Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные представления о заболеваемости, этиологии, патогенезе, клинике, ранней диагностике и компьютерном прогнозировании рака яичников (обзор литературы) 11
1.1 Заболеваемость раком яичников 11
1.2 Этиология развития РЯ 14
1.3 Патогенез рака яичников 16
1.4 Клиническая картина рака яичников 24
1.5 Диагностика рака яичников 26
Глава 2. Материалы и методы исследования 41
2.1 Объект и объем наблюдения 41
2.2 Принципы формирования клинических групп 42
2.3 Методы исследования 42
Глава 3. Анализ заболеваемости раком яичников в Тульской области с 2000 по 2017 годы (результаты собственных исследований) 51
Глава 4. Ранние симптомы рака яичников 59
Глава 5. Возможность прогнозирования развития рака яичников с помощью современной оригинальной компьютерной программы SCOV 75
5.1 Основные сведения и назначение программы 75
5.2. Порядок работы с программой SCOV 75
5.3 Создание новой карточки (опроса) 78
5.4. Редактирование карточки 79
5.5. Удаление карточки 80
5.6. Дополнительные возможности программы scov 81
Глава 6. Обсуждение результатов исследования 84
Выводы 90
Практические рекомендации 92
Список сокращений 93
Список литературы 94
Приложение 112
- Патогенез рака яичников
- Анализ заболеваемости раком яичников в Тульской области с 2000 по 2017 годы (результаты собственных исследований)
- Порядок работы с программой SCOV
- Дополнительные возможности программы scov
Патогенез рака яичников
Выяснено что причина неудовлетворительных результатов стандартного лечения солидных опухолей в их аномальной молекулярно-биологической природе, которая формируется на доклинической стадии заболевания. В 1961 году M. Schwartz проанализировал математическую модель канцерогенеза на примере рака молочной железы. Согласно этой модели, среднее фактическое время удвоения объема опухоли составляет 90–110 дней. Таким образом, для того чтобы опухоль достигла размера 1 см3, и ее масса составила 109 клеток (а именно такого объема опухоли в большинстве случаев диагностирует врач) составляющие ее клетки должны сделать более 30 удвоений [4; 8; 38]. В 1971 году была предложена теория происхождения большинства РЯ из клеток поверхностного эпителия яичников и инклюзионных кист [8]. Несмотря на ограниченное количество и уязвимость доказательств такого объяснения патогенеза данной патологии, оно долгое время поддерживалось учеными, т. к. в отсутствии накопленных знаний о молекулярно-биологической и генетической природе различных вариантов РЯ, выдвижение другой теории было невозможно. Проведение таких исследований позволило установить, что варианты РЯ характеризуются различными механизмами развития и источниками происхождения, а роль поверхностного эпителия яичника совсем не так велика, как это предполагалось ранее [4; 8; 28].
Согласно общепринятой теории канцерогенеза, опухолевая трансформация клеток определяется комплексом случайных генетических нарушений в единичной клетке или небольшом количестве клеток с последующей селекцией клеточных клонов c неконтролируемой пролиферацией и сниженным уровнем апоптиче-ской гибели [4; 28; 67]. В соответствии с данной моделью каждая клетка организма может стать источником опухоли и все клетки в составе растущей опухоли имеют одинаковый потенциал. Однако в последние годы все более популярной становится другая модель канцерогенеза, в основе которой лежит «концепция опухолевых стволовых клеток (ОСК)». Данная концепция объясняет происхождение подавляющего большинства опухолей только из особой минорной ( 1% всех клеток опухоли) субпопуляции недифференцированных туморогенных клеток, обладающих свойствами стволовых и прогениторных клеток. Подобно нормальным стволовым клеткам (ОСК), называемые также «опухоле-инициирующими клетками», способны к самообновлению и дальнейшей дифференцировке в обычные нетуморогенные опухолевые клетки, составляющие основную массу опухоли [39; 46; 58; 83].
Многие исследователи полагают, что источником ОСК могут быть присутствующие в органах и тканях взрослого организма регионарные мультипотентные стволовые клетки, а также их более специализированные потомки – прогенитор-ные клетки, претерпевшие ряд необратимых генетических изменений. Ключевым фактором, определяющим судьбу как нормальных, так и ОСК, является их локальное микроокружение – «ниша», в состав которой входят стромальные опухолевые и иммунные клетки, кровеносные сосуды и компоненты внеклеточного матрикса. При начале канцерогенеза под влиянием аномального микроокружения, на фоне повышения общей генетической нестабильности, происходит дисбаланс программ пролиферации и дифференцировки стволовых клеток, и как следствие клетки приобретают способность к неконтролируемому росту, опухолеобразова-нию [1; 5; 6]. Такие же биологические процессы происходят в организме при хроническом воспалении и опосредуют его доказанную связь с канцерогенезом. Общепризнанно, что в очаге хронического воспаления на фоне повышения общего уровня мутагенности активно синтезируются противовоспалительные молекулы (цитокины, хемокины, простагландины, факторы роста, ферменты, факторы транскрипции), активируются пролиферативные и ангиогенные процессы, повышается миграционная и инвазивная клеточная активность, нарушаются процессы тканевой репарации и дифференцировки, развивается аномальный иммунный ответ. Из этого следует, что ниша ОСК, играющая определяющую роль в поддержании их фенотипа и онкогенной активности – это совокупность клеток и генерируемых ими ростовых факторов, которые формируют противовоспалительную среду [5; 6; 46; 67].
Другим направлением последних десятилетий является стремительное развитие эпигенетики и ее самостоятельного направления – эпигенетики рака. Изучено, что в настоящее время для подавляющего большинства злокачественных новообразований известен свой характерный набор специфических эпигенетических нарушений, не затрагивающих первичную структуру ДНК, но существенно влияющих на экспрессию генов, контролирующих канцерогенез: онкогенов и генов противоопухолевой защиты. Одновременно с обнаружением новых механизмов канцерогенеза происходит кардинальный пересмотр взглядов на участие в этиопатогенезе рака ранее известных и хорошо изученных биологических процессов, таких как хроническое воспаление, ангиогенез [26; 30; 43].
Генетические аспекты развития опухоли в настоящее время подробно изучаются во всем мире. Уже хорошо описан и изучен патогенез опухолей с различным гистологическим типом. Из всех типов РЯ наибольший интерес представляют серозные карциномы. Среди серозных раков в настоящее время выделяют два основных типа – высокодифференцированная серозная карцинома яичника и низ-кодифференцированная серозная карцинома яичника. Помимо различных гистологической и молекулярно-генетической характеристик эти два варианта имеют различный патогенез. Наиболее часто встречаемый гистологический тип опухоли – это низкодифференцированная серозная карцинома яичника (НСКЯ), которая встречается примерно в 70% от всех карцином яичников [2; 56; 69; 82; 90]. Приблизительно в 95% случаев при НСКЯ выявляются мутации TP53. Наследственные формы НСКЯ также характеризуются мутациями BRCA1 и BRCA2, и, хотя последние не характерны для спорадических НСКЯ, инактивация данных генов в этих опухолях за счет других механизмов (например, метилирования) наблюдается почти в половине случаев [2; 138; 142]. Помимо высокой иммунореактивности в отношении p53, при НСКЯ выявляется высокий уровень экспрессии Ki-67 и р16ink4a. Также при НСКЯ наблюдается ядерная экспрессия WT1 (что также характерно и для высокодифференцированных серозных карцином яичников (ВСКЯ), но не присуще другим вариантам). В 2/3 случаев при НСКЯ экспресси-руются эстрогеновые рецепторы, что также может выявляться при ВСКЯ и эндо-метриоидных карциномах, но не характерно для светлоклеточных и муцинозных карцином яичника [2; 90; 115]. Долгое время основными источниками развития серозных карцином считался поверхностный эпителий яичников, а также органы, принадлежащие к так называемой вторичной мюллеровой системе. И, хотя эта теория объясняла возникновение опухолей, аналогичных по строению серозных опухолям яичника, за его пределами, подтверждение трансформации мезотелия брюшины или поверхностного эпителия яичников в эпителий, имеющий мюллеров фенотип получить по-прежнему довольно трудно [2; 103]. В настоящее время источником развития НСКЯ считается эпителий маточной трубы. Впервые такое предположение было сделано, британскими учеными, описавшими у женщин, предрасположенных к РЯ, предшественник НСКЯ – СТИК (серозную трубную интраэпителиальную карциному в сочетании с инвазивной серозной карциномой маточной трубы, имеющей значительное сходство с НСКЯ. При этом изменений яичников у данных женщин обнаружено не было. Кроме того, патологические изменения были выявлены в основном в фимбриальном конце маточной трубы и крайне редко выявлялись в других ее отделах, что позднее было подтверждено и другими авторами [2; 135; 129]. Полученные в данной работе результаты послужили причиной пересмотра алгоритма исследования маточной трубы, т. к. было сделано предположение о гиподиагностике предраковых поражений и интраэпи-телиальных раков маточной трубы. Также был разработан протокол исследования маточной трубы, который был направлен на подробное изучение ее структуры, главным образом – фимбриального отдела (See–Fim protocol) [2; 96]. Проведенные исследования с использованием данного протокола выявили, что СТИК и ранние инвазивные карциномы маточной трубы появляются не только у женщин с генетической предрасположенностью развития РЯ (BRCA 1 и BRCA 2 позитивных), но и у 50–60% женщин без мутации BRCA [2; 18]. Также были обнаружены идентичные мутации ТР53 в СТИК и сопутствующей НСКЯ, что свидетельствует о клональных взаимосвязях между данными поражениями. Учёными проведены иммуногистохимические исследования НСКЯ, которые выявили, что данный тип опухоли PAX 8 позитивен и «calretinin» негативен, что характерно для эпителия маточной трубы, который имеет происхождение из мюллерова эпителия, и не характерно для поверхностного эпителия яичника, имеющего мезотелиальное происхождение. Все эти данные свидетельствуют в пользу того, что именно СТИК является прямым предшественников НСКЯ. Ранние этапы патогенеза НСКЯ, которые затрагивают трансформацию нормального эпителия маточной трубы в СТИК, также носят ступенчатый характер. В настоящее время в качестве предшественников СТИК выделяют такие поражения, как «р53–signature» и серозное трубное интраэпителияльное поражение (СТИП) [2; 47; 134]. В качестве «р53– signature» рассматриваются участки эпителия маточной трубы, включающие не менее 12 последовательно расположенных секреторных клеток и имеющие высокую экспрессию р53 и низкий пролиферативный индекс (низкая экспрессия Ki-67) в отсутствии гистологических изменений эпителия. В этих участках отмечается положительная экспрессия -H2AX, которая свидетельствует о нарушениях репарации ДНК. СТИК имеет среднюю степенью атипии ядер эпителия маточной трубы, низкий уровень экспрессии Ki–67 и высокую экспрессию р53. Таким образом, предшественники СТИК имеют общие генетические нарушения, касающиеся в первую очередь мутаций р53 и BRCA. Кроме того, для каждой из данных патологий был разработан не только ряд гистологических критериев, но и иммуногисто-химическая характеристика, что, возможно, позволит гистологам более точно верифицировать патологический процесс в маточной трубе [2; 46; 122; 124; 143].
Однако, даже при подробном исследовании маточных труб женщин с НСКЯ или первичной серозной карциномой брюшины поражение в них выявляется лишь в 50–60%. Это может объясняться техническими недочетами (недостаточным количеством срезов с парафиновых блоков и гиподиагностикой СТИК), тем, что карцинома «поглотила» СТИК в процессе роста, а также наличием еще одного источника развития НСКЯ – инклюзионных кист [2].
Анализ заболеваемости раком яичников в Тульской области с 2000 по 2017 годы (результаты собственных исследований)
При анализе данных по заболеваемости РЯ в Тульской области с 2000 года отчетливо видна тенденция к увеличению данного параметра. В 2000 году заболеваемость РЯ составляла 10,1 на 100 000 населения. Исходя из рисунка 5 видно, что значительное увеличение заболеваемости отмечается с 2005 года (показатель увеличился примерно в 2 раза с 10,1 до 18,2 на 100 000 женского населения) и достигает своего пика 23,2 в 2017 году. По России в целом показатели заболеваемости увеличились с 15,2 в 2000 году до 17,2 в 2017 году на 100 000 женского населения. Резких подъемов как в Тульской области за анализируемый период не наблюдалось.
Случаи заболеваемости злокачественными новообразованиями яичников имеют свои возрастные рамки (Рисунок 6).
Анализ данных рисунка 6 позволяет сделать вывод, что пик заболеваемости приходится на возраст от 55 до 65 лет. Однако случаи болезни начинают регистрироваться уже в самом раннем возрасте (до 10 лет). Заметный скачок происходит после 35 лет, сохраняя свои высокие показатели вплоть до 85 лет.
Выявление РЯ на ранних стадиях является прогностически значимым для пациентов. В Тульской области за исследуемые 17 лет показатели выявления ранних стадий (I–II стадии) значительно изменились (Рисунок 7).
На рисунке 7 видно, что выявление РЯ на I–II стадии увеличилось с 29,4% в 2000 году до 40,6% в 2017 году. Частота выявления III стадии уменьшилась с 41,9% в 2000 году до 29,7% в 2017 году. Впервые диагностирован РЯ на IV стадии заболевания в 2000 году у 28,7 % заболевших и у 29,7% в 2017 году, что является, несомненно, высоким показателем запущенности заболевания.
Нами изучена частота морфологически подтвержденных диагнозов (Рисунок 8).
За последние 17 лет возросла доля морфологически подтвержденных диагнозов РЯ с 86,2% в 2000 году до 91,4% в 2017 году (Рисунок 8). Это является хорошим прогностическим фактором для области и позволяет избежать ошибочных гистологических заключений, а также пропуска больных женщин с РЯ.
Одним из важных статистических показателей является оценка смертности населения от данной патологии (Рисунок 9). Смертность - это отношение числа умерших от той или иной болезни к годовой численности населения.
Оценивая уровень смертности населения от РЯ в Тульской области за 17 лет видно, что он достаточно высок. Пик количества смертей от данного заболевания приходился на 2012 год и составил 147 человек. Минимальные результаты были в 2011 году, когда количество умерших составило 91 женщину. В Тульской области за 17 лет, как и по России в целом смертность от данного заболевания остается очень высокой. Она незначительно снизилась за последние 17 лет с 117 случаев до 111 в регионе. Если оценивать смертность на 100 000 населения отчетлива видна тенденция роста не только по региону, но и по России в целом (Рисунок 10).
В Тульской области за последние 17 лет наблюдается значительное увеличение смертности. Прирост смертности за данный период по Тульской области составил 43,86%, а по России 22,86%, что для области является очень высоким показателем и превышает общероссийский в 2 раза (Рисунок 10). Как видно из представленных на рисунке данных, значительное увеличение смертности прослеживается с 2005 года. Пик отмечен в 2012 году, составив 17,1 на 100 000 женского населения. По России в целом показатель в том же году достиг уровня 13,2 на 100 000 женского населения.
В нашей работе проводилась оценка еще одного важного статистического показателя, такого как летальность. Летальность населения - это показатель, равный отношению числа умерших от какой-либо болезни к числу переболевших этой болезнью, за определенный временной промежуток. Летальность от РЯ в Тульской области представлена на Рисунке 11.
Летальность от РЯ в Тульской области с 2000 по 2017 годы снизилась с 42% до 22,7 % что является хорошим прогностическим показателем для области и обусловлено расширением хирургических объемов и усовершенствованием химиоте-рапевтических методов лечения.
Для определения прогноза жизни пациентов, у которых диагностировано злокачественное новообразование, важен такой показатель, как пятилетняя выживаемость. Показатель выживаемости включает процент пациентов, которые выжили в течение 5 лет после постановки первичного диагноза РЯ. В этот показатель включают лишь тех людей, у которых за это время не произошёл рецидив заболевания (Рисунок 12).
Данный показатель в регионе незначительно увеличился с 60,2 % в 2000 году до 64,1 % в 2017 году, возможно, за счет улучшения качества медицинской помощи в Тульской области за последние годы.
Порядок работы с программой SCOV
Интерфейс программы ScOv
С точки зрения удобства были разделены интерфейсы работы с картотекой пациентов (Рисунок 27) и личной карточкой и опросным листом (Рисунок 28).
Окно редактирования картотеки можно разделить на следующие основные области:
1) база данных пациентов – таблица, содержащая перечень всех опросов пациентов с указанием личных данных и даты проведения опросов. Редактирование в режиме таблицы запрещено и доступно только в режиме личной карточки по нажатию кнопки «Редактировать карточку»;
2) для создания новой карточки, редактирования и удаления существующей карточки предназначены соответствующие кнопки интерфейса редактирования базы данных;
3) окно ввода условия фильтрации позволяет проводить отбор записей, для которых поле ФИО содержит текст, введенный в данном окне; 4) существует также возможность сортировки записей перечня пациен тов, для этого достаточно кликнуть мышью на заголовке соответствующей колонке. При первом нажатии сортировка производится по возрастанию значения соответствующего поля, при повторном нажатии устанавливается режим сортировки в порядке уменьшения.
Личная карточка доступна в трех различных режимах:
–при создании новой карточки,
–при редактировании существующей,
–либо в режиме просмотра, для чего нужно встать на соответствующую запись картотеки и выбрать вкладку «Личная карточка».
В режиме просмотра всякое редактирование карточки запрещено. Основные элементы управления окна «Личная карточка»:
1) группа полей ввода ФИО, возраста, места жительства и места работы образуют область личных данных пациента. Изменение данных в этих и других полях данной формы возможно в режимах создания и редактирования карточек;
2) поле «Дата обращения» – дата проведения опроса, заполняется в формате ДД.ММ.ГГГГ;
3) в поле «Уровень риска» отображается результат анализа заполненного опросного листа. В зависимости от указанных пациентом жалоб принимается решение по отнесению пациента к одному из трех уровней риска возникновения РЯ: «Высокий», «Средний», «Низкий». Для удобства визуального восприятия значение поля подсвечивается соответственно красным, желтым или зеленым цветом.
4) опросный лист содержит перечень значимых факторов, которые могут повлиять на отнесение пациента к тому или иному уровню риска возникновения заболевания и назначения ему в дальнейшем медицинского обследования. При этом выделяются следующие критически важные при принятии решения факторы: «вздутие живота», «боль в животе», «учащение мочеиспускания», «увеличение живота в размере метеоризм», «различного вида парестезии», «потеря аппетита», «тошнота», «кровяные выделения из половых путей после наступления менопаузы», «потеря в весе», «запоры», «вспучивание в животе»;
5) кнопка «Обновить» предназначена для принудительного обновления данных по карточкам пользователей и полей текущей карточки;
6) в зависимости от режима работы с карточкой в форме доступны следующие кнопки: «Сохранить карточку в базе» – сохранение новой карточки; «Принять» – сохранение изменений в существующей карточке, «Отмена» – возврат к базе пациентов.
Дополнительные возможности программы scov
Основной из таких дополнительных функций является возможность фильтрации записей в картотеке пациентов. Окно ввода условия фильтрации (Рисунок 32) позволяет проводить отбор записей, для которых поле ФИО содержит текст, введенный в данном окне. Таким образом, например, можно отфильтровать как пациентов, фамилия которых начинается на определенную букву, отобрать все записи опросов одного конкретного пациента, отобрать пациентов по известному имени, отчеству или фамилии. Далее среди отобранных карточек можно выбрать конкретную для удаления или редактирования. Для использования этой возможности достаточно начать набирать в окне текст, для возврата к полному перечню пациентов необходимо очистить поле ввода.
При работе может быть удобной возможность сортировки записей по нажатию мышью на соответствующем заголовке колонки. Таким образом, можно как упорядочить пациентов по личным данным, так и отсортировать записи по уровню риска. А в сочетании с возможностью фильтрации это еще больше облегчает поиска необходимых записей.
Для показания эффективности данной программы был проведен ROC-анализ с созданием ROC-кривой.
Такие данные чувствительности и специфичности говорят о высокой эффективности данной программы.
Исходя из данных была построена ROC-кривая (Рисунок 34).
Показатель AUC = 0,722 говорит об очень хорошем качестве модели и, следовательно, о высокой чувствительности и специфичности данной программы.
По данным, полученным в нашем исследовании, среднегодовые ИП заболеваемости РЯ в Тульской области за анализируемый период имели тенденцию к росту – с 10,1 в 2000 году до 23,7 в 2017 году на 100 000 женского населения.
Установлено значительное увеличение заболеваемости с 2007 года (показатель увеличился примерно в 2 раза с 10,7 в 2000 году до 21,5 в 2007 году на 100 000 населения), что является очень высоким показателем. По регионам России в 2017 году самые высокие показатели заболеваемости выявлены в: Сахалинской области (16,23), в Севастополе (16,04), Еврейской авт. обл. (15,45), Республике Бурятия (14,61), Омской области (14,39), Республике Коми (14,35), Курской области (13,96), Ивановской области (13,91), Санкт-Петербурге (13,67), Магаданской области (13,37), Красноярском крае (13,01), Забайкальской крае (13,83), Тульской области (10,98) на 100 000 женского населения [28].
Самые низкие показатели в 2017 году отмечены в Ненецком авт. округе (1,94), Ханты-Мансийском авт. округе (1,82), Ямало-Ненецком авт. округе (5,3), Республике Дагестан (8,03), Республике Адыгеия (8,24), Республике Саха (8,65), Ульяновской области (8,25), в Москве (8,79) на 100 000 женского населения [28].
Изучалась заболеваемость в Черкасской области Украины за 10 лет с 1998– 2007 годы. За данный период прослеживается тенденция к уменьшению заболеваемости РЯ в Черкасской области с 19,5 (на 100 000 женского населения) в 1998 году до 17,4 в 2007 году [80].
В Тульской области пик заболеваемости РЯ приходится на возраст 55–65 лет. В Кузбасском регионе России выражен рост интенсивности показателя в возрастной группе 75–79 лет. Средний возраст возникновения РЯ в США составляет 56 лет.
Показатель заболеваемости в России достигал наибольшего значения (17,2 на 100 000) в 2017 году. В Тульской области данный показатель составил 23,2 на 100 000) в 2017 году.