CC BY
53
Современные скрининговые методы бессимптомного колоректального рака и предраковых заболеваний толстой кишки
Шелыгин Ю.А.,1 Чернышов С.В.,1 Веселов А.В.,1 Чиссов В.И.,2 Зенкина Е.В.,2 Маршутина Н.В., 2 Солохина М.П.,2 Сергеева Н.С.,2 Костин П.А.,3 Захаржевская Н.Б.,3 Генерозов Э.В.3
1. ФГУ «ГНЦ Колопроктологии Росмедтехнологий», Москва. И.О. директора - профессор Шелыгин Ю.А.
2. ФГУ Московский «МНИОИ им.П.А.Герцена Росмедтехнологий», Москва. Директор - Акад. РАМН, проф. Чиссов В. И.
3. ФГУ НИИ Физико-химической медицины ФМБА России, Москва. Директор - Акад. РАМН, проф. Сергиенко В. И.
В мире заболеваемость колоректальным раком (КРР) возрастает, также увеличивается доля больных с запущенными, местнораспространенными формами опухолей. Поэтому несомненна актуальность разработки и внедрения в клиническую практику методов скринингового типа, позволяющих активно выявлять больных КРР и предраковыми состояниями до клинических проявлений болезни. Так традиционно в прошлом столетии одним из таких методов является бензидиновая проба на скрытую кровь в кале (gFOBT, гемокульттест). В последние годы широко и повсеместно появляются и распространяются иммуно-ферментные, молекулярные методы скрининга КРР.
Заболеваемость колоректальным раком (КРР) неуклонно возрастает. Так ежегодно в мире диагностируется около 1 млн. новых случаев КРР [20], необходимо отметить, что в структуре заболеваемости доля больных с III-IV стадиями КРР остается высокой, приближаясь к 60-70% [1, 5]. Изыскание путей и способов активного выявления рака и предраковых заболеваний толстой кишки, является весьма актуальной проблемой, что диктует необходимость разработки и внедрения в клиническую практику методов скринингового типа.
Актуальность проблемы подтверждают посвященные скринингу КРР программные доклады на 3-й международной конференции в Дублине (Jean Faiver Screening for colorectal cancer: who, when, how?) в 2001г. и на 14 Европейской гастроэнтерологической неделе (UEGW) в Берлине в 2006г.
Скрининг - использование различных тестов или методов исследования с целью выявления бессимптомного процесса, т.е. тех лиц, которые не считают себя больными.
Условно все скрининговые методы КРР можно разделить на две категории - инвазивные (колоноскопия, сигмоидоскопия) и неинвазивные (анализ кала на скрытую кровь, иммуноферментные и молекулярные методы исследования кала на онкомаркеры). По данным Woolf S.H. [18] для выявления КРР существует несколько основных скрининговых тестов: анализ кала на скрытую кровь (гемокульттест), гибкая сигмоидоскопия, фиброколоноскопия (ФКС), ирригоскопия методом двойного контрастирования толстой кишки.
Более 50 лет назад был разработан метод выявления скрытой крови в кале - гемоккульт-тест (gFOBT), основанный на гваяковой реакции (способности гемоглобина (НЬ) катализировать окисление гваяковой смолы перекисью водорода), а с 1977 года в клиническую практику (в модернизированном Грегерсеном виде) был введен аналог гемоккульт-теста - бензидиновая проба (с использованием бензидина вместо гваяковой смолы). Эти тесты основаны
на биохимической оценке псевдопероксидазной активности НЬ. В нескольких рандомизированных контролируемых скрининговых исследованиях по выявлению КРР с использованием gFOBT проводившихся в Германии, США, Нидерландах, было показано, что раннее выявление КРР с помощью этого теста возможно, а в когорте выявленных наблюдалось снижение смертности от этого заболевания на 15-33% в сравнении с общей популяцией [10, 14, 19]. В то же время ряд авторов (в частности D.A. Liberman et al. 2001г., J.S. Mandel et al. 1993г.) установили недостаточную чувствительность этого теста (менее 30% для КРР и 15% - для аденом) и много ложноположительных результатов (т.е. низкую специфичность), что в определенной мере ограничивает его применение в клинике [11, 14]. Кроме того, эти исследования выявили и ряд других недостатков гемоккульт-теста. Прежде всего, поскольку тест gFOBT выявляет НЬ не только человека, но и животных, это требует при подготовке к анализу соблюдения соответствующей диеты. Кроме того, поскольку псевдопероксидазной активностью обладает не только НЬ, но и ряд компонентов растительной пищи, это диктует дополнительные ограничения в диете. Только при комбинированном использовании gFOBT с эндоскопическими методами чувствительность скрининга, направленного на активное выявление КРР возрастает до 76%. Однако недостатком эндоскопических методов являются возможные осложнения (до 1,3%) и высокая стоимость. В качестве альтернативы вышеописанным подходам, заседанием международной ассоциации гастроэнтерологов в Квебеке (2001г.) были приняты рекомендации по программе скрининга на КРР, основанной на лучевой диагностике с использованием ирригоскопии (один раз в 5 - 10 лет) или использованием колоноскопии (один раз в 10 лет) для лиц старше 50 лет.
Перспективным направлением лабораторных методов скринингового типа для раннего выявление КРР, является использование комплекса иммуноферментных копроло-гических методов определения опухолеассоциированного маркера - опухолевой (Tu) пируваткиназы (РК) М2 типа (f Tu M2-PK) и гемоглобина человека в кале (iFOBT) [4]. Также, определенные надежды возлагаются на использование достижений молекулярной медицины для ранней диагностики и скрининга колоректального рака. Принцип соответствующих методик основывается на обнаружении в кале ДНК-молекул, несущих РТК-ассоциированные мутации [2, 3].
Недавно разработанный метод иммуноферментного определения гемоглобина человека в кале (iFOBT) отличается высокой диагностической значимостью: чувствительность составляет 60-77,7% при специфичности 95% [4].
Журнал Национального научного центра хирургии им. А.Н. Сызганова
33
Высокая специфичность теста связана с тем, что ¡РОВТ не выявляет кровь из опухолей, находящихся в верхних отделах ЖКТ, не реагирует с пероксидазой растительного происхождения (как в случае ложноположительного результата при РОВТ). Он достаточно прост в выполнении, не требует от пациента соблюдение особой диеты, является неинвазивным и экономически выгодным, по сравнению с эндоскопическими методами.
Пируваткиназа является одним из ферментов гликолиза и обеспечивает синтез АТФ в тканях с низким содержанием кислорода. В клетках нормальных тканей человека молекула пируваткиназы функционирует в виде тетрамера из форм - 1_-РК, Р-РК, М1-РК типов. В опухолевых клетках в условиях гипоксии преимущественно функционирует особый тип фермента - так называемая опухолевая пи-руваткиназа (РК) - М2-типа (Ти М2-РК), которая является димером. Данные по оценке диагностической значимости 1Ти М2-РК, полученные за рубежом, свидетельствуют о высокой чувствительности (более 70%) и специфичности (около 80%) для КРР [7].
Свободный гемоглобин при прохождении ЖКТ разрушается, но в комплексе с сывороточным белком гапто-глобином он более устойчив к деградации, свойство этого комплекса использовано для скринингового исследования КРР По данным зарубежных исследований, этот метод позволяет выявить КРР в 83% случаев. Чувствительность его для крупных аденоматозных полипов составляет 76% (тогда как для ¡РОВТ - 54%). Специфичность теста сравнима с ¡РОВТ (96%) [17], перед забором кала от пациента не требуется соблюдения диеты, так как нет перекрестной реакции с пероксидазой растительного происхождения (как в случае ложноположительного результата при традиционном РОВТ). Он достаточно прост в выполнении, является неинвазивным.
По данным работы Чиссова В.И., Воробьева ПИ. и соавт. [4], где исследуется диагностическая чувствительность и специфичность скрининговых иммуноферментных методов выявляющих в кале: человеческий гемоглобин (ИНЬ), комплекс гемоглобина с гаптоглобином (ИНЬ/Нр) и опухолевую форму пируваткиназы (1ТиМ2-РК). Среди прочих нозологических форм (воспалительные заболевания кишечника, злокачественные новообразования верхних отделов ЖКТ) в исследование также были включены пациенты колоректальным раком. Наивысшую диагностическую чувствительность (88,5%) в отношении КРР выявила тест-система на ИНЬ, несколько меньшую - ИНЬ/Нр (76,9%) и 1Ти М2-РК (77,9%). Специфичность ИНЬ и ИНЬ/Нр относительно здоровых лиц была высокой - 93,6% и 100%, соответственно; и несколько ниже - для тест-системы 1Ти М2-РК - 81,1%.
Таким образом, полученные данные отражают возможность активного выявления больных колоректальным раком помощью относительно простых неинвазивных лабораторных методов, лишенных основных недостатков бензидинового метода.
Целесообразность обнаружения в кале человека ДНК-молекул, несущих РТК-ассоциированные мутации подкрепляется сведениями о повышенном слущивании опухолевых клеток в просвет кишечника, а также фактом уникальной чувствительности полимеразной цепной реакции (ПЦР), применяемой для индентификации ДНК-последовательностей. Однако молекулярная диагностика РТК также далека от практического внедрения в силу нескольких причин: во-первых, ни один из применяемых в настоящий момент молекулярных маркеров неопластического роста (мутации в генах к-РАЭ и р53, нестабильность микросаттелита ВАТ26, метилирование промоторных участков ряда генов, потери гетерозиготности и т.д.) не является универсальным для КРР; во-вторых, обнаруже-
ние большинства из перечисленных опухолевых маркеров затруднено, если вообще возможно, в присутствии нормальной (т.е. неопухолевой ДНК). И, наконец, широкому применению молекулярно-генетических методик препятствует их высокая стоимость [3, 6, 8, 15].
В работе Захаржевской Н.Б. и соавт [2], основанной на выявлении гена аденоматозного полипоза (APC), онкогена K-ras, гена опухолевой супрессии - TP53 в ДНК колоноци-тов, выделяемых из образцов кала. Достаточно высокие значения выявляемости мутаций в ДНК, выделенной из кала методом иммуномагнитной сепарации (65% ± 9% (21/31) свидетельствуют о высоком диагностическом потенциале такого подхода. Ранее, сходные значения по выявляемости мутаций 66% ± 10% (16/24) были получены в ходе проведения исследования на биоптатах слизистой толстой и прямой кишки. С другой стороны, использование подхода, основанного на анализе ДНК, выделенной из кала, имеет неоспоримое преимущество в силу своей не-инвазивности. Предварительная оценка чувствительности использованого метода выделения ДНК из колоноцитов кала сопоставима с другими неивазивными методиками скрининга КРР, такими, как гемокульттест (35% - 60%), используемыми на сегодняшний день. Учитывая биодоступность материала и возможность получения достаточного количества качественной ДНК, а также факт обнаружения мутаций в образцах ДНК больных КРР, данный тест, в перспективе, может быть востребован при осуществлении скрининговых исследований в качестве самостоятельного метода или дополнения к настоящим скрининговым мероприятиям. Внедрение в перспективе данной методики в медицинскую практику позволит сократить необходимость применения инвазивных методов диагностики РТК, а так же улучшить диагностику заболевания на ранних стадиях развития.
Исследования, посвящённые клинической значимости амплификации и экспрессии онкогена с-тус, дали взаимоисключающие результаты [7, 16]. Особую группу составляют гены, отвечающие за процессы ангиогенеза, инвазии и метастазирования. В частности, перечисленным свойствам неопластического роста способствует продукция опухолевыми клетками так называемых матриксных метал-лопротеиназ (matrix metalloproteinases, MMPs). Для прогноза РТК продемонстрировано неблагоприятное значение экспрессии ММР1, ММР2 и ММР9. Сходные ассоциации были обнаружены для протеазы другого семейства - uPA (urokinasetype plasminogen activator). К наиболее известным маркерам метастазирования относится гликопротеин CD44, выполняющий адгезивные функции, и, по-видимому, способствующий закреплению опухолевых клеток в анатомически отдалённых органах и тканях.
При положительных копрологических тестах больной подлежит дальнейшему клиническому и инструментальному обследованию. Для скрининг-диагностики и диспансерного наблюдения за лицами группы повышенного риска рака толстой кишки предлагается определять он-комаркеры: раковоэмбриональный антиген (РЭА), карбо-гидратные антигены СА 19-9 [3]. По данным Hardt RD. [7] чувствительность РЭА составляет 53,3%, а СА 19-9 - 55,4%. Следует отметить, что определение данных маркеров более информативно для динамического наблюдения за больными с КРР, чем для скрининга первичных опухолей.
Необходимо помнить, что «золотым» стандартом скрининга и диагностики КРР является эндоскопический метод - колоноскопия. По данным Rockey D.C., 2005) при образованиях <10мм чувствительность колоноскопии составляет 98%, а специфичность - 99,6%.
Взаимодополняющим методом диагностики опухолевидных образований толстой кишки является ирригоскопия, которая позволяет получить информацию о локализации
новообразования, установить протяженность поражения, определить форму роста опухоли, оценить ее подвижность, а иногда судить о взаимосвязи с другими органами. Особенно важна ирригоскопия при циркулярном характере опухоли, для осмотра проксимальнее расположенных отделов толстой кишки, когда эндоскоп невозможно провести выше опухоли. Чувствительность ирригоскопии при КРР составляет 80-85%, при полипах (<1 см) 50% [9].
Такие методы диагностики как компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ) несмотря на высокую чувствительность, являются лишь дополнительными, в диагностике колоректального рака в связи с их дороговизной. Тем не менее, эти методы отличаются чувствительностью при диагностике отдаленных метастазов колоректального рака.
Наиболее современным методом скрининга колоректального рака является компьютерно-томографическая колоноскопия (ВКС). По данным зарубежных авторов (Macari M. 2001, 2005), чувствительность виртуальной колонографии в выявлении патологических образований в просвете толстой кишки в значительной мере зависит от их размера - при диаметре 6-9 мм около 70%, 10мм и больше - 93% [12,13], а дополнительные изображения в положении пациентов лежа на животе увеличивают чувствительность метода в обнаружении образований размерами 1см и больше с 70% до 85%. Диагностическая ценность ВКС, по данным некоторых авторов, для определения стадии процесса составляет 95%, 85%, 100% для Т, N, М соответственно. Учитывая новизну метода и довольно противоречивые данные, полученные при исследованиях, особенно при сравнении с традиционной фиброколоноскопией, высокую зависимость результатов обследования от метода подготовки пациента, существуют две диаметрально противоположные точки зрения о месте ВКС в диагностике колоректального рака: ВКС является скрининговым методом наряду с ФКС; напротив, ВКС нельзя рассматривать не только в качестве скринингового метода, но и в качестве самостоятельного метода диагностики, а считать лишь его применение в качестве дополнения к традиционным методам исследования.
Таким образом, копрологические тесты для раннего выявления колоректального рака остаются единственными методами, отвечающими требованиям, предъявляемым к методам скрининга: высокая специфичность и чувствительность, неинвазивность, относительная простота при минимальных финансовых затратах. Дальнейшее усовершенствование тестов может быть связано с развитием молекулярной биологии, удешевлением и упрощением методик их выполнения. Тем не менее, при положительных копрологических тестах больной подлежит дальнейшему клиническому и инструментальному обследованию.
Литература
1. Аксель Е.М., Ушакова Т.И. Статистика заболеваемости и смертности от рака ободочной и прямой кишки. Новое в терапии колоректального рака. Под ред. Н.И. Перевод-чиковой. - М, 2001. - С. 6-9.
2. Захаржевская Н.Б., Костин П.А., Гзнерозов Э.В., Черны-шов С.В. Неинвазивный метод анализа генетических маркеров рака толстой кишки в образцах кала. Колопрок-тология - 2010, № 1. С. 30-36.
3. Имянитов Е.Н. Клинико-молекулярные аспекты колоректального рака: этиопатогенез, профилактика, индивидуализация лечения. Практическая онкология. - 2005. - Т. 6., - С. 65-70.
4. Чиссов В.И., Воробьёв Г.И., Сергеева Н.С., Шелыгин Ю.А, Маршутина Н.В., Парилова Н.К., Чернышов С.В., Солохи-на М.П., Богданова Н.В., Вашакмадзе Л.А., Сидоров Д.В., Когония Л.М. Исследование диагностической чувствительности новых опухолеассоциированных копрологических маркеров: гемоглобина человека (Hhb), комплекса гемоглобин-гаптоглобин человека (Hhb/Hp) и опухолевой пируваткиназы (Ftum2-Pk), при колоректальном раке (КРР). Российский онкологический журнал, 2010 - № 2. С 24-32.
5. Чиссов В.И., Старинский В.В., Петрова Г.В. Злокачественные новообразования в России в 2008 году (заболеваемость и смертность). «Антиф» 2010г.
6. Davies R.J., Miller R., Coleman N. Colorectal cancer screening: prospects for molecular stool analysis. Nat. Rev. Cancer. - 2005. - Vol. 5. - P. 199-209.
7. Hardt P.D., Ngoumou B., Rupp B. et al. //Anticancer Res -.2003. - Vol.23. - P.851-854.
8. Houlston R.S. What we could do now: molecular pathology of colorectal cancer. Mol. Pathol. - 2001. - Vol. 54. - P. 206-214.
9. Kaiser А. Colorectal Surgery. 2009.
10. Letsou G. et al. Screening for colorectal neoplasms. A comparison of the fecal occult blood test and endoscopic examination //Dis Colon Rectum. - 1987. - № 30 (11).-P. 839-43.
11. Lieberman D.A. et al. One-Time Screening for Colorectal Cancer with Combined Fecal Occult-Blood Testing and Examination of the Distal Colon // The New England Journal of Medicine. - 2001. - № 345. - P. 555-560.
12. Macari M. Virtual colonoscopy: clinical results. Semin Ultrasound CT MR. - 2001.Vol. 22 (5). P. 432-442.
13. Macari M., Bini E.J. CT colonography: where have we been and where are we going? Radiology. - 2005. Vol. 237(3). P. 819-833.
14. Mandel J.S., Bond J.H., Church T.R. et al. Reducing mortality from colorectal cancer by screening for fecal occult blood. Minnesota Colon Cancer Control Study // N Engl J Med. - 1993.-№ 328.- P. 1365-1371.
15. Muller O. Identification of colon cancer patients by molecular diagnosis. Dig. Dis. - 2003. - Vol. 21. - P. 315-319.
16. Pasche B., Mulcahy M., Benson A.B. 3rd., Molecular markers in prognosis of colorectal cancer and prediction of response to treatment. Best. Pract. Res. Clin. Gastroenterol. - 2002. - Vol. 16. - P. 331-345.
17. Schirrmacher S. et al. Faecal hemoglobin-haptoglobin complex tests Fecal occult blood tests in diagnosis of inflammatory bowel disease, colorectal cancer and adenoma. Congress of clinical chemistry and laboratory medicine. - 2003.08-10.10. -Aachen. - P 4.54.
18. Woolf S. H. The Best Screening Test for Colorectal Cancer - A Personal Choice. N Engl J Med. - 2000 Nov 3. - 343(22). - P. 1603-1607.
19. Jean Faiver Screening for colorectal cancer: who, when, how? 3 International conference, June 7-9, 2001.- Dublin (Ireland), 2001.- P. 13.
20. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs297/en/
