Научная статья на тему 'Упругие свойства керамики на основе нитрида кремния'

Упругие свойства керамики на основе нитрида кремния Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
403
78
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НИТРИД КРЕМНИЯ / УПРУГИЕ СВОЙСТВА / МОДУЛЬ ЮНГА / ИСКРОВОЕ ПЛАЗМЕННОЕ СПЕКАНИЕ / СВОБОДНОЕ СПЕКАНИЕ / SILICON NITRIDE / ELASTIC PROPERTIES / YOUNG'S MODULUS / SPARK PLASMA SINTERING / FREE SINTERING

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Лукьянова Ольга Александровна, Федоров Виктор Александрович, Новиков Всеслав Юрьевич, Красильников Владимир Владимирович, Сирота Вячеслав Викторович

Были исследованы закономерности влияния добавок оксидов магния, иттрия и алюминия на примере композиций типа Al2O3-Y2O3 и Al2O3-MgO на упругие свойства керамического материала на основе нитрида кремния, полученного свободным спеканием в атмосфере азота и искровым плазменным спеканием. В частности, на примере исследования керамики на основе нитрида кремния, изготовленной свободным спеканием при температуре 1650 °C с добавлением оксидов 9 мас.% Al2O3 и 6 мас.% Y2O3, и изготовленной свободным спеканием при температуре 1800 °C с добавлением оксидов 6 мас.% Al2O3 и 2 мас.% MgO было показано, что полученные материалы характеризуются близким значением модуля Юнга в узком диапазоне 248-250 ГПа. В то же время было установлено, что материалы на основе нитрида кремния, полученные искровым плазменным спеканием при температурах 1550 и 1650 °C с добавлением аналогичного состава оксидов Al2O3-Y2O3 и Al2O3-MgO, характеризуются более высокими показателями модуля Юнга в интервале 280-300 ГПа. Приведены экспериментальные кривые типа нагрузка-разгружение индентора для исследуемых материалов на основе нитрида кремния с добавлением оксидных систем типа Al2O3-Y2O3 и Al2O3-MgO, полученных искровым плазменным спеканием.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Лукьянова Ольга Александровна, Федоров Виктор Александрович, Новиков Всеслав Юрьевич, Красильников Владимир Владимирович, Сирота Вячеслав Викторович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Elastic properties of ceramics based on silicon nitride

The influence and regularities of the magnesium, yttria and alumina oxide additives on the example of compositions such as Al2O3-Y2O3 and Al2O3-MgO on the elastic properties of the ceramic material based on silicon nitride obtained by free sintering in nitrogen and by spark plasma sintering were investigated. In particular based on the example of silicon nitride ceramics produced by free sintering at 1650 °C with the addition of 9 wt. % of Al2O3, and 6 wt. % of Y2O3, and obtained by free sintering at 1800 °C with the addition of 6 wt. Al2O3oxides and 2 wt. % MgO has been shown that the produced ceramics exhibit a close value of Young’s modulus in a narrow range 248-250 GPa. At the same time it was found that materials based on silicon nitride obtained spark plasma sintering at temperatures of 1550 °C and 1650 °C with the same composition of addition of Al2O3-Y2O3 and Al2O3-MgO oxides have higher rates of Young’s modulus in the range 280-300 GPa. The experimental curves of load-unload of the indenter of the materials based on silicon nitride with the addition of oxides systems such as Al2O3-Y2O3 and Al2O3-MgO obtained by spark plasma sintering have also been shown.

Текст научной работы на тему «Упругие свойства керамики на основе нитрида кремния»

UDC 539.2

DOI: 10.20310/1810-0198-2016-21 -6-2172-2176

ELASTIC PROPERTIES OF CERAMICS BASED ON SILICON NITRIDE

© O.A. Lukyanova1), V.A. Fedorov2), V.Y. Novikov 1), V.V. Krasilnikov1), V.V. Sirota1)

1)1 Belgorod National Research University 85 Pobedy St., Belgorod, Russian Federation, 308015

E-mail: sokos100@mail.ru 2) Tambov State University named after G.R. Derzhavin 33 Internatsionalnaya St., Tambov, Russian Federation, 392000 E-mail: feodorov@tsu.tmb.ru

The influence and regularities of the magnesium, yttria and alumina oxide additives on the example of compositions such as Al2O3-Y2O3 and Al2O3-MgO on the elastic properties of the ceramic material based on silicon nitride obtained by free sintering in nitrogen and by spark plasma sintering were investigated. In particular based on the example of silicon nitride ceramics produced by free sintering at 1650 °C with the addition of 9 wt. % of Al2O3, and 6 wt. % of Y2O3, and obtained by free sintering at 1800 °C with the addition of 6 wt. Al2O3oxides and 2 wt. % MgO has been shown that the produced ceramics exhibit a close value of Young's modulus in a narrow range 248-250 GPa. At the same time it was found that materials based on silicon nitride obtained spark plasma sintering at temperatures of 1550 °C and 1650 °C with the same composition of addition of Al2O3-Y2O3 and Al2O3-MgO oxides have higher rates of Young's modulus in the range 280-300 GPa. The experimental curves of load-unload of the indenter of the materials based on silicon nitride with the addition of oxides systems such as Al2O3-Y2O3 and Al2O3-MgO obtained by spark plasma sintering have also been shown.

Key words: silicon nitride; elastic properties; Young's modulus; spark plasma sintering; free sintering

REFERENCES

1. Andrievskiy R.A. Nitrid kremniya-sintez i svoystva [Silicon nitride - synthesis and properties]. Uspekhi khimii — Russian Chemical Reviews, 1995, vol. 64, no. 4, pp. 311-329. (In Russian).

2. Munz D., Fett T. Ceramics: mechanical properties, failure behavior, materials selection. Springer, 1999, pp. 298.

3. Hirao K., Ohashi M., Brito M., Kanzaki S. Processing Strategy for Producing Highly Anisotropic Silicon Nitride. Journal of the American Ceramic Society, 1995, vol. 78, no. 6, pp. 1687-1690.

4. Luk'yanova O.A., Sirota V.V., Krasil'nikov V.V., Selemenev V.F., Dokalov V.S., Altukhov A.Yu., Ageev E.V. Issledovanie struktury i svoystv keramiki na osnove nitrida kremniya s dobavleniem oksida magniya [The research of structure and properties of ceramics basing on silicon nitride with sodium oxide additives]. Sbornik nauchnykh statey 2 Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Fizika i tekhnologiya nanomaterialov i struktur»: v 2 t. [A collection of scientific articles of 2nd International scientific-practical conference "Physics and technology of nano-materials and structures"]. Kursk, 2015, vol. 1, pp. 104-110. (In Russian).

5. Krasil'Nikov V.V., Sirota V.V., Ivanov A.S., Luk'Yanova O.A., Ivanisenko V.V., Kozlova L.N. Ivestigation of the structure of Si3N4-based ceramic with Al2O3 and Y2O3 additives. Glass and Ceramics, 2014, vol. 71, no. 1-2, pp. 15-17.

6. Krasil'nikov V.V., Sirota V.V., Ivanov A.S., Kozlova L.N., Luk'yanova O.A., Ivanisenko V.V. Issledovanie struktury keramiki na osnove Si3N s dobavkami Al2O3 and Y2O3 [The research of structures of ceramics basing on Si3N with additives of Al2O3 and Y2O3]. Steklo i keramika — Glass and Ceramics, 2014, no. 1, pp. 17-19. (In Russian).

7. Sirota V.V., Ivanisenko V.V., Krasil'nikov V.V., Savotchenko S.E., Luk'yanova O.A. Svoystva nanostrukturnoy keramiki na primere analiza mikrostruktury poroshkov dioksida tsirkoniya i mekhanicheskikh kharakteristik nitrida kremniya [Properties of nano-structures of ceramics basing on the example of analysis of dioxide of zirconium dust microstructures and mechanical characteristics of silicon nitride] . Vestnik Novgorodskogo gosudarstvennogo universiteta im. Yaroslava Mudrogo — Vestnik of Yaroslav the Wise Novgorod State University, 2013, no. 73-2, pp. 113-116. (In Russian).

8. Sirota V.V., Ivanisenko V.V., Krasil'nikov V.V., Luk'yanova O.A., Savotchenko S.E. Eksperimental'noe i analiticheskoe issledovanie mekhanicheskikh kharakteristik kompozitsionnoy keramiki na osnove nitrida kremniya [Experimental and analytical investigation of mechanical properties of composited ceramics constructed on the base of silicium nitride]. Vestnik Tambovskogo universiteta. Seriya Estestvennye i tekhnicheskie nauki — Tambov University Reports. Series: Natural and Technical Sciences, 2013, vol. 18, no. 4, pp. 18651866. (In Russian).

9. Sirota V.V., Krasil'nikov V.V., Savotchenko S.E., Luk'yanova O.A., Ivanisenko V.V. Mekhanicheskie svoystva kompozitsionnoy keramiki na osnove nitrida kremniya [Mechanical properties of compositional ceramics basing on silicon nitride]. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Estestvennye nauki — News of the Tula state university. Natural sciences, 2014, no. 2, pp. 264-269. (In Russian).

10. Luk'yanova O.A., Sirota V.V., Tushtev K., Khorvat Yu., Krasil'nikov V.V., Ivanov A.S., Kozlova L.N. Issledovanie mekhanicheskikh svoystv konstruktsionnoy keramiki na osnove Si3N4 c dobavkami Al2O3 i Y2O3 [Investigation of mechanical properties of structural ce-

2175

ramics based on Si3N4 with addition Al2O3 and Y2O3]. Deformatsiya i razrushenie materialov — Russian metallurgy (Metally), 2015, no. 5, pp. 17-19. (In Russian).

11. Lukianova O. Mechanical and elastic properties of new silicon nitride ceramics produced by cold isostatic pressing and free sintering. Ceramics International, 2015, vol. 41, pp. 13716-13720.

12. Luk'yanova O.A., Krasil'nikov V.V. Izuchenie uprugikh kharakteristik konstruktsionnogo keramicheskogo materiala na osnove Si3N4 s dobavkami Al2O3 i Y2O3 [The research of elastic constant of engineering structural material based on Si3N4 with additives Al2O3 and Y2O3 ]. Ogneupory i tekhnicheskaya keramika — Castable refractory and technical ceramics, 2015, no. 7-8, pp. 21-24.

13. Luk'yanova O.A., Krasil'nikov V.V. Izuchenie radiotekhnicheskikh kharakteristik konstruktsionnoy keramiki na osnove nitrida kremniya [Study of radiotechnical characteristics of structural ceramics based on silicon nitride]. Ogneupory i tekhnicheskaya keramika — Castable refractory and technical ceramics, 2015, no. 10, pp. 29-31.

14. Sirota V.V., Lukianova O.A., Krasilnikov V.V., Selemenev V.F., Dokalov V.S. Microstructural and physical properties of magnesium oxide-doped silicon nitride ceramics. Results in Physics, 2016, vol. 6, pp. 82-83.

15. Shimada M., Matsushitas M., Kuratan H., Kamoto T., Tsukuma M., Ukidate T. Temperature-Dependence of Young Modulus and Internal-Friction in Alumina, Silicon-Nitride, and Partially Stabilized Zirconia Ceramics. Journal of the American Ceramic Society, 1984, vol. 67, no. 2, pp. 23-24.

GRATITUDE: The work is fulfilled under financial support of Fund of innovations assistance within the framework of program "U.M.N.I.K." - "Participant of youth scientific-innovational competition" within the framework of project no. 0018796 "Development of technology of structural ceramics realization based on silicon nitride and magnesium oxide by the method of cold isostatic pressing and free nodulizing".

Received 7 September 2016

Lukyanova Olga Aleksandrovna, Belgorod National Research University, Belgorod, Russian Federation, Post-graduate Student, Theoretical and Mathematical Physics Department, Engineer of Scientific-Technical Centre of Structural Ceramics and Engineering Prototyping, e-mail: sokos100@mail.ru

Fedorov Viktor Aleksandrovich, Tambov State University named after G.R. Derzhavin, Tambov, Russian Federation, Doctor of Physics and Mathematics, Professor, Professor of Theoretical and Experimental Physics Department, e-mail: feodorov@tsu.tmb.ru

Novikov Vseslav Yurevich, Belgorod State National Research University, Belgorod, Russian Federation, Post-graduate Student, Theoretical and Mathematical Physics Department, Junior Research Worker of Center of Collective Use of Scientific Equipment "Diagnostics of Structure and Properties of Nanomaterials", e-mail: vseslav_novikov@mail.ru

Krasilnikov Vladimir Vladimirovich, Belgorod National Research University, Belgorod, Russian Federation, Doctor of Physics and Mathematics, Professor of Material Science and Nanotechnologies Department, Senior Research Worker, e-mail: kras@bsu.edu.ru

Sirota Vyacheslav Viktorovich, Belgorod National Research University, Belgorod, Russian Federation, Candidate of Physics and Mathematics, Head of Scientific-Technical Centre of Structural Ceramics and Engineering Prototyping, e-mail: sirota@bsu.edu.ru

Информация для цитирования:

Лукьянова О.А., Федоров В.А., Новиков В.Ю., Красильников В.В., Сирота В.В. Упругие свойства керамики на основе нитрида кремния // Вестник Тамбовского университета. Серия Естественные и технические науки. Тамбов, 2016. Т. 21. Вып. 6. С. 21722176. DOI: 10.20310/1810-0198-2016-21-6-2172-2176

Lukyanova O.A., Fedorov V.A., Novikov V.Y., Krasilnikov V.V., Sirota V.V.Uprugie svoystva keramiki na osnove nitrida kremniya [Elastic properties of ceramics based on silicon nitride]. Vestnik Tambovskogo universiteta. Seriya Estestvennye i tekhnicheskie nauki - Tambov University Review. Series: Natural and Technical Sciences, 2016, vol. 21, no. 6, pp. 2172-2176. DOI: 10.20310/1810-0198-2016-21-62172-2176 (In Russian).

2176

УДК 618.19-006.6-074:577.08

DOI: 10.20310/1810-0198-2016-21 -6-2177-2194

РАСТВОРИМЫЙ ВНЕКЛЕТОЧНЫЙ ДОМЕН РЕЦЕПТОРА HER2/neu ПРИ РАКЕ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

© Н.Е. Кушлинский1*, Е.С. Герштейн1*, Л.К. Овчинникова2*, Н.А. Огнерубов3)

1) Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН Минздрава России 115478, Российская Федерация, г. Москва, Каширское шоссе, 23 E-mail: biochimia@mtu-net.ru 2) Московский областной онкологический диспансер 143900, Российская Федерация, Московская обл., г. Балашиха, ул. Карбышева, 6 3) Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина 392000, Российская Федерация, г. Тамбов, ул. Интернациональная, 33 E-mail: ognerubov_n.a@mail.ru

Представлены данные современной литературы о клинической значимости растворимого рецептора HER2/neu в крови больных раком молочной железы с учетом основных клинических и морфологических характеристик заболевания. Анализ приведенной литературы позволяет утверждать, что в большинстве работ, посвященных изучению sHER2 при РМЖ, представлены обнадеживающие результаты. Перспективным следует считать определение sHER2 в сыворотке крови больных РМЖ для прогноза, предсказания ответа на анти-HER2 терапию, а также в качестве маркера, позволяющего контролировать клиническое течение заболевания. Ключевые слова: растворимый рецептор HER2/neu; рак молочной железы; прогноз

Рак молочной железы (РМЖ) - гетерогенная опухоль [1-2], в которой, как и в других злокачественных новообразованиях, невозможно встретить две одинаковые опухолевые клетки как с точки зрения генетической структуры, так и с точки зрения эпигенетической организации и ее метаболического состояния [3]. Вместе с тем на протяжении многих десятилетий исследователи пытаются выделить биологические характеристики, которые отличают нормальные клетки от опу-холь-трансформированных. К настоящему времени известны основные и дополнительные признаки, отличающие опухолевую клетку от нормальной [4-5]. Эти характеристики изменяются и дополняются в результате значительного прогресса, достигнутого в последние годы в области экспериментальной онкологии, молекулярной генетики и биохимии. Среди основных признаков, определяющих злокачественный рост, можно выделить: изменение сигнальной системы клетки для обеспечения постоянной пролиферации; снижение или полное отсутствие клеточного ответа на факторы, су-прессирующие рост и деление; инактивация апоптоза; приобретение свойств, увеличивающих время жизни; стимулирование неоангиогенеза; активации инвазив-ной и метастатической активности [5]. Кроме основных отличий, выделяют также дополнительные признаки, к которым относятся генетическая нестабильность, изменение энергетического метаболизма для удовлетворения потребности в росте и делении, отсутствие иммунного контроля [6-7].

Все вышеуказанные признаки - результат нестабильности генома опухолевой клетки, формируются в течение длительного времени и закрепляются в ходе дальнейшей прогрессии. Свойства, которые в даль-

нейшем будут способствовать развитию новообразования, часто проявляются задолго до обнаружения клеток опухоли, еще на уровне воспалительных и предопухо-левых процессов [8].

Ключевую роль в развитии злокачественных опухолей играет активация и экспрессия онкогенов [5; 89]. Продуктами экспрессии онкогенов являются различные сигнальные белки и другие регуляторные молекулы.

Хорошо известно, что одной из фундаментальных особенностей злокачественных опухолей является способность к неограниченному автономному росту, в основе которого лежат эффекты факторов роста - белков или полипептидов, продуцируемых опухолевыми клетками или другими компонентами опухолевой ткани (фибробластами, инфильтрирующими опухоль макрофагами и лимфоцитами, эндотелиоцитами) и взаимодействующих со специфическими тирозинкиназны-ми рецепторами на поверхности клеток-продуцентов или соседних клеток, стимулируя в результате последующей сложной цепи событий клеточное деление. Наиболее изученной и клинически реализованной является сигнальная система с участием рецепторов эпи-дермального фактора роста (РЭФР) и родственных ему рецепторов семейства c-erbB или HER (human epidermal growth factor receptor), в которое входят четыре белка - продукта онкогенов группы c-erbB: собственно РЭФР (ErbB-1, HER1), а также ErbB-2 (HER2/neu), ErbB-3 (HER3) и ErbB-4 (HER4) [10, с. 374-394; 11-14]. Это сходные по структуре трансмембранные рецепторы, внутриклеточная часть которых обладает тирозинкиназной активностью. Наиболее известными лигандами рецепторов семейства c-erbB

2177

являются эпидермальный и а-трансформирующий факторы роста, амфирегулин и cripto, взаимодействующие только с РЭФР, а также херегулины (неурегу-лины), взаимодействующие с ErbB-3 и ErbB-4. Ни одного лиганда, взаимодействующего с рецептором ErbB-2 (HER2/neu), до настоящего времени не обнаружено, что связано, по-видимому, с дефектом лиганд-связывающего домена этого рецептора [15].

Биологическая характеристика HER2/neu. HER2/neu (далее HER2) - трансмембранная рецептор-ная тирозинкиназа (мол. масса 185 kDa), иногда ее называют также белок р185, экспрессируется в основном на эпителиальных клетках, кодируется геном, локализованным в 17q хромосоме [16-17]. Структура молекулы рецептора включает внутриклеточный тирозинки-назный домен, небольшую трансмембранную часть и внеклеточный домен, который подобен таковым у других членов семейства HER [11; 16; 18-19]. Однако важно еще раз подчеркнуть, что ни одного лиганда, взаимодействующего с HER2, не обнаружено.

Таком образом, HER2 - это уникальный представитель семейства рецепторов c-erbB, который, не взаимодействуя ни с одним из известных факторов роста, активирующих родственные рецепторы, является тем не менее ключевым звеном передачи митогенных сигналов всех ЭФР-подобных пептидов и необходим для успешного функционирования всей системы [20]. Ключевая роль HER2/neu объясняется тем, что после связывания лиганда хотя бы одним членов семейства c-erbB происходит их гомо- или гетеродимеризация с последующей активацией ras- и PI3K/Akt сигнальных путей [14]. Образование гетеродимеров способствует усилению аффинности участвующего в димере рецептора и усилению его митогенной активности [10; 21], а гетеродимеры, включающие в качестве одного из компонентов HER2, являются наиболее функционально активными.

Наличие у HER-2/neu как внутри-, так и внеклеточной части приводит к тому, что в процессе димериза-ции может происходить деградация молекулы рецептора и миграция его внешнего домена в межклеточную среду. Внеклеточная часть рецептора HER2 - гликози-лированный белок (мол. масса от 97 до 115 kDa) впервые был обнаружен в среде культивирования некоторых линий клеток РМЖ [22-23]. Растворимый внеклеточный домен HER2 (sHER2) выявлен также в плазме и сыворотке крови здоровых женщин, больных доброкачественным опухолями и РМЖ [13-14; 24-29].

Слущивание внеклеточного домена мембраносвя-занной молекулы HER2 ассоциировано с наличием в клетках конститутивно активного усеченного внутриклеточного рецептора с мол. массой 95 kDa (р95HER2) [30]. Внеклеточный домен HER2 и р95HER2 координировано образуются в результате протеолитических процессов с вовлечением матриксных металлопротеи-наз (ММП) семейства ADAM [31].

Исследование связи между уровнями р95HER2 в РМЖ и концентрацией sHER2 в сыворотке крови продолжаются, а представленные данные свидетельствуют в пользу предположения о том, что слущивание внеклеточного домена может быть ответственным за агрессивное, прогностически неблагоприятное поведение РМЖ, характеризующегося гиперэкспрессией HER2. Так, показано, что полученные генно-инженерным методом клетки, у которых в гене HER2 отсутствует последовательность, соответствующая внеклеточному

домену, экспрессируют p95HER2 со значительно повышенной тирозинкиназной активностью и существенно (в 10-100 раз) увеличенным трансформирующим потенциалом по сравнению с клетками, экспресси-рующими полноразмерный рецептор. Более того, экспрессия р95HER2 более часто встречается в РМЖ больных с метастазами в лимфоузлах, чем при отсутствии таковых, и, по-видимому, ассоциирована с резистентностью к трастузумабу (герцептину) - монокло-нальному гуманизированному антителу к внеклеточному домену HER2.

Вопрос о механизмах и факторах, вовлеченных в процесс слущивания внеклеточного домена рецептора HER2, остается дискуссионным. Как уже отмечено, некоторые авторы полагают, что это связано с активацией ММП, т. к. ингибирование этого процесса осуществляется рядом ингибиторов ММП (EDTA, TAPI-2, батимистат) [32]. В другом исследовании фрагменты р95 были выявлены в клетках РМЖ в 58,3 % наблюдений, а уровни экспрессии его были вариабельны [33]. В этой работе авторы показали, что активатор ММП (4-амино-фенилртутная кислота) активно способствовал расщеплению HER2/neu в клетках РМЖ, гиперэкспрес-сирующих HER2/neu, что приводило к усилению продукции фрагмента р95, но данный процесс блокировался ингибитором ММП батимистатом. При этом расщепление рецептора HER2/neu под действием 4-амино-фенилртутной кислоты может блокироваться трансту-зумабом, приводя к снижению продукции фрагмента р95. Транстузумаб оказывал прямое ингибирующее влияние на основные процессы, вовлеченные в расщепление HER2/neu в гиперэкспрессирующих HER2/neu клетках РМЖ. Однако, несмотря на то, что ММП считают активными участниками процессов инвазии и метастазирования РМЖ, вопрос о вовлечении sHER2 в эти механизмы до конца не изучен.

Показано также, что на активность слущивания внеклеточного домена рецептора HER2 в циркуляторное русло у больных метастатическим РМЖ оказывает влияние сывороточная синтаза жирных кислот (sFASN) [34].

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ HER2/neu

Белок HER2/neu стал одной из первых мишеней молекулярно-направленной («таргетной») терапии опухолей. Препарат герцептин (трастузумаб), блокирующий внеклеточный домен HER2/neu, успешно используется в комбинированном лечении РМЖ (в первую очередь метастатического), однако эффективное использование биологически активных препаратов предусматривает предварительную оценку индивидуальной чувствительности больных к данному виду лечения.

Существует несколько методов определения HER2-статуса опухолей: 1) иммуногистохимический (ИГХ) метод оценки экспрессии белка HER2 [35-36]; 2) метод флюоресцентной гибридизации in situ - (Fluorescent In Situ Hybridization - FISH) для оценки амплификации (числа копий) гена HER2; 3) тест хромогенной гибридизации in situ (CISH) - аналог метода FISH, в котором используются нефлюоресцентные метки; 4) иммуно-ферментный метод (ИФА, ELISA), который используют с 1991 г. для анализа HER2 как в ткани опухоли [24], так и в сыворотке крови [26]. Кроме того, в 1997 г. предложили метод определения антител к HER2 в крови здоровых и больных РМЖ [37]. Авторы провели

2178

исследование антител к HER2 у 107 больных РМЖ и у 200 здоровых лиц и выявили, что наличие антител к HER2 у больных РМЖ коррелировало с HER2-позитивностью опухоли.

ИГХ-метод. Первые ИГХ исследования уровня экспрессии HER2 в парафиновых блоках РМЖ были представлены в 1987-1989 гг. [38-39], при этом гиперэкспрессия белка HER2 была обнаружена в 25-30 % опухолей [35-40]. По данным [41], белок HER2 чаще выявляется в первичных РМЖ: экспрессия HER2 обнаружена в 34 % образцов протокового рака in situ, в 17 % - при инфильтративном протоковом РМЖ с преобладанием внутрипротокового компонента и в 12,5 % - при чисто инфильтративной протоковой карциноме.

Значительный разброс показателей и частоты выявления экспрессии белка HER2 в опухолях, вероятно, связан с гетерогенностью новообразований, методикой получения материала, гетерогенностью используемых антител, поскольку в каждом отдельном учреждении использовали собственные критерии с различными показателями чувствительности, специфичности и точности метода.

В настоящее время с появлением коммерческих наборов для проведения ИГХ-анализа стало возможным стандартизировать методики определения экспрессии HER2. Например, американское Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило два вида антител для ИГХ метода с целью выявления больных для терапии Герцептином. Они включают Herceptest (DAKOCyto-mation, Copenhagen, Denmark) и Pathway (Ventana, Medical Systems, Tucson, AZ). Стандартизованная система подсчета и интерпретации результатов ИГХ-анализа была разработана с помощью стандартных клеточных линий. В данной системе клетки, содержащие менее 20000 рецепторов, не покажут никакого окрашивания (0); клетки, содержащие приблизительно 100000 рецепторов, показали бы частичное окрашивание мембраны менее чем у 10 % клеток (1+); в клетках, содержащих около 500000 рецепторов, полное окрашивание будет наблюдаться более чем в 10 % клеток (2+); полное и сильное окрашивание мембраны больше, чем у 10 % клеток, показали бы клетки, содержащие приблизительно 2300000 рецепторов (3+) [42].

FISH-анализ. Преимущество метода заключается в возможности оценить амплификацию или количество копий гена, кодирующего рецептор HER2 [7]. Техника FISH-анализа очень надежна и обеспечивает чувствительность 95,5 % и специфичность 100 % для обнаружения амплификации гена HER2. В настоящее время для FISH-анализа применяются два коммерческих набора, разрешенные к применению FDA: PathVysion (Vysis, Downers Grove, IL), рекомендованный для пациенток с региональными метастазами, подлежащих адъювантной терапии антрациклин-содержащими схемами, а также для выявления группы больных, у которых возможна терапия Герцептином, и Inform Test (Ventana Medical Systems, Tucson, AZ), используемый для определения амплификации гена HER2 в качестве прогностического фактора у пациенток с РМЖ без региональных метастазов [35].

CISH. Позже помимо указанных выше ИГХ и FISH методов тестирования HER2 была предложена новая методика хромогенной гибридизации in situ (CISH) как альтернатива FISH [43]. Данная методика основана, в

отличие от FISH, на пероксидазной реакции, которая может визуализироваться с помощью обычного микроскопа и устраняет потребность в более дорогом флуоресцентном оборудовании. Хотя технические преимущества CISH по сравнению с FISH были продемонстрированы, необходимо продолжать исследования, чтобы с полной уверенностью утверждать об адекватности двух методов [44-45].

ИГХ и FISH-методы используют в комплексе, что позволяет более точно отбирать группы пациенток для таргетной терапии Герцептином. Подробно эти методы опубликованы Американским обществом клинической онкологии - колледжом американских патологов (ASCO-CAP).

ИГХ метод достаточно прост в выполнении и может применяться в условиях большинства патологоана-томических лабораторий. FISH-метод более дорогостоящий и трудоемкий, требующий специального оборудования. Поэтому он, как правило, используется для подтверждения или уточнения результатов ИГХ-анализа [46]. Сравнительный анализ результатов ИГХ и FISH методов показал значительную степень их соответствия. Так, большинство сообщений свидетельствует о более чем 90 % совпадений ИГХ и FISH результатов при гиперэкспрессии HER2 (3+), в некоторых случаях достигая 100 % [22; 36]. Однако такой тенденции не наблюдается в случае экспрессии HER2 (2+), что требует применения обеих методик для принятия решения о терапии герцептином. В ретроспективном анализе, изучавшем корреляцию между амплификацией гена HER2, выявленной FISH методом, и результатами ответа на проводимую терапию показано, что данная методика является предпочтительной для выявления групп больных, требующих назначения герцеп-тина [47].

Некоторые исследователи сравнивали результаты определения статуса HER2 в первичной опухоли с данными, полученными при исследовании метастазов у тех же больных. Известно, что 70-90 % РМЖ являются HER2-негативными [13; 28], однако примерно в 20 % (от 10 до 40 %) случаев эти HER2-негативные первичные новообразования дают впоследствии при рецидиве HER2-положительные метастазы [48-51]. В частности, описано превращение HER2-негативного статуса первичной опухоли в HER2-позитивный статус метастазов у женщин с т. н. «тройным негативным» РМЖ [52-53].

В сообщении [48] проанализирован статус HER2/neu при помощи ИГХ и FISH методов, как в первичной опухоли, так и, по крайней мере, в одном отдаленном метастатическом очаге у 107 больных РМЖ. При оценке амплификации гена в первичной и метастатической опухоли получены схожие данные - 25 и 24 % положительных образцов соответственно. Однако при FISH-анализе опухолей 68 пациенток с первичным и метастатическими очагами было обнаружено расхождение результатов в 5 (7 %) из 68 случаев, причем у 3 из этих 5 больных обнаружена амплификация в метастатическом очаге при отсутствии таковой в первичной опухоли. В случае с ИГХ исследованием данное несоответствие было обнаружено в 6 % случаев (6 из 100), причем во всех случаях гиперэкспрессия выявлялась только в метастатическом очаге.

В другой работе, включавшей исследование экспрессии и амплификации HER2 в первичной опухоли и метастатическом очаге у 58 больных РМЖ, было показано, что различия наблюдаются у 8 (14 %) пациенток.

2179

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.