Введение к работе
Актуальность проблемы.
Рак яичников – пятая по частоте причина смерти от злокачественных новообразований среди женщин и наиболее частая причина смерти у всех больных с опухолями женских половых органов (Новикова Е.Г. с соавт., 2003; Jemal A.et al., 2007; Parkin D.M. et al., 2002.). Согласно данным, опубликованным в Eurocare-3 Studu, пятилетняя выживаемость больных раком яичников не превышает 29 – 30% ( Sant M. et al., 2003). По данным Jemal A. c cоавт. (2007) эта цифра, несмотря на успехи хирургии и химиотерапии, остановилась на уровне 45%. Ежегодно в России регистрируется 11,7 тысяч злокачественных новообразований яичников и 7,3 тыс. летальных исходов из них (Давыдов М.И., Аксель Е.М., 2006; Мерабишвили В.М., 2004). Низкая выживаемость при раке яичников – следствие поздней диагностики. На сегодня в 70% случаев диагносцируется распространенная стадия заболевания (Урманчеева А.Ф., 2002; Charles N. et al., 2008; Kurian A.W. et al, 2005). Подобная ситуация будет сохраняться при одновременном возрастании показателей смертности, в связи с чем данная проблема приобретает также и социальное значение (Awada A., Klastersky J., 2004).
Основными причинами неэффективности усилий по улучшению отдаленных результатов лечения больных раком яичников являются отсутствие четких представлений об этиологии и патогенезе, патогномоничных симптомах для различных стадий заболевания, а также низкая эффективность лечения при III – IV стадиях (Жорданиа К.И., 2002; Паниченко И.В. с соавт., 2004). Расширение исследований в области биологии опухолевого роста при раке яичников может позволить выявить факторы, имеющие практическое значение для понимания патогенетических механизмов развития, метастазирования и рецидивирования опухоли, а также явиться теоретическим обоснованием для введения новых подходов к лечению данного заболевания.
Считается установленным, что необходимым условием роста и развития злокачественной опухоли является перестройка свободнорадикальных процессов в организме (Горожанская Э.Г. с соавт., 2001; Дейчман Г.И., 2000; Лю Б.Н., 2004; Пушкарев В.А., 2007; Франциянц Е.М., 1997; Якубовская Р.И., 2000). Однако в литературе отсутствуют данные о динамике изменения функционального состояния системы ПОЛ-АО при прогрессировании рака яичников и о патогенетической взаимосвязи этой системы с формированием фенотипа неоплазмы на различных клинических стадиях рака яичников.
На сегодня представления о патогенезе онкологических заболеваний, основанные на постулате о чужеродности злокачественного новообразования, уже не являются абсолютными. У онкологических больных показаны дисфункции клеточного звена иммунной системы, в частности, нарушение эффекторной функции Т-лимфоцитов и баланса «проопухолевых», «противоопухолевых» и «регуляторных» цитокинов (Антонов В.Г. с соавт., 2004; Бережная Н.М., 2000; Balkwill F., 2001; Shah C.F. et al., 2008). Врожденный иммунитет, по мнению ряда авторов, играет инструктивную и контролирующую роль в индукции специфического иммунитета (Дейчман Г.И.,2004; Huarte E. et al., 2008; Sengupta S. et al., 2008).
Особый интерес представляет характер влияния взаимодействия опухолевых и иммунных клеток на протекающие в них метаболические процессы (Инжеваткин Е.В.с соавт., 2007). К основным свойствам всех злокачественных опухолей относят повышенную способность к пролиферации и утрату способности к апоптотической гибели (Копнин Б.П., 2006; Райхлин Н.Т., Райхлин А.Н., 2002). Последнее, с одной стороны, способствует прогрессированию опухолевого процесса, а с другой – может стать причиной множественной лекарственной устойчивости (Абраменко И.В., Фильченков А.А., 2003). В связи с этим в последнее время уделяется большое внимание изучению молекулярных маркеров, характеризующих апоптоз и пролиферацию при различных злокачественных новообразованиях (Пожарисский К.М., Леенман Е.Н., 2000; Полушкина И.Н., 2002). Ведущую роль в развитии апоптоза и регуляции клеточной пролиферации играет природный тип гена-онкосупрессора Wt p53 и кодируемый им ядерный белок р53 (Копнин Б.П., 2000). В значительной части злокачественных опухолей обнаруживаются мутации в хромосоме 17 в области локализации гена-супрессора р53 (Копнин Б.П., 2004; Soussi T. et al., 2000).
Одним из основных компонентов системы защиты клетки против факторов, вызывающих апоптоз, является Всl-2, который ингибирует р53-зависимый и независимый апоптозные метаболические пути.
Таким образом, биологический портрет опухоли и установление его патогенетических взаимосвязей с иммунным, цитокиновым и метаболическим статусом организма на различных этапах прогрессирования неоплазмы позволит обосновать новые принципы диагностики степени распространения неоплазии и прогнозирования течения заболевания, а также оценить предполагаемую эффективность планируемой терапии.
Цель исследования
Обоснование и совершенствование диагностики прогрессирующего рака яичников на основе оценки взаимосвязи локальных морфофункциональных и метаболических сдвигов в зоне первичной опухоли с системными расстройствами иммунного, цитокинового и метаболического статуса.
Задачи исследования
-
По данным современной мировой литературы и данным медико-статистических показателей, отражающих заболеваемость и смертность и т.д., обосновать необходимость проведения исследования, касающегося прогрессирующего рака яичников, на территории крупного промышленного региона (Ульяновская область).
-
Ретроспективно оценить значимость общепринятых диагностических методов обследования больных раком яичников для определения степени распространения злокачественного процесса.
-
Установить корреляционную связь между морфологическим и функциональным атипизмом опухолевых клеток, характером экспрессии иммуногистохимических онкомаркеров, степенью пролиферативной активности в паренхиме первичной опухоли со стадией рака яичников.
-
Изучить закономерности связей изменений ангиогенеза, морфо-функционального состояния микроциркуляторного русла, интенсивности развития некроза в паренхиме первичной опухоли рака яичников с характером метаболических сдвигов, в частности, активностью окислительно-восстановительных реакций и антирадикальной защиты клеток в зоне опухоли, а также в системном кровотоке и с изменением уровня цитокинов в крови в динамике прогрессирующих форм рака яичников.
-
Изучить патогенетическую значимость недостаточности неспецифических механизмов резистентности, связанной с количественным и качественным изменением нейтрофилов, а также характер и механизмы нарушения специфического клеточного звена иммунитета, обеспечиваемого Т-системой лимфоцитов и NK-клетками в динамике прогрессирующих форм рака яичников.
-
Установить взаимосвязь интенсивности экспрессии маркеров апоптоза лимфоцитов, а также дифференцировочных и активационных маркеров (CD3, CD4, CD8, CD16, CD25, HLA-DR, CD71, CD95) лимфоцитов крови со стадией распространения опухолевого процесса.
-
Выявить новые диагноститеческие критерии прогрессирующего рака яичников. Создать алгоритм диагностики прогрессирующего течения заболевания в соответствии с установлением патогенетической взаимосвязи морфо-функциональных и метаболических сдвигов в зоне первичной опухоли, системных расстройств иммунного, цитокинового и метаболического статуса со стадией распространения опухолевого процесса.
Работа выполнена в соответствии с тематическим планом ИМЭиФК УлГУ «Патогенетические аспекты прогрессирования неоплазмы», номер горегистрации: 01200803757.
Научная новизна
На основании результатов клинико-лабораторных, биохимических, патоморфологических, иммунологических методов исследования впервые проведена сравнительная оценка характера и механизмов развития неоплазмы и взаимодействия ее с организмом на различных клинических стадиях рака яичников (РЯ).
Впервые показано, что к общим закономерностям нарушения метаболического статуса у больных раком яичников относится локальное (в зоне неоплазии) и системное изменение функционального состояния системы ПОЛ-АО, коррелирующее со стадией патологического процесса.
Установлено, что ведущим патогенетическим фактором локальной и системной активации процессов свободнорадикального окисления является избыточное ПОЛ в опухолевых клетках, возникающее вследствие фактической гипероксии, связанной с нарушением митохондриального дыхания в неоплазме и усиливающееся в процессе прогрессирования РЯ. Динамика антиоксидантных ферментов при этом свидетельствует о возможности отбора вариантов опухолевых клеток, характеризующихся повышенным уровнем антиоксидантной активности.
Активация процессов липопероксидации сопровождается повышенной экспрессией протоонкогена bcl-2, что приводит к дальнейшему снижению скорости митохондриального дыхания, возрастанию рО2, усилению метастатического потенциала опухолевых клеток при прогрессировании РЯ.
Установлено, что при прогрессировании РЯ увеличивается количество атипических эпителиальных клеток опухоли, экспрессирующих mt р53, что позволяет предполагать как нарастание мутаций гена р53 в процессе прогрессирования первичной опухоли, так и отбор р53+ опухолевых клеток, обеспечивающих более агрессивное течение. При этом впервые показана корреляция усиления экспрессии mp53 с активацией неоангиогенеза в первичном опухолевом узле при прогрессировании РЯ.
Показано, что пролиферативная активность клеток овариального рака неодинакова на различных клинических стадиях заболевания. В группе раков яичников на III клинической стадии показатели экспрессии PCNA, Ki-67 и МИ достоверно и существенно превышали таковые в группе на I и II клинических стадиях и продолжали возрастать на IV клинической стадии заболевания, что позволяет предполагать в процессе прогрессирования РЯ появление клонов с высокой пролиферативной активностью. Одновременно имеет место снижение уровня инфильтрации первичного опухолевого узла. При этом снижение количества лимфоидных клеток в инфильтрате сопровождается уменьшением относительного количества плазматических клеток при нарастании числа макрофагов. Таким образом, показано, что лимфоидно-клеточная инфильтрация при раковых опухолях яичников весьма слабо выражена.
При оценке компонентов неспецифического естественного иммунитета показано существенное повышение содержания Нф периферической крови больных РЯ, нарастающее в динамике прогрессирования опухоли. Однако, на фоне увеличения абсолютного фагоцитарного индекса и абсолютного фагоцитарного числа имеет место снижение внутрилейкоцитарных катионных белков и уровня активности МПО – основных факторов, необходимых для завершенного фагоцитоза.
При оценке количества NK в периферической крови показано его возрастание при прогрессировании РЯ. Предполагается, что подобная динамика показателей естественной противоопухолевой защиты может свидетельствовать как о селекции резистентных к ней вариантов раковых клеток, так и о влиянии опухоли на дифференцировку предшественников и функциональное состояние эффекторных клеток.
Впервые показана динамика дифференцировочных и активационных маркеров лимфоцитов периферической крови, а также повышенная их чувствительность к спонтанному и индуцированному апоптозу, нарастающая в процессе развития неоплазмы.
Установлено, что в процессе прогрессирования РЯ неоплазма интегрируется в основные гомеостатические процессы макроорганизма благодаря использованию региональных и системных функций цитокинов. При этом ключевая роль принадлежит цитокинам с системными эффектами – IL-1, TNF- и IFN-. Существенными для усиления биологического потенциала опухоли являются такие эффекты этих цитокинов, как стимулирование пролиферации опухолевых клеток и образования сосудов в зоне опухолевого роста.
Практическая ценность работы
Углубление существующих представлений о характере и механизмах развития системных метаболических расстройств на различных клинических стадиях РЯ, установление патогенетической взаимосвязи нарушений метаболического, иммунного, цитокинового статуса и клеточного состава периферической крови со степенью распространения неоплазии позволило рекомендовать новые дополнительные диагностические критерии, которые могут быть использованы для адекватного стадирования и разработки схем терапии РЯ на различных клинических стадиях заболевания.
Применение кластерного анализа, где в качестве признака таксономии использовалась клиническая стадия заболевания по FIGO при прогрессировании РЯ, при оценке рутинных биохимических показателей крови позволило показать наличие 2-х стадий процесса изменения биохимической картины сыворотки крови. При этом стадии различны для больных, находящихся в репродуктивном периоде и в постменопаузе. Если у больных, находящихся в репродуктивном периоде 1-ая группа соответствует 1-ой клинической стадии по FIGO, а 2-ая группа включает больных, находящихся на II, III и IV клинической стадиях, то у больных, находящихся в постменопаузе, изменения биохимической картины крови происходят позже: 1-ая группа включает больных на I и II-ой стадиях заболевания, а вторая – больных, находящихся на III и IV стадиях заболевания. Полученные данные могут быть использованы при оценке результатов рутинных биохимических исследований крови больных РЯ.
Результаты исследования позволяют учитывать такие факторы внешней среды, как наличие геопатогенных зон, захоронений радиоактивных отходов и Чернобыльского следа в оценке заболеваемости РЯ и планировании профилактических мероприятий.
В диссертационном исследовании впервые рекомендован алгоритм диагностики паранеопластических сдвигов на II-ой, III-ей и IV-ой стадиях заболевания по FIGO.
В качестве объективных критериев оценки паранеопластических расстройств на различных клинических стадиях РЯ рекомендован мониторинг содержания в плазме крови МДА, каталазы, ГР и КБ, МПО и ФЧ в Нф периферической крови.
Использование специально разработанной методом аппроксимации нелинейных функций формулы на основании ряда лабораторных показателей периферической крови позволит ориентировочно оценить I-II, III и IV стадии заболевания РЯ по FIGO.
Результаты исследования могут быть использованы в процессе преподавания патофизиологии, патанатомии, онкологии и клинической фармакологии при подготовке врачей, аспирантов и клинических ординаторов соответствующих специальностей.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Данные современной литературы и результаты эпидемиологических исследований свидетельствуют о необходимости углублённого изучения проблем, касающихся прогрессирующего РЯ на территории крупного промышленного региона (Ульяновская область).
-
Повышение пролиферативной активности ткани первичного опухолевого узла при низком уровне некротизирования на фоне значимого повышения уровня Bcl-2 и mt p53 в динамике прогрессирования определяет высокий злокачественный потенциал РЯ.
-
Неоплазма первичного опухолевого узла при РЯ характеризуется снижением интенсивности митохондриального дыхания, приводящего на фоне фиктивной гипоксии к фактической гипероксии, что сопровождается увеличением АФК, элиминация которых затруднена. В результате дисбаланс между прооксидантными и антиоксидантными факторами существенно возрастает на I-ой клинической стадии заболевания, сохраняется на уровне канцерогенеза на II-ой и III-ей стадиях, не достигая при этом уровня апоптоза и возвращается к уровню пролиферации (окислительного митогенеза) на IV-ой клинической стадии заболевания. При этом поддерживается высокий уровень кровоснабжения неоплазмы за счет возрастающих объема и плотности сосудов с дефектной или полностью отсутствующей сосудистой стенкой.
-
В динамике прогрессирования РЯ изменяется количество и функциональное состояние нейтрофильных гранулоцитов периферической крови. На фоне снижения общего количества лейкоцитов увеличивается количество Нф, АФИ и АФЧ, но при этом статистически значимо снижается количество КБ и активность МПО в Нф, что свидетельствует о снижении способности к завершенному фагоцитозу.
-
У больных РЯ на фоне снижения общего количества Лф происходят значительные сдвиги в экспрессии на них как дифференцировочных, так и активационных маркеров, коррелирующие с клинической стадией заболевания. При этом имеет место снижение CD3+ и CD4+ лимфоцитов, увеличение CD8+, CD16+, CD25+, CD71+ и CD95+, свидетельствующее, как об активации и усилении пролиферации Лф, так и об усилении апоптоза лимфоидных клеток периферической крови. Последнее может быть связанно с «гиперреактивностью» их митохондрий, нарастающей в динамике прогрессирования опухоли.
-
Развитие РЯ закономерно сочетается с паранеопластическими расстройствами в виде изменения уровня функционирования системы ПОЛ-АО в плазме и эритроцитах, нарушения иммунного и цитокинового статуса, сдвигом клеточного состава периферической крови, коррелирующих со степенью распространения неоплазии.
Апробация диссертации
Основные положения диссертации представлены на Всероссийской конференции молодых исследователей «Физиология и медицина» (Санкт-Петербург, 2005), I Международном форуме «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2005), IV Всероссийской конференции с международным участием, посвященная 80-летию Института физиологии им.И.П.Павлова РАН «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2005), VI Всероссийском съезде онкологов «Современные технологии в онкогинекологии» (Ростов-на-Дону, 2005), III Ассамблеи «Врач-провизор-пациент» (Санкт-Петербург, 2005), Международном конгрессе «Иммунитет и болезнь» («Immune-mediated Diseases. From Theory to Yherapy») (Москва, 2005), Научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины» (МАПО, Санкт-Петербург, 2006), VII Международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва, 2006), XX Съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Санкт-Петербург, 2007), 16th International conference “AIDS, Cancer and Public Health” (St. Petersburg 2007), Всероссийской конференции с международным участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека» (Ульяновск, 2007), V Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 100-летию со дня рождения В.Н. Черниговского «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2007), Международном конгрессе «Здоровье и образование в XXI веке; концепция болезней цивилизации» (Москва, 2007), Научно-практической конференции «Паллиативная медицина. Вчера. Сегодня. Завтра» (Москва, 2008), Всероссийской научной конференции «Нейробиологические аспекты морфогенеза и регенерации» (Оренбург, 2008), Всероссийской конференции с международным участием «Молекулярная онкология» (Новосибирск, 2008), на совместном заседании сотрудников кафедр лучевой диагностики, лучевой терапии и онкологии; госпитальной хирургии, анестезиологии, реаниматологии, урологии, травматологии и ортопедии; факультетской терапии; физиологии и патофизиологии; педиатрии; семейной медицины; общественного здоровья, здравоохранения и общей гигиены; общей биологии Ульяновского государственного университета (г.Ульяновск, 2009), на заседании кафедры онкологии с курсом ИПО Башкирского государственного медицинского университета (г.Уфа, 2009).
По материалам диссертации опубликовано 91 печатная работа, из них 24 в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 2 монографии.
Структура и объем работы
