Роль воспалительных цитокинов в гематогенном метастазировании немелкоклеточного рака лёгкого

Материалы и методы: В исследовании участвовали 35 больных в возрасте от 48 до 77 лет (27 (77,1%) мужчины и 8 (22,9% женщин), прооперированных в 2014–2018 гг. в клинике НИИ онкологии Томского НИМЦ по поводу немелкоклеточного рака лёгкого (НМРЛ) T1–4N0–ХM0 стадии. В предоперационном периоде 17 больным было проведено 2–3 курса неоадъювантной химиотерапии (НАХТ) по схеме: паклитаксел 175 мг/м2 в/в 1-й день +карбоплатин AUC 6 в/в в 1-й день, интервал между курсами — 3 недели. Морфологический диагноз рака лёгкого устанавливался согласно «Гистологической классификации опухолей легкого» (ВОЗ, 2015). В 20 (57,1%) случаях был диагностирован плоскоклеточный рак, в 14 (40,0%) — аденокарцинома лёгкого различной степени дифференцировки, в 1 случае (2,9%) — мукоэпидермоидная карцинома. У мужчин чаще встречался плоскоклеточный рак — в 74% случаев. У 7 женщин, вошедших в исследование, была выявлена аденокарцинома различной степени дифференцировки, у 1 — мукоэпидермоидная карцинома. У 6 пациентов развились гематогенные метастазы. Материалом для исследования служила венозная кровь, взятая утром натощак накануне операции. Концентрация воспалительных цитокинов (IL-1b, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-12, IL-17a, IL-33, TNFa, IFNg), хемокинов (CXCL-8 (IL-8), CCL-2 (MCP-1), CCL-5 (RANTES) и CXCL-12 (SDF-1)) и фактора роста (VEGFA) в периферической крови оценивалась мультиплексным методом xMAP с помощью наборов MILLIPLEX Human Cytokine/Chemokine Panel I и MILLIPLEX Human Cytokine/Chemokine Panel II (Merck, США). Содержание клеток-предшественников костномозгового происхождения оценивали методом проточной цитометрии. Клетки окрашивали коктейлем антител против CD45, CD34, CD133, CD202, VEGF-R1, CD90, CDD11b (Sony Biotechnology, США). Оценивали содержа- ние гемопоэтических стволовых/прогениторных клеток (HSPC), эндотелиальных клеток-предшественников (EPC), клеток-предшественников макрофагов (MPC) и мезенхимальных стволовых клеток (MSC). Статистический анализ проводился с использованием программы GraphPad Prism 8.3.0 (GraphPad Software, США). Проверку нормальности распределения показателей осуществляли с помощью критерия Шапиро–Вилка. Для оценки участия цитокинов в формировании преметастатических ниш и гематогенных метастазов использовали многофакторный анализ (метод логистической регрессии). Пороговый уровень показателей определялся с помощью ROC-анализа. Для сравнения независимых выборок использовали критерий Манна–Уитни. Для оценки взаимосвязи концентрации цитокинов и клеток-предшественников в периферической крови использовали метод корреляции Спирмена. Обсуждались результаты с достоверностью различий при р < 0,05 и с тенденцией к различиям при р≤0,1.

Результаты: Воспаление является неотъемлемой частью опухолевого микроокружения. Цитокины, участвующие в воспалении, могут способствовать также формированию преметастатических ниш, где в последствие, согласно теории Д. Лайдена, возникают отдаленные метастазы. Так, хе-мокины вовлечены в рекрутирование клеток-предшественников из костного мозга — ключевой процесс образования преметастатической ниши. Важным фактором хомминга клеток-предшественников является также наличие очага хронического воспаления, в поддержании которого участвуют такие цитокины как IL-1b, IL-18, IL-33, IL-6, IL-8, TNFa и др. Биологическим смыслом создания преметастатиче-ской ниши является обеспечение оптимальных условий для роста метастаза. В связи с этим в крови больных НМРЛ была проведена оценка содержания воспалительных цитокинов (IL-1b, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-12, IL-17a, IL-33, TNFa, IFNg), хемокинов (CXCL-8 (IL-8), CCL-2 (MCP-1), CCL-5 (RANTES) и CXCL-12 (SDF-1)) и фактора роста (VEGFA), а также уровня клеток-предшественников HSPC, EPC, MPC и MSC.

Проведение предварительного сравнения сывороточных концентраций изучаемых цитокинов в зависимости от возраста, пола и гистологического варианта НМРЛ не показало статистических различий. Логистический регрессионный анализ позволил выявить среди воспалительных цитокинов основных участников формирования преметастатических ниш и гематогенных метастазов. Так, было установлено, что у пациентов, не получавших НАХТ, снижение уровня CCL-2 (MCP-1) и CCL-5 (RANTES) и увеличение концентрации CXCL-8 (IL-8) и в крови CXCL-12 (SDF-1) было сопряжено с высоким риском развития гематогенных метастазов (χ2 = 15,6; p = 0,004). Кроме того, была установлена обратная корреляционная связь между концентрацией CCL-5 (RANTES) и количеством HSPC (R=-0,8, р=0,007).

Интересно отметить, что НАХТ снижала сывороточную концентрацию CXCL-12 (SDF-1) (р = 0,008) и увеличивала концентрацию CCL-5 (RANTES) (р = 0,1), у пациентов без гематогенных метастазов. Иная картина наблюдалась у пациентов с гематогенными метастазами. У этих больных

Рак легкого

НАХТ способствовала повышению уровня CXCL-12 (SDF-1) (р = 0,083) и снижению уровня CCL-5 (RANTES) (р = 0,1).

Таким, образом снижение сывороточного уровня CCL-5 (RANTES) и увеличение концентрации CXCL-12 (SDF-1) могло способствовать рекрутированию HSPC и формированию преметастатических ниш и, впоследствии, гематогенных метастазов у пациентов.

Заключение: При НМРЛ в периферической крови изменяется содержание цитокинов, участвующих в воспалении и формировании преметастатической ниши. Высокий риск развития преметастатических ниш и формирования гематогенных метастазов сопряжен с высокими концентрациями SDF-1 и IL-8 и низкими концентрациями хемокинов MCP-1 и CCL5 (RANTES). Кроме того, необходимо учитывать влияние НАХТ, которая в некоторых случаях способствует созданию благоприятных условий для формирования пре-метастатических ниш и гематогенных метастазов.

Исследования выполнены при поддержке гранта Президента РФ НШ-2701.2020.7 — «Разработка новых подходов к прогнозированию течения карцином молочной железы и легких с учетом морфологической и молекулярно-генетической гетерогенности опухоли».