Новые подходы к иммунохимической диагностике рака предстательной железы

Определение концентрации простатического специфического антигена в сыворотке крови является наиболее эффективным лабораторным методом ранней и дифференциальной диагностики рака предстательной железы. В статье проанализированы результаты диагностики рака предстательной железы с помощью определения концентраций различных изоформ ПCА. Описан новый способ диагностики РПЖ с помощью определения плотности свободной фракции ПCА.

THE NEW APPROACHES TO IMMUNOCHEMICAL PROSTATE CANCER DETECTION

V.A. Solovov1, I.G. Frolova2

Samara state medical university, Samara diagnostic center1

Cancer research institute, Tomsk2

The defining of the prostate-specific antigen concentration in blood serum is the most effective laboratory method of the early and differential prostate cancer detection. In the article the results of prostate cancer detecting were analyzed with the help of defining different PSA isoforms concentrations. A new method of Pca detection with the help of defining the PSA free fraction density is described here.

В последние десятилетие во всем мире отмечен резкий рост заболеваемости раком предстательной железы (РПЖ). Ранняя диагностика РПЖ затруднена в связи с мало- или бессимптомным течением начальных стадий опухолевого процесса, а также частыми сопутствующими заболеваниями предстательной железы [2, 5].

Исследования, проведенные в начале 90-х годов, подтвердили предположение о том, что определение сывороточного общего простатспецифического антигена (ПСА) позволяет выявлять пациентов с раком предстательной железы [2, 8]. Однако работы, выполненные на обширном клиническом материале, показали большой разброс чувствительности (46,0–89,0 %) и специфичности (59,0–91,0 %), что ограничивает применение данного теста в изолированном виде для диагностики РПЖ. Низкая специфичность, обусловленная повышением концентрации маркера при доброкачественной гиперплазии предстательной железы (ДГПЖ), а также у больных с неопухолевыми заболеваниями простаты является фактором, лимитирующим его использование в ранней диагностике [1, 2, 5, 6, 11].

Считается, что анализ уровня общего простат-специфического антигена (t-ПCА) не является достаточным, и только определение концентраций свободного (f-ПCА) в сочетании с показателями соотноше- ния свободного и общего ПCА (f/t-ПCА), а также плотности ПCА (ПCА-d) значительно повышает точность дифференциальной диагностики рака предстательной железы и доброкачественной гиперплазии [3, 4, 7, 10, 12]. Учитывая противоречивость оценок диагностической значимости f/t-ПCА и ПCА-d для выявления РПЖ, мы решили обратиться к этим вопросам в процессе наших исследований.

Материалы и методы

Для определения диагностической эффективности различных форм ПCА был обследован 151 мужчина в возрасте от 49 до 85 лет. Из них 62 (41,1 %) больных раком простаты, 62 (41,1 %) пациента с доброкачественной гиперплазией простаты, а также 27 (17,8 %) здоровых мужчин. Всем пациентам было проведено трансректальное ультразвуковое исследование с мультифокальной биопсией, определены концентрации общего и свободного ПCА в сыворотке крови. Концентрации ПCА в сыворотке крови определены иммуноферментным анализом на автоматизированном анализаторе Cobas Core с использованием тест-систем Cobas Core PSA Total EIA и Cobas Core PSA Free EIA (Hoffman la Roche, Швейцария).

Для гистологической классификации злокачественных опухолей предстательной железы использовали шкалу гистоморфологической градации Глисона (1974). Так как в предстательной железе наблюдается большое разнообразие морфологических типов рака, уровень Глисона был определен для всех опухолей как сумма первичных и вторичных степеней опухоли. Преобладающие по распространенности в препарате образцы (степени) аденокарциномы обозначались как основные (первичные, primary), имеющие первостепенное значение, а карциноматозные изменения, занимающие меньшую площадь, рассматривались как второстепенные (secondary). Последние должны занимать не менее 5 % опухоли. Cло-жение степеней “основных” и “второстепенных” опухолевых поражений представляет собой подсчет (score) или сумму (sum) Глисона, которая колеблется в диапазоне от 2 (1+1) до 10 (5+5) [9].

Cтатистическая значимость рассчитывалась непараметрическим методом по Mann – Whitney с p-тестом, где p<0,05 является значимой разницей. Корреляционный анализ переменных производился с помощью рангового метода Cпирмена. Cтатистичес-кую обработку результатов исследований осуществляли с помощью статистических пакетов Statistica 5.5 («StatSoft», CША), SPSS 5.0 (CША).

Результаты и обсуждение

Cредние значения t-ПCА у больных РПЖ составили 39,2 + 7,8 нг/мл, у пациентов с доброкачественной гиперплазией предстательной железы (ДГПЖ) 6,2 + 1,0 нг/мл и в контрольной группе 1,3 + 0,2 нг/мл соответственно. Причем только у 1 пациента из контрольной группы (0,3 %) уровень t-ПCА превысил общепринятый показатель нормы 4 нг/мл.

Cредний уровень t-ПCА у больных РПЖ статистически значимо различался в зависимости от степе- ни дифференцировки опухоли по шкале Глисона (р<0,05). У пациентов с суммой Глисона до 5 среднее значение t-ПCА составило 16,7 ± 4,19 нг/мл, с показателем 5–6 – 36,7 ± 9,81 нг/мл и с суммой более 7 – 57,8 ± 19,63 нг/мл (табл. 1). То есть более высокие значения t-ПCА были характерны для больных раком простаты с суммой Глисона выше 7. У пациентов с доброкачественной гиперплазией предстательной железы уровень t-ПCА был выше нормы в 39,1 % случаев. При сочетании доброкачественной гиперплазии с простатической интраэпителиальной неоплазией (ПИН) этот показатель был превышен в 61,5 % случаев. У 6 (10 %) больных раком простаты уровень t-ПCА был ниже 4 нг/мл. Таким образом, средние значения t-ПCА у больных раком предстательной железы были в 5,2 раза выше, чем у пациентов с доброкачественной гиперплазией, и в 19,7 раз выше, чем в контрольной группе.

У больных раком простаты уровень t-ПCА определялся выше дискриминационного значения в 89,5 % с суммой Глисона до 5, в 90,9 % и 90,5 % – с показателем 5–6 и более 7 соответственно. Результаты исследования свидетельствуют о том, что уровень t-ПCА зависит от степени гистоморфологической градации опухоли по шкале Глисона. C увеличением суммы Глисона возрастает концентрация t-ПCА в периферической крови.

Однако определение концентрации t-ПCА не позволило выявить 10 % раков простаты. При этом использование дискриминационного значения 4 нг/мл привело к ложно-положительным результатам у 39,1 % больных с ДГПЖ и 61,5 % пациентов с доброкачественной гиперплазией в сочетании с ПИН.

Показатель соотношения свободного и общего ПCА – f/t-ПCА у больных раком предстательной железы равнялся 0,18, у пациентов с ДГПЖ – 0,36 и в контрольной группе – 0,91 (р=0,01). Показатель f/t-ПCА у больных раком простаты также различался в зависимости от степени гистоморфологической градации

Таблица 1

Распределение пациентов по уровню t-ПСА в зависимости от гистологического заключения биоптата

Группы пациентов	Кол-во	Значение t-ПCА, нг/мл	Интервал значений	% пациентов с ПCА >4 нг/мл	% пациентов с ПCА 4-10 нг/ мл (серая зона)	% пациентов с ПCА >10 нг/ мл
ДГПЖ	23	4,88±1,18	0,2-20,32	39,1	21,7	17,4
ДГПЖ+ПИН	39	7,15±1,39	0,3-38,24	61,5	43,6	17,9
РПЖ (Глисон до 5)	17	16,7±4,19	1,4-71,4	89,5	22,7	58,8
РПЖ (Глисон 5-6)	22	36,7±9,81	0-164,7	90,9	46,8	63,6
РПЖ (Глисон > 7)	21	57,77±19,63	0,06-370,5	90,5	14,3	80,0
Контроль	27	1,6±0,13	0,1-0,94	0,0	0,0	0,0

по шкале Глисона. У пациентов с показателем Глисона, равным 5, среднее значение f/t-ПCА было 0,18, с суммой 5–6 и более 7 – 0,13 и 0,23 соответственно. У больных с доброкачественными изменениями и при сочетании ДГПЖ и ПИН в 17,4 % и 33,3 % уровень f/t-ПCА был ниже рекомендуемого показателя нормы 0,15. У больных раком простаты с суммой Глисона до 5 отношение f/t-ПCА было выше дискриминационного значения в 41,2 %. У пациентов с показателем Глисона 5–6 и более 7 соотношение f/t ПCА превышало порог нормы в 30 % и в 45 % соответственно (табл. 2).

Однако, по нашим наблюдениям, определение концентрации f/t-ПCА не позволило выявить 38 % злокачественных новообразований предстательной железы и привело к ложно-положительным результатам у 20 % больных с доброкачественной гиперплазией и у 35,3 % при сочетании ДГПЖ с простатической интраэпителиальной неоплазией. Таким образом, возможности выявления рака простаты только с помощью определения f/t-ПCА ограничены. Низкая чувствительность ограничивает использование данного маркера в дифференциальной диагностике пациен-

Таблица 2

Распределение больных по уровню f/t-ПСА с учетом гистологического заключения

Группы пациентов	Кол-во	Значение f/t-ПCА	Интервал значений	% пациентов с f/t ПCА < 0,15	% пациентов с f/t ПCА<0,15 (в серой зоне)
ДГПЖ	23	0,44	0,09–0,88	17,4	20,0
ДГПЖ+ПИН	39	0,28	0,04–0,86	33,3	35,3
Bсего ДГПЖ	62	0,36	0,04–0,88	31	29
РПЖ (Глисон до 5)	17	0,18	0,03–0,49	58,8	40,0
РПЖ (Глисон 5–6)	22	0,16	0,03–0,69	70,0	60,0
РПЖ (Глисон больше 7)	21	0,23	0,02–0,84	55,0	0,0
Bсего РПЖ	60	0,19	0,06–0,83	62	89
Контроль	27	0,48	0,07–4,0	0	0

Таблица 3

Распределение больных по уровню ПСA-d с учетом гистологического анализа

Группы пациентов	Кол-во	Значение ПCА-d	Интервал значений	% пациентов с ПCА-d > 0,15	% пациентов с ПCА-d >0,15 (в серой зоне)
ДГПЖ	23	0,14 + 0,04	0,005-0,66	17,4	0,0
ДГПЖ+ПИН	39	0,18 + 0,04	0,006-1,34	38,5	41,1
Bсего ДГПЖ	61	0,15 + 0,03	0,005-1,34	33,2	42,1
РПЖ (Глисон до 5)	17	0,56 + 0,13	0,03-1,73	82,4	80,0
РПЖ (Глисон 5-6)	22	1,07 + 0,30	0,04-5,38	75,0	75,0
РПЖ (Глисон больше 7)	21	1,20 + 0,29	0,002-4,46	80,0	0,0
Bсего РПЖ	59	1,014 + 0,15	0,002-5,38	85	77
Контроль	27	0,04 + 0,005	0,004-0,09	0	0

тов с доброкачественными изменениями и раком предстательной железы.

Средние значения показателя плотности ПCА (ПCА-d) составили у больных раком предстательной железы 1,01 нг/мл/см3 у пациентов с доброкачественной гиперплазией 0,15 нг/мл/см3 и в контроле 0,04 нг/мл/см3 соответственно (p=0,01). У больных с ДГПЖ в 17,4 % случаев уровень ПCА-d был выше рекомендуемого дискриминационного значения 0,15 нг/мл/см3, у пациентов с доброкачественной гиперплазией с ПИН этот показатель превысил порог нормы в 38,5 % (табл. 3).

Уровень ПCА-d ниже 0,15 нг/мл/см3 был у больных раком простаты в 17,6 % случаев при сумме Глисона до 5, в 25 % при сумме 5–6 и в 20 % более 7 соответственно. Значения ПCА-d у больных раком простаты были в 6,7 и в 25 раз выше, чем у пациентов с доброкачественной гиперплазией и в контрольной группе. Таким образом, полученные результаты показали, что значение уровня ПCА-d также зависело от степени гистоморфологической градации опухоли по шкале Глисонa. C возрастанием суммы Глисона увеличивалось значение ПCА-d. При сумме Глисона 7– 10 этот показатель превышал дискриминационное значение в 8 раз, 5–6 – в 7,1 раза и до 5 – в 3,7 раза соответственно. Однако определение показателя ПCА-d не позволило выявить 18 % злокачественных новообразований.

Для дифференциальной диагностики РПЖ и ДГПЖ нами предложен способ определения плотности свободной фракции ПСА (f-ПCА-d). Исследования показали, что значения f-ПCА-d выше 0,035 нг/мл/см3 характерны для рака, а ниже этой величины – для доброкачественных изменений простаты. Средние значения f-ПCА-d составили у больных раком простаты 0,132 нг/мл/см3, у пациентов с доброкачественной гиперплазией – 0,026 нг/мл/см3 и в контрольной группе – 0,025 нг/мл/см3 соответственно (p=0,01).

Показатель f-ПCА-d у больных раком простаты различался в зависимости от степени гистоморфоло-гической градации по шкале Глисона. У пациентов с суммой Глисона до 5 значение f-ПCА-d равнялось 0,08, при сумме 5–6 – 0,09 и более 7 – 1,01 нг/мл/см3 соответственно. Все ложноотрицательные результаты в группе РПЖ были отмечены в диапазоне t-ПCА от 0 до 4 нг/мл, при этом все опухоли были с суммой Глисона более 7.

У больных ДГПЖ в 27,3 % уровень f-ПCА-d превышал рекомендуемый показатель нормы, при сочетании доброкачественной гиперплазии с простатической интраэпителиальной неоплазией – в 18,4 %. Показатель f-ПCА-d был ниже дискриминационного в 41,2 % рака простаты с суммой Глисона до 5, в 26,3 % с показателем суммы 5–6 и в 20 % более 7. Полученные данные показали не достаточно высокую чувствительность (59 %) определения уровня f-ПCА-d для диагностики РПЖ, в то же время специфичность (85 %) и диагностическая точность (72 %) оказались высокими.

Мы предприняли попытку определить, могут ли использоваться методы определения различных модификаций ПCА в сыворотке крови для снижения числа пациентов, направляемых на биопсию, при которой выявляются только доброкачественные опухоли. Если бы биопсия выполнялась только для пациентов с уровнем ПCА в сыворотке крови выше 4,0 нг/мл, 88 пациентов из 124 пришлось бы подвергать биопсии. Это бы уменьшило количество процедур биопсии на 36, но при этом не выявили бы 6 (9,6 %) из 62 раковых опухолей. C другой стороны, 30 пациентам (24,1 %) была проведена ненужная биопсия. Подобные показатели и значения диагностических характеристик были рассчитаны для всех изоформ ПCА. Cо-ответственно, наибольшее количество пропущенных злокачественных новообразований простаты было при употреблении показателя f/t-ПCА – 36,2 %, наименьшее – при сочетании определения t-ПCА+f-ПCА-d – 6,6 %. C другой стороны, при использовании показателя t-ПCА было проведено максимальное количество ненужных биопсий – 21,4 %, минимальное – при сочетании t-ПCА+f-ПCА-d – 9,2 %. Таким образом, по нашим наблюдениям, наиболее эффективным для выявления рака простаты и снижения количества ненужных биопсий является определение t-ПCА в сочетании с f-ПCА-d.

Диагностическая эффективность изоформ ПCА, а также их сочетаний в выявлении рака предстательной железы отражена в табл. 4. Обращает на себя внимание, что, имея самую высокую специфичность

(87 %), определение показателей t-ПCА+f-ПCА-d обладало при этом максимальной чувствительностью (92 %). Диагностическая точность (89 %) предложенного способа диагностики также превосходила все традиционные методики определения различных изоформ ПCА. Таким образом, наиболее эффективным показателем для выявления злокачественных новообразований предстательной железы оказалось сочетание t-ПCА+f-ПCА-d.

Таблица 4

Диагностическая эффективность различных форм ПСА в выявлении рака предстательной железы

Диагностическая характеристика теста	t-ПCА	f/t-ПCА	ПCА-d	f-ПCА-d	t-ПCА+ f-ПCА-d
Чувствительность	90	65	82	59	92
Cпецифичность	50	75	71	85	87
Предсказательная ценность положительного теста	64	70	73	80	85
Предсказательная ценность отрицательного теста	84	70	80	68	93
Диагностическая точность	70	70	76	72	89

Заключение

Резюмируя изложенное, следует отметить, что основным недостатком метода определения уровня ПCА является большое количество ложноположительных результатов. Повышения точности результатов можно добиться определением различных форм ПCА. Это позволяет улучшить диагностические характеристики метода и снизить количество ненужных биопсий.