CC BY
12онкология
L ЯКУ
Организация скрининга рака толстой кишки на базе регионального консультативно-диагностического центра
Д. В. Бурцев, к.м.н., ГБУ РО «Областной консультативно-диагностический центр», г. Ростов-на-Дону
В настоящее время рак толстой кишки занимает одно из ведущих мест в структуре онкологической заболеваемости. В 2009 году частота встречаемости рака толстой кишки среди онкологических заболеваний составила 10,4% среди женщин и 8% среди мужчин [1]. В большинстве случаев рак толстой кишки диагностируется в запущенных стадиях: у каждого третьего больного на момент установки диагноза уже отмечается генерализация опухолевого процесса, поэтому ежегодно в России умирает около 610 тысяч пациентов [7]. В 2010 году в Санкт-Петербурге среди больных раком ободочной кишки I стадия встречалась в 1,8% случаев, II стадия — в 16,3%, III стадия — в 49,1% и IV стадия — в 21,1%. В 11,7% случаев стадия была не определена [3]. Для сравнения: в США, где разработаны и внедрены в практическое здравоохранение скрининговые мероприятия по колоректальному раку, I — II стадия наблюдаются в 54,3%, III стадия — в 25,5% и IV стадия — в 20,2% [11].
Увеличение частоты выявления колоректального рака (КРР) и смертности от него, неблагоприятный прогноз и отдаленные результаты лечения определяют целесообразность развития скрининговых программ, направленных на профилактику и раннее выявление рака толстой кишки. Скрининг является важной составляющей противораковой борьбы, направленной на улучшение результатов лечения злокачественных новообразований. По мнению В. И. Чиссова с соавторами (2009), решить основную задачу приоритетного национального проекта «Здоровье» по улучшению демографической ситуации в России и добиться снижения смертности от онкологических заболеваний можно только путем систематических усилий. Главным звеном в этом направлении является создание системы активного раннего выявления злокачественных новообразований путем внедрения массового скрининго-вого обследования населения, периодических медицинских осмотров. При этом скрининговые программы должны обладать высокой медицинской и экономической эффективностью [7].
Проблема скрининга и ранней диагностики КРР в России до сих пор остается нерешенной. Причиной этого является не столько отсутствие или недостаточное государственное финансирование, сколько недостаточная разработка критериев выявления группы лиц, подлежащих углубленному клинико-инструментальному обследованию. В настоящее время эффективность скрининговых программ по выявлению КРР в России
не превышает 1%, что свидетельствует об их неразвитости [2].
В целях улучшения оказания специализированной онкологической помощи населению, совершенствования системы профилактики и лечения, уменьшения смертности и инвалидизации от злокачественных новообразований при поддержке Правительства Российской Федерации была сформирована Национальная онкологическая программа, стартовавшая в 2009 году. В ходе реализации программы была исследована эффективность скрининга для раннего выявления рака толстой кишки с использованием теста на скрытую кровь в кале [4]. Однако организационные директивы по осуществлению программы скрининга КРР выработаны не были.
В связи с вышеизложенным, целью настоящего исследования явилась оптимизация системы скрининга и ранней диагностики колоректального рака на основе внедрения новых диагностических тестов, осуществления системности, правильной последовательности и кратности обследований больных в условиях областного диагностического центра.
Нами была исследована, а затем оптимизирована поэтапная система скрининга рака толстой кишки. Оптимизированная схема представлена на рисунке 1.
На сегодняшний день широко используемым и доступным методом, который служит для информирования пациента о риске развития рака толстой кишки и диктует необходимость углубленного обследования, является тест кала на скрытую кровь (СКК). Основанием для рекомендации теста на наличие скрытой крови в кале как скрининговой методики является то, что железистые аденомы и рак ободочной кишки часто кровоточат. Считается, что тест будет положительным при условии, что ежедневная потеря крови составляет не менее 20 мл. Для положительного результата теста необходимо условие гемолиза эритроцитов и выход гемоглобина в кишечное содержимое [6]. Следует отметить, что при геморроидальном кровотечении тест на скрытую кровь отрицательный, так как имеет место позднее наступление гемолиза эритроцитов. Метод иммунохимического исследования кала на скрытую кровь (FOB, FIT) более удобен, так как не требует специальной диеты и является более чувствительным [5].
В ходе работы для изучения диагностической эффективности иммунохроматографического теста на скрытую кровь в кале были проанализированы 7 853 истории болезни из компьютерной базы данных
■«¡mía j
онкология
I этап скрининга рака толстой кишки:
анкетирование, кал на скрытую кровь, мДНК БЕРТ9 крови. Пациенты направляются из поликлиник города и области в Областной консультативно-диагностический центр, где реализуется 1 этап скрининга
Наследственная предрасположенность, факторы риска (1+) Кал на СКК (2+) мДНК SEPT9 крови (3+)
II этап скрининга:
проведение фиброколоноскопии. При положительных пробах пациенты направляются на фиброколоноскопию. Место проведения «золотого стандарта» диагностики рака толстой кишки — Областной консультативно-диагностический центр
Полипы, колиты Рак толстой кишки
III этап скрининга III этап скрининга
Определение фекальных маркеров: маркера органического Исследование ДНК колоноцитов кала на мутации генов TP53
поражения кишечника кальпротектина и опухолевого и KRAS, количественное определение уровня РЭА, СА 242
метаболита Tumor M2-PK; исследование тотальной ДНК крови в крови.
на наличие метилированной ДНК SEPT9. Цель III этапа — Цель III этапа — уточняющая диагностика, исходные
проведение дифференциальной диагностики и контроля показатели для дальнейшего мониторинга, прогнозирование
малигнизации течения заболевания в послеоперационный период
Рис. 1. Оптимизированная схема скрининга рака толстой кишки. Областного консультативно-диагностического центра Ростовской области за 2008—2012 гг. В результате было установлено, что диагностическая чувствительность теста FOB Gold для выявления рака толстой кишки у пациентов при уровне 50 нг/мл составила 41,9%, а при уровне 100 нг/мл — 63%. Таким образом, при направлении пациентов в региональный консультативно-диагностический центр для диагностики неопластического поражения толстой кишки учреждениям первичного звена здравоохранения рекомендуется проводить оценку рискометрических симптомов КРР наряду с проведением скрининговых методов на СКК. Оценка ассоциаций симптомов КРР и результатов теста на СКК позволяет оптимизировать прогноз рака толстого кишечника до применения инструментальных методов диагностики.
Другим видом молекулярного скрининга являются технологии, основанные на определении эпигенетических изменений, которые сейчас являются одними из наиболее перспективных для идентификации потенциальных кандидатов для раннего скрининга рака. Регуляция экспрессии генов за счет измененного метилирования хорошо известна при различных видах злокачественных опухолей в целом и при раке толстой кишки в частности [8]. Описано увеличение количества метилированной ДНК в крови больных со злокачественными опухолями, однако в клинической практике эти методы до настоящего времени применения не нашли [9]. Причиной этого является то, что специфичность и чувствительность данной методики нуждаются в дальнейшем изучении.
Одним из путей улучшения описанной методики может быть идентификация маркеров с максимальными
различиями в метилировании между здоровыми людьми и онкологическими больными. Так, в одной из работ после исследования более 600 маркеров были идентифицированы 56 кандидатных маркеров. После оптимизации группы с помощью микрочипов и ПЦР в реальном времени количество генов было уменьшено до 6. Дальнейшее определение концентрации маркеров в плазме привело к выявлению трех маркеров: TMEFF-2, NGFR и SEPT9. Метилирование TMEFF-2 определялось в плазме 65% больных КРР и не определялось у 69% в контрольной группе, соответственно для NGFR была показана частота 51% и 84%, а для SEPT9 - 69% и 86% [10].
Таким образом, данный подход к ранней диагностике и скринингу КРР представляется крайне перспективным, однако методологическая и технологическая составляющие нуждаются в дальнейшем изучении. Другой сложностью применения молекулярных маркеров, в том числе метилирования ДНК, является отсутствие крупных исследований по определению эффективности тех или иных методов в клинической практике.
В работе была изучена диагностическая эффективность определения в крови метилированной ДНК гена SEPT9. Причем в России данная методика ранее не изучалась ввиду отсутствия в лабораториях специфического оборудования. В Ростовском областном консультативно-диагностическом центре с 2012 года внедрена в практическое здравоохранение возможность скрининга рака толстой кишки по определению метилата ДНК гена SEPT9 в крови. В результате было установлено, что диагностическая чувствительность эпигенетического теста Epi proColon составила 85,3%, диагностическая специфичность — 91,1%,
№ (35) • 2013
www.akvarel2002.ru
онкология
диагностическая эффективность — 86,5%. Прогностическая ценность положительного результата в этой группе составила 97,2%. Диагностическая чувствительность эпигенетического теста обнаружения метилированной ДНК гена БЕРТ9 при I стадии заболевания была 75,6%, при II стадии — 87,2%, при III стадии — 94,4%. Таким образом, в отличие от серологических методов скрининга, эффективность теста на ранних стадиях КРР была высокой. Однако с повышением стадии рака толстой кишки от I к III диагностическая чувствительность изучаемого молекулярного теста повышалась. Результаты теста Ер1 ргоСо1оп не зависели от локализации рака толстой кишки. В труднодоступных местах толстой кишки, где при проведении колоноскопии существуют определенные затруднения для выявления опухоли, положительные результаты молекулярного теста выявлялись в 100%. Определение в крови метилированной ДНК гена БЕРТ9 эффективно при ранних стадиях рака толстой кишки, а также при проксимальной и дистальной локализациях опухоли, что позволяет использовать эпигенетический тест при затруднениях проведения колоноскопии.
Показатели диагностической эффективности эпигенетического теста на метилат ДНК гена БЕРТ9 при исследовании колоноцитов, выделенных из кала, были выше по сравнению с изучением тотальной ДНК крови. Диагностическая чувствительность эпигенетического теста на определение метилата ДНК БЕРТ9 в коло-ноцитах кала составила 88,7%. Однако значимых отклонений величин чувствительности, специфичности и эффективности эпигенетического теста в зависимости от субстрата выявлено не было. Следовательно, дополнительные затраты по выделению колоноцитов из кала не оправдывали себя, а лишь затрудняли скрининг, так как при работе с копрологическим материалом необходимы особые условия, а эффективность эпигенетического теста, по сравнению с исследованием крови, возрастала незначительно.
Низкая диагностическая чувствительность отдельного использования скрининговых методов была отмечена для онкомаркеров СА 19—9 (27,9%), СА 242 (41,7%), раково-эмбрионального антигена (РЭА) (48%), теста на скрытую кровь в кале при пороговом значении гемоглобина 50 нг/мл (41,9%).
В результате исследования было выявлено, что диагностическая чувствительность определения серологического маркера РЭА в крови с целью выявления рака толстой кишки в скрининговой группе составила 48,0%, специфичность — 87,5%, а диагностическая эффективность — 40,4%. Диагностической точкой разделения РЭА, при превышении которой повышается вероятность выявления рака толстой кишки, была величина 11,9 нг/мл. При достижении этой величины чувствительность метода соответствовала 48%, а специфичность — 87,5%. Диагностическая чувствительность изучаемого метода зависела от стадии
заболевания: при I стадии она составила 20%, при II стадии — 53,2% и при III стадии — 77,8%.
У больных раком толстой кишки при распространении опухолевого процесса на лимфатические узлы уровень РЭА в крови возрастал практически вдвое — 56,7±1,5 нг/мл против 25,9±1,2 нг/мл. Степень диффе-ренцировки опухоли также прямо пропорциально влияла на уровень РЭА. После хирургического лечения, в раннем послеоперационном периоде, уровень РЭА в крови больных снижался с 26,8±1,9 нг/мл до 8,3±0,8 нг/мл. В отдаленном периоде наблюдения содержание онкоантигена в крови зависело от наличия рецидива или метастазов заболевания. При прогрессиро-вании опухолевого процесса уровень РЭА возрастал до 72,1 ±1,7 нг/мл. У больных без рецидивов заболевания через 3 года после операции уровень РЭА был значительно ниже — 15,8±0,6 нг/мл.
Таким образом, для выявления рака толстой кишки диагностическая чувствительность теста по оценке уровня РЭА в крови была недостаточной. Однако уровень РЭА в крови отражает степень распространенности опухолевого процесса. Его серийное определение в послеоперационный период хирургического лечения рака толстой кишки позволяет предположить рецидив заболевания при многократном повышении концентрации онкоантигена в крови.
На следующем этапе у больных из скрининговой группы изучали эффективность определения в крови карбогидрат-антигена СА 242. В результате было установлено, что диагностическая чувствительность определения СА 242 в крови для выявления рака толстой кишки при скрининге составила 41,7%, специфичность — 83,9%, а диагностическая эффективность — 50,8%. Изучение ЯОС-кривых показало, что диагностической точкой разделения СА 242, при превышении которой повышается риск наличия рака толстой кишки, была концентрация 23 Е/мл. При достижении этой величины чувствительность метода соответствовала 41,7%, а специфичность — 83,9%. При верхней границе нормы (15 Е/мл) чувствительность была крайне низкой, а специфичность — высокой, что привело бы при соблюдении такой точки разделения к гипердиагностике. Диагностическая чувствительность метода определения СА 242 в крови повышалась при III стадии заболевания. При I стадии диагностическая чувствительность составила 33,3%, при II стадии — 43,3% и при III стадии — 50%. У больных раком толстой кишки при распространении опухолевого процесса на лимфатические узлы уровень СА 242 в крови возрастал незначительно — с 34,7±2,1 Е/мл до 41,7±1,5 Е/мл. Степень диф-ференцировки опухоли не влияла на уровень СА 242 в крови. После хирургического лечения, в раннем послеоперационном периоде, уровень СА 242 в крови у больных снижался с 35,2±1,7 Е/мл до 20,7±1,9 Е/мл. В отдаленном периоде наблюдения при развитии у больных метастазов содержание онкоантигена
■dim j
онКолоГиЯ
в крови возрастало в 4 раза — до 80,5±1,6 Е/мл. У больных без рецидивов заболевания через 3 года после операции уровень СА 242 достоверно не изменялся и составил 23,9±1,5 Е/мл.
Таким образом, только по определению СА 242 в крови скрининг рака толстой кишки является неэффективным. Концентрация СА 242 коррелировала со стадиями заболевания и отражала распространенность опухолевого процесса, что определяет целесообразность динамичного серийного учета СА 242 в крови у больных раком толстой кишки после операции.
Комплектация серологических и эпигенетических методов скрининга рака толстой кишки приводила к последовательному возрастанию их совместной диагностической ценности. Наиболее эффективной скрининговой программой оказался комплекс методов, включающих иммунохроматографический анализ кала на скрытую кровь, определение уровня РЭА и наличия метилата ДНК гена SEPT9 в крови, диагностическая чувствительность которой составила 87,7%. Диагностическая чувствительность сочетания таких методов, как анализ кала на СКК, определение уровней РЭА и СА 242 и наличия метилата ДНК гена SEPT9 в крови, была 85,8%.
Разработанные нами скрининговые программы включают неинвазивные тесты, доступные в выполнении как для обследуемого, так и для врача, и обладающие оптимальным соотношением чувствительности и специфичности, эффективности и затратности. Кроме того, возрастание в крови уровней исследуемых опухолевых маркеров поставляет дополнительную информацию о степени распространенности опухолевого процесса и, что особенно важно, об эффективности проведенного лечения — в дальнейшем при их монито-рировании. Периодическое исследование опухолевых маркеров после окончания лечения дает возможность заподозрить развитие рецидива опухолевого процесса раньше традиционно используемых в онкологии методов диагностики.
Выводы
Многоуровневая система скрининга рака толстой кишки включает в себя несколько этапов:
предварительный — анализ наследственной предрасположенности, факторов риска заболевания, начальных проявлений дисфункции кишечника;
I этап — комбинация методов по определению скрытой крови в кале иммунохимическим методом и определению наличия метилата ДНК гена SEPT9 в крови;
II этап — фиброколоноскопия;
III этап — при выявлении рака толстой кишки после фиброколоноскопии оценка мутаций генов в коло-ноцитах, уровней РЭА (диагностическая точка разделения — 11,9 нг/мл) и СА 242 (диагностическая точка
№4 (35) • 2013 www.akvarel2002.ru
разделения — 23 Е/мл) в крови для последующего мониторинга и прогнозирования течения заболевания в послеоперационном периоде и при выявлении полипов толстой кишки или колитов после фиброколоно-скопии — оценка уровня фекального кальпротектина (диагностическая точка разделения — 57 мг/г) и опухолевого метаболита Tumor M2-PK (диагностическая точка разделения — 21 нг/г), наличия метилата ДНК гена SEPT9 в крови для дифференциальной диагностики и контроля малигнизации.
Литература
1. Аксель Е. М., Давыдова М. И., Ушакова Т. И. Злокачественные новообразования желудочно-кишечного тракта: основные статистические показатели и тенденции // Современ. онкол. — 2001. — Т. 4. — №3. — С. 4—17.
2. Ветшев П. С., Стойко Ю. М., Крылов H. H. Международный конгресс по профилактике и лечению коло-ректального рака (хроника) // Колопроктол. — 2005. — Т. 11. — №1. — С. 44 — 48.
3. Мерабишвили В. М. Злокачественные новообразования в мире, России, Санкт-Петербурге. — СПб: Ко-ста, 2011. — 290 c.
4. Организация онкологической службы в России (методические рекомендации, пособия для врачей). Часть 2 / Под ред. В. И. Чиссова, В. В. Старинского, Б. Н. Ковалева. — М: ФГУ МНИОИ им. П. А. Герцена Росмедтехнологий, 2007. — 663 с.
5. Петров C. B., Райхлин Н. Т. Руководство по им-муногистохимической диагностике опухолей человека. — Казань: Титул, 2004. — 456 с.
6. Пиманов С. И., Лемешко З. А., Верасова Е. В. Скри-нинговая диагностика рака ободочной кишки // Рос. журнал гастроэнтерологии, гепатологии и колопрок-тологии. — 2001. — №6. — С. 1523.
7. Чиссов В. И., Старинский В. В. Злокачественные новообразования в России — М: Медицина, 2009. — 156 с.
8. Glasspool R. M., Teodoridis J. M., Brown R. Epigenetics as a mechanism driving polygenic clinical drug resistance // Br. J. Cancer. — 2006. — 94: 1087—1092.
9. Grady W. M., Markowitz S. D. Genetic and epigenetic alterations in colon cancer // Ann. Rev. Genomics. Hum. Genet. — 2002. — Vol. 3. — P. 101—128.
10. Jackson-Grusby L., Beard C., Possemato R. et al. Loss of genomic methylation causes p53-dependent apoptosis and epigenetic deregulation // Nat. Genet. — 2001. — 27: 31—39.
11. Labianca R., Nordlinger B., Beretta G. D. et al. Клинические рекомендации ESMO по необходимому уровню диагностики, адъювантной терапии и наблюдения при раке ободочной кишки. — М, 2010. — 10 с.
