Диагностическая значимость биомаркеров ангио-генеза и воспаления у пациентов с заболеваниями простаты

• ¹ Введение. Одним из отражений процессов, происходящих в организме больных с заболеваниями простаты (ПЖ), в настоящее время считается изменение концентрации ряда специфических молекул — биомаркеров крови. Учитывая установленную зависимость развития заболеваний простаты от андрогенногого статуса, возрастного системного низкоградуированного воспаления, заболеваний сердечно-сосудистой системы и разной степени выраженности влияния данных факторов у каждого пациента, в целом ряде исследований начата разработка панелей биомаркеров для прогнозирования, диагностики, оценки риска развития осложнений у больных с заболеваниями простаты.

Так, результаты исследования уровня простатспе-цифичесокого антигена (PSA) в сыворотке крови, используемые для раннего выявления рака простаты (РПЖ), стадирования заболевания, контроля отрицательной биопсии, мониторинга и прогноза, привели к существенному увеличению количества впервые выявленных случаев РПЖ [1–3]. Однако низкая специфичность и высокое число ложнопозитивных результатов исследования уровня PSA в сыворотке крови диктуют необходимость поиска новых биомаркеров, позволяющих улучшить клинические результаты ведения пациентов с РПЖ [4].

Прогностическое значение у больных с заболеваниями ПЖ имеют биомаркеры неоангиогенеза и воспаления. Считается, что исследование уровней VEGF (Vascular endothelial growth factor), одного из основных факторов ангиогенеза, в различных физиологических жидкостях организма больных РПЖ позволит установить диагностическое значение данного цитокина в мониторинге, прогнозе заболевания, выборе тактики лечения [5]. По мнению большинства авторов, опухоли, интенсивно экспрессирующие VEGF, обладают большей злокачественностью и метастатическим потенциалом, что, как следствие, ведет к ухудшению прогноза [6].

Доказано также, что нарастание уровня VEGF в сыворотке крови может являться фактором риска развития сердечно-сосудистой патологии и ее осложнений [7, 8]. С одной стороны, VEGF является сосудистым протектором для сердечно-сосудистой системы, действующим через стимуляцию продукции оксида азота, опосредующим антиапоптотический эффект, способствующим выживанию эндотелия и увеличивающим его антитромботические и противовоспалительные свойства [9]. С другой стороны, подъем содержания VEGF увеличивает неоваскуляризацию бляшки, приводя к ее нестабильности. Направление действия VEGF зависит от многих факторов, в частности от места действия, специфики заболевания или особенностей терапевтических вмешательств, а также от уровня экспрессии других цитокинов в ответ на патологический процесс. На уровень фактора оказывают влияние возраст, наличие факторов риска, какими являются сахарный диабет, гиперхолестеринемия, триглицеридемия, гипертоническая болезнь и др. [10].

Особого внимания заслуживают такие биомаркеры воспаления, как МСР-1 (моноцитарный хемоаттрактантный протеин-1) и СРБ (С-реактивный белок). Воспаление является важным звеном в патогенезе многих заболеваний. Доказано наличие системного

низкоградуированного воспаления у пожилых людей, а также развитие его с возрастом [11]. Хроническое воспаление, не связанное с инфицированием организма, также может быть причиной развития опухолевых заболеваний различных органов и тканей, в частности желудочно-кишечного тракта [12], носоглотки, поджелудочной железы, желчного пузыря [13, 14], печени [15], мочевого пузыря [16], кожи [17], легких [18], головы и шеи [19], молочной железы [20], яичников [21], полового члена [22], рака простаты [23, 24].

Высокий уровень в сыворотке крови МСР-1, а также СРБ свидетельствует об активации клеточных механизмов иммунного ответа, опосредованного в первую очередь фагоцитами. Увеличение продукции МСР-1 вполне закономерно, поскольку именно этот хемокин играет ведущую роль в формировании воспалительного инфильтрата. MCP-1 продуцируют эндотелиальные и гладкомышечные клетки сосудов, фибробласты, лимфоциты, моноциты/макрофаги и др. в ответ на стимуляцию провоспалительны-ми цитокинами, такими как ФНО-α, интерферон-γ, интерлейкин-1β и др. Диффундируя через поверхность эпителиальных клеток в интерстиций, МСР-1 привлекает на борьбу с патогеном огромное количество моноцитов/макрофагов и лимфоцитов. Образующиеся при этом воспалительные инфильтраты приводят к последующему ремоделированию кровотока и развитию выраженной тканевой гипоксии, которая является основным индуктором усиленной выработки VEGF.

С-реактивный белок — это белок острой фазы, который образуется в печени. Неоднократно в крупных проспективных исследованиях было показано, что высокочувствительный СРБ является фактором, интегрирующим множество метаболических и менее значимых воспалительных факторов, включая экспрессию молекул адгезии, индукцию секреции оксида азота, нарушение функции комплемента и подавление фибринолиза [25].

Особое значение применение представленного комплекса биомаркеров приобретает для оценки эффективности лечения больных с РПЖ.

Сегодня андрогеная блокада, наряду с лучевой терапией, является основным методом лечения пациентов с местнораспространенными формами РПЖ. В условиях андрогенного дефицита наблюдается довольно быстрая апоптотическая гибель клеток эндотелия зрелых кровеносных сосудов, питающих опухоль [26]. Однако наряду с этим теряются другие функции тестостерона, например его карди-опротективное действие. В большинстве исследований доказывается отрицательная кореляционная связь между содержанием тестостерона и кардиоваскулярной патологией [27–30]. Следовательно, при выполнении андрогенной блокады можно значительно увеличить кардиологические риски. Это в конечном итоге может привести к увеличению летальности от сосудистых катастроф. Так, в ряде исследований указывается, что ишемическая болезнь сердца является наиболее распространенной причиной смерти у пациентов с РПЖ [31, 32].

Клиническое значение изменений уровня PSA в сыворотке крови и биомаркеров неоангиогенеза и воспаления, в особенности сравнительная характеристика их диагностической и прогностической значимости прежде всего у больных РПЖ, на основании которой можно сделать заключение о целесообразности их использования по отдельности или в

Таблица 1

Содержание маркеров ангиогенеза и воспаления сыворотки крови в группах относительно здоровых лиц разных возрастных категорий

Группы обследуемых	N	PSA, нг/мл	VEGF, пг/мл	МСР, пг/мл	СРБ, мг/мл
		Медиана (25%—75%)	Медиана (25%—75%)	Медиана (25%-75%)	Медиана (25%-75%)
Практически здоровые лица 20–30 лет	20	0,2 (0,1–0,3)	157,2 (122,0–171,7)	32,3 (18,8-43)	0,5 (0,4–0,7)
Практически здоровые лица в возрасте 50–70 лет	24	2,2* (1,7–3,35)	341,2* (244,5–402,7)	218,8* (176,3–273,7)	3,9* (3,3–5,3)

П р и м еч а н и е : * — р<0,05 в сравнении с группой практически здоровых мужчин в возрасте 20-30 лет.

составе комплексного анализа, не изучены. Мульти-маркерность анализа позволяет повысить чувствительность и специфичность диагностики и является одним из перспективных подходов к персонификации наблюдения и лечения пациентов с заболеваниями ПЖ, прежде всего у больных с РПЖ.

Цель : установить характер изменения содержания PSA и маркеров ангиогенеза и воспаления в сыворотке крови у больных с заболеваниями ПЖ.

Материал и методы. Всего обследовано 74 пациента с уровнем общего PSA более 4 нг/мл, проходивших лечение в НИИ фундаментальной и клинической уронефрологии ФГБОУ ВО «Саратовский ГМУ им. В. И. Разумовского» Минздрава России за период с сентября 2015 г. по март 2016 г.

Критерии включения. Первую группу составили пациенты с доброкачественной гиперплазией простаты (ДГПЖ с гистологическим заключением) и с ДГПЖ и простатической интроэпителиальной неоплазией (ПИН) низкой степени (29 больных); вторую — с ПИН высокой степени (9); третью — с локализованным РПЖ (T1-2N0M0) (5); четвертую — с местнораспространенным РПЖ (T3N0M0) (25); пятую — с метастатическим РПЖ (T3-4NxM1) (6). Средний возраст обследованных больных составил 66,6 года (от 50 до 70 лет). Сформированы также две возрастные группы практически здоровых лиц для выявления зависимости исследуемых показателей от возраста: мужчины от 20 до 30 лет (20 человек); мужчины от 50 до 70 лет (24 человека). Проводилось комплексное общеклиническое обследование, включающее в себя: изучение жалоб и сбор анамнеза; физикальное обследование пациента; общий и биохимический анализ крови; общий анализ мочи, пальцевое ректальное исследование; трансректальное ультразвуковое исследование простаты. После этого с целью верификации диагноза пациентам выполнялась трансректальная биопсия простаты из 10 точек под ультразвуковым наведением с помощью биопсийного пистолета Pro-Mag I2.5. На основании результатов гистологического исследования проводилось разделение обследованных больных на указанные группы.

Критерии исключения. В исследование не включались пациенты, имеющие онкологические заболевания в анамнезе, обострения хронических заболеваний, сахарный диабет, камни простаты и мочевого пузыря.

Кроме того, всем пациентам до выполнения описанных процедур выполнялся забор крови для определения PSA и VEGF, MCP-1, СРБ.

Концентрацию биомаркеров в сыворотке крови определяли методом твердофазного иммунофер-ментного анализа, используя соответствующие наборы реагентов ЗАО «Вектор-Бест» (Новосибирск).

Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью программы Statistiсa 6.0. В качестве критерия достоверности отличия между двумя независимыми группами использовали непараметрический критерий (U) Манна — Уитни. Во всех процедурах статистического анализа принимался уровень значимости р<0,05.

Результаты. Анализ полученных результатов показал, что величины каждого из исследованных показателей связаны с возрастом обследуемых мужчин. Установлено, что концентрации PSA, VEGF, МСР-1, СРБ в сыворотке крови у практически здоровых мужчин старшей возрастной группы значительно превышают уровень данных биомаркеров (р<0,05) у практически здоровых лиц в возрасте 20–30 лет (табл. 1). Нарастание концентрации исследуемых биомаркеров у практически здоровых лиц старшей возрастной группы, по-видимому, можно отнести к интегральным показателям иммунного воспаления с точки зрения общей реакции нейроиммуноэндокринной системы организма.

Возникающая одновременно с процессами повреждения эндотелиальной выстилки репарация поврежденного эндотелия сопровождается активацией каскада молекулярно-генетических процессов, главным результатом которых становится нарастание синтеза VEGF.

В связи с изложенным при анализе изменения содержания биомаркеров в сыворотке крови у больных с заболеваниями ПЖ использовали результаты исследования биомаркеров у практически здоровых мужчин в возрасте от 50 до 70 лет.

В группе больных с ДГПЖ увеличение уровней PSA, VEGF, МСР-1, СРБ в сыворотке крови становилось в 4,2 (р<0,05); 1,03; 1,3; 2,03 (р<0,05) раза больше, чем в контрольной группе (табл. 2). Это дает основание считать, что у больных с ДГПЖ в развитии заболевания значимую роль играет хронический воспалительный процесс. Нарастание уровня PSA в этой группе связано с гипертрофическими изменениями простаты, что доказывает положительная корреляция между объемом простаты по данным УЗИ и PSA (r=0,3142, р<0,05), отсутствующая в других группах. Статистически незначимый подъем уровня VEGF в сыворотке крови пациентов с ДГПЖ можно считать одним из показателей доброкачественной гиперплазии ткани ПЖ.

В группе больных с ПИН высокой степени (2-я группа) и локализованного РПЖ (3-я группа) уровни PSA в сыворотке крови увеличивались в 4,5 и 5,2 раза (р<0,05). Содержание VEGF, МСР-1 и СРБ в сыворотке крови превышало величины данных показателей у практически здоровых лиц в 1,1–1,2; 1,4–1,5; 1,8–1,7 раза соответственно. Практически у всех больных с местнораспространенным и метаста-

Таблица 2

Содержание маркеров ангиогенеза и воспаления сыворотки крови в группах обследуемых

Группы обследуемых	N	PSA, нг/мл	VEGF, пг/мл	МСР-1, пг/мл	СРБ, мг/мл
		Медиана (25-75%)	Медиана (25-75%)	Медиана (25-75%)	Медиана (25-75%)
Практически здоровые лица 50–70 лет	24	2,2 (1,7–3,4)	341,2 (244,5–402,7)	218,8 (176,3–273,7)	3,9 (3,3–5,3)
1-я группа	29	9,3* (7,0–12,8)	350,6* (221,1–414,5)	293,9* (227,1–333,8)	7,9* (5,2–9,4)
2-я группа	9	9,8* (6,4–12,5)	399,4* (289,2–656,1)	309,5* (262,5–351,2)	7,3* (6,7–9,6)
3-я группа	5	11,4* (10,9–13,6)	416,7* (367,7–469,2)	333,6* (269,2–355,7)	6,8* (4,0–9,4)
4-я группа	25	14,0* (9,4–35,7)	574,0* (439,8–863,2)	310,4* (274,1–434,5)	8,8* (6–10,8)
5-я группа	6	52,7* (39,0–73,5)	735,0* (497,3–829,3)	354,8* (285,2–422,9)	7,4* (5,5–9,2)

П р и м еч а н и е : * — р<0,05 в сравнении с группой практически здоровых мужчин в возрасте 50–70 лет.

тическим РПЖ выявлено высокое содержание PSA и VEGF в сыворотке крови. У больных с местнораспространенным РПЖ уровни PSA и VEGF в сыворотке крови превышали величину практически здоровых лиц в 6,4 и 1,7 раза соответственно (р<0,05). У пациентов с метастатическим РПЖ содержание PSA в сыворотке крови возрастало в 24 раза, VEGF — в 2,2 раза (р<0,05). У данных групп больных с РПЖ содержание МСР-1 и СРБ превышало величины у практически здоровых мужчин в 1,4–1,6; 1,7–2,2 раза соответственно. Следовательно, повышенные уровни МСР-1 и СРБ в сыворотке крови не были связаны со стадией заболевания и степенью распространенности онкопроцесса. Полученные данные позволяют считать, что дальнейшее увеличение VEGF в группах с местнораспространенным и метастатическим РПЖ обусловлено повышенной экпрессией биомаркера опухолевой тканью, в результате которого происходит подъем показателя в сыворотке крови.

Кроме того, у пациентов 2, 3, 4, 5-й групп общий PSA сыворотки крови коррелирует с VEGF (r=0,7312, р<0,05) (рис. 1) в значительно большей степени, чем у пациентов 1-й группы (r=0,304, р<0,05) (рис. 2), что подтверждает связь PSA и VEGF в развитии канцерогенеза.

Необходимо отметить, что из 72 обследованных пациентов у 33 больных PSA находился на уровне от 4 до 10 нг/мл. В число указанных больных вошли 22 пациента из 1-й и 2-й групп; 11 пациентов из 3-й и 4-й групп.

В «серых значениях» PSA, 4–10 нг/мл, значимого различия между содержанием показателя PSA у пациентов 1–2-й и 3–4-й групп не выявлено. Однако уровни VEGF у пациентов, составивших данные группы, имели значимые различия. Содержание VEGF у пациентов из 3-й, 4-й групп (487,6; 392,3–560,7 пг/мл) превышало уровень показателя у больных из 1-й, 2-й групп (331,2; 226,1–398,0 пг/мл) в 1,45 раза (р<0,05). Это подтверждает возможность использования исследования уровня VEGF сыворотки крови для повышения эффективности диагностики РПЖ на добиоп-сийном этапе.

Обсуждение. Как видно из полученных данных, концентрации всех исследуемых маркеров увеличиваются с возрастом, что подтверждает наличие хронического иммунного воспаления, связанного с эндотелиальной дисфункцией у лиц старшей возрастной группы. Полученные данные соответствует ранее опубликованным работам по выявлению зависимости исследуемых биомаркеров от возраста [33, 34].

Рис. 1. Корреляционная зависимость уровня PSA и VEGF сыворотки крови во 2, 3, 4, 5-й группах

Рис. 2. Корреляционная зависимость уровня PSA и VEGF сыворотки крови в 1-й группе

У обследуемых нами пациентов подъем уровня VEGF в сыворотке крови происходит одновременно с нарастанием содержания PSA уже на этапе развития предраковых состояний (ПИН высокой степени) и на фоне высоких концентраций биомаркеров воспаления. Это дает основание предполагать, что у пациентов с заболеваниями ПЖ хронический воспалительный процесс становится индуктором и нарастания эндотелиальной дисфункции, и канцерогенеза. Повышение уровня VEGF сыворотки крови у больных с заболеваниями простаты коррелирует с нарастанием содержания PSA, а также увеличивается по мере прогрессии опухоли. Таким образом, ангиогенез играет важную роль в прогрессии РПЖ. Повышение содержания VEGF в сыворотке крови ассоциируется с распространением онкопроцесса и метастазированием.

Этим еще раз подтверждается значимая роль VEGF в биологии опухоли трансформированных тканей. Поскольку VEGF сыворотки крови является эндотелиальным клеточно-специфичным фактором ангиогенеза, увеличение его содержания имеет диагностическое значение при злокачественной трансформации опухолевых клеток ПЖ и росте опухолевой ткани. Таким образом, более точная интерпретация и диагностическая специфичность повышенных значений PSA в так называемой «серой» зоне может быть достигнута путем одновременного определения уровня VEGF в сыворотке крови.

Полученные результаты, с одной стороны, показывают перспективность исследования комплекса общего PSA и VEGF сыворотки крови как возможных предикторов и индикаторов риска прогрессии опухолевого роста, а с другой — демонстрируют индивидуальный характер выявляемых изменений, что может иметь клиническое значение при персонифицированном ведении пациентов, прежде всего на этапах добиопсийной диагностики.

Выводы:

• 1.    У больных с заболеваниями ПЖ подъем уровня VEGF в сыворотке крови происходит одновременно с нарастанием содержания PSA уже на этапе развития предраковых состояний (ПИН высокой степени) и на фоне высоких концентраций биомаркеров воспаления.

• 2.    Одновременное повышение содержания в сыворотке крови VEGF и общего PSA у пациентов с РПЖ является одной из характеристик прогрессии опухолевого роста.

• 3.    Определение концентрации в сыворотке крови VEGF у пациентов с «серой зоной» PSA может иметь клиническое значение при персонифицированном ведении пациентов с ДГПЖ с подозрением на РПЖ на этапе добиопсийной диагностики.