опухолях с высокой степенью злокачественности, высокой пролиферативной активностью опухолевых клеток и незначительной плотностью микрососудов, отмечается наиболее выраженное ремоделирование стромы и активации клеточных элементов (тучных клеток и фибробластов) ПЗ, сопровождающиеся стимуляции неоангиогенеза. В результате обобщения полученных данных оценена прогностическая значимость ряда клинико-морфологических, биомолекулярных и морфологических параметров опухолевого узла и ПЗ, что позволяет оптимизировать прогнозирование течения ПКР.
Результаты исследования имеют значение для прогноза возникновения регионарных и отдаленных метастазов, требующих дополнительного лечения и дальнейшего более тщательного динамического наблюдения.
Изученные параметры ПЗ новообразований почки позволят в практической работе патологоанатома более объективно определять степень злокачественности опухоли. Результаты плоидометрических, гистохимических и иммуногистохимических исследований могут быть использованы при проведении научных исследований, направленных на поиск объективных критериев диагностики рака почки.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Биомолекулярные параметры опухоли и морфологические характеристики ПЗ ПКР (митотический индекс, содержание дНК, экспрессия Bcl-2, Ki-67, p53 в опухолевых клетках; активность AgNOR в опухолевых клетках, выраженность склероза ПЗ, суммарная площадь сечения сосудов ПЗ, количество клеток воспалительного инфильтрата в ПЗ и ширина ПЗ) коррелируют с рядом клинико-морфологических параметров – наличием метастазов, размерами опухолей, степенью анаплазии опухолевых клеток (по Fuhrman) и клинической стадией заболевания.
-
Морфологические характеристики ПЗ взаимосвязаны со степенью анаплази опухолевых клеток: для GIII – IV характерны увеличение ширины и выраженный склероз ПЗ, увеличение в ней морфофункциональной активности фибробластов и тучных клеток.
-
Количество сосудов микроциркуляторного русла выше в опухоли, чем в ПЗ. Наиболее высокое значение этого показателя характерно для светлоклеточного варианта ПКР. В опухолях с высокой степенью злокачественности количество микрососудов уменьшается, при этом возрастает суммарная площадь сечения сосудов (СПлС). В ПЗ наиболее значимым показателем является СПлС, величина которой коррелирует со степенью анаплазии опухоли по Fuhrman и наличием регионарных и отдаленных метастазов. СПлС в ПЗ > 650 мкм2 является неблагоприятным критерием прогноза при ПКР.
-
Количество клеток перитуморозного воспалительного инфильтрата (КВИ) выше, чем интратуморозного инфильтрата. Возрастание количества КВИ в перитуморозной зоне коррелирует со степенью анаплазии опухоли, шириной ПЗ, экспрессией Ki-67 и наличием регионарных и отдаленных метастазов. Количество КВИ в ПЗ > 42 в пяти полях зрения (при увеличении х 1000) является неблагоприятным фактором прогноза ПКР.
-
Ведущими критериями выживаемости больных ПКР являются биомолекулярные параметры опухоли и морфологические характеристики ПЗ. Клинико-морфологические параметры на прогноз влияют в меньшей степени. Факторами неблагоприятного исхода ПКР в индивидуальном прогнозе являются: наличие метастазов; большое количество КВИ в ПЗ; значительная ширина ПЗ; большой размер опухоли; высокая суммарная площадь сечения сосудов в ПЗ; III-IV степень анаплазии по Fuhrman; высокие значения митотического индекса и содержания ДНК; возрастание экспрессии Ki-67 и числа AgNORs в клетках опухоли и отсутствие экспрессии Bcl-2.
-
Комбинированная модель индивидуального прогноза, где наряду с традиционными факторами прогноза включены молекулярно-биологические параметры и морфологические характеристики ПЗ, повышает результативность оценки 5-летней выживаемости пациентов ПКР до показателя 2 = 88,0.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на XІV Российском онкологическом конгрессе (Москва, 2010); Всероссийской научно-практической конференции онкоурологов (Красноярск, 2010); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (Барнаул, 2010); 6-й Российской конференции по фундаментальной онкологии (Санкт-Петербург, 2010); X региональной научно-практической конференции урологов Сибири (Барнаул, 2011); Российской научно-практической конференции с международным участием (Барнаул, 2011); 7-й Российской конференции по фундаментальной онкологии (Санкт-Петербург, 2011); Дальневосточной научно-практической конференции «Актуальные вопросы патологической анатомии» (Владивосток, 2011); Всероссийской конференции с международным участием посвященной памяти член-кор. РАМН О.В.Хмельницкого «Актуальные вопросы патологической анатомии» (Санкт-Петербург, 2011); VІ конгрессе Российского общества онкоурологов (Москва, 2011); 8-й конференции по фундаментальной онкологии «Петровские чтения – 2012» (Санкт-Петербург, 2012); Российской научно-практической конференции с международным участием «Высокие технологии в онкологии» (Барнаул, 2012); межкафедральном заседании ГБОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»; VII региональной конференции «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической онкологии» (Томск, 2012); ІІІ Международной научно-практической конференции «Достижения, инновационные направления, перспективы развития и проблемы современной медицинской науки, генетики и биотехнологий» (Екатеринбург, 2012); VII съезде онкологов и радиологов стран СНГ (Астана, 2012); VІІ конгрессе Российского общества онкоурологов (Москва, 2012); Российской научно-практической конференции с международным участием «Новые методы в онкологической практике» (Барнаул, 2013).
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 55 работ в международных и республиканских изданиях, из них – 19 в ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендуемых ВАК РФ. Получен патент РФ на изобретение № 2447438 от 07. 06. 2010 г.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы «Материал и методы исследований», 5 глав «Результатов собственных исследований», заключения, выводов, практических рекомендаций и указателя цитируемой литературы. Общий объем диссертации 330 стр. машинописного текста. Указатель литературы содержит 572 работы отечественных и зарубежных авторов. Диссертация иллюстрирована 106 таблицами и 69 рисунками.
