Перспективы современных методов диагностики рака почки (обзор)

ческих особенностях опухолевого роста и патогенеза развития заболевания. РП входит в десятку наиболее часто встречающихся в мире злокачественных новообразований и признается вторым по частоте встречаемости онкологическим заболеванием мочеполовой системы [1]. В 60-85% всех выявленных случаев диагностируются два основных вида РП: почечно-клеточный рак (ПКР) и карцинома почечной лоханки [2, 3]. К наиболее распространенному заболеванию относится первый вид, на долю которого приходится до 90% всех случаев РП [4, 5]. Особенностью течения заболевания является медленный и незаметный рост с одновременной агрессивностью и непредсказуемостью течения [6]. Заболевание протекает, как правило, скрыто. Более 50% случаев рака выявляются случайно. Диагноз ПКР часто ставится на поздних стадиях, когда невозможно прибегнуть к органосохняющей операции [7, 8]. Это приводит к поздней диагностике заболевания, неудовлетворительному ответу прежде всего на хирургические методы лечения, низким показателям выживаемости (общая и 5-летняя выживаемость не превышают 12 мес., или 5%) и высокой летальности больных вследствие ранней диссеминации опухоли [8, 9].

Большое внимание к проблеме повышения качества диагностики связано с тем, что далеко не всегда с достаточно высокой точностью можно прогнозировать течение заболеваний у конкретного больного [9]. Чувствительность и специфичность классических прогностических факторов, таких как размер опухоли, стадия заболевания, степень дифференцировки и злокачественности опухолевых клеток, недостаточна. Это определяет необходимость разработки новых дополнительных критериев в определении прогноза выживаемости больных после проведения хирургического лечения РП [9, 10]. Кроме того, большое значение в настоящее время имеет и необходимость для пациентов быть информированными по различным аспектам заболевания ПКР, включая риск метастазирования и вероятного исхода. Точные факторы прогноза необходимы для разработки оптимальных алгоритмов ведения послеоперационных больных и предупреждения рецидивирования заболевания [9, 10].

В настоящее время выявление новых диагностических и прогностических факторов РП остается одним из ведущих направлений современной онкоурологии [4, 10].

ПКР возникает из эпителия проксимальных почечных канальцев. Развитие ПКР происходит вследствие инактивации гена VHL (von Hippel-Lindau), вызванной соматическими мутациями, аллельными делециями, метилированием. Ген инактивируется в 75% развития заболевания [4].

Показано, что инактивация гена VHL происходит на фоне хронического воспаления в почечной паренхиме. Воспалительный процесс запускает каскад реакций, в результате которых среди эпителиальных клеток появляются субклоны с различными наборами хромосом, свидетельствующие о накоплении в опухоли генетических нарушений и усилении ее генетической нестабильности [11–13].

Белковый продукт VHL-гена в нормальных условиях регулирует уровень HIF (hypoxia-inducible factor — фактор, индуцируемый гипоксией), связываясь с последним и инактивируя его [14]. Мутационные изменения белка VHL вызывают потерю способности транскрипционного фактора HIF-1α утилизироваться в протеасомном комплексе. Это сопровождается его накоплением в клетке [15].

В ткани ПКР в отсутствие функционально-активного белка VHL наблюдается повышение экспрессии и активности транскрипционного фактора NF-κΒ [16, 17]. В результате потери селективности гломерулярного барьера и усиления процессов реабсорбции активируются NFkB-зависимая (опосредованная ядерным фактором каппа) и NFkB-независимая стимуляция транскрипции генов [18]. В результате даль- нейшее развитие ПКР связано с участием большого числа цитокинов и ростовых факторов, действие которых направлено на канальцевые эпителиоциты, клетки клубочков и эндотелиальные клетки, вызывая как их пролиферацию и гипертрофию, так и блокируя апоптоз [19].

Развитие опухолевого роста имеет последовательный характер. На фоне хронического воспалительного процесса снижается активность дифференцировки эпителиальных клеток, происходит усиление их пролиферации [20]. Эти процессы становятся причиной возникновения клеточного атипизма и развития злокачественного новообразования [21]. При этом опухолевые клетки постоянно взаимодействуют с иммунной системой организма, которая способна не только пассивно избегать узнавания, но и активно влиять на иммунную систему [21]. Прежде всего, растворимые белки и медиаторы, производимые опухолевыми клетками, привлекают моноциты и меняют состав опухолевого микроокружения, развиваются в особый тип опухолеассоциированных макрофагов (ТАМ), которые способны локально подавлять противоопухолевый иммунный ответ [22–25]. Большинство аденокарцином содержат воспалительные инфильтраты, образованные макрофагами, лимфоцитами и гранулоцитами, которые, продуцируя различные цитокины, в том числе провоспалительные, оказывают влияние на опухолевую инициацию, рост и прогрессию злокачественных новообразований [25, 26]. При этом макрофаги, попадая в очаг опухолевого роста, под влиянием микроокружения приобретают свойства, которые вынуждают их обеспечивать опухолевый рост [26–28]. Они начинают секретировать целый спектр цитокинов и ростовых факторов, например TNF-α,VEGF, эпидермальный ростовой фактор EGF, матриксные металлопротеиназы [29–31].

Установлено, что рост опухоли у больных РП, в том числе ПКР, сопровождается накоплением ассоциированных с опухолью макрофагов (TAMs), отличных от нормальных макрофагов ткани (MTMs) по функциональным и молекулярным характеристикам. Высокая плотность макрофагов в опухоли связана с негативным прогнозом [32]. Установлено также, что ассоциированные с опухолью TAM относятся к ключевым клеткам, контролирующим опухолевый ангиогенез. Последние в микроокружении опухоли меняют фенотип TAM, способствуя накоплению макрофагов фенотипа М2, обладающих проопухолевым действием, связанным с их противовоспалительной и ангиогенной активностью [33–35]. В целом ряде исследований последних лет показано, что макрофаги фенотипа М2 являются одним из основных производителей проангиогенных факторов в злокачественных опухолях. Накопление и сохранение макрофагов в участках гипоксии опухолевой ткани способствует выработке индуцируемого гипоксией фактора-1 (HIF-1), регулятора экспрессии VEGF-А [33, 36–38].

Включение ангиогенного переключателя становится ведущим в прогрессии роста опухолевой ткани и метастазировании [37]. Как установлено, образование новых кровеносных сосудов имеет важное значение для быстро растущих опухолевых клеток, которым необходимы питательные вещества и кислород. Ангиогенный переключатель позволяет опухолевым клеткам выжить и обеспечивает им доступ в сосудистую систему [39]. Кроме того, формирующиеся опухолевые микрососуды отличают высокая проницаемость, хаотичный характер ветвления, многочисленные петли, отсутствие структурированности сосудистой сети и малочисленность перицитов. Экспрессия VEGF повышает их проницаемость. Это увеличивает интерстициальное и внутриопухолевое давление, способствует проникновению опухолевых клеток в кровоток и метастазированию [40, 41]. Злокачественные клетки, инфильтрированные ассоциированными с опухолью TAM, являются основными участниками активации выработки ангиогенных факторов, приводящих к активации опухолевого ангиогенеза [33].

В значительной мере появление современной панели молекулярно-генетических маркеров связано с результатами генетических исследований, согласно которым выявлено, что развитие РП происходит вследствие серии нарушений, приводящих к инактивации генов-супрессоров и стимуляции онкогенов [42–44].

Согласно ряду исследований не установлена взаимосвязь между степенью мутации гена VHL и результатами проведенной таргетной терапии у больных РП. В связи с этим сформировалось мнение, что аберрации VHL свидетельствуют только о высокой вероятности возникновения РП и не могут считаться биомаркерами раннего выявления либо предсказания эффективности таргетной терапии у больных РП [4, 5, 44].

Внедрение в клиническую практику метода полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ) позволило установить гены, экспрессия которых характеризует светлоклеточный ПКР с достаточно высокой чувствительностью и специфичностью.

К новой панели генетических маркеров можно отнести определение генов CA9, HIG2, STC2 на основе исследования уровня мРНК методом ПЦР-РВ. Данное исследование уровня мРНК позволяет быстро (в течение одного дня) диагностировать светлоклеточный ПКР, а также в дальнейшем продолжить неинфа-зивную диагностику рака почки путем определения данных генов в плазме крови [4].

Считается, что некоторые виды мРНК входят в состав системы самозащиты организма от злокачественных опухолей. Другие виды мРНК, напротив, имеют проонкогенную активность. Они участвуют в изменении регуляции клеточных процессов и ангиогенеза, способствуют возникновению опухолей. Появляются данные исследований, направленных на создание препаратов, которые бы целенаправленно воздействовали на канцерогенное мРНК-звено. Определение мРНК также относят к информативным показателям при выявлении метастазов после радикального лечения почечной карциномы [39].

В настоящее время на различных уровнях клинической апробации находятся большое количество молекулярно-генетических маркеров. Среди них: ферритин, p53, CAIX, CAXII, CD44, PTEN и другие [42, 45].

В зависимости от анализируемого материала выделены группы потенциальных диагностических биомаркеров РП. К ним отнесены тканевые маркеры (факторы гипоксии (HIF, карбоангидраза IX), маркеры пролиферации (Ki-67), маркеры апоптоза (Sur-vivin), регуляторы клеточного цикла (PTEN, P21, P53), маркеры инвазии (CD44), маркеры, определяемые в сыворотке крови (VEGF, CAIX, miR, матриксные металлопротеиназы), маркеры, определяемые в моче (NMP-22) [38, 46, 47, 48]. Наибольшую диагностическую ценность имеют тканевые и сывороточные биомаркеры [49–51].

Один из маркеров хронически протекающего в почечной паренхиме воспаления запускает каскад реакций, в результате которых происходит повышение экспрессии транскрипционного фактора NF-κB MCP-1 (моноцитарный хемотаксический протеин-1, monocyte chemotactic protein-1). Его концентрация в сыворотке крови и моче больных РП считается маркером активности воспалительного процесса на уровне экстрацеллюлярного матрикса почечной паренхимы [52, 53]. Установлено, что концентрация MCP-1 в сыворотке крови больных почечно-клеточным раком I, II и III стадий выше, чем у здоровых людей и пациентов с IV стадией заболевания [32, 34, 55].

Еще одним из наиболее изучаемых в последние годы биологических маркеров у больных РП стал VEGF (vascular endothelial growth factor, фактор роста эндотелия сосудистого русла) [54, 55]. Не менее важным участником опухолевого ангиогенеза становятся тромбоциты. В a-гранулах скелетов клеток содержатся такие регуляторы ангиогенеза, как VEGF, тромбоцитарный фактор роста (PDGF), основной FGF (BFGF), инсулиноподобный ростовой фактор, ангиопоэтин-1, сфингозин-1-фосфат и матриксные металлопротеиназы [47, 55].

Согласно результатам ряда наблюдений, определение уровня VEGF в биологических жидкостях больных РП считается полезным для анализа и контроля эффективности назначенной таргетной терапии [39, 46, 51, 52]. Высокая чувствительность и специфичность данного биологического маркера при диагностике РП позволяют предположить, что его можно использовать для оценки стадии заболевания и для динамического наблюдения за пациентами.

Маркером РП считают и метаболический онкомаркер TuM2Pk, характеризующий особый метаболизм злокачественных клеток и их ускоренный рост. Отмечается взаимосвязь между стадией опухолевого процесса по шкале Робсона и концентрацией TuM2Pk. Выявлены различия значения TuM2Pk у пациентов с РП и у пациентов с воспалительными заболеваниями почки. Установлено, что определение концентрации TuM2Pk и VEGF в крови больных РП имеет большое значение при определении стадии заболевания, так как они способны реагировать на степень инвазии опухолевого узла [57].

Исследование молекулярных маркеров, клиническое значение которых было подтверждено у больных РП, создает новые возможности для развития персонализированной медицины и предиктивного подхода к стратификации и развитию стратегии лечения пациентов данной группы [58–60]. Классификация этих маркеров в соответствии с рекомендациями РСМА уже представлена в разделе «Биомаркеры. Стандартизация и практическое применение в медицинской практике» Белой книги (White Paper; EPMA Journal, 2012) [60].

Особое внимание привлекают маркеры ТАМ. Свое участие в развитии ПКР опосредуют путем секреции широкого спектра цитокинов, влияющих на пролиферацию и функциональную активность опухолевых клеток. Рядом исследований установлено, что простое измерение количества ТАМ и экспрессии различных проангиогенных факторов ангиогенеза открывает новые горизонты для эффективного и персонализированного лечения больных ПКР [61].

Цитокины, вырабатываемые ТАМ, отнесены к перспективным молекулярным маркерам, позволяющим контролировать в условиях клинической практики активность процессов опухолевого роста, своевременно распознавать развитие метастазов и рецидивов заболевания. Кроме того, «реактивация макрофагов» в настоящее время становится одним из перспективных направлений лечения РП [26]. Вместе с тем, несмотря на появившиеся за последнее десятилетие работы по данной теме, окончательное представление об индивидуальном контроле с помощью лабораторных маркеров ТАМ процессов развития ПКР у больных на разных стадиях заболевания еще предстоит сформировать.

Авторский вклад: написание статьи — Ю. М. Комягина, Ю. Е. Никольский, А. Ю. Королев, Н. Б. Захарова, А. Н. Понукалин; утверждение рукописи для публикации — Н. Б. Захарова.