CC BY
53
«Вестник хирургии»*2010
ВОПРОСЫ ОБЩЕЙ И ЧАСТНОЙ ХИРУРГИИ
© Коллектив авторов, 2010 УДК 616.24-006.6-07-08:575.191
С.М.Лазарев1, Ж. Массард2, А.В.Решетов1, Г.В. Николаев3, Г.Н.Волгин1, Э.В.Осипов5, Е.Ю.Ломтева4, А.В.Нохрин3, О.Е.Какышева1
РОЛЬ ОНКОМАРКЁРОВ: СЕА, Cyfra-21, NSE, Tu M2-PK В ДИАГНОСТИКЕ И ЛЕЧЕНИИ РАКА ЛЕГКОГО
1 Кафедра хирургических болезней с курсом малоинвазивной хирургии (зав. — проф. С.М.Лазарев) ГОУВПО «Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И.И. Мечникова Росздрава»;
2 медицинский факультет Университета им. Луи Пастера, г Страсбург; 3 ФГУ « Федеральный центр сердца, крови и
эндокринологии им. В.А. Алмазова Росмедтехнологий» (дир. — проф. Е.В.Шляхто); 4 ГУЗ «Ленинградская областная
клиническая больница» (главврач — д-р мед. наук В.М.Тришин); 5 Военно-медицинская академия им. С.М.Кирова
(нач. —проф. А.Б.Белевитин), Санкт-Петербург
Ключевые слова: онкомаркёры, немелкоклеточный рак легкого (НМРЛ).
Введение. К настоящему моменту в научной литературе накоплено описание достаточно большого количества специфических белков (антигенов) — онкомаркёров (ОМ), уровень которых в плазме крови повышается при онкологических заболеваниях. Увеличение содержания (некоторых) ряда из них отмечается и у пациентов с раком легкого. Исследования в области торакальной онкологии свидетельствуют о возможности повышения при раке легкого таких ОМ, как cytokeratin 19-fragments (Cyfra-21), neuron specific enolase (NSE), СЕА и опухолевой пируваткиназы типа М2 (Tu M2-PK) [2,
3, 11, 18]. В литературе существуют диаметрально противоположные взгляды на роль использования данных тестов в клинической практике, что находит отражение в литературе [5-8].
Цель нашего исследования — изучение возможности использования вышеуказанных ОМ в диагностике немелкоклеточного рака легкого (НМРЛ), прогнозировании течения заболевания.
Материал и методы. Проводилось исследование сывороточных ОМ у 739 больных с НМРЛ в возрасте от 44 до 87 лет (средний возраст составил 59 лет). Мужчин было 576, женщин — 163. Клиническая характеристика обследованных больных представлена в табл. 1.
С целью изучения диагностического и прогностического значения теста 234 пациентам до начала лечения определяли
Таблица 1
Клиническая характеристика обследованных больных раком легкого на наличие в сыворотке крови онкомаркёров
Характеристики обследованных больных (п) Изучаемые показатели
СЕА Cyfra-21 NSE Tu M2-PK
Число больных (739) 234 447 444 58
Средний возраст — 59 (44-87) лет 67,2 60,9 61 57,1
(48-87) (44-76) (52-70) (49-71)
Пол:
мужчины (576) 167 360 359 49
женщины (163) 67 87 85 9
Гистологическая структура опухоли:
плоскоклеточный (402) 116 250 248 36
аденокарцинома (270) 101 147 146 22
крупноклеточный (67) 17 50 50 0
Стадия заболевания:
1А-1В (237) 39 195 195 3
11А-11В и Т3ШМ0 (136) 19 86 86 31
111А-111В, кроме Т31Ч1М0 (204) 43 151 151 10
IV (162) 133 15 12 14
С.М.Лазарев и др.
«Вестник хирургии»^2010
уровень сывороточного СЕА. Определяли одновременно содержание Cyfra-21 и NSE 444 больным, еще 3 пациентам с диссеминированными формами заболевания определяли только Cyfra-21. Уровень опухолевой пируваткиназы типа М2 (Tu M2-PK) определялся 58 больным. В зависимости от стадии заболевания пациентов распределили следующим образом: большинство пациентов были с I и III стадией — 237 (32%) и 204 (27,6%) соответственно. Чаще выявляли стадии Т2 — 342 (43,8%) и Т1 — 242 (32,6%). У 257 (34,8%) обследуемых больных диагностирована стадия N0, у 146 (20,1%) — стадия N2 и только 25 (3,4%) — стадия N3. Всего оперировано 546 больных. Химиолучевому лечению подвергнуты 115 пациентов, 78 больных получали только симптоматическую терапию. У оперированных больных изучали признаки агрессивности опухоли: прорастание опухоли в сосуды легкого (обнаружено у 131 больного), наличие опухолевых эмболов в микроциркуляторном русле (обнаружены у 68 больных), размер опухолевого очага более 5 см (у 134 больных), дополнительные узлы в легочной паренхиме (у 32 больных). Аналогичные признаки определяли у неопе-рированных больных в процессе патологоанатомического вскрытия.
Для изучения роли ОМ CEA, Cyfra-21, NSE, Tu (M2-PK) в диагностике НМРЛ изучена взаимосвязь между исходным уровнем ОМ и следующими факторами: распространенностью опухолевого процесса, описанными выше признаками прогрессирования опухоли, результатами лечения и продолжительностью жизни.
Стадирование онкологического заболевания проводилось по клиническим данным, а также по результатам патомор-фологического исследования операционного материала у оперированных больных и, по данным патологоанатомическо-го вскрытия, у 139 (85,8%) больных с диссеминированными формами заболевания.
Продолжительность жизни определяли с использованием метода Kaplan — Meier. На момент окончания исследования умерли 493 больных, в том числе все пациенты с диссеминированными формами заболевания. Cравнительная оценка кривых выживаемости выполнена с помощью «Log-rank test». Сравнение независимых выборок проводили с помощью «Chi-square test». Cвязанный риск оценен с помощью модели
Cox. Сравнение двух и более переменных, относящихся к интервальной шкале и подчиняющихся нормальному распределению, проводили с помощью t-test или простого дисперсионного анализа [1, 4].
Исследование СЕА выполнялось методом электрохемо-люминесценции на автоматическом комплексе «Elttsys-2010» фирмы «Roche» (Швейцария) с использованием сертифицированных тест-систем указанной фирмы, обладающих высокой точностью, чувствительностью и специфичностью. Измерение уровня Cyfra-21 и NSE 444 пациентам проводили с помощью иммунорадиометрического метода c использованием лабораторной техники — Cis Biointernational, Gif/Yvette (Франция). Уровень опухолевой пируваткиназы типа М2 (Tu M2-PK) определялся путем иммуноферментного анализа [11, 18].
Результаты и обсуждение. Исследования ОМ у больных с НМРЛ выявило, что повышение СЕА относительно нормальных значений наблюдалось у 108 из 234 (46,5%) обследованных больных с НМРЛ, Cyfra-21 — у 143 из 447 (32%) пациентов, NSE — у 57 из 444 (13%), и Tu M2-PK у 46 из 58 (87,5%) соответственно. Результаты представлены на рис. 1.
Зависимость частоты повышения изучаемых показателей от стадии болезни представлена на рис. 2.
Как видно, они находятся в прямо пропорциональной зависимости. При начальных стадиях заболевания (I и II) чувствительность большинства тестов не превышает 20-30%. При III стадии заболевания чувствительность тестов была достоверно (р<0,05) выше, хоть и незначительно. При диссеминированной форме повышение содержания сывороточных ОМ наблюдалось наиболее часто. Чувствительность тестов составила: для СЕА — 62, 58 и 40% при диссеминированной, III стадии
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50
Число пациентов
I I .
СЕА
Cyfra-21
NSE
Tu M2-PK
□ Общее число больных
■ Число больных с повышенным содержанием онкомаркёра
100 90 80
50
40
10
I
IIA-B и T3N1M0 IIIA—B
Cyfra-21 □ NSE □ CEA ■ Tu M2-PK
IV Стадии
Рис. 1. Чувствительность сывороточных онкомаркё-ров у исследуемых больных с НМРЛ.
Рис. 2. Зависимость частоты повышения сывороточных онкомаркёров от стадии заболевания.
%
70
60
30
20
0
0
Таблица 2
Чувствительность и специфичность онкомаркёров к признакам агрессивности опухоли
Признаки агрессивности опухоли Исследуемые онкомаркёры
Cyfra-21, % NSE, % CEA, %
А В А В А В
Ангиоинвазия 20 39 19 89 52 69
Размер опухоли более 5 см 58 84 30 94 45 61
Наличие опухолевых микроэмболов 18 42 26 89 85 92
Дополнительный опухолевый узел в легком 36 69 13 87 63 80
Примечание. А — чувствительность; В — специфичность.
и I—II стадиях соответственно. Чувствительность определения сывороточной пируваткиназы составила 56, 82 и 91% соответственно в группах с ограниченными формами заболевания (IIA и IIB стадия), распространенными (III А и IIIB стадия) и диссеминированными (IV стадия), р=0,059.
Результаты исследования содержания ОМ в сыворотке крови в зависимости от признаков агрессивности опухоли представлены в табл. 2.
Как видно, при низкой чувствительности данных тестов к основным признакам агрессивности опухоли наблюдали их достаточно высокую специфичность по отношению к изучаемым параметрам. Хотя при изучении уровня сывороточного СЕА у пациентов с раком легкого не только специфичность, но и чувствительность теста к основным признакам агрессивности опухоли были достаточно велики. Однако небольшое число обследованных больных (n=79), по сравнению с тестами по определению Cyfra-21 и NSE, не позволяет сделать каких-либо окончательных выводов в отношении данного теста. Чувствительность и специфичность опухолевой пируваткиназы к основным признакам злокачественности не определяли в связи с малым числом наблюдений.
При оценке выживаемости пациентов выявлена обратно пропорциональная зависимость между уровнем ОМ и продолжительностью жизни пациентов. Анализ с помощью модели Cox выявил, что уровень сывороточных ОМ, таких как Cyfra-21, СЕА и Tu M2-PK, достоверно влияет на продолжительность жизни (p<0,05), уменьшая ее. Достоверного влияния на выживаемость уровня NSE выявить не удалось. Медиана выживаемости (М) была достоверно (p<0,05) выше у пациентов с операбельными формами немелкоклеточного рака при нормальных значениях СЕА (М — 37 V2 мес) и Cyfra-21 (М — 91 мес), чем при повышенных значениях этих показателей (М — 19,5 и 31 мес соответственно). Как представлено на рис. 3, при диссеминированных формах немелкоклеточного рака медиана выживаемости также была достоверно ниже при повышенных значениях СЕА, чем при нормальных — 11 и 22 мес соответственно (р=0,043).
Ввиду небольшого числа наблюдений мы не оценивали влияние уровня содержания Cyfra-21,
Ти М2-РК и К8Б на выживаемость пациентов с распространенными неоперабельными формами немелкоклеточного рака. Недостоверно было различие в продолжительности жизни пациентов с повышенным и нормальным содержанием Ти М2-РК (р=0,069), хотя, в целом, намечалась обратная пропорциональная зависимость между исходным уровнем сывороточной пируваткиназы типа М2 и продолжительностью жизни пациента.
Таким образом, полученные нами данные показали, в целом, низкую чувствительность основных исследуемых тестов для предоперационной диагностики НМРЛ, что ставит под сомнение возможность применения их в качестве диагностического инструмента. Другие авторы дают также невысокую чувствительность, колеблющуюся между 48 и 76% для СуГга-21 и 22-27% — для ^Б [6, 9, 18]. Более низкие значения чувствительности, полученные для СуГга-21 и К8Б, в нашем исследовании, возможно, связаны с отсутствием большого количества пациентов с 111В и IV стадией заболевания. Для
Рис. 3. Выживаемость пациентов с диссеминированными формами НМРЛ в зависимости от значений СЕА.
1 — больные с диссеминированной формой НМРЛ с нормальным значением СЕА; 2 — больные с диссеминированной формой НМРЛ с повышенным значением СЕА.
С.М.Лазарев и др.
«Вестник хирургии»*2010
СЕА чувствительность, по последним литературным источникам, составляет от 32 до 60% [6, 20]. В нашем исследовании чувствительность составила 46,5%. Исключение составляет опухолевая пиру-ваткиназа, определение которой возможно имеет большую чувствительность в сравнении с другими ОМ. Однако, по данным литературы, хотя этот показатель и обладает значительной чувствительностью (до 80%) [11], специфичность его при раке легкого невелика, так как часто обнаруживается повышение опухолевой пируваткиназы в сыворотке крови больных с воспалительными заболеваниями легких как специфического (туберкулез), так и неспецифического (пневмонии, плевриты, легочные деструкции) характера. Величина экспрессии ее коррелирует с выраженностью воспалительного процесса. По нашим данным, специфичность составляет всего 28%. О неспецифическом повышении содержания Ти М2-РК при кистах почек указывается в работе [17], и он преимущественно используется для диагностики и скрининга рака почки.
Сопоставление типа опухоли в группах с повышенным уровнем ОМ выявило преобладание пациентов с плоскоклеточным раком в группе Су1га-21 — 69%, выше, чем к остальным гистологическим типам. Эти данные подтверждаются результатами, полученными некоторыми другими авторами [12], что, в целом, подтверждает возможности применения СуГга-21 для уточнения гистологической структуры опухоли на предоперационном этапе обследования.
В нашем исследовании чувствительность ЖЕ к различным подтипам НМРЛ оказалась неприемлемо низкой и не превышала 19% для немелкоклеточного рака железистого строения. Работы М.Б1е/ и соавт. [10], И.МоНпа и соавт. [15] также выявили низкую чувствительность этого ОМ для уточнения типа НМРЛ. Нам сложно объяснить, почему в группе с повышенной ЖЕ преобладали пациенты с адено-карциномой. Можно предполагать, что увеличение уровня этого ОМ, относящего к группе гликоли-тических ферментов, может иметь место у части больных с НМРЛ с признаками железистого рака. Для опровержения или подтверждения этой гипотезы необходимы дополнительные исследования.
Уровень СЕА, как свидетельствуют многие литературные источники, не отличался при различных гистологических формах НМРЛ [7, 13, 19]. Наши исследования показали аналогичную картину: чувствительность СЕА при различных формах немелкоклеточного рака не отличалась более чем на 5%.
Уровень опухолевой пируваткиназы часто повышался при плоскоклеточных и железистых формах рака легкого. По данным литературы, он также часто повышается при колоректальном раке, раке желудка, почечно-клеточном раке и других видах злокачественных солидных опухолей [17]. Кроме того, как указывалось выше, тест по определению сывороточной пируваткиназы обладает низкой специфичностью.
Один из важных вопросов — изучение возможности диагностики с помощью ОМ ранних стадий
рака легкого. Данные литературы в этом вопросе несколько противоречивы. A.Lagarde и соавт. [14], R.Molina и соавт. [15] выявили достоверную взаимосвязь между стадией НМРЛ и уровнем Cyfra-21. В то же время работа S. Kasimir-Bauer и соавт. [13] продемонстрировала отсутствие достоверной корреляции между Cyfra-21, с одной стороны, и стадией опухоли, ее размером и количеством вовлеченных лимфатических узлов — с другой.
Наши результаты продемонстрировали возрастание уровня Сyfra-21 с увеличением стадии. Этот показатель возрастал при стадии Т4 до 46%, а при T1 составил только 9%. Чувствительность NSE была значительно ниже и не превышала 28% при стадии Т3. Аналогичным образом чувствительность обоих ОМ возрастала с увеличением N-стадии, но не превышала 40% при №-стадии. Полученные данные подтверждают результаты работы D.Karnak. и соавт.[12], которые также продемонстрировали наибольший уровень Су^- 21 при III и IV стадии рака легкого.
Одним из важных вопросов предоперационного обследования, который интересует в первую очередь хирурга, является верификация высокоагрессивных форм рака легкого, часто оказывающихся неоперабельными или требующими интенсивного адъювантного или неоадъювантного лечения. В этой связи было изучено влияние признаков агрессивности опухоли на увеличение уровня ОМ. Интересным, с нашей точки зрения, представлялся ответ на вопрос: может ли быть связано повышение уровня ОМ у отдельных пациентов с I-ША стадией с микрометастазированием, поражением опухолью стенки кровеносных сосудов, дополнительными, не выявленными ранее метастазами? Результаты нашего исследования пока не подтвердили полностью эту гипотезу. В целом, чувствительность ОМ к признакам агрессии была невысокой. Это согласуется с мнением S.Kasimir-Bauer и соавт. [13], также не обнаруживших увеличение чувствительности при распространенности НМРЛ. Вместе с тем, специфичность указанных тестов к признакам неблагоприятного прогноза (поражение опухолевыми клетками микроциркуляторного русла, инвазия кровеносных сосудов, большая опухолевая масса и дополнительные очаги опухоли в легочной ткани) оказалась довольно высокой, как представлено в табл. 2.
Таким образом, учитывая данные о достоверно более низкой выживаемости пациентов с повышенными значениями изучаемых показателей, которые согласуются с мнением J.Niklinski и соавт. [16], N.Reinmuth и соавт. [19], что предоперационное повышенное значение показателей сывороточных ОМ является отрицательным прогностическим фактором при операбельном раке легкого. Это подтверждается и увеличением риска смерти, оцененного с помощью модели Cox, полученным как по результатам наших исследований, так и по результатам J.L.Pujol и соавт. [18]. Все вышесказанное может свидетельствовать о том, что при низком диагностическом потенциале описываемых тестов
они могут найти применение для выявления пациентов с уже диагностированным раком легкого, которые имеют менее благоприятный прогноз и нуждаются в связи с этим в дополнительных углубленных методах предоперационного обследования и более активном применении методов адъювантной терапии.
Выводы. 1. Тесты по определению содержания СЕА, Cyfra-21, NSE в сыворотке крови обладают низкой чувствительностью и малоприменимы для диагностики рака легкого.
2. Данные тесты, учитывая их простоту и невысокую стоимость, могут найти применение для выявления группы пациентов с уже диагностированным немелкоклеточным раком легкого, нуждающейся в дополнительных методах обследования, с целью более точного стадирования заболевания и исключения отдаленных метастазов, а также в более активном применения адъювантных методов лечения.
3. Применение опухолевой пируваткиназы М2 может оказаться перспективным для использования в клинической онкопульмонологии. Однако, учитывая его низкую специфичность, требуется дальнейшее накопление опыта использования данного ОМ в группе пациентов с немелкоклеточным раком легкого.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Берёзкин Д.П. Методы изучения выживаемости онкологических больных: Метод. реком.—Л., 1982.—25 с.
2. Касчито Д. Онкология.—М.: Практика, 2008.—1039 с.
3. Трахтенберг А.Х., Чиссов В.И. Клиническая онкопульмо-нология.—М.: Медицина Гэотар, 2000.—599 с.
4. Юнкеров В.И., Григорьев С.Г. Математико-статистическая обработка данных медицинских исследований.—СПб., 2002.—267 с.
5. Avtrican Thoracic Society, European Respiratory Society, Pretreatment evaluation of non-small-cell lung cancer // Crit. Am. J. Respir. Care Med.—1998.—Vol. 156.—P. 320-332.
6. Buccheri G., Ferrigno D. Serum biomarkers of non-neuron-endocrine origin in small-cell lung cancer: a 16-year study on carcinoembryonic antigen, tissue polypeptide antigen and lactate dehydrogenase // Lung Cancer.—2000.—Vol. 30, № 10.— P. 37-49.
7. Buccheri G., Ferrigno D. Serum biomarkers facilitate the recognition of early-stage cancer and may guide the selection of surgical candidates: a study of carcinoembryonic antigen and tissue polypeptiede antigen in patients with operable non-small cell lung cancer // J. Thorac. Cardiovasc. Surg.—2001.— Vol. 122.—P. 891-899.
8. Buccheri G., Ferrigno D. Identifying patients at risk of early postoperative recurrence of lung cancer: a new use of the old CEA test // The Annals of Thoradc Surgery.—2003.—Vol. 75, № 3.—P. 973-980.
9. Cooper T.H. Tumor markers // J.C.Bennet and F.Pulm, Editors, Cecil textbook of medicine.— Philadelphia: WB Saunders, 1996.—P. 1133-1136.
10. Diez M., Torres A., Ortega L. et al. Value of serum neuron-specific enolase in non-small cell lung cancer// Oncology.—1993.— Vol. 50, № 2.—P. 127-131.
11. Elgenbrodt E., Basenau D., Holthusen S. et al. Quantification tumor type M2 pyruvate kinase (TuM2-PK) in human carcinoma // Anticancer Res.—1997.—Vol. 17.—P. 3135-5156.
12. Karnak D., Ulubay G., Kayacan O. et al. Evaluation of Cyfra-21-1: a potential tumor marker for non-small cell lung carcinomas // Lung.—2001.—Vol. 179, № 1.—P. 57-65.
13. Kasimir-Bauer S., Schleucher N., Weber R. et al. Evaluation of different markers in non-small cell lung cancer: prognostic value of clinical staging, tumour cell detection and tumour marker analysis for tumour progression and overall survival // Oncol. Rep.—2003.—Vol. 10, № 2.—P. 475-482.
14. Lagarde A., Forgch T., Nagy D. et al. Diagnostic sensitivity of three tumour markers in non-small cell lung cancer: a pilot study // Nucl. Med. Rev. Cent. East. Eur.—2000.—Vol. 3, № 2.—P. 139-142.
15. Molina R., Fillela X., Auge J.M. et al. Tumor markers (CEA, CA 125, Cyfra-21-1, SCC and NSE) in patients with non-small cell lung cancer as an aid in histological diagnosis and prognosis. Comparison with the main clinical and pathological prognostic factors // Tumour Biol.—2003.—Vol. 24, № 4.—P. 209-218.
16. Niklinski J., Burzykowski T., Niklinska W. et al. Preoperative Cyfra-21-1 level as a prognostic indicator in resected nonsmall cell lung cancer // Eur. Respir. J.—1998.—Vol. 12, № 6.—P. 1424-1428.
17. Oremek G.M., Teigelkamp S., Kramer W. et al. The pyruvate kinase isoenzyme M2 (Tu M2-PK) as a tumor marker for renal carcinoma // Ibid.—1999. —Vol. 19.—P. 2599-2602.
18. Pujol J.L, Boher J.M. Grenier J. Quantin X.—Cyfra-21-1, neuron specific enolase and prognosis of non-small cell lung cancer: prospective study in 621 patients // Lung Cancer.—2001.—Vol. 31, № 2-3.—P. 221-231.
19. Reinmuth N., Brandt B., Semik M. et al. Prognostic impact of Cyfra21-1 and other serum markers in completely resected non-small cell lung cancer // Lung Cancer.—2002.—Vol. 36, № 3.—P. 265-270.
20. Schneider J., Velcovsky H.G., Morr H. et al. Comparison of the tumor markers tumor M2-PK, CEA, Cyfra-21-1, NSE and SCC in the diagnosis of lung cancer // Anticancer Res.—2000.—Vol. 20, № 6D.—P. 5053-5058.
Поступила в редакцию 23.09.2009 г.
S.M.Lazarev, Zh.Massard, A.V.Reshetov, G.V.Nikolaev, G.N.Volgin, E.V.Osipov, E.Yu.Lomteva, A.V.Nokhrin, O.E.Kakysheva
THE ROLE OF ONCOMARKERS CEA, CYFRA-21, NSE, TU M2-PK IN DIAGNOSIS AND TREATMENT OF LUNG CANCER
The authors investigated the dependence of increasing serum oncomarkers CEA, Cyfra-21, NSE, TU M2-PK on survival in 739 patients with nonsmall cell lung cancer. The tests for the determination of the content of CEA, Cyfra-21, NSE in blood serum have low sensitivity and are of little use for the diagnosis of lung cancer. The tests because of their simplicity and low cost can be used for the detection of groups of patients with preliminarily diagnosed nonsmall cell lung cancer needing additional methods of examination for more exact staging of the disease and exclusion of remote metastases and more active using adjuvant method of treatment. The use of tumor pyruvate kinase can be perspective for clinical oncopulmonology. However, due to its low specificity, further experiences are required for using this oncomarker in the group of patients with nonsmall cell lung cancer.
