Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Значение рецептора эпидермального фактора роста в развитии опухолей и перспективы его использования в клинической онкологии (обзор литературы).
1.1 Участие РЭФР в развитии и прогрессии различных злокачественных новообразований 8
1.2 РЭФР - потенциальная мишень для противоопухолевого воздействия и результаты клинического использования новых лекарственных препаратов 14
1.3 Влияние экспрессии РЭФР на прогноз и выживаемость больных раком молочной железы, колоректальным раком, НМРЛ и других опухолей ..45
ГЛАВА 2. Материал и методы исследования 56
ГЛАВА 3. Клиническое значение экспрессии рецептора эпидермального фактора роста при раке толстой кишки 66
ГЛАВА 4. Клиническое значение экспрессии рецептора эпидермального фактора роста при раке яичников 80
ГЛАВА 5. Клиническое значение экспрессии рецептора эпидермального фактора роста при раке молочной железы 93
ГЛАВА 6. Клиническое исследование гефитиниба (Иресса, ZD1839) в комбинации с химиотерапией цисплатином и гемзаром в первой линии химиотерапии немелкоклеточного рака легкого 103
Обсуждение полученных результатов 120
Выводы 129
Список литературы 132
- Участие РЭФР в развитии и прогрессии различных злокачественных новообразований
- РЭФР - потенциальная мишень для противоопухолевого воздействия и результаты клинического использования новых лекарственных препаратов
- Влияние экспрессии РЭФР на прогноз и выживаемость больных раком молочной железы, колоректальным раком, НМРЛ и других опухолей
Введение к работе
Актуальность темы.
Современная химиотерапия основана на комбинированном применении целого ряда препаратов с различным механизмом действия на опухолевые клетки. Однако, в ряде случаев опухоли оказываются нечувствительными к проводимому лечению или становятся к нему резистентными. Это определяет актуальность активного поиска новых эффективных противоопухолевых препаратов, основанных на принципиально новых механизмах действия.
В последнее время одним из перспективных направлений научных и клинических исследований является изучение препаратов влияющих на процессы клеточной пролиферации, апоптоза, ангиогенеза и передачи митоген-ных сигналов в опухолевых клетках. Важную роль в регуляции пролиферации играют факторы роста - белки, продуцируемые опухолевой клеткой или окружающей ее стромой. Эти белки взаимодействуют с соответствующими рецепторами на мембранах клеток [1,2].
Одним из наиболее изученных является рецептор эпидермального фактора роста (РЭФР). РЭФР является продуктом одного из онкогенов семейства erb - c-erbB-1 (HER-1), в которое также входят: c-erbB-2 (HER-2/neu), c-erbB3 и с-егЬВ-4.
РЭФР связывает эпидермальный фактор роста (ЭФР), трансформирующие факторы роста (TGFa и TGF[3) и ряд других лигандов.
Показано, что гиперэкспрессия РЭФР тесно связана с процессами клеточной пролиферации и апоптоза, передачей митогенных сигналов в опухолевых клетках [28, 31].
К настоящему времени доказан факт гиперэкспрессии РЭФР во многих опухолях, однако частота гиперэкспрессии в разных исследованиях значительно варьирует при одних и тех же типах опухолей.
В ряде работ [37, 141-149] гиперэкспрессия РЭФР характеризуется как фактор негативного прогноза за счет снижения времени до прогрессирова-
ния, безрецидивной и общей выживаемости больных. Однако данные этих исследований во многом противоречивы и не всегда воспроизводимы [140].
Ряд проблем, связанных с клиническим значением определения РЭФР в опухоли остается неизученным. Среди них, клинические аспекты прогноза, эффективности химиотерапии и выживаемости больных в зависимости от уровня экспрессии РЭФР. Клинико-лабораторные сопоставления могут содействовать развитию методологии определения РЭФР в ткани опухоли и стандартизации критериев гиперэкспрессии.
РЭФР рассматривают в последние годы как один из перспективных мо-лекулярно-биологических опухолевых маркеров. В создании новых препаратов он является мишенью лекарственного воздействия, направленного на блокирование путей передачи митогенных сигналов в клетках. Накапливается опыт применения антител и малых молекул (ингибиторов тирозинкиназы рецептора) против РЭФР.
Актуальность исследования определяется важным значением экспрессии РЭФР в опухоли как фактора прогноза течения болезни и основой для разработки и применения новых лекарств.
Цель исследования - определить клиническую значимость гиперэкспрессии РЭФР при колоректальном раке, раке яичников и молочной железы, изучить ее корреляцию с эффективностью химиотерапии на примере рака яичников. Установить терапевтическую значимость подавления функции рецептора ингибитором тирозинкиназы при немелкоклеточном раке легкого.
Задачи исследования:
Изучить экспрессию РЭФР при раке молочной железы, яичников, толстой кишки и сопоставить с клиническими данными и прогнозом течения болезни.
Сравнить экспрессию РЭФР в первичной карциноме толстой кишки и ее метастазах.
3. Определить корреляцию экспрессии РЭФР с эффективностью
химиотерапии при раке яичников.
4. При применении ингибитора тирозинкиназы РЭФР - гефитиниба
(Пресса1 м) изучить эффективность и частоту побочных эффектов
химиотерапии первой линии диссеминированного немелкокле-
точного рака легкого.
Научная новизна и практическая значимость.
В исследовании выявлена негативная корреляция гиперэкспрессии РЭФР с прогнозом колоректального рака за счет снижения общей и безрецидивной выживаемости, а также более частой встречаемости гиперэкспрессии РЭФР у больных с метастазами в печень. Эти данные позволяют использовать определение гиперэкспрессии РЭФР в качестве прогностического фактора для планирования дальнейшего терапевтического лечения колоректального рака.
При колоректальном раке было установлено отсутствие корреляции между экспрессией РЭФР в первичной опухоли и метастазах в печени, в которых гиперэкспрессия встречалась значительно реже. Эти данные могут найти свое применение при планировании терапии ингибиторами РЭФР, так как подтверждают необходимость дополнительного определения наличия гиперэкспрессии РЭФР в метастатическом очаге.
В исследовании значения гиперэкспрессии РЭФР при серозном раке яичников III-IV стадий была показана не только отрицательная корреляция данного маркера с прогнозом (снижение общей выживаемости), но и связь гиперэкспрессии РЭФР с резистентностью к стандартной химиотерапии у данных больных за счет сокращения медианы времени до прогрессирования и более частой встречаемости гиперэкспрессии у больных резистентных к первой линии химиотерапии.
Таким образом, наличие гиперэкспрессии РЭФР у больных серозным раком яичников III-IV стадий может не только указывать на плохой прогноз, но и использоваться при планировании химиотерапии.
У больных операбельным раком молочной железы гиперэкспрессия РЭФР коррелировала с укорочением безрецидивной выжимаемости. Исходя из этого, оценка экспрессии РЭФР может использоваться для определения прогноза данного заболевания и при планировании адъювантного лечения.
Впервые в России была оценена эффективность и безопасность применения гефитиниба (Иресса) в комбинации со стандартной химиотерапией в первой линии лечения при немелкоклеточном раке легкого. В исследовании была продемонстрирована хорошая переносимость и умеренная эффективность гефитиниба (за счет повышения объективного противоопухолевого ответа и увеличения одногодичной выживаемости больных).
Полученные сведения об эффективности и безопасности применения гефитиниба (Иресса) при НМРЛ могут свидетельствовать о целесообразности назначения гефитиниба у больных НМРЛ и планировании дальнейших исследований ингибиторов тирозинкиназы РЭФР.
Участие РЭФР в развитии и прогрессии различных злокачественных новообразований
Важную роль в регуляции пролиферации опухолевых клеток играют факторы роста - белки, продуцируемые опухолевой клеткой или окружающей ее стромой. Они взаимодействуют с соответствующими рецепторами на мембранах клеток [1, 2].
Одним из наиболее изученных из них является рецептор эпидермального фактора роста (РЭФР). РЭФР является продуктом одного из онкогенов семейства erb - c-erbB-1 (HER-1), в которое также входят: c-erbB-2 (HER-2/neu), c-erbB3 и с-егЬВ-4.
РЭФР является рецепторной тирозинкиназой и представляет из себя трансмембранный гликопротеин с молекулярной массой 170 kDa. Для реализации внутриклеточной киназной активности необходимо связывание рецептора с соответствующим лигандом [16-21]. РЭФР присутствует в большинстве клеток организма человека, кроме гемопоэтических клеточных элементов [22].
Молекула РЭФР состоит из 3 основных участков (доменов) [16, 18, 21, 23, 24]: внеклеточного N-концевого домена, гидрофобного трансмембранного домена и С-концевого внутриклеточного участка, содержащего тирозин-киназный домен. Внеклеточный домен является лиганд-связывающим участком для различных факторов роста, самыми известными из которых являются эпидермальный фактор роста (ЭФР) и а-трансформирующий фактор роста (TGF-a), для которых РЭФР является единственной известной мишенью для связывания [22, 25].
Помимо вышеуказанных, у РЭФР имеется ряд других специфических лигандов, таких как амфирегулин, эпирегулин, бетацелюлин, связывающий гепарин эпидермальный фактор роста (HB-EGF) и факторы роста вирусов группы оспы [26-28]. Наиболее часто в организме человека экспрессируется TGF-OL Как ЭФР, так и TGF-a влияют на митогенную активность и образуются при внеклеточном протеолитическом расщеплении трансмембранных предшественников. При исследовании различных опухолей было обнаружено, что многие из них экспрессируют либо РЭФР, либо один из его наиболее распространенных лигандов (ЭФР или TGF-a), тогда как в других одновременно экспрессируется и рецептор и один из его лигандов [29, 30].
TGF-a образуется как в нормальных клетках, так и в клетках опухолей. В норме ЭФР обнаруживается практически во всех жидких средах организма человека. Кроме митогенной активности ЭФР и TGF-a могут вызывать также некоторые другие биологические эффекты, такие как усиление резорбции костной ткани и гиперкальциемия, повышение сократительной активности гладкомышечных волокон сосудов, подавление секреции соляной кислоты в желудке [22].
Существуют доказательства того, что лиганды РЭФР играют прямую роль в развитии и прогрессии опухолей. Считается, что ЭФР и TGF-a индуцируют ангиогенез. Лиганды РЭФР также способствуют пролиферации стромы, отложению внеклеточного матрикса и индуцируют выделение цито-кинов [28].
Передача сигнала посредством РЭФР происходит после связывания ли-ганда с лиганд-связывающим участком рецептора. После этого происходит димеризация и активация его внутриклеточной тирозинкиназной части путем присоединения к нему молекулы АТФ. В результате происходит аутофосфо-рилирование рецептора и трансфосфорилирование другого мономера рецептора. В процессе аутофосфорилирования происходит включение фосфатных групп в некоторые с-концевые остатки тирозина, которые впоследствии служат для распознования активированных рецепторов субстратами, служащими для дальнейшей передачи сигнала в клетку. Каждый из них содержит аминокислотную последовательность SH2 (src homology 2).
Субстратами, передающими дальнейший сигнал являются: р85, Grb2/Sos, фосфолипаза С-у1 и т. д. После активации РЭФР взаимодействует с различными внутриклеточными белками, вовлеченными в каскады передачи сигнала от рецептора, включая фосфолипазу С-у, PI3 киназу, небольшие G-белки, р21 Ras, GAP, Grb2 и семейство Src киназ [25-27]. В зависимости от типа активированного рецептора и фосфорилированных связывающих участков могут быть активированы различные сигнальные белки. В результате этого внеклеточные сигналы передаются в ядро клетки.
Одним из наиболее изученных эффектов активации РЭФР, является повышенная митогенная активность. Клетки могут озлокачествляться за счет эндогенной продукции факторов роста, действующих аутокринно. Однако, для достижения злокачественной трансформации необходима гиперэкспрессия РЭФР и наличие достаточного количества активирующих лигандов, т. к. клетки в которых экспрессируется нормальное количество РЭФР не подвержены лиганд-зависимой трансформации. Несмотря на это, продолжающееся взаимодействие с лигандом может привести к гиперпролиферации, что может произойти за счет повышенного синтеза лиганда диспластическими клетками. Гиперпролиферация также может иметь место при анормальном распределении рецепторов РЭФР [28].
Кроме влияния на пролиферацию клеток существуют и другие биологические эффекты активации РЭФР, играющие немаловажную роль в опухолевой прогрессии. К их числу относят влияние на клеточную подвижность, клеточную адгезию, инвазию, выживаемость клеток и ангиогенез [31]. ЭФР опосредованные изменения в адгезии опухолевых клеток ведут к их миграции за пределы сосудов. Так, ЭФР и амфирегулин повышают инвазивность метастатических клеток при раке молочной железы. Было показано также, что гиперэкспрессия РЭФР является важным фактором в развитии метастазов рака желудка и толстой кишки [31].
РЭФР - потенциальная мишень для противоопухолевого воздействия и результаты клинического использования новых лекарственных препаратов
При создании новых противоопухолевых препаратов, направленных на подавление активности РЭФР и/или механизмов передачи сигналов от него, имеется несколько возможных мишеней. Это касается в первую очередь предотвращения связывания лигандов с рецептором, а также нарушение передачи сигнала от рецептора. В настоящее время разработана серия препаратов, которые действуют на оба вышеуказанных звена.
Первая группа препаратов, это антитела, которые блокируют внеклеточный лиганд-связывающий участок рецептора, таким образом, предотвращая его активацию и запуск внутриклеточного каскада передачи сигнала. Эта группа включает в себя моноклональные антитела воздействующие непосредственно на РЭФР (С225 - цетуксимаб, ABX-EGF и т. д.); биспецифичные моноклональные антитела, влияющие на РЭФР и HER-2, связанные с анти-CD64 антителом; антитела против лигандов и антитела, коньюгированные с иммуногенными клеточными токсинами, такими как псевдомонадный экзотоксин А (ЕТА). (табл. 2)
Опубликованы результаты I фазы исследований лечебной активности моноклонального антитела С225 (Цетуксимаб).
В первое исследование было включено 52 больных различными опухолями с гиперэкспрессией РЭФР. Уровень экспрессии определялся иммуноги-стохимическим методом. Гиперэкспрессией РЭФР считалось положительное окрашивание более 10% клеток. Изучали 3 группы пациентов: в первой (13 больных) было выполнено 1 введение Цетуксимаба в дозах от 5, до 100 мг/м" внутривенно; во второй (17 больных) Цетуксимаб назначался еженедельно в тех же дозах в течение 4 недель; в третью группу включали больных немел-коклеточным раком легкого и раком области головы и шеи (22 человека), ко-торым Цетуксимаб назначали в дозах от 5 до 400 мг/м еженедельно в течение 4 недель в комбинации с цисплатином (60-100 мг/м" 1 раз в месяц). Среди побочных эффектов Цетуксимаба, чаще всего наблюдали кожную токсичность (20.9%), озноб с лихорадкой (13.5%), астению (13.5%), тошноту и повышение трансаминаз (по 11.5% соответственно). Кожная токсичность была представлена эритемой, себорейным дерматитом и угреподобной сыпью. Явления развивалась преимущественно при дозах порядка 100 мг/м2 и выше. Несмотря на то, что в данном исследовании не была достигнута максимально переносимая доза, было отмечено пять эпизодов токсичности III - IV степе ней. У одного больного отмечался асептический менингит 3 степени; у другого - эпиглоттит (воспаление надгортанника) III степени, приведший к апноэ (IV степень токсичности); также отмечались диарея III степени в одном случае и одна анафилактическая реакция III степени. Эффективность Цетукси-маба была оценена во всех группах больных. В 1 группе у 7 (58%) отмечена стабилизация; во второй группе в 69% (у 11 из 16) случаев достигнута стабилизация; в третьей группе пациентов - частичная регрессия опухоли была достигнута у 2 из 19 пациентов (11%) раком области головы и шеи; стабилизация-у 11 из 19 (58%) больных [48].
Во второе исследование было включено 8 больных плоскоклеточным раком области головы и шеи, колоректальным раком и немелкоклеточным раком легкого, которые имели прогрессирование на фоне комбинированного лечения. Вводная доза цетуксимаба 100-500 мг/м" и затем 100-250 мг/м еженедельно. Шесть больных плоскоклеточным раком области головы и шеи, колоректальным раком и раком из невыявленного первичного очага получали цетуксимаб в комбинации с цисплатином. У 2 из 6 пациентов была достигнута полная регрессия опухоли, у 4 из 6 — частичная и у одного больного с немелкоклеточным раком легкого, который получал цетуксимаб в комбинации с иринотеканом была достигнута также частичная регрессия опухоли. У Одного из восьми пациентов, страдавшего раком области головы и шеи, получавшего только цетуксимаб, была достигнута стабилизация на срок более 17 недель. У всех больных была установлена гиперэкспрессия РЭФР. Таким образом, была показана лечебная активность цетуксимаба у предварительно интенсивно леченных больных в комбинации с другими химиопрепаратами. Это явилось обоснованием для исследований цетуксимаба в рамках II фазы у рефрактерных больных колоректальным раком и раком области головы и шеи [49].
Влияние экспрессии РЭФР на прогноз и выживаемость больных раком молочной железы, колоректальным раком, НМРЛ и других опухолей
По мнению многих авторов, гиперэкспрессия РЭФР связана с резистентностью к гормонотерапии, химиотерапии и лучевой терапии [111-114]. Более того гиперэкспрессия EGFR может нейтрализовывать апоптотические сигналы в клетках, подвергшихся воздействию цитостатиков [108-110].
Определенные успехи достигнуты в последние годы при изучении семейства РЭФР (c-erbB-1, с-егЬВ-2, с-егЬВЗ и с-егЬВ-4) при раке молочной железы. Показано, что они ассоциируются с развитием и прогрессией опухолей этой локализации [6, 8, 12]. Как правило, экспрессия РЭФР наблюдается в 30-50% случаев рака молочной железы [115, 41].
На примере инвазивного рака молочной железы была убедительно показана связь гиперэкспрессии РЭФР с ухудшением прогноза заболевания (снижением общей и безрецидивной выживаемости), а также обратная связь между РЭФР и уровнем рецепторов эстрогенов [116, 117]. В ретроспективном анализе на 137 пациентах, в котором изучалась взаимосвязь между экспрессией РЭФР и стадией опухоли, уровнем рецепторов эстрогенов и прогестерона и количеством пораженных лимфоузлов, было показано, что гиперэкспрессия РЭФР ассоциировалась с ухудшением прогноза только у тех пациентов, у которых она сочеталась с отсутствием рецепторов эстрогенов [15]. В другом исследовании на 106 больных раком молочной железы [118] было показано, что уровень гиперэкспрессии РЭФР свыше 26 фмоль/мг (при биохи мическом определении рецептора) являлся показателем плохого прогноза заболевания.
Более половины исследовательских групп [9, 7, 14, 41, 119] продемонстрировали прямую корреляцию частоты выявления РЭФР и степени злокачественности рака молочной железы, что указывает на высокую вероятность ассоциации экспрессии РЭФР с этим неблагоприятным прогностическим фактором.
Многие группы исследователей изучали безрецидивную выживаемость больных раком молочной железы в зависимости от статуса РЭФР в опухоли. Более половины из них выявили достоверную обратную зависимость между обнаружением РЭФР в опухоли и прогнозом безрецидивной выживаемости, а ряд исследований показал аналогичную зависимость и для общей выживаемости. При совместном анализе рецепторного статуса опухоли и экспрессии РЭФР наихудшая безрецидивная выживаемость наблюдалась у больных с РЭ РЭФР+ опухолями, а наилучшая - у больных с РЭ+ РЭФР- опухолями [120-123].
Особый интерес представляет роль РЭФР в определении чувствительности больных раком молочной железы к эндокринной терапии. Так было показано, что экспрессия РЭФР достоверно связана с потерей чувствительности к эндокринному лечению (гормонотерапия тамоксифеном), как у больных с РЭ--, так и у больных с РЭ+- опухолями [124-129].
Как было показано, при раке молочной железы экспрессия РЭ связана с эффективностью эндокринной терапии у пациентов и хорошим прогнозом. В противоположность этому гиперэкспрессия РЭФР связана с резистентностью к эндокринной терапии, распространенностью заболевания и снижением безрецидивной и общей выживаемости [130]. Эти факты позволяют проводить исследования препаратов влияющих на РЭФР при раке молочной железы.
В настоящее время актуальным является исследование совместной экспрессии двух представителей семейства рецепторов эпидермального фактора роста РЭФР и HER2-neu в связи с их совместным функционированием (ди меризацией) для передачи сигналов в клетку при раке молочной железы. Опубликовано большое исследование изучающее связь экспрессии РЭФР с передачей сигналов от HER2-neu и их влияние на прогноз при раке молочной железы. Изучено 807 случаев рака молочной железы, экспрессия РЭФР была обнаружена в 15% случаев. Экспрессия HER2-neu - в 38% случаев, среди них у 35% больных отмечалась коэкспрессия РЭФР. С другой стороны, в 87% случаев с экспрессией РЭФР, отмечалась коэкспрессия HER2-neu. Причем, экспрессия фосфорилированного HER2-neu в 97%) случаев (у 36 из 37 больных) сопровождалась коэкспрессией РЭФР. Наиболее короткая безрецидивная и общая выживаемость была отмечена у больных с наличием фосфорилированного HER2-neu или имеющих коэкспрессию РЭФР и HER2-neu (р 0.0001). Напротив, больные не имевшие трех вышеперечисленных маркеров, или те больные, опухоли которых экспрессировали только РЭФР или нефосфорилированный HER2-neu, имели сходный благоприятный прогноз. Таким образом полученные данные свидетельствуют о тесной связи между экспрессией РЭФР и активацией HER2-neu при раке молочной железы. Прогностическая значимость HER2-neu значительно возрастает, когда он находится в фосфорилированном состоянии или экспрессируется совместно с РЭФР. Данное исследование еще раз подтверждает целесообразность совместного использования ингибиторов РЭФР и HER2-neu при раке молочной железы [134].
Таким образом приведенные данные показывают, что РЭФР участвует или тесно связан с развитием и прогрессией рака молочной железы, что приводит к огромным потенциальным возможностям использования различных новых препаратов, направленных на подавление функций РЭФР для терапии новообразований молочной железы [11].
