CC BY
0Абдужаппаров С.Б.
Республиканский онкологический научный центр Министрества здравоохранения Республики
Узбекистан (РОНЦМЗ РУз), Ташкент, научный руководитель отделения онкопроктологии, доктор медицинских наук, профессор Пулатов Д.А.
Республиканский онкологический научный центр Министрества здравоохранения Республики
Узбекистан, Ташкент, научный руководитель отделений химиотерапии, доктор медицинских наук Юсупбеков А.А.
Республиканский онкологический научный центр Министрества здравоохранения Республики
Узбекистан, Ташкент,
заместитель директора по научной работе, доктор медицинских наук
Камышов С.В.
Республиканский онкологический научный центр Министрества здравоохранения Республики
Узбекистан, Ташкент, старший научный сотрудник отделения химиотрепии-II,
кандидат медицинских наук Ниёзова Ш.Х.
Республиканский онкологический научный центр Министрества здравоохранения Республики
Узбекистан, Ташкент, младший научный сотрудник отделения химиотрепии-II
ОЦЕНКА КЛИНИКО-ГЕНЕТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ У БОЛЬНЫХ РАКОМ ТОЛСТОЙ КИШКИ
EVALUATION OF CLINICAL AND GENETIC FACTORS OF PHARMACOLOGICAL TREATMENT RESISTANCE IN PATIENTS WITH COLON CANCER
Abduzhapparov S.B.,
National Cancer Research Center of the ministry of Health of the Republic of Uzbekistan (RORC MH Uz), Tashkent, supervisor of oncoproctology department, Doctor of Medical Sciences, Professor.
Pulatov D.A.,
National Cancer Research Center of the ministry of Health of the Republic of Uzbekistan, Tashkent,
supervisor of chemotherapy department, Doctor of Medical Sciences.
Yusupbekov A.A.,
National Cancer Research Center of the ministry of Health of the Republic of Uzbekistan, Tashkent,
Deputy Director for Science, Doctor of Medical Sciences.
Kamyshov S.V.,
National Cancer Research Center of the ministry of Health of the Republic of Uzbekistan, Tashkent, Senior
researcher at the chemotherapy-II department, PhD.
Niyozova Sh.Kh.,
National Cancer Research Center of the ministry of Health of the Republic of Uzbekistan, Tashkent, Junior
Researcher at the chemotherapy-II department.
АННОТАЦИЯ
Статья посвящена изучению клинико-генетических факторов фармакологической резистентности у больных раком толстой кишки (РТК). Проведен ретроспективный анализ историй болезни 61 больного РТК III-IV стадий, оказавшихся резистентными к 5-фторурацил (5-ФУ) химиотерапевтическим режимам. Показана зависимость развития резистентности от различных клинических и морфологических факторов: глубины опухолевой инвазии, гистологического типа опухоли, наличия метастазов. Изучение полиморфизма генов показало, что реже всего обнаруживался полиморфизм гена DPYD, ответственного за катаболизм 5-ФУ - у 17 (27,9%) пациентов. Гены XPD 312 и XPD 751, отвечающие за эффективность активации оксалиплатина встречались примерно одинаково - у 22 (36,1%) и 23 (37,7%) больных соответственно. И наиболее часто - у 50 (82,0%) больных выявлялся мутантный ген ERCC1 8092, участвующий в восстановлении повреждений ДНК, индуцируемых алкилирующими агентами. Проведённые исследования позволят более полно учитывать клинико-генетические факторы для индивидуального выбора адекватной схемы дальнейшего лечения пациентов с РТК, резистентным к 5-ФУ-режимам химиотерапии. ABSTRACT
The article is devoted to the study of the clinical and genetic factors pharmacological resistance in patients with colon cancer (CC). A retrospective analysis of case histories of 61 patients CC with stage III-IV caught resistant to 5-fluorouracil (5-FU) chemotherapy regimen. The dependence of the development of resistance by
various clinical and morphological factors: the depth of tumor invasion, histological type of tumor, presence of metastases. The study of gene polymorphism showed that the least likely to be detected DPYD polymorphism of the gene responsible for the catabolism of 5-FU - in 17 (27.9%) patients. The genes XPD 312 and 751 are responsible for the effectiveness of oxaliplatin activation occurred about the same - in 22 (36.1%) and 23 (37.7%) patients, respectively. And most often - in 50 (82.0%) patients detected mutant gene ERCC1 8092, participating in the restoration of the DNA damage induced by alkylation agents. Conducted studies will more fully take into account the clinical and genetic factors for individual selection scheme adequate for further treatment of patients with CC, resistant to 5-FU chemotherapy regimens.
Ключевые слова: 5-фторурацил, клинико-генетические факторы, полиморфизм генов, рак толстой кишки, резистентность опухоли, химиотерапия
Keywords: 5-fluorouracil, chemotherapy, clinical and genetic factors, colon cancer, gene polymorphism, tumor resistance
Рак толстой кишки (РТК) в структуре онкоза-болеваемости во всем мире занимает традиционно ведущие позиции. При этом успех химиотерапии данной онкопатологии во многом зависит от индивидуальных генетических особенностей пациента, влияющих как на эффективность лекарственного воздействия, так и на степень проявления побочных эффектов. В большинстве случаев РТК диагностируется в поздних стадиях, когда возможности хирургического и медикаментозного лечения оказываются неэффективными. Свой вклад в это дает и разнообразие клинических форм заболевания, стертость его симптомов на ранних стадиях и недостаточная эффективность методов диагностики [1,3].
Между тем, эффективность химиотерапевти-ческого воздействия на РТК во многом зависит от индивидуальных генетических факторов. Генетические маркёры в настоящее время позволяют оценить индивидуальный риск развития ряда онкологических заболеваний, выявить патологию на раннем этапе и предсказать эффективность назначаемого противоопухолевого лечения. Задачей фармакогенетического тестирования является
оценка возможных реакций организма на лекарственные средства в зависимости от генетических факторов [2,5].
В то же время, возможности фармако-генетического исследования при использовании традиционных, широко применяемых режимов химиотерапии РТК, таких, как РОЬБОХ, во многом остаются недооцененными, хотя генетические основы индивидуальной чувствительности к ингибиторам топо-изомеразы, производным платины, фторпиримиди-нов и других компонентов, входящих в названные схемы, изучены достаточно хорошо [1,3].
Цель работы. Изучение клинико-генетиче-ских факторов фармакологической резистентности у больных раком толстой кишки.
Материалы и методы. Был проведен ретроспективный анализ историй болезни 61 больного РТК Ш-1У стадий, оказавшихся резистентными к 5-фторурацил-содержащим режимам. Из них мужчин было 27 (44,3%), женщин - 34 (55,7%). Средний возраст пациентов составил 56,7+0,2 лет (Таблица 1). Группы были сопоставимы по основным характеристикам (возрасту, полу, стадии, гистологическим типам, дифференцировке).
Таблица 1
Характеристика пациентов с резистентным раком толстой кишки по полу и возрасту
Характеристики пациентов
Режимы (число курсов 2-4)
Мейо (n=31)
FOLFOX (n=30)
Всего (n=61)
Возраст (в среднем, лет)
62,9+0,5
55,9+0,4
56,7+0,2
Мужчины
13 (48,1%)
14 (51,9%)
27 (44,3%)
Женщины
18 (52,9%)
16 (47,1%)
34 (55,7%)
Полихимиотерапия (ПХТ) проводилась с паллиативной целью в послеоперационном периоде у больных с регионарными и отдалёнными метастазами. 31 (50,8%) больной получали 5-фторурацил в составе режима Мейо (лейковарин 20 мг/м2 с последующим болюсом 5-фторурацила по 425 мг/м2, 1-5 день, следующий с 29 дня) и 30 (49,2%) - в составе режима РОЬБОХ (лейковарин 200 мг/м2 2 ч в 1 и 2 день, оксалиплатин 85 мг/м2 1 день, 5-фторурацил 400 мг/м2 болюс, 5-фторурацил 600 мг/м2 22 ч в 1 и 2 день, следующий с 15 дня).
При наличии мутаций в исследуемых генах, определяющих переход препаратов оксалиплатина и 5-фторурацила в активную форму, больным проводились режимы, исключающие 5-фторурацил:
Ш.ОХ (оксалиплатин 85 мг/м2 в/в в 1-е сутки; ири-нотекан 200 мг/м2 в/в в 1-е сутки) + бевасцизумаб. В дальнейшем, в зависимости от выбранной тактики, проводили оперативное лечение, продолжение паллиативного лечения, наблюдение.
Резистентность к режиму определялась по данным контрольных обследований после 2-4 курсов ПХТ. Эффективность оценивалась путём определения размеров контролируемых очагов, согласно шкале ВОЗ (полная, частичная регрессия, стабилизация, прогрессирование).
Стабилизация процесса (т.ё. колебание размеров контролируемых очагов в пределах 25% как в сторону увеличения, так и уменьшения) и прогрес-сирование процесса (увеличение контролируемых очагов более чем на 25% от исходных размеров)
текцию ПЦР-продукта проводили методом электрофореза в агарозном геле с бромистым этидием под УФ-светом с длиной волны 310 нм. [4,10]
Результаты и обсуждение. Исследование показало, что чаще всего резистентными к химиотерапии были пациенты с локализацией процесса в сигмовидной кишке - 22 (35,9%) случаев. Несколько реже - 12 (19,7%) больных были с локализацией первичного очага в нисходяще-ободочной кишке. Среди всех пациентов с резистентным РТК, по 9 (14,8%) были с локализацией первичного очага в восходяще-ободочной, поперечно-бодочной и прямой кишке. Таким образом, резистентность к 5-фторурацил-содержащим режимам преимущественно отмечалась при поражении левого отдела толстой кишки (Таблица 2).
Таблица 2
Локализация первичного очага у больных с резистентным раком толстой кишки_
Степень дифференцировки Мейо FOLFOX Всего
(n=31) (n=30) (n=61)
Восходяще-ободочная 3 (9,7%) 6 (20%) 9 (14,8%)
Поперечно-ободочная 5 (16,1%) 4 (13,3%) 9 (14,8%)
Нисходяще-ободочная 7 (22,6%) 5 (16,6%) 12 (19,7%)
Сигмовидная 11 (35,5%) 11 (36,8%) 22 (35,9%)
Прямая 5 (16,1%) 4 (13,3%) 9 (14,8%)
расценивалось как признак низкой чувствительности опухоли или её отсутствия.
Медико-генетические исследования проводились в Институте иммунологии АН РУз. Выделение ДНК из образцов цельной венозной крови осуществлялось фенол-хлороформным методом. Определение полиморфизма генов XPD 312, XPD 751, ERCC1 8092 и DPYD проводили методом по-лимеразной цепной реакции (ПЦР) с анализом полиморфизма длин рестрикционных фрагментов с соблюдением общепринятой схемы исследования. ПЦР-реакцию осуществляли с использованием сухого набора реагентов GenePak™ PCR Core (производство ООО «Лаборатория Изоген», Россия). Де-
При анализе зависимости чувствительности от состояния первичного очага установлено, что из всех пациентов, оказавшихся резистентными к 5-фторурацилу, большая часть - 31(50,8%) - была с Т3. У 20 (32,8%) пациентов была выявлена Т4 и
лишь у 10 (16,4%) процесс был в стадии Т2 (Таблица 3). Это означало, что чем больше инвазия первичного очага в окружающие ткани, тем больше вероятность развития резистентности к 5-фторурацил-содержащим режимам.
Таблица 3
Характеристика пациентов с резистентным раком толстой кишки по ТКМ
TNM Мейо FOLFOX Всего
(n=31) (n=30) (n=61)
Т2 6 (19,4%) 4 (13,3%) 10 (16,4%)
Т3 16 (51,6%) 15 (50%) 31 (50,8%)
Т4 9 (29,0%) 11 (36,7%) 20 (32,8%)
N0 3 (9,7%) 4 (13,3%) 7 (11,4%)
N1 5 (16,1%) 7 (23,3%) 12 (19,7%)
N2 23 (74,2%) 19 (63,4%) 42 (68,9%)
M0 17 (54,8%) 19 (63,3%) 36 (59,0%)
M1 14 (45,2%) 11 (36,4%) 25 (41,0%)
Региональное метастазирование до уровня N ,было у % резистентных пациентов РТК. Исследование показало, что устойчивость к лечению чаще (более чем у 55%) отмечалась при отсутствии отдалённых метастазов (Таблица 3).
Отдалённые метастазы из 41 резистентных пациентов отмечались у 25 (41,0%), причём у 18
(29,3%) малочувствительных к 5-фторурацилу пациентов они наблюдались в печени. Метастазы в легкие отмечались всего у 6 (9,8%) больных и довольно редко встречающийся метастаз в головной мозг выявлен у 1 пациента (Таблица 4).
Таблица 4
Локализация отдалённых метастазов у больных с резистентным раком толстой кишки
Отдалённый Мейо FOLFOX Всего
метастаз (n=31) (n=30) (n=61)
Печень 8 (25,8%) 10 (33,3%) 18 (29,5%)
Легкие 3 (9,6%) 3 (10%) 6 (9,8%)
Головной мозг 1 (3,3%) 1 (1,6%)
Как видно из Таблицы 5, резистентность к 5-фторурацил-содержащим режимам отмечалась у 28 (45,9%) пациентов с аденокарциномой и лишь у 3
(4,9%) пациентов с медулярным раком, что говорило о сравнительно более высокой чувствительности двух последних гистологических типов РТК к
химиотерапии 5-фторурацилом. Пациенты с перст- промежуточное положение, соответственно 8 невидноклеточным и плоскоклеточным вариан- (131,%) и 11 (18,1%) пациентов. тами рака по чувствительности к лечению занимали
Таблица 5
Морфологические типы резистентного рака толстой кишки
Гистология Мейо FOLFOX Всего
(n=31) (n=30) (n=61)
Аденокарцинома 12 (38,7%) 16 (53,3%) 28 (45,9%)
Муцинозный 4 (12,9%) 2 (6,6%) 6 (9,8%)
Перстневидно-клеточный 2 (6,5%) 6 (20%) 8 (13,1%)
Медулярный 2 (6,5%) 1 (3,3%) 3 (4,9%)
Железисто-плоскоклеточный 4 (12,9%) 1 (3,3%) 5 (8,2%)
Плоскоклеточный 7 (22,5%) 4 (13,5%) 11 (18,1%)
При анализе степени дифференцировки (в) у резистентных пациентов особой разницы в зависимости от дифференцировки процесса отмечено не было и колебалось от 24,5 до 27,8% (Таблица 6). При анализе зависимости от проводимого режима
ПХТ было установлено, что при режиме Мейо резистентность чаще была при средней дифференци-ровке процесса - у 11 (35,5%) пациентов, а при режиме РОЬБОХ резистентность отмечалась в равной пропорции как при высоко- , так и низко-дифференцированной формах и составила по 33,3%.
Таблица 6
Характеристика больных с резистентным раком
Степень Мейо FOLFOX Всего
дифференцировки (n=31) (n=30) (n=61)
вх (дифференцировку определить невозможно) 1 (3,2%) - 1 (1,6%)
в1 (высоко-дифференцированная) 6 (19,4%) 9 (30,0%) 15 (24,5%)
в2 (средне-дифференцированная) 11 (35,5%) 8 (26,7%) 19 (31,1%)
вз (низко-дифференцированная) 7 (22,5%) 10 (33,3%) 17 (27,8%)
в4 (недифференцированная) 6 (19,4%) 3 (10,0%) 9 (14,8%)
Изучение полиморфизма генов у больных с резистентным РТК показало, что большая часть пациентов - 50 (82,0%), имели мутантный ген ERCC1 8092 (Таблица 7). Гены семейства ERCC (excision cross complementing gene) участвуют в восстановлении повреждений ДНК, индуцируемых алкилирую-щими агентами, путем эксцизионной репарации нуклеотидов. Белок ERCC-1 является частью функционального комплекса, включающего белки
БЯСС-4, БЯСС-11 и XPR, которые участвуют в процессе как эксцизионной репарации нуклеоти-дов, так и рекомбинантного восстановления. В литературе высказываются предположения, что БЯСС-1, репарируя повреждения ДНК, может обеспечивать резистентность к химиопрепаратам, вызывающим гибель опухолевых клеток за счет таких повреждений [7,8].
Таблица 7
Изучение полиморфизма генов у больных с резистентным РТК показало, что большая часть пациентов - 50 (82,0%), имели мутантный ген ERCC1 8092 (Таблица 7). Гены семейства ERCC (excision cross complementing gene) участвуют в восстановлении повреждений ДНК, индуцируемых алкилирую-щими агентами, путем эксцизионной репарации нуклеотидов. Белок ERCC-1 является частью функционального комплекса, включающего белки
БЯСС-4, БЯСС-11 и XPR, которые участвуют в процессе как эксцизионной репарации нуклеоти-дов, так и рекомбинантного восстановления. В литературе высказываются предположения, что БЯСС-1, репарируя повреждения ДНК, может обеспечивать резистентность к химиопрепаратам, вызывающим гибель опухолевых клеток за счет таких повреждений [7,8].
Таблица 7
Анализ полиморфизма генов у больных с резистентным раком толстой кишки
Изучаемые гены Мейо FOLFOX Всего
(n=31) (n=30) (n=61)
XPD 312 12 (38,7%) 10 (33,3%) 22 (36,1%)
XPD 751 11 (35,5%) 13 (43,3%) 23 (37,7%)
ERCC1 8092 24 (77,4%) 26 (86,7%) 50 (82,0%)
DPYD 8 (25,8%) 9 (30,0%) 17 (27,9%)
Сочетание 24 (77,4%) 28 (93,3%) 52 (85,2%)
нескольких генов
Гены XPD 312 и XPD 751 встречались примерно одинаково - у 22 (36,1%) и 23 (37,7%) больных соответственно. Ген XPD (xeroderma pigmentosum group D), кодирует один из основных элементов эксцизионной репарации ДНК (nucleotide excision repair - NER) - хеликазу. Полиморфизм XPD в 23 экзоне является значимым для оценки эффективности метаболизма оксалиплатина [9].
Реже всего у больных с резистентным РТК обнаруживался полиморфизм гена DPYD - у 17 (27,9%) пациентов. Ген DPYD дигидропиримидин-дегидрогеназы (DPD) - основного фермента трехступенчатого метаболизма урацила и тимидина, в результате приводящий к образованию бета-ала-нина. DPD играет важную роль в катаболизме 5-фторурацила. По литературным данным, в 39-59%
случаев токсического действия 5-фторурацила выявляется дефицит DPYP, диагностируемый по сниженной активности DPD в мононуклеарах периферической крови. При сниженной активности DPYP у 55% больных наблюдается нейтропения IV степени [4,6].
Таким образом, проведённые исследования позволят более полно учитывать клинико-генетиче-ские факторы для индивидуального выбора адекватной схемы дальнейшего лечения пациентов с РТК, резистентным к 5-фторурацил-режимам химиотерапии.
Выводы
1. Исследование показало, что резистентность к 5-фторурацилу у пациентов с РТК чаще отмечалась у женщин (55,7%), причём преимущественно при поражении левого отдела толстой кишки. При анализе зависимости чувствительности от состояния первичного очага установлено, что 83,6% пациентов были с Т3-4, т.е. вероятность развития резистентности к 5-фторурацил-содержащим режимам была больше, чем глубже инвазия первичного очага. Отдалённые метастазы из 61 резистентных пациентов РТК отмечались у 25 (41,0%), причём 18 из них (72%) были с метастазами в печень.
2. Сравнительно более высокая чувствительность отмечалась у пациентов с муцинозным и ме-дулярным раком, а резистентность к 5-фторурацил-содержащим режимам отмечалась у 28 (45,9%) пациентов с аденокарциномой. При анализе степени дифференцировки (в) у резистентных пациентов с РТК особой разницы в зависимости от дифферен-цировки процесса отмечено не было. Однако при режиме Мейо резистентность чаще была при средней дифференцировке процесса (35,5% пациентов).
3. Изучение полиморфизма генов у больных с резистентным РТК показало, что реже всего обнаруживался полиморфизм гена DPYD, ответственного за катаболизм 5-фторурацила - у 17 (27,9%) пациентов. Гены ХРБ 312 и ХРБ 751, отвечающие за эффективность активации оксалиплатина встречались примерно одинаково - у 22 (36,1%) и 23 (37,7%) больных соответственно. И наиболее часто - у 50 (82,0%) больных выявлялся мутантный ген ЕЯСО 8092, участвующий в восстановлении повреждений ДНК, индуцируемых алкилирующими агентами.
Список литературы
1. Clarke S.J., Yip S., Brown C., van Hazel G.A., Ransom D.T., Goldstein D., Jeffrey G.M., Teb-butt N.C., Buck M., Lowenthal R.M., Boland A., Gebski V., Zalcberg J., Simes R.J. Single-agent iri-notecan or FOLFIRI as second-line chemotherapy for advanced colorectal cancer; results of a randomised phase II study (DaVINCI) and meta-analysis [corrected] // Eur. J. Cancer. -2011. -V.47. -P.1826-1836.
2. Gonzalez de Castro D., Clarke P.A., Al-Lazikani B., Workman P. Personalized cancer medicine: molecular diagnostics, predictive biomarkers, and drug resistance // Clin. Pharmacol. Ther. -2013. -V.93. -P.252-259.
3. Loupakis F., Schirripa M., Zhang W., Falcone A., Lenz H.-J. Pharmacogenetic Concerns in Met-astatic Colorectal Cancer Therapy // Curr. Colorectal Cancer Rep. -2012. -V.8. -P.263-271.
4. Marsh S., McLeod H.L. Cancer pharmacogenetics // Br. J. Cancer. -2004. -V.90. -N1. -P.8-11.
5. Mates I.N., Jinga V., Csiki I.E., Mates D., Dinu D., Constantin A., Jinga M. Single nucleotide polymorphisms in colorectal cancer: associations with tumor site and TNM stage // J. Gastrointestin. Liver Dis. -2012. -V.21. -N1. -P.45-52.
6. Ochiai T., Nishimura K., Noguchi H., Kitajima M., Tsukada A., Watanabe E., Nagaoka I., Futagawa S. Prognostic impact of orotate phosphoribo-syl transferase among 5-fluorouracil metabolic enzymes in resectable colorectal cancers treated by oral 5-fluorouracil-based adjuvant chemotherapy // Int. J. Cancer. -2006. -V.118. -N12. -P.3084-3088.
7. Orelli B., McClendon T.B., Tsodikov O.V. The XPA-binding domain of ERCC1 is required for nucleotide excision repair but not other DNA repair pathways // J. Biol. Chem. -2010. -V.285. -P.3705-3712.
8. Zhang L., Wang J., Xu L., Zhou J., Guan X., Jiang F., Wu Y., Fan W. Nucleotide excision repair gene ERCC1 polymorphisms contribute to cancer susceptibility: a meta-analysis // Mutagenesis. -2012. -V.27. -N1. - P67-76.
9. Кузнецова И.А., А.И. Дмитриева, С.С. Ракитин. Полиморфизм генов эксцизионной репарации ДНК XRCC1 С194Т и XPD A751C при раке легкого // Сибирский онкологический журнал. -2011 . -Прил. -N1 . -С.65-66 .
10. Минина В.И., Дружинин В.Г., Лунина. А.А., Ларионов А.В., Волков А.Н., Головина Т.А., Глушков А.Н. Исследование взаимосвязи между полиморфизмом генов репарации ДНК и частотой хромосомных аберраций в лимфоцитах крови человека // Экологическая генетика. -2011. -№2. -Т.9. -C.74-79.
