CC BY
20
Клиническое значение молекулы повреждения почек К1М-1 в плазме крови больных почечно-клеточным раком
DOI: 10.17650/1726-9776-2020-16-4-39-47
Clinical implication of kidney injury molecule (KIM-1) in blood plasma of renal-cell cancer patients E.S. Gershtein1,2, D.S. Naberezhnov1,3, A.A. Alferov1,2, S.D. Bezhanova1, N.F. Frolova4, V.B. Matveev1, N.E. Kushlinskii1,2
1N.N.. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, Ministry of Health of Russia; 24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478, Russia;
2A.I. Yevdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry, Ministry of Health of Russia; 20/1 Delegatskaya St., Moscow 127473, Russia;
3V.A. Engelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of Sciences; 32 Vavilova St., Moscow 119991, Russia;
4City Clinical Hospital No. 52, Moscow Healthcare Department; 3 Pekhotnaya St., Moscow 123182, Russia
Е.С. Герштейн1' 2, Д.С. Набережнов1' 3, А.А. Алферов1' 2, С.Д. Бежанова1, Н.Ф. Фролова4,
В.Б. Матвеев1, Н.Е. Кушлинский1, 2
1ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России;
Россия, 115478 Москва, Каширское шоссе, 24; 2ФГБОУ ВО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России; сс
Россия, 127473 Москва, Делегатская ул., 20/1; 3ФГБУН«Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук»; Россия, 119991 Москва, ул. Вавилова, 32; 4ГБУЗ г. Москвы «Городская клиническая больница № 52 Департамента здравоохранения г. Москвы»; ю
Россия, 123182 Москва, ул. Пехотная, 3 ^
о
Контакты: Елена Сергеевна Герштейн esgershtein@gmail.com
о
N
Введение. Важнейшая задача в области улучшения результатов лечения почечно-клеточного рака (ПКР) — поиск и валидация см маркеров для его ранней диагностики, которых в клинической практике пока нет. Установлено, что еще до возникновения ^ и/или выявления ПКР повышается уровень молекулы повреждения почек 1 (kidney injury molecule 1, KIM-1) в плазме крови. ос
Цель исследования — сравнительная оценка уровней KIM-1 в плазме крови здоровых доноров, больных раком, пациентов с добро- |_ качественными новообразованиями и неопухолевыми патологиями почек и ее роли в диагностике и прогнозе рака почки. §
Материалы и методы. Обследованы 125 больных ПКР (возраст 33—81 год), 14 пациентов с доброкачественными новообразова- ® ниями почки (29—84года), 90пациентов с хроническими нефритами (28—82года) и 68практически здоровых доноров (18—71 год). g Содержание KIM-1 в плазме крови определено с помощью наборов Human Serum TIM-1/KIM-1/HAVCR Quantikine® ELISA kit (R&D ас Systems Biotechne®, США). о
Результаты. Содержание KIM-1 в плазме крови больных ПКР и хроническими нефритами статистически значимо выше, чем в контроле (медиана 305, 282 и 37,8 пг/мл соответственно;p <0,0001). Частота превышения порогового уровня 90пг/мл, соответствующего верхнему 95 % доверительному интервалу контроля, у больных ПКР составила 79,2 %, у больных нефритами — 83 %, у пациентов с доброкачественными опухолями — 50 %. Специфичность относительно здоровых доноров составила 96 %. Уровень KIM-1 высокозначимо повышался с увеличением распространенности рака почки и уже при I стадии в 4,3 раза по медиане превышал показатели группы контроля (р <0,0001). Частота выявления I—II стадии рака почки при пороговом уровне 90 пг/мл — 75 %; III—IV стадии — 94 %. Наиболее высокие уровни KIM-1 обнаружены у больных папиллярным раком (медиана 644 пг/мл), что более чем вдвое выше, чем при светлоклеточном, и в 32 раза выше, чем при хромофобном раке. Уровень KIM-1 в 7раз выше по медиане при степени злокачественности G3_4, чем при G—2 (p <0,0001). При пороговом уровне KIM-1163 пг/мл, соответствующем медиане при I стадии, выявлены значимые различия в показателях 3,5-летней выживаемости как в общей группе (при высоком уровне маркера — 49 %, при низком — 95 %; p <0,01), так и при Iстадии ПКР (62 и 100 % соответственно;p <0,05). Заключение. KIM-1 плазмы крови может стать первым высокочувствительным маркером для раннего выявления ПКР, но не позволяет провести дифференциальную диагностику опухолевых и неопухолевых поражений почек. Повышенный уровень KIM-1 в плазме является фактором неблагоприятного прогноза независимо от степени распространенности опухолевого процесса.
Ключевые слова: KIM-1, плазма крови, почечно-клеточный рак, доброкачественное новообразование почки, хронический нефрит, диагностика, прогноз
Для цитирования: Герштейн Е.С., Набережнов Д.С., Алферов А.А. и др. Клиническое значение молекулы повреждения почек KIM-1 в плазме крови больных почечно-клеточным раком. Онкоурология 2020;16(4):39—47.
BY 4.0
св
™ Background. The most important task in the field of renal-cell cancer (RCC) treatment results improvement is the search and validation jj of the markers for its early diagnostics still absent in the clinical practice. It was established that even before the onset and/or detection of RCC
the levelofkidney injury molecule-1 (KIM-1) in blood plasma did increase. c3 Objective of the study — comparative evaluation of KIM-1 levels in blood plasma of practically healthy persons, RCC cancer, benign kidney c3 tumor patients, patients with non-oncological renal pathologies, and analysis of its role in RCC diagnostics and prognosis.
Materials and methods. 125 RCC (age 33—81 years), 14 — benign kidney neoplasms (29—84 years) patients, 90patients with chronic nephritis (28—82 years) and 68 practically healthy persons (18—71 years) were included in the study. Plasma KIM-1 content was measured using Human Serum TIM-1/KIM-1/HAVCR Quantikine® ELISA kit (R&D Systems Biotechne®, USA). e Results. KIM-1 level in blood plasma of RCC and chronic nephritis patients was significantly higher than in control (medians 305, 282 and 37.8pg/ml respectively, p <0.0001). The rate of KIM-1 elevation over cut-off value 90pg/ml corresponding to the upper 95 % confidence OC interval of control in RCC patients comprised 79.2 %, in patients with nephritis — 83 %, in those with benign renal tumors — 50 %. Specific-ts ity in relation to healthy control was 96 %. KIM-1 level highly significantly increased with RCC progression, and already at stage I was 4.3-fold higher by median than in control (p <0.0001). Sensitivity of stage I—II RCC detection at cut-off 90 pg/ml comprised 75 %; stage III—IV — 94 %. The highest plasma KIM-1 levels were detected in papillary cancer patients (median 644pg/ml), that was more than 2-fold „ higher than in clear-cell and 32-fold higher than in chromophobic RCC. Plasma KIM-1 median level was 7-fold higher in patients with ^ G3_4RCC than in those with G1-2 (p <0.0001). At the cut-off KIM-1 value of 163pg/ml, corresponding to the median at stage I, significant g differences in 3.5-years overall survival both in the total group: 49 % at high, 95 % at low marker level (p <0.01), and at stage I RCC: 62 %
and 100 % respectively (p <0.05) — were revealed. g Conclusion. Plasma KIM-1 may become the first highly sensitive marker for the early detection of RCC, but it does not allow differentiating «N between oncologic and non-oncologic renal pathologies. Increased basal plasma KIM-1 is an unfavorable prognostic factor irrespective of the stage of tumor progression.
Key words: KIM-1, blood plasma, renal-cell cancer, benign kidney neoplasm, chronic nephritis, diagnostics, prognosis
For citation: Gershtein E.S., Naberezhnov D.S., Alferov A.A. et al. Clinical implication of kidney injury molecule (KIM-1) in blood plasma of renal-cell cancer patients. Onkourologiya = Cancer Urology 2020;16(4):39—47. (In Russ.).
Введение
Почечно-клеточный рак (ПКР) занимает 3-е место среди опухолей мочеполовой системы. Длительное бессимптомное течение — причина его поздней диагностики: около 40 % пациентов на этапе постановки диагноза имеют либо большую первичную опухоль, либо отдаленные метастазы. Несмотря на значительные успехи в лекарственном лечении рака почки, достигнутые в последние годы и связанные с использованием таргетных антиангиогенных препаратов, а также современной иммунотерапии, основанной на подавлении сигнального пути контрольных точек иммунитета, радикальное удаление опухоли по-прежнему остается главной гарантией успешного лечения и длительного безрецидивного периода. В связи c этим одной из наиболее актуальных задач в области улучшения результатов лечения ПКР являются поиск и ва-лидация молекулярных маркеров для его ранней неин-вазивной диагностики, которых в клинической практике пока не существует.
В июле 2018 г. впервые были опубликованы результаты кооперированного международного популяци-онного исследования, показавшие, что еще до возникновения и/или выявления рака почки в плазме крови повышается уровень молекулы повреждения почек 1 (kidney injury molecule-1, KIM-1) [1]. Авторы предположили, что KIM-1 может оказаться перспективным маркером для ранней диагностики ПКР, однако репрезентативных сравнительных исследований KIM-1
в периферической крови пациентов с новообразованиями и неопухолевыми патологиями почек и лиц без почечных патологий до настоящего времени не проводилось.
Белок KIM-1, известный также как TIM-1 или HAVcr-1 (Hepatitis A virus cellular receptor 1), — представитель семейства белков TIM (T cell immunoglobulin and mucin domen), участвующих в регуляции врожденного и адаптивного иммунитета [2, 3], впервые был выявлен как маркер повреждения почек в 1998 г. T. Ichimura и соавт. [4] в результате сравнительного анализа спектра экспрессии матричной РНК в эпителии нормальной и регенерирующей по-стишемической почки. Было показано, что KIM-1 экспрессируются на очень низком уровне в нормальной почке, но его экспрессия многократно возрастает при ишемическом поражении почек, локализуясь в регенерирующем проксимальном тубулярном эпителии поврежденных участков, особенно в мозговом веществе, где находится сегмент S3, наиболее подверженный ишемическому инсульту.
Экспрессия KIM-1 способствует приобретению регенерирующими клетками поврежденного почечного эпителия свойств эндогенных фагоцитов: KIM-1 выступает в роли медиатора поглощения апоптотических и некротических обломков клеток в просвете почечного канальца, связываясь с фосфатидилсерином и окисленными липопротеидами на поверхности апоптоти-ческих клеток и способствуя их интернализации [3, 5].
KIM-1 локализуется на апикальной поверхности клеточной мембраны, и отщепление его внешнего домена приводит к образованию растворимой формы, которую можно выявить в моче или периферической крови [6—9]. Именно этот растворимый фрагмент и явился предметом вышеуказанного популяционно-го исследования [1]. Образование растворимого KIM-1 практически полностью подавляется в присутствии ингибиторов матриксных металлопротеиназ, что свидетельствует об участии представителей этого семейства в расщеплении KIM-1 и образовании растворимого внеклеточного фрагмента [10].
Уровень KIM-1 в моче повышается даже при минимальном проявлении заболевания при различных патологиях почек, в том числе при диабетической нефропа-тии, обширных кардиохирургических вмешательствах, нефротоксичной химиотерапии и др. [11—13]. В относительно небольшом количестве исследований KIM-1 в качестве уринологического маркера ПКР показано, что уровень маркера в моче больных светлоклеточным раком повышен на всех стадиях заболевания, но положительно коррелирует с размером первичной опухоли, а после нефрэктомии его уровень резко снижается [14— 18]. Наиболее высокие уровни KIM-1 в моче выявляются у пациентов с неблагоприятными клинико-морфо-логическими характеристиками [19]. Аналогичные закономерности нам также удалось продемонстрировать для KIM-1, циркулирующего в периферической крови 99 больных светлоклеточным раком почки [20].
Цель исследования — сравнительная оценка уровней KIM-1 в плазме крови здоровых доноров, больных раком, пациентов с доброкачественными новообразованиями и неопухолевыми патологиями почек, взаимосвязи маркера с основными клинико-морфологиче-скими характеристиками ПКР и его роли в диагностике и прогнозе этого заболевания.
Материалы и методы
Были обследованы 125 больных ПКР (76 мужчин, 49 женщин; возраст 33—81 год), 14 пациентов с доброкачественными новообразованиями почки (3 мужчин, 11 женщин; возраст 29—84 года), проходивших обследование и лечение в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Бло-хина в 2015—2016 гг., а также 90 пациентов с неопухолевыми патологиями почек (хронические нефриты различного гистологического строения и степени тяжести; 49 мужчин, 41 женщина; возраст 28—82 года), находившихся на лечении в Городской клинической больнице № 52 г. Москвы в 2019 г. В группу контроля вошли 68 практически здоровых доноров (39 мужчин, 29 женщин; возраст 18—71 год). У 66 больных раком почки диагностирована I стадия заболевания, у 15 — II, у 18 — III, у 26 — IV. Гистологические варианты ПКР и доброкачественных новообразований почки выделяли согласно международной классификации Всемирной
организации здравоохранения (2016). Опухоли 106 пациентов представляли собой светлоклеточный, 10 — папиллярный, 9 — хромофобный ПКР. Среди пациентов с доброкачественными новообразованиями у 8 была ангиомиолипома, у 4 — онкоцитома, у 2 — кисты почек.
Содержание KIM-1 в плазме крови, полученной по стандартной методике с использованием этилен-диаминтетрауксусной кислоты, определяли с помощью стандартных наборов реактивов для прямого иммуноферментного анализа Human Serum TIM-1/ KIM-1/HAVCR Quantikine® ELISA kit (R&D Systems Biotechne®, США) в соответствии с инструкциями производителя. Измерения проводили на полуавтоматическом иммуноферментном анализаторе BEP 2000 Advance (Siemens Healthcare Diagnostics, Германия). Содержание маркера выражали в пикограммах (пг) на 1 мл плазмы крови.
Статистический анализ клинико-лабораторных данных выполняли с помощью математических пакетов Statistica 10.0 (StatSoft, Inc.) и SPSS 20. В связи с тем, что распределение исследуемого показателя значимо отличалось от нормального, применяли непараметрические методы сравнения: для несвязанных признаков при количестве групп более 2 — непараметрический тест Краскела—Уоллиса, при сопоставлении 2 независимых групп — тест Манна—Уитни. Для расчета пороговых значений вычисляли 95 % доверительный интервал показателя в группе контроля, а также определяли значимые пороговые уровни методом построения ROC-кривых. Выживаемость пациентов оценивали методом Каплана—Майера, а также с помощью регрессионной многофакторной модели Кокса. В таблицах показаны пределы колебаний показателей (min—max), медианы (Me) и границы нижнего и верхнего квартилей (Q1; Q3). Различия считали статистически значимыми прир <0,05.
Результаты
Содержание KIM-1 в плазме крови больных ПКР и пациентов с неопухолевыми патологиями почек статистически значимо выше, чем в группе контроля (медианы 305, 282 и 37,8 пг/мл соответственно; p <0,0001; табл. 1). У пациентов с доброкачественными новообразованиями почек уровень KIM-1 (медиана 84,3 пг/мл) ниже, чем у больных ПКР (p <0,001) и у пациентов с нефритами (р <0,05), но выше, чем у лиц группы контроля (это различие не является статистически значимым).
Уровни KIM-1 в группе контроля колебались в наименьших пределах — от 12,8 до 142 пг / мл; чаще (73,5 %) выявляли уровень маркера менее 60 пг/мл. При этом верхний 95 % доверительный интервал составлял 89,5 пг /мл, поэтому в качестве порогового уровня KIM-1 было принято значение 90 пг/мл.
CS
U
в* u
N а N it
cv а
JN «t
CS
U
е*
U
N а N it
Таблица 1. Содержание KIM-1 в плазме крови пациентов с опухолями почек, больных нефритами и лиц группы контроля Table 1. KIM-1 content in blood plasma of renal tumor patients, patients with nephritis and control group
Примечание. p—j <0,0001;p0 3 <0,0001;p1 2 = 0,0042;p2_3 = 0,011 (тест Манна—Уитни). Note.p0_1 <0.0001;p-3 <0.0001;p1-2 = 0.0042;p2_3 = 0.011 (Mann-Whitney test).
KIM-1, пг/мл
Обследованная группа
n min—max Me Q1; Q3 95 % доверительный интервал 95 % confidence interval
Контроль0 Control0 68 12,8-142 37,8 26,2; 60,8 17,8-89,5
Рак почки1 Renal cancer1 125 0-21930 305 105;1383 25,1-11070
Доброкачественные новообразования почки2 Benign renal neoplasms2 14 20,2-392 84,3 38,6; 153 20,2-392
Хронические нефриты3 Chronic nephritis3 90 11,56274 282 131; 634 44,1-2206
Наибольший разброс концентраций К1М-1 в плазме крови обнаружен у больных раком почки (максимальный показатель 21930 пг/мл), при этом частота превышения условной нормы составила 79,2 % (99 из 125 пациентов). В группе контроля частота выявления уровня К1М-1 выше 90 пг/мл оказалась всего 4,4 % (3 из 68 пациентов), т. е. специфичность выявления ПКР относительно группы контроля при данном пороговом уровне составила 96 %.
Превышение уровня 90 пг /мл обнаружено всего у 50 % пациентов с доброкачественными новообразованиями почек. Порогового значения К1М-1, позволяющего отделить больных ПКР от пациентов с доброкачественными новообразованиями почки с приемлемой точностью, не найдено. Так, при пороге 150 пг / мл, полученном с помощью построения ROC-кривой, чувствительность распознавания рака почки от доброкачественного новообразования составила 67 % при специфичности 68 %.
У больных нефритами уровень К1М-1 выше 90 пг/мл выявлялся даже чаще (у 75 (83 %) из 90 пациентов), чем у больных ПКР. Таким образом, данный маркер не позволяет провести дифференциальную диагностику рака и неопухолевых патологий почек.
Наиболее важным с диагностической точки зрения является выявление ПКР на ранних стадиях, характеризующихся отсутствием клинических симптомов заболевания. В связи с этим на следующем этапе мы провели анализ уровней К1М-1 в плазме крови в зависимости от стадии заболевания и показателей распространенности процесса по системе TNM (табл. 2).
Уровень К1М-1 высокозначимо повышался с увеличением распространенности рака почки по всем
критериям и уже на I стадии заболевания превышал показатели группы контроля в 4,3 раза по медиане (163 пг/мл против 37,8 пг/мл; р <0,0001). При этом многофакторный анализ показал, что определяющим в повышении концентрации KIM-1 в плазме крови больных ПКР был критерий Т, характеризующий размер и пределы распространения первичной опухоли (р = 0,0004).
Частота выявления I стадии рака почки при пороговом уровне KIM-1 90 пг/мл составила 75 % (49 из 65 пациентов); II стадии — 73 % (11 из 15 пациентов); III стадии — 94 %; IV стадии — 93 %. Наилучший пороговый уровень KIM-1 в плазме крови для разделения здоровых доноров и больных ПКР I—II стадии, рассчитанный с помощью построения ROC-кривой, оказался равным 61 пг/мл, при этом чувствительность составила 77 % при специфичности 75 %. Таким образом, критерий 90 пг/мл, основанный на показателе верхнего квартиля группы контроля, представляется более полезным для ранней диагностики рака почки, так как он значительно более специфичен (96 %) при незначительной (до 75 %) потере в чувствительности.
Ожидаемо, у большинства обследованных пациентов (106 из 125) рак почки был представлен светлокле-точным вариантом, папиллярный и хромофобный рак выявлен соответственно в 10 и 9 случаях (табл. 3).
Наиболее высокие концентрации KIM-1 обнаружены в плазме крови больных папиллярным раком почки (медиана 644 пг/мл), что более чем в 2 раза выше, чем при светлоклеточном (медиана 308 пг/мл), и в 32 раза выше, чем при хромофобном раке (медиана 20,1 пг/мл), однако эти различия не достигают уровня статистической значимости. Различия между уровнями KIM-1 в плазме крови больных светлоклеточным
Таблица 2. Содержание KIM-1 в плазме крови больных раком почки в зависимости от стадии заболевания и показателей распространенности по системе TNM
Table 2. KIM-1 content in blood plasma of renal cancer patients depending on disease stage and TNM indices of tumor advancement
Стадия Stage KIM-1, пг/мл
n KIM-1, pg/ml P*
min—max Me Q1; Q3
I 66 0-4937 163 61,4; 359
II 15 18,2-5465 763 84,2; 1199 <0,0001
III 18 25,1-17790 1257 129; 10199
IV 26 0-21930 2156 615; 7702
По системе TNM TNM system
Т1 65 4,4-4937 165 61,3; 305
Т2 23 18,2-11450 822 308;2505 <0,0001
Т3 34 0-21930 1553 295; 8157
Т4 3 1707-3630 2990 1707; 3630
N0 104 0-10119 214 91,6; 788
N1 9 236-21930 2990 732; 3630 <0,0001
N2 12 455,7-18720 3207 1340; 9614
M0 108 4,4-18720 232 102; 899 <0,001
Ml 17 0-21930 1806 799; 4608
cv a JN it
CS
U
u
*Тест Краскела—Уоллиса. *Kruskal—Wallis test.
N a N it
I
Таблица 3. Содержание KIM-1 в плазме крови в зависимости от гистологического строения и степени злокачественности*рака почки Table 3. KIM-1 content in blood plasma of renal cancer patients depending on histologic structure and malignancy grade*
Группа Group n KIM-1, pg/ml
min—max Me Q1; Q3
Гистологическое строение Histologic structure
Светлоклеточный рак Clear-cell carcinoma 106 0-18720 308 125; 1596
Папиллярный рак Papillary carcinoma 10 40,0-21930 644 236; 2543
Хромофобный рак Chromophobic carcinoma 9 4,4-5074 20,1 14,4; 111
Степень злокачественности Malignancy grade
G1 6 18,7-10119 149 40,0; 1118
G2 70 25,1-11450 232 102; 732
G1 + G2 76 18,7-11450 227 98,1; 734
G3 19 129-21930 1641 218; 3750
G4 14 0-18720 3575 765; 12780
G3 + G4 33 0-21930 1744 635; 7702
*Степень злокачественности оценивали только для светлоклеточного и папиллярного рака P(G + G) vs (G + Gj <0,0001. *Malignancy grade was assessed only for clear-cell andpapillary carcinomas:P(G + G) vs (G + G) <0,0001. 3
S3 S3
g
ос ш u
1 U
Е
£2
1 N it
20 25 Месяцы / Months
30
35
40
— Уровень KIM-1 <163 пг/мл / KIM-1 level <163 pg/ml --- Уровень KIM-1 >163 пг/мл /KIM-1 level >163 pg/ml
Рис. 1. Общая выживаемость в общей группе больных почечно-клеточ-ным раком (n = 92) в зависимости от исходного уровня KIM-1 в плазме Fig. 1. Overall survival of the total group of renal-cell cancer patients (n = 92) depending on basal KIM-1 level in blood plasma
: 1 1
: 1 ; I--4-
............1............т —........;............"!.........
:1 [--
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Месяцы / Months
— Уровень KIM-1 <163 пг/мл /KIM-1 level <163 pg/ml --- Уровень KIM-1 >163 пг/мл /KIM-1 level >163 pg/ml
Рис. 2. Общая выживаемость больных почечно-клеточнымраком Iстадии (n = 54) в зависимости от исходного уровня KIM-1 в плазме крови Fig. 2. Overall survival of stage I renal-cell cancer patients (n = 54) depending on basal KIM-1 level in blood plasma
и хромофобным раком статистически значимы (р = 0,011). У больных хромофобным ПКР уровень К1М-1 не отличался от показателей группы контроля, а превышение порога 90 пг/мл составило всего 37,5 %, т. е. для хромо-фобного варианта рака почки К1М-1 не является диагностически значимым маркером.
В 109 опухолях (светлоклеточных и папиллярных) удалось оценить степень злокачественности: уровень К1М-1 возрастал по мере ее увеличения и был статистически значимо выше (в 7 раз по медиане) при опухолях Gз_4, чем при Gl_2 (р <0,0001) (см. табл. 3).
Прослежена общая выживаемость 92 из 125 обследованных больных ПКР на протяжении 1—45 мес (медиана 27 мес). При разделении на группы в соответствии с уровнем К1М-1 в плазме крови меньше и больше показателя медианы при I стадии заболевания (163 пг/мл) выявлены статистически значимые различия не только в общей группе (3,5-летняя выживаемость пациентов с высоким уровнем маркера составила 49 % (медиана 37 мес), с низким уровнем — 95 %; р <0,01) (рис. 1), но и при I стадии рака почки (п = 54; выживаемость — 62 и 100 % соответственно; р <0,05) (рис. 2). Таким образом, влияние уровня К1М-1 в плазме крови на выживаемость больных ПКР — фактор неблагоприятного прогноза заболевания независимо от распространенности процесса. Тем не менее, по данным регрессионного многофакторного анализа, включавшего основные клинико-морфологические факторы и уровень К1М-1 в плазме крови, ни один из показателей, в том числе стадия заболевания, не является независимым фактором прогноза.
Обсуждение
Подводя итоги сравнительного анализа растворимого фрагмента К1М-1 — представителя одного из семейства иммуноглобулинов, экспрессия которого многократно возрастает при ишемическом поражении почек, — в плазме крови больных раком, пациентов с доброкачественными новообразованиями, неопухолевыми патологиями почек и здоровых доноров, можно заключить, что уровень данного маркера у больных ПКР повышен по сравнению с таковым в группе контроля и группе пациентов с доброкачественными новообразованиями почек, увеличивается по мере прогрес-сирования процесса, в первую очередь увеличения размера и распространенности первичной опухоли, а также при опухолях высокой степени злокачественности. Самый высокий уровень К1М-1 в плазме крови обнаружен у пациента с папиллярным раком IV стадии и степени злокачественности Gз. Аналогичные тенденции продемонстрированы и в нескольких исследованиях К1М-1 в качестве уринологического маркера рака почки [15, 16, 18, 19].
Выявлены также различия в уровнях циркулирующего в периферической крови К1М-1 в зависимости от гистологического строения ПКР, согласующиеся с данными о том, что светлоклеточная и папиллярная карциномы происходят непосредственно из проксимальных тубулярных клеток, тогда как хромофобная карцинома и онкоцитома — из дистальных тубулярных клеток. При этом иммуногистохимически экспрессия К1М-1 выявляется примерно в 70 % случаев светло-клеточного и 90 % случаев папиллярного рака,
0
5
10
15
45
не более чем в 10 % онкоцитом и практически не обнаружена в хромофобном раке [21, 22].
Установлено, что пороговый уровень К1М-1, равный 90 пг/мл, соответствующий показателю верхнего 95 % доверительного интервала нормы, является диагностически значимым: чувствительность выявления рака почки независимо от стадии заболевания составляет 79,2 % при специфичности относительно группы контроля 96 %. Важно, что при данном пороговом значении чувствительность выявления рака почки 1—11 стадии, характеризующейся бессимптомным течением, также была достаточно высока и составила 75 %. Таким образом, К1М-1 можно рассматривать в качестве первого высокочувствительного маркера для ранней диагностики светлоклеточного и папиллярного рака почки. Его уровень в плазме крови больных хромофобным раком не отличается от такового в группе контроля, поэтому данный гистологический вариант ПКР не может быть выявлен с помощью К1М-1. Порогового уровня маркера, позволяющего отделить больных ПКР от пациентов с доброкачественными новообразованиями почки с приемлемой точностью, найти не удалось.
Несмотря на то что максимальные уровни К1М-1 в плазме крови больных ПКР в 3 раза превышали максимальные показатели пациентов с нефритами (21 930 и 6274 пг/мл соответственно), статистически значимых различий между этими группами не найдено, а уровень К1М-1 выше 90 пг/мл выявлялся у пациентов с нефритами даже чаще (83 %), чем у больных раком. Можно отметить, что у больных с III—IV стадией рака почки уровень ЫМ-1 (медиана 1782 пг/мл) был статистически значимо (р <0,0001) выше, чем у пациентов с нефритами (медиана 282 пг/мл). При этом пороговый уровень ЫМ-1 >500 пг/мл позволяет отличить больных распространенным раком почки от больных нефритами с чувствительностью 69 % и специфичностью 72 %. Можно предположить, что при отсутствии клинических симптомов поражения почек, высокий уровень ЫМ-1 будет с большей вероятностью свидетельствовать о наличии опухолевого процесса, чем о неопухолевой патологии почек. Тем не менее в целом приходится
констатировать, что данный маркер не позволяет провести дифференциальную диагностику рака и неопухолевых патологий почек.
Анализ показателей общей выживаемости больных ПКР, прослеженных на протяжении до 3,5 года, в зависимости от исходного уровня KIM-1 в плазме крови продемонстрировал, что этот маркер имеет не только диагностическое, но и прогностическое значение. При этом влияние KIM-1 на выживаемость пациентов не связано с тем, что его уровень возрастает по мере прогрессирования опухолевого процесса: не только в общей группе больных раком почки 3,5-летняя выживаемость при высоком уровнем маркера (более 163 пг/мл) составила 49 % (медиана 37 мес), с низким — 95 %, но и при I стадии заболевания этот показатель составил 62 и 100 % соответственно. Увеличение риска смерти от рака почки с увеличением базового уровня KIM-1 в плазме крови было продемонстрировано и в популя-ционном исследовании [1]. По его данным, риск возрастал в 2,38 раза при уровне маркера выше 200 пг/мл и в 3,2 раза при уровне более 400 пг/мл.
Заключение
Молекула повреждения почек KIM-1 может стать первым высокочувствительным маркером для раннего выявления ПКР: при пороговом уровне 90 пг/мл чувствительность выявления заболевания на ранних бессимптомных стадиях составляет 75 % при специфичности относительно группы контроля 96 %. При этом KIM-1 является диагностически значимым только для светлоклеточного и папиллярного рака. В то же время определение уровня KIM-1 в плазме крови не позволяет провести дифференциальную диагностику злокачественных и доброкачественных новообразований, а также опухолевых (особенно на ранних стадиях) и неопухолевых (нефриты) поражений почек. Также установлено, что у больных с подтвержденным ПКР повышенный уровень KIM-1 в плазме крови считается фактором неблагоприятного прогноза уже на I стадии заболевания, т. е. независимо от степени распространенности опухолевого процесса.
CS
U
et
U
N а N it
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1. Scelo G., Muller D.C., Riboli E. et al. KIM-1 as a blood-based marker for early detection of kidney cancer: a prospective nested case-control study. Clin Cancer Res 2018;24(22):5594-601.
DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-18-1496.
2. Rennert P.D. Novel roles for TIM-1 in immunity and infection. Immunol Lett 2011;141(1):28-35. DOI: 10.1016/j.imlet.2011.08.003.
3. Brooks C.R., Yeung M.Y., Brooks Y.S. et al. KIM-1-/TIM-1-mediated
phagocytosis links ATG5-/ULK1-dependent clearance of apoptotic cells to antigen presentation. EMBO J 2015;34(19):2441-64. DOI: 10.15252/embj.201489838. 4. Ichimura T., Bonventre J.V., Bailly V. et al. Kidney injury molecule-1 (KIM-1), a putative epithelial cell adhesion molecule containing a novel immunoglobulin domain, is up-regulated in renal cells after injury. J Biol Chem 1998;273(7):4135-42. DOI: 10.1074/jbc.273.7.4135.
5. Yang L., Brooks C.R., Xiao S. et al. KIM-1-mediated phagocytosis reduces acute injury to the kidney.
J Clin Invest 2015;125(4):1620-36. DOI: 10.1172/JCI75417.
6. Bonventre J.V. Kidney injury molecule-1 (KIM-1): a urinary biomarker
and much more. Nephrol Dial Transplant 2009;24(11):3265-68. DOI: 10.1093/ndt/gfp010.
7. Assadi F., Sharbaf F.G. Urine KIM-1 as a potential biomarker of acute renal
CS
u <
u
N a N êt
injury after circulatory collapse in children. Pediatr Emerg Care 2019;35(2):104—7. DOI: 10.1097/PEC.0000000000000886.
8. Schulz C.A., Engstrom G., Nilsson J. et al. Plasma kidney injury molecule-1 (p-KIM-1) levels and deterioration
of kidney function over 16 years. Nephrol Dial Transplant 2020;35(2):265—73. DOI: 10.1093/ndt/gfy382.
9. Moresco R.N., Bochi G.V., Stein C.S. et al. Urinary kidney injury molecule-1 in renal disease. Clin Chim
Acta 2018;487:15-21. DOI: 10.1016/j.cca.2018.09.011.
10. Bailly V., Zhang Z., Meier W. et al. Shedding of kidney injury molecule-1, a putative adhesion protein involved in renal regeneration. J Biol Chem 2002;277(42):39739-48. DOI: 10.1074/ jbc.M200562200.
11. Bonventre J.V. Kidney Injury Molecule-1 (KIM-1): a specific and sensitive biomarker of kidney injury. Scand J Clin Lab Invest Suppl 2008;241:78-83. DOI: 10.1080/00365510802145059.
12. Герштейн Е.С., Кушлинский Н.Е. Маркер KIM-1 в ранней диагностике почечно-клеточного рака. Технологии живых систем 2019;16(1):5—20. [Gershtein E.S., Kushlinskii N.E. Marker KIM-1 in the early diagnosis
of renal cell carcinoma. Tekhnologiya zhivykh system = Technologies of Living Systems 2019;16(1):5—20. (In Russ.)]. DOI: 10.18127/j20700997-201901-01.
13. Солохина М.П., Сергеева Н.С., Маршутина Н.В. и др. KIM-1 (kidney injury molecule-1) как потенциальный серологический/урологический опухо-
леассоциированныи маркер почечно-клеточного рака и нефротоксичности химиопрепаратов. Онкоурология 2019;15(3):132-42. [Solokhina M.P., Sergeeva N.S., Marshutina N.V. et al. KIM-1 as a potential serological/ urinological tumor-associated marker of renal cell carcinoma and chemotherapy nephrotoxicity. Onkourologiya = Cancer Urology 2019;15(3):132-42. (In Russ.)]. DOI: 10.17650/1726-9776-2019-15-3132-142.
14. Shalabi A., Abassi Z., Awad H. et al. Urinary NGAL and KIM-1: potential association with histopathologic features in patients with renal cell carcinoma. World J Urol 2013;31(6):1541-45. DOI: 10.1007/s00345-013-1043-1.
15. Han W.K., Bailly V., Abichandani R. et al. Kidney Injury Molecule-1 (KIM-1):
a novel biomarker for human renal proximal tubule injury. Kidney Int 2002;62(1):237-44.
DOI: 10.1046/j.1523-1755.2002.00433.x.
16. Morrissey J.J., London A.N., Lambert M.C., Kharasch E.D. Sensitivity and specificity of urinary neutrophil gelatinase-associated lipocalin and kidney injury molecule-1 for the diagnosis of renal cell carcinoma. Am J Nephrol 2011;34(5):391-8.
DOI: 10.1159/000330851.
17. Cuadros T., Trilla E., Vila M.R. et al. Hepatitis A virus cellular receptor 1/ kidney injury molecule-1 is a susceptibility gene for clear cell renal cell carcinoma and hepatitis A virus cellular receptor/ kidney injury molecule-1 ectodomain shedding a predictive biomarker of tumour
progression. Eur J Cancer
2013;49(8):2034-47.
DOI: 10.1016/j.ejca.2012.12.020.
18. Канукоев К.Ю., Сергеева Н.С., Кармакова Т.А. и др. KIM-1 (kidney injury molecule 1) в моче больных по-чечно-клеточным раком. Онкоурология 2020;16(3):21-8. [Kanukoev K.Yu., Sergeeva N.S., Karmakova T.A. et al. KIM-1 (kidney injury molecule 1)
in the urine of renal cell carcinoma patients. Onkourologiya = Cancer Urology 2020;16(3):21-8. (In Russ.)]. DOI: 10.17650/1726-9776-2020-16-3-21-28.
19. Cuadros T., Trilla E., Sarro E. et al. HAVCR/KIM-1 activates the IL-6/ STAT-3 pathway in clear cell renal cell carcinoma and determines tumor progression and patient outcome. Cancer Res 2014;74(5):1416-28.
DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-13-1671.
20. Kushlinskii N.E., Gershtein E.S., Naberezhnov D.S. et al. Kidney Injury Molecule-1 (KIM-1) in blood plasma of patients with clear-cell carcinoma. Bull Exp Biol Med 2019;167(3):388-92. DOI: 10.1007/s10517-019-04533-w.
21. Han W.K., Alinani A., Wu C.L. et al. Human kidney injury molecule-1
is a tissue and urinary tumor marker of renal cell carcinoma. J Am Soc Nephrol 2005;16(4):1126-34. DOI: 10.1681/ASN.2004070530.
22. Zhang P.L., Mashni J.W., Sabbisetti V.S. et al. Urine kidney injury molecule-1:
a potential non-invasive biomarker for patients with renal cell carcinoma. Int Urol Nephrol 2014;46(2):379-88. DOI: 10.1007/s11255-013-0522-z.
Вклад авторов
Е.С. Герштейн: разработка дизайна исследования, обзор публикаций по теме статьи, анализ результатов лабораторных исследований, написание текста рукописи;
Д.С. Набережнов: выполнение и анализ результатов иммуноферментных исследований;
A.А. Алферов: анализ данных историй болезни и отдаленных результатов;
C.Д. Бежанова: пересмотр и анализ гистологических препаратов;
Н.Ф. Фролова: набор материала, клиническая работа и анализ данных пациентов с нефритами;
B.Б. Матвеев: клиническая работа с пациентами, научное редактирование текста;
Н.Е. Кушлинский: разработка дизайна исследования, общее руководство работой, окончательное редактирование и одобрение текста рукописи.
Authors' contributions
E.S. Gershtein: research design development, reviewing of publications of the article's theme, analysis of laboratory results, writing of the manuscript;
D.S. Naberezhnov: performance and analysis of immunoassay measurements; A.A. Alferov: analysis of case reports data and distant results;
S.D. Bezhanova: revision and analysis of histological preparations;
N. F. Frolova: collection of material, clinical work and data analysis of the patients with nephritis;
V.B. Matveev: clinical work with the patients, scientific editing of the manuscript;
N.E. Kushlinskii: research design development, job management, final manuscript editing and approval.
ORCID авторов / ORCID of authors
E.С. Герштейн / E.S. Gershtein: https://orcid.org/0000-0002-3321-801X Д.С. Набережнов / D.S. Naberezhnov: https://orcid.org/0000-0001-9243-1008
A.А. Алферов / A.A. Alferov: https://orcid.org/0000-0003-3585-5693
C.Д. Бежанова / S.D. Bezhanova: https://orcid.org/0000-0001-7336-9210
B.Б. Матвеев / V.B. Matveev: https://orcid.org/0000-0001-7748-9527
Н.Е. Кушлинский / N.E. Kushlinskii: https://orcid.org/0000-0002-3898-4127
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Финансирование. Исследование проведено без спонсорской поддержки. Financing. The study was performed without external funding.
Соблюдение прав пациентов и правил биоэтики
Исследование соответствует правилам Хельсинкской декларации. Протокол исследования одобрен комитетами по биомедицинской этике ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России (протокол № 11 от 14.04.2015) и ГБУЗ г. Москвы «Городская клиническая больница № 52 Департамента здравоохранения г. Москвы» (протокол № 05 от 20.02.2019).
Все пациенты подписали информированное согласие на взятие крови и участие в исследовании. Compliance with patient rights and principles of bioethics
The study protocol complies with the Helsinki Accords. The study protocol was approved by the Biomedical Ethics Committees of N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, Ministry of Health of Russia (protocol No. 11 dated 14.04.2015) and City Clinical Hospital No. 52, Moscow Healthcare Department (protocol No. 05 dated 20.02.2019).
All patients gave written informed consent to blood sampling and participation in the study.
ев
N a N it
Статья поступила: 30.11.2020. Принята к публикации: 22.12.2020. Article submitted: 30.11.2020. Accepted for publication: 22.12.2020.
