Клинико-экономическое обоснование стратегии определения PCA3 в моче при диагностике рака предстательной железы

Боткинский пр., д.3.

Ефремов Г.Д., к.м.н. – заведующий лабораторией патологической анатомии НИИ урологии и интервенционной радиологии им. Н.А. Лопаткина - филиа-ла ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава

России. Тел. 8-499-110-40-67. Россия, 105425, Москва, ул. Парковая 3-я, д. 51.

Михайленко Д.С., к.м.н. – ведущий научный сотрудник лаборатории патологической анатомии с группой молекулярной генетики НИИ урологии и интер-венционной радиологии им Н.А.

Лопаткина – филиала ФГБУ НМИРЦ Минздрава России. Тел. 8-499-110-40-67. Россия, 105425, Москва, ул. Парковая 3-я, д. 51.

Health of Russian Federation. Tel. 8-499-110-40-67. Russian federation, 105425, Moscow, 3-rd Parkovaya street, 51.

граничения стандартной модели ранней диагностики рака предстательной железы (РПЖ), основанной на определении уровня сывороточного простат-специфичес-кого антигена (ПСА), при вели к необходимости поиска новых маркеров и методов для выявления данного заболевания. Для определения показаний к биопсии ПЖ наряду с ПСА было предложено применять различные диагностические алгоритмы, включающие ПСА и его изоформы, прогностические математические модели, учитывать результаты методов инструментальной диагностики, а также уровни биохимических и молекулярно-генетических маркеров [1, 2]. Одним из наиболее перспективных маркеров РПЖ является PCA3 [3]. РСА3 (prostate cancer antigen 3) представляет собой некодирующую РНК. Ген был идентифицирован M.J. Bussemakers и соавт. в 1999 г., которые использовали методику полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) [4]. В последующем для исследования экспрессии РСА3 в ткани ПЖ были предложены и другие методики: транскрипционно-опосредованная амплификация и гибридизация РНК in situ. Специфичность тканевого РСА3 в отношении РПЖ превышает 90% [5, 6]. В 2003 г. D. Hessels и соавт. предложили проводить оценку экспрессии РСА3 методом количественной ОТ-ПЦР не только в ткани, но и в осадке мочи, полученной после массажа ПЖ [7]. В 2006 г. J. Groskopf и соавт. предложили определять экспрессию РСА3 в моче с помощью транскрипционно-опосредованной амплификации [8]. На основе предложенной методики была разработана коммерческая тест-система «Progensa», которая в настоящее время широко используется в мировой практике. При исследовании экспрессии РСА3 в моче с помощью различных модификаций ОТ-ПЦР чувствительность и специфичность маркера составляют 65-92,5% и 41,592%, соответственно [7, 9-14]. В тесте «Progensa», в зависимости от используемого порогового уровня, РСА3 в моче демонстрирует чувствительность 18,6%-97,9% и специфичность 4,7%-95% [15-32].

Рядом авторов проведена оценка возможности стратификации риска РПЖ с помощью PCA3, исследователи определяли взаимосвязь между уровнем экспрессии маркера и степенью агрессивности РПЖ (клиническая и патоморфологи-ческая стадия, степень дифференцировки по Gleason, объем опухоли, наличие экстрапростатического роста). Примечательно, что о наличии взаимосвязи между PCA3 и агрессивностью РПЖ свидетельствуют данные исследований, в которых для оценки экспрессии PCA3 в моче использовалась тест-система «Progensa» [25, 31-38], в то время как авторами, применявшими ОТ-ПЦР, продемонстрированы противоположные результаты [12-14].

Мнения относительно возможности включения оценки экспрессии РСА3 в моче в стандарт диагностики РПЖ расходятся. FDA (U.S. Food and Drug Administration) рекомендует учитывать результаты данного исследования для принятия решения о выполнении повторной биопсии ПЖ у мужчин старше 50 лет. В то же время, по данным иссле- экспериментальная и клиническая урология №2 2 0 16 дования, посвященного оценке экономической целесообразности применения маркера, выгода, достигнутая за счет исключения ненужных биопсий, не покрывает затрат на определение экспрессии РСА3 с помощью теста «Progensa» [39]. Основываясь на анализе «затраты-эф-фективность», NICE (National Institute for Health and Care Excellence) не рекомендовал включение теста РСА3 («Progensa») в стандартную модель обследования пациентов с подозрением на РПЖ в Великобритании [40].

Представленные в литературе данные о клинико-экономической эффективности РСА3 соответствуют дорогостоящему коммерческому тесту «Progensa», в то время как экономические аспекты применения других методик исследования экспрессии РСА3 в моче не оценивали.

Для улучшения диагностики РПЖ в НИИ урологии была предложена методика оценки экспрессии PCA3 в моче, основанная на ОТ-ПЦР в режиме реального времени. В нашей предыдущей статье представлены первые результаты клинической апробации предложенной методики [41]. На основании полученных данных была поставлена задача по продолжению набора клинического материала с последующей оценкой экономической целесообразности исследования экспрессии PCA3 в моче и разработкой стратегии применения маркера на практике.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Клинический материал

Для оценки эффективности метода определения экспрессии PCA3, была проанализирована выборка, представленная образцами постмассажной мочи, полученными от 110 мужчин (44-85 лет) с подозрением на РПЖ (повышение уровня сывороточного ПСА; данные за РПЖ при пальцевом ректальном исследовании), направленных на трансректальную биопсию ПЖ. Во всех случаях окончательный диагноз был установлен на основании результа- тов патоморфологического исследования.

Сбор мочи во всех случаях производили перед выполнением биопсии. Экспрессию PCA3 в моче определяли с помощью ОТ-ПЦР в режиме реального времени. Методика детально была описана нами ранее [41].

Статистические расчеты

Статистическая обработка данных была проведена в программе MedCalc. Для описательной статистики использованы медиана, 25 и 75 процентили, а для оценки достоверности различий – непараметрический критерий Манна-Уитни. Для определения корреляционных зависимостей применен непараметрический критерий Спирмена. Чувствительность, специфичность и диагностическая точность были рассчитаны по стандартным формулам. Оптимальный пороговый уровень PCA3 в моче был определен с помощью ROC-анализа. Для дополнительной оценки диагностической значимости PCA3 был рассчитан показатель площади под ROC-кривой (AUC).

Расчет себестоимости исследования экспрессии РСА3 в моче

Расчет себестоимости исследования экспрессии PCA3 в моче осуществляли в соответствии с методикой, описанной в приложении №13 «Расчет себестоимости лабораторного анализа» приказа МЗ и СР РФ №380 от 25.12.1997, по формуле:

Себестоимость медицинской услуги

Расходы на оплату труда основного персонала +

Начисления на выплаты по оплате труда основного персонала +

Прямые материальные расходы +

Расходы на амортизацию оборудования +

Накладные расходы

Все показатели были рассчитаны в российских рублях.

Расчет стоимости диагностики РПЖ

Для расчета затрат на диагностику РПЖ у 1 пациента были использованы данные о стоимости медицинских услуг, приведенные в Тарифном соглашении на оплату медицинской помощи, оказываемой по Территориальной программе обязательного медицинского страхования города Москвы на 2015 год (Приложение № 6; Приложение № 8.2).

Экономическое моделирование

С целью оценки экономической целесообразности включения PCA3 в алгоритм диагностики РПЖ, было проведено экономическое моделирование с построением «дерева решений». Выполнен сравнительный анализ клинико-экономической эффективности стандартной схемы диагностики РПЖ (при уровне сывороточного ПСА 4-10 нг/мл) и схемы, включающей определение PCA3 в моче (со стратификацией пациентов на основании результатов молекулярно-генетического исследования), из расчета на 10 000 человек.

Для моделирования распределения значенийPCA3 в выборке из 10 000 человек, в программе MsExcel была выполнена генерация случайных величин по вариационному ряду. В результате проведения вариационного анализа исходной выборки (n=110), было выделено 5 диапазонов значений. Генерация случайных чисел выполнена с учетом распределения случайной величины в выбранных диапазонах. Для моделирования вероятности обнаружения РПЖ при биопсии у 10 000 пациентов с уровнем сывороточного ПСА 4-10 нг/мл использованы данные популяционного исследования 36316 биоптатов [42].

Для сравнения затрат на диагностику РПЖ по стандартной схеме и по схеме, включающей исследование РСА3 в моче, была рассчитана стоимость отдельных этапов, а также общая стоимость каждой ветви алгоритма. Оценку необоснованных затрат на биопсию ПЖ проводили с учетом числа истинно и ложноположительных результатов.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РСА3 в моче

В соответствии с результатами патоморфологического заключения, исследуемая выборка образцов мочи (n=110) была разделена на две подгруппы: I (n=59) – РПЖ и II (n=51) – ДГПЖ и/или хронический простатит. Различия уровней экспрессии РСА3 между I и II подгруппами были определены как статистически значимые (табл. 1).

С помощью ROC-анализа, был определен наиболее оптимальный пороговый уровень для значения РСА3 в моче ≤1,23, которому соответствовали диагностическая точность 81,8%, чувствительность 76,3% и специфичность 88,2% .

Показатель AUC РСА3 в моче составил 0,879 95% ДИ(0,803-0,933), что подтверждает высокую диагностическую значимость маркера (рис. 1).

Рис. 1. ROC-кривая PCA3 в моче

Не выявлено статистически значимой корреляции между уровнем экспрессии РСА3 в моче и степенью дифференцировки опухоли по Gleason (р>0,05). Таким образом, экспрессия РСА3 в моче не позволяет судить об агрессивности РПЖ.

Таблица 1. Сравнение показателей экспрессии РСА3 в моче у пациентов с РПЖ (М-I) и доброкачественными заболеваниями ПЖ (М-II)

Показатели	I (n=59) Ме (25%:75%)	II (n=51) Ме (25%:75%)	Уровень значимости
Возраст (лет)	65,00 (60,25:70,75)	62,00 (58,00:67,00)	р <0,05
Общий ПСА (нг/мл)	7,55 ( 5,40:11,00)	5,90 (4,09:8,44)	р <0,05
PCA3	-0,20 (-0,94:1,22)	4,09 (2,06:6,41)	р <0,01

Стоимость методов диагностики РПЖ для экономического моделирования

В расчет себестоимости исследования экспрессии РСА3 в моче с методом ПЦР с обратной транскрипцией в режиме реального времени были включены следующие показатели:

• 1.    Расходы на оплату труда основного персонала = 30,47 руб.

• 2.    Начисления на выплаты по оплате труда основного персонала = 9,20 руб.

• 3.    Прямые материальные расходы = 626,27 руб.

• 4.    Расходы на амортизацию оборудования = 44,36 руб.

• 5.    Накладные расходы = 29,30 руб.

Таким образом, себестоимость исследования экспрессии PCA3 в моче составила 739,60148 руб .

В расчет затрат на определение уровня экспрессии PCA3 в моче включена себестоимость следующих услуг:

• -    массаж ПЖ, взятие сока предстательной железы (код услуги 5004) 44,91 руб.;

• -    исследование экспрессии PCA3 в моче методом ПЦР с обратной транскрипцией в режиме реального времени 739,60 руб.

Таким образом, затраты на определение уровня экспрессии PCA3 в моче у 1 человека составили 784,51 руб.

В расчет затрат на определение уровня сывороточного ПСА включена себестоимость следующих услуг:

• -    взятие крови из вены, кровопускание (код услуги 2004) 50,58 руб.;

• -    определение простатического антигена (РSА) (код услуги 28071) 157,79 руб.

Таким образом, затраты на определение уровня сывороточного ПСА у 1 человека составили 208,37 руб.

В расчет затрат на биопсию ПЖ с гистологическим исследованием биоптатов включена себестоимость следующих услуг:

• -    биопсия предстательной железы (код услуги 52408) 1217,86 руб.;

• -    гистологическое исследование одного тканевого фрагмента биопсийного (операционного и диагностического) материала с применением дополнительных гистологических и/или гистохимических окрашиваний, а также декальцинации (код услуги 129006) 2218,20 руб.

Таким образом, затраты на биопсию ПЖ с гистологическим исследованием биоптатов у 1 человека составили 3436,06 руб .

Клинико-экономический анализ

С помощью экономического моделирования проведен сравнительный анализ клинико-экономической эффективности стандартной схемы диагностики РПЖ из расчета на 10 000 человек (при уровне сывороточного ПСА 4-10 нг/мл) со схемой, включающей определение PCA3 в моче (со стратификацией пациентов на основании результатов молекулярно-генетического исследования).

По данным популяционного исследования, выполненного S.M. Gilbert и соавт., при анализе 36 316 био-птатов, вероятность обнаружения РПЖ у пациентов с уровнем сывороточного ПСА 4-10 нг/мл составляет 30,08% [42]. Следовательно, при обследовании, 10 000 человек с уровнем сывороточного ПСА 410 нг/мл, численность лиц с РПЖ составит 3008 человек (30,08%), а численность здоровых лиц – 6 992 человек (69,92%).

Чистая стоимость диагностики РПЖ у 10000 человек с помощью стандартного алгоритма (определение уровня сывороточного ПСА с последующей биопсией ПЖ) составит 36 444 300,00 руб .

Затраты на исследование уровня сывороточного ПСА и уровня экспрессии РСА3 в моче у 10 000 человек составят 9 928 814,80 руб.

С помощью имитационного экспериментальная и клиническая урология №2 2 0 16 моделирования (генерация случайной величины по вариационному ряду) определено, что при исследовании экспрессии РСА3 в моче у 10 000 человек, значения распределятся следующим образом: тест отрицательный – экспрессия РСА3 не обнаружена (n=5508), тест положительный – гиперэкспрессия РСА3 (n=4492).

Пациенты с гиперэкспрессией РСА3 в моче будут направлены на биопсию ПЖ, стоимость которой составит 15 434 781,52 руб.

Стоимость диагностики РПЖ у 10 000 человек с помощью алгоритма, включающего РСА3, составит 25 363 593,32 руб.

Таким образом, экономия за счет исключения ненужных биопсий с помощью алгоритма, включающего исследование уровня экспрессии РСА3 в моче, составит 11 080 706,68 руб .

Число истинно положительных и ложноположительных результатов сывороточного ПСА при уровне 4-10 нг/мл будет соответствовать числу лиц с заболеванием (n= 3008) и числу здоровых лиц (n= 6992), соответственно. Число истинно положительных результатов РСА3 будет также соответствовать числу лиц с заболеванием – 3008, а число ложноположительных ре-

С гандарчный алгоритм диагностики РПЖ (ПСА + биопсия) Стоимость 36 444 300 руб.

Рис. 2. Дерево решений и стоимость этапов диагностики РПЖ

зультатов РСА3 будет меньше и составит 1484. Суммарная стоимость биопсии ПЖ при истинно положительных результатах ПСА составит 10 335 668,48 руб , а при ложноположительных – 24 024 931,52 руб . Суммарная стоимость биопсии ПЖ при истинно положительных результатах РСА3 составит 10 335 668,48 руб. , а при ложноположительных – 5 099 113,04 руб .

Таким образом, обоснованные и необоснованные затраты на биопсию в стандартной диагностической модели составят 10 335 668,48 руб. (30,08% от 34 360 600 руб.) и 24 024 931,52 руб. (69,92% от 34 360 600 руб.), соответственно. Обоснованные и необоснованные затраты на биопсию в диагностической модели, основанной на РСА3, составят 10 335 668,48 руб (66,96% от 15 434 781,52 руб.) и 5 099 113,04 руб. (33,04% от 15 434 781,52 руб.), соответственно.

С помощью экономического моделирования (10 000 человек) продемонстрировано, что применение для диагностики РПЖ схемы, включающей определение РСА3 в моче с использованием праймеров российского производства (со стратификацией пациентов на основании результатов молекулярно-генетического исследования) является эко- номически более целесообразным в сравнении со стандартной схемой (при уровне сывороточного ПСА 4-10 нг/мл). Доля необоснованных затрат на биопсию в стандартной диагностической модели будет значительно выше, в сравнении с диагностической моделью, включающей РСА3 в моче: 24 024 931,52 руб. (69,92% от 34 360 600 рублей) и 5 099 113,04 рублей (33,04% от 15 434 781,52 рублей), соответственно. Предполагаемая выгода, достигнутая за счет исключения ненужных биопсий с помощью РСА3, составит 11 080 706,68 руб. Результаты экономического моделирования проиллюстрированы с помощью «дерева решений» (рис. 2).

Алгоритм применения РСА3

В соответствии с результатами настоящей работы, установлены следующие показания к исследованию экспрессии РСА3 в постмассажной моче методом ОТ-ПЦР в режиме реального времени: для принятия решения о биопсии ПЖ у пациентов с уровнем сывороточного ПСА от 4 до 10 нг/мл. Уровень экспрессии PCA3 в моче ≤ 1,23 является показанием к проведению биопсии ПЖ.

Согласно результатам, полученным на предыдущем этапе настоящего исследования, при пороговом уровне РСА3 в ткани ≤5,7, маркер демонстрирует диагностическую точность 88,0%, чувствительность 95,0% и специфичность 86,2% [41]. Таким образом, можно выделить следующие показания для оценки РСА3 в ткани ПЖ методом ОТ-ПЦР в режиме реального времени: для принятия решения о повторной биопсии (при отрицательных результатах первичной) у пациентов с уровнем сывороточного ПСА более 10 нг/мл или гиперэкспрессией PCA3 в моче. Уровень экспрессии PCA3 ≤ 5,73 в ткани ПЖ при отрицательных результатах стандартной биопсии – является показанием к проведению повторной биопсии.

Таким образом, предложен алгоритм диагностики РПЖ,

Рис. 3. Алгоритм диагностики РПЖ на основе РСА3

гиперэкспрессия

PC АЗ повторная биопсия ПЖ

включающий определение экспрессии PCA3 в моче и ткани ПЖ (риc. 3)

ОБСУЖДЕНИЕ

Данные о диагностической эффективности PCA3 в моче, продемонстрированные в настоящей работе, сопоставимы с результатами авторов, использовавших ОТ-ПЦР для определения экспрессии PCA3 в моче [7, 9-14].

Нами не было выявлено статистически значимой корреляции между экспрессией PCA3 в моче со степенью дифференцировки опухоли по Gleason, что сопоставимо с результатами других авторов, использовавших ОТ-ПЦР [12-14].

С помощью экономического моделирования продемонстрировано, что, несмотря на более высокую стоимость в сравнении с исследованием уровня сывороточного ПСА, определение экспрессии РСА3 в моче позволяет сократить расходы на раннюю диагностику РПЖ у пациентов с уровнем ПСА 4-10 нг/мл. Благодаря высокой диагностической значимости, РСА3 позволяет исключить значительное число ненужных биопсий. Результаты настоящего исследования отличны от данных других авторов [39, 40], которые исследовали экономическую эффективность тест-системы «Progensa». Вероятно, это обусловлено значительно более высокой стоимостью исследования экспрессии РСА3 с помощью коммерческой тест-системы «Progensa». Также причиной могут быть различия показателей диагностической значимости РСА3, которые варьируют в зависимости от применяемой методики исследования (настоящая работа выполнена с использованием оригинальных праймеров российского производства).

ВЫВОДЫ

Результаты настоящей работы подтверждают высокую диагностическую эффективность исследования экспрессии РСА3 в моче методом ОТ-ПЦР с обратной транскрипцией в режиме реального времени в отношении РПЖ.

Установлено, что прогнозировать степень агрессивности РПЖ на основании уровня экспрессии РСА3 в моче, не представляется возможным.

Продемонстрированы клинические и экономические преимущества определения РСА3 в моче в сравнении с сывороточным ПСА.

Разработана стратегия применения исследования экспрессии PCA3 в постмассажной моче и биоптатах. Предложен диагностический алгоритм, применение которого позволит оптимизировать затраты на раннее выявление РПЖ, за счет сокращения числа ненужных биопсий.

Резюме:

Актуальность. PCA3 демонстрирует высокую диагностическую значимость в отношении РПЖ. Немногочисленные исследования клинико-экономической эффективности PCA3, посвящены дорогостоящему тесту «Progensa». Экономические аспекты применения других методик оценки экспрессии PCA3 не изучены.

Цель работы - исследование диагностической значимости предложенной в НИИ урологии методики оценки экспрессии PCA3 в моче, основанной на ОТ-ПЦР в реальном времени с последующей оценкой экономической целесообразности опре-