CC BY
43
Перейти в содержание Вестника РНЦРР МЗ РФ N11.
Текущий раздел: Молекулярная медицина
Уринарный и сывороточные цитокератины в ранней диагностике рака мочевого пузыря.
Рязанцев Е.В., Рязанцев В.Е., Плигузов С.А., Дудников В. Ф., Кузнецов Д.В., ГОУВПО «Научно-исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева», медицинский институт, кафедра факультетской хирургии с курсом урологии. Республика Мордовия.
Адрес документа для ссылки: http://vestnik.rncrr.ru/vestnik/v11/papers/ryaz_v11.htm Статья опубликована 30 ноября 2011 года.
Идентификационный номер статьи в ФГУП НТЦ “ИНФОРМРЕГИСТР”:
Сведения об авторах:
Рабочий адрес: 430032, Республика Мордовия, г. Саранск, ул. Ульянова, 26 А.
• Рязанцев Евгений Владимирович - доцент, к.м.н., заведующий курсом урологии кафедры факультетской хирургии медицинского института ГОУВПО «Мордовский государственный университет», телефон 8 (3422) 321983, [email protected]
• Рязанцев Владимир Евгеньевич - аспирант кафедры факультетской хирургии медицинского института ГОУВПО «Мордовский государственный университет», телефон 8 (3422) 321983, [email protected]
• Плигузов Сергей Алексеевич - аспирант кафедры факультетской хирургии медицинского института ГОУВПО «Мордовский государственный университет», телефон 8 (3422) 321983
• Дудников Вячеслав Федорович - главный врач МУЗ «Городская поликлиника № 10», телефон 8 (3422) 253982, [email protected]
• Кузнецов Дмитрий Владимирович - врач-уролог МУЗ «Городская клиническая больница скорой медицинской помощи», телефон 8 (3422) 231065.
Контактное лицо: Рязанцев Владимир Евгеньевич, 430028, Республика Мордовия, г. Саранск, ул. Есенина, д. 20, кв. 101., Телефон: 8-917-692-47-56; 8-8342-753-752. E-mail: [email protected]
Резюме.
Изучена концентрация антигена уротелиальных клеток (UBC), тканевого полипептидного антигена (TPA), тканевого полипептидного специфического антигена (TPS) у 70 человек. Первая группа - контрольная представлена десятью здоровыми пациентами. Во 2-й и 3-й основных группах диагностиро-
ван переходно-клеточный рак мочевого пузыря: TiN0M0 у 54,3% (2-ая группа) и T2N0M0 у 28,6%, T3N0M0 у 17,1% (3-ья группа) больных. Высокодифференцированный рак обнаружен у 52% пациентов, G2 - у 31%, G3 - у 12%. Концентрация сывороточного TPA достоверно различается у больных с поверхностным и мышечно-инвазивным раком мочевого пузыря. Уровень сывороточного TPS свидетельствует о возможности диагностики местно-распространенного РМП. Уринарный UBC маркер информативен в распознавании злокачественного опухолевого процесса у первичных больных РМП. Комплексная оценка концентрации цитокератинов UBC, TPA, TPS является дополнительным диагностическим критерием для уточнения наличия опухолевого роста, его инвазии в мышечный слой и околопузырную клетчатку при раке мочевого пузыря.
Ключевые слова: рак мочевого пузыря, цитокератины, антиген уротелиальных клеток, тканевой полипептидный антиген, тканевой полипептидный специфический антиген.
Urinary and serum cytokeratins in the early bladder cancer diagnosis.
Ryazantsev E.V., Ryazantsev V.E., Pliguzov S.A., Dudnikov V.F., Kuznetsov D.V.
Mordovia N.P. Ogarev State University. The Institute of Medicine, Department of Surgery with Urology Course. 26 А, Ulyanov St., Saransk, Republic of Mordovia.
Summary.
The concentration of antigen urothelial cells (UBC), tissue polypeptide antigen (TPA), tissue polypeptide-specific antigen (TPS) has been studied among 70 people. The first control group is represented by ten healthy patients. In the 2nd and 3rd main groups the transitional cell carcinoma of the bladder has been diagnosed: TiN0M0 in 54,3% (the 2nd group) and T2N0M0 in 28,6%, T3N0M0 in 17,1% (The 3rd group) of patients. High-grade cancers were detected among 52% of patients, G2 - 31%, G3 - 12%. Serum TPA is significantly different among patients with superficial and muscle-invasive bladder cancer. Serum TPS suggests the possibility of diagnosis of locally advanced urinary bladder cancer. UBC urinary marker is informative in identifying a malignant tumor among patients with primary bladder cancer. Comprehensive assessment of the concentration of cytokeratins UBC, TPA, TPS is an additional diagnostic criterion to clarify the presence of tumor, its invasion into the muscular layer and perivesical tissues bladder cancer.
Key words: bladder cancer, cytokeratins, urothelial cell antigen, tissue polypeptide antigen, tissue polypeptide specific antigen.
Оглавление:
Введение
Цель исследования Материалы и методы
Результаты исследования
Обсуждение результатов
Список литературы
Введение.
Рак мочевого пузыря (РМП) занимает второе место среди онкоурологических заболеваний после рака простаты у мужчин и рака почки у женщин [2]. В России прирост заболеваемости РМП за последнее десятилетие составил 23,6 % [1]. В Республике Мордовия с 1996 по 2010 гг. общая заболеваемость раком мочевого пузыря увеличилась в 1,8 раза, составив 11,6 на 100 тыс., распространенность РМП возросла с 30,5 до 48,2. За анализируемый период общая смертность от заболевания увеличилась на 12 %, а 5-летняя выживаемость снизилась на 10 %. Отмечается негативная тенденция развития злокачественных новообразований у пациентов трудоспособного возраста (моложе 60 лет). Соотношение числа лиц, умерших на первом году с момента установления диагноза, к доле больных с IV стадией заболевания составляет 5,5, что указывает на несоответствие регистрируемой стадии злокачественного процесса мочевого пузыря истинной распространенности заболевания.
Диагностика рака мочевого пузыря затрудняется отсутствием высокочувствительного инструментального метода, позволяющего выявлять заболевание на ранних стадиях. Наибольшей чувствительностью 60-96% и специфичностью в 66-93% при определении степени инвазии опухоли обладает компьютерная томография. Однако метод ограничен из-за отсутствия томографа в большинстве урологических отделений и высокой стоимости диагностической процедуры [3].
В настоящее время внимание исследователей направлено на поиск новых информативных критериев диагностики рака мочевого пузыря. В отечественной и зарубежной литературе имеются сведения о возможности использования ряда специфичных опухолеассоциированных биохимических молекул (мочевых и сывороточных цитокератинов) для первичного выявления и определения степени распространенности опухоли мочевого пузыря [4, 8, 13].
Цитокератины относятся к группе онкоассоциированных биологических молекул, позволяющих определять дифференциацию тканей. В отличие от цитокератинов, их фрагменты, состоящие из каркасных белков, растворимы в сыворотке и моче, что дает возможность выявлять составные части цитокератинов с использованием диагностических систем. Высокая чувствительность (60-87%) и специфичность (83-93%) кератинов определяемая с использованием тест-систем TPА, TPS, UBC, позволяет применять упомянутые наборы в диагностике рака мочевого пузыря [5, 12].
Выбор цитокератинов, как маркеров наличия злокачественного роста обусловлен тем, что по мере увеличения массы опухолевых клеток, отмечается их инвазия в глубжележащие слои. Разрушение здоровых клеток, при этом, сопровождается выбросом в просвет мочевого пузыря и кровеносных сосудов органа специфичных белков - цитокератинов. Они представляют белки промежуточных филаментов цитоскелета эпителиальных клеток. В моче или крови цитокератины циркулируют в виде частично деградированных белковых фрагментов, составляя растворимые белковые комплексы различных размеров. Деление их на группы осуществляют по их изоэлектрической точке: кислые, обладающие небольшой молекулярной массой (CK10, CK12-20), и основные - масса которых несколько выше (CK1-9). Цитокератины образуют гетеродимеры, состоящие из одного кислого и одного основного кератина [11].
Значительная часть цитокератинов обладает тканевой специфичностью, что используется для определения происхождения раковых клеток. Возможность определения концентрации фрагментов кератинов в биологических жидкостях позволяет проводить раннюю диагностику и мониторинг течения заболевания, дает возможность предсказать развитие метастазов раньше, чем это возможно с помощью обычных методов. Имеются сведения о повышении уровня отдельных кератинов при опухолях соответствующих органов. Индикаторами пролиферации опухолевых клеток мочевого пузыря являются цитокератины TPS, TPA, UBC [7, 11]. TPА предназначен для определения цитокератинов 8 и 18. Определяется в сыворотке крови в процессе некроза опухолевых клеток и в стадиях S, G2, митотической фазах нормального клеточного цикла, что отражает скорость возобновления клеток. TPА позволяет дифференцировать прогрессию опухолевого роста. Маркер измеряется в сыворотке крови в «нг/мл». TPS специфичен для определения цитокератина 18 в сыворотке крови. Применяется для контроля терапии и наблюдения пациентов после курса лечения. Высокая концентрация отмечается у пациентов с быстрым метастазированием. TPS определяются в сыворотке крови в Ед/л (U/l). UBC - индикатор пролиферации опухолевых клеток, применяется для прогноза, мониторинга и контроля лечения. Исследуется в моче, измеряется в «мкг/л» [6, 9, 10, 12].
Перейти в оглавление статьи >>>
Цель исследования. Изучить концентрацию цитокератинов TPА, TPS, UBC у больных раком мочевого пузыря в зависимости от глубины инвазивного роста.
Перейти в оглавление статьи >>>
Материалы и методы.
Уровень цитокератинов ХБА, TPS, UBC изучен у 70 человек. Первая группа (контрольная) представлена десятью пациентами, направленными на обследование военным ко-
миссариатом и выписанными из урологического отделения с заключительными диагнозом «Урологически здоров». Медиана возраста составила 18 лет. Во вторую группу вошли 38 больных раком мочевого пузыря со стадией T1N0M0. Медиана возраста пациентов 64,9 лет. Длительность заболевания 9±3 месяца. Третья группа представлена 22 пациентами инвазивным раком мочевого пузыря со стадиями T2N0M0 и T3N0M0. Средний возраст 67,1 лет. Длительность заболевания 14,2±5,7 месяца. При поступлении больные предъявляли жалобы на эпизоды появления примеси крови в моче. Ультразвуковое исследование органов мочевыделительной системы выявило наличие объемного образования мочевого пузыря различной локализации. В анализе крови наблюдали увеличение СОЭ более 15 мм/ч, в общем анализе мочи - эритроцитурию. После взятия крови и мочи у обследуемых больных для определения концентрации цитокератинов ХБА, TPS, UBC, пациентам 2-й и 3-й групп выполняли световую цистоскопию с биопсией.
Для определения концентрации цитокератинов TPА, TPS брали кровь у исследуемого пациента в объеме 10 мл и центрифугировали в течение 10 мин при 1000 об/мин. Сыворотку крови замораживали до минус 18 °С. Перед непосредственным проведением анализа сыворотку размораживали при комнатной температуре. С целью определения концентрации UBC, собирали утреннюю порцию мочи, находившуюся в мочевом пузыре не менее 3 часов. Пробирку с мочой центрифугировали при 1000 об/мин в течение 10 мин и замораживали до минус 20 °С для накопления образцов мочи и одновременного определения концентрации уровня соответствующего маркера. Перед непосредственным проведением анализа образцы мочи размораживали при комнатной температуре, разбавляли супернатант 1 : 10 разбавителем мочи. Уровень сывороточных и уринарного маркеров определяли по методике фирмы изготовителя (IDL Biotech, Швеция).
Статистическую обработку результатов исследования проводили в аналитической системе Statistica 6.0 с расчетом средних значений, указанием стандартного отклонения и границами 95 % доверительного интервала для среднего. Сравнение средних значений для тканевого полипептидного антигена проводили с использованием непараметрического Н-теста по методу Крускала и Уоллиса, так как значения маркеров в группах контроля и больных раком мочевого пузыря не подчиняются нормальному закону распределения.
Перейти в оглавление статьи >>>
Результаты исследования.
Гистологическое исследование биопсийного материала выявило переходноклеточный рак мочевого пузыря с различной степенью дифференцировки клеток: T1N0M0 -
38 (54,3%), T2NoMo - 20 (28,6%), T3NoMo - 12 (17,1%) больных. Высокодифференцированный рак обнаружен у 52% пациентов, G2 - у 31%, G3 - у 12%.
Медиана сывороточного маркера TPA у пациентов с раком мочевого пузыря в стадии T1NoMo превышает медиану концентрации маркера в группе контроля в 17 раз. Повышение уровня кератина в стадии Т2 на 26% по сравнению со стадией Т1 указывает на информативность исследуемого маркера, как показателя наличия инвазивного роста. Последующее увеличение уровня инвазии сопровождается большим выбросом в кровь TPA и в стадии Т3 медиана концентрации равна 2,17 нг/мл. Границы 95% доверительного интервала в группах контроля, больных поверхностным и мышечно-инвазивным раком мочевого пузыря не перекрываются, что указывает на возможность дифференциальной диагностики наличия и степени инвазии опухолевого роста.
Концентрация маркера TPS в сыворотке определяется в группе контроля на уровне 23,4 Ед/л. Наличие злокачественного процесса слизистой мочевого пузыря определяет повышение концентрации маркера более чем в 3 раза и определяется средним значением в 72,1 Ед/л. Увеличение глубины инвазии в стадиях Т2 и Т3 подтверждается увеличением уровня онкомаркера в 4 и 7 раз, соответственно. Расчет границ 95% доверительного интервала показал, что значения при Т2 и Т3, имеющие общий диапазон, не позволяют использовать данный маркер для уточнения перехода стадии Т1 в Т2. Однако информативность диагностики местно-распространенного рака мочевого пузыря с применением кератина TPS высока.
Медиана концентрации маркера UBC в моче группе контроля - 7,5 мкг/л. Стадия рака мочевого пузыря Т1 обусловливает повышение концентрации маркера в моче в 11 раз. Мышечная инвазия опухоли у пациентов со стадией заболевания Т2 по сравнению с группой контроля сопровождается повышением уровня маркера UBC в 23 раза. В стадии Т3 наблюдается повышение концентрации UBC в 35 раз. Границы концентрации для 95% доверительного интервала имеют зоны перекрытия во второй и третьей группах больных.
Сравнение средних значений для тканевого полипептидного антигена, проводимого с использованием Н-теста по методу Крускала и Уоллиса (хи-квадрат = 23,63, число степеней свободы = 2, вероятность ошибки p = 0,001), показывает значимые различия концентрации маркера TPA в группах больных раком мочевого пузыря. Рассчитанный ранговый коэффициент корреляции по Спирману = 0,73 (р = 0,01) выявляет значимую взаимосвязь стадии заболевания с уровнем концентрации маркера TPA.
Значения теста Крускала - Уоллиса (хи-квадрат = 26,53, число степеней свободы (df) = 2, вероятность ошибки р < 0,001) показали различия концентрации сывороточного тканевого полипептидного специфичного антигена TPS в группах больных РМП с разной степе-
нью инвазии. Ранговый коэффициент корреляции по Спирману = 0,72 (р = 0,01) выявляет значимую зависимость стадии заболевания и концентрации ТРБ в сыворотке крови.
Различия между средними значениями концентрации антигенов уротелиальных клеток в каждой группе больных проверены с примененем теста Крускала и Уоллиса - статистика критерия (хи-квадрат = 17,57, число степеней свободы ёГ = 2, вероятность ошибки р =
0,001). Результаты теста показывают значимые различия рангов в трех группах. Выяснение взаимосвязи критериев основано на формировании парных значений, которые образовываются из рассматриваемых зависимых выборок с использованием рангового коэффициента корреляции по Спирману. Рассчитанный коэффициент, выявляющий силу взаимосвязи стадии заболевания и значения концентрации кератина ИБС, составил 0,65 (р = 0,01).
Общим для уринарного и сывороточных кератинов является значительное увеличение их уровня по сравнению с группой контроля и в каждой следующей стадии опухолевого роста (табл. 1).
Таб. 1. Расчетные значения маркеров ТРА, ТРБ и ИБС
Маркер Стадия заболева- ния Количество наблюдений Среднее значение Стандартное отклонение 95% доверительный интервал для среднего
Нижняя граница Верхняя граница
ТРА Контроль 10 0,22 0,12 0,03 0,48
Т1 38 1,34 0,35 1,23 1,45
Т2 20 1,80 0,65 1,50 2,11
Т3 12 2,17 0,64 1,76 2,58
ТРБ Контроль 10 23,40 9,69 16,47 30,33
Т1 38 72,07 24,58 63,99 80,15
Т2 20 91,41 32,38 76,25 106,56
Т3 12 153,96 40,79 128,04 179,87
ИБС Контроль 10 8,40 5,74 4,29 12,51
Т1 38 95,13 53,66 77,49 112,76
Т2 20 191,13 175,61 108,94 273,31
Т3 12 298,81 104,90 232,16 365,46
Перейти в оглавление статьи >>>
Обсуждение результатов.
В группе контроля выявляются минимальные уровни концентрации уринарного и сывороточных кератинов. Анализ результатов концентрации сывороточного тканевого полипептидного антигена ТРА у больных РМП выявил различия средних значений во всех группах. Статистически значимые различия уровня ТРА выявлены между его концентрацией в контрольной группе и у больных поверхностным РМП. Пациенты со значением экспрессии ТРА 0,482-1,225 нг/мл относятся к группе риска с возможным развитием РМП. Уровень маркера в пределах 1,225-1,454 нг/мл характеризует пациентов с поверхностным РМП. Инвазия в мышечные слои мочевого пузыря сопровождается значимым повышением концентрации маркера более 1,5 нг/мл. Диагностика местно распространенного опухолевого роста с определением ТРА в сыворотке крови вызывает сомнения, поскольку отмечается перекрывание границ 95% доверительного интервала у больных со стадиями Т2К0М0 и Т3К0М0.
Концентрация тканевого полипептидного специфичного антигена ТРБ в сыворотке крови больных РМП значимо коррелирует со стадией заболевания. Кроме того, выявлены различия средних значений между группой больных РМП и группой контроля. Основываясь на границах 95% доверительного интервала, можно полагать, что маркер ТРБ позволяет дифференцировать больных с поверхностной формой рака из общей популяции (при концентрации, превышающей 63,99 Ед/л). Пациенты со значением экспрессии ТРБ в пределах 30,33-63,99 Ед/л относятся к группе риска развития РМП и требуют повторной диагностики. Мышечно-инвазивный рак мочевого пузыря характеризуется повышением концентрации более 76,25 Ед/л, но перекрывание границ доверительного интервала не выявляет значимой разницы концентрации маркера при стадии Т1 и Т2. Тканевой полипептидный специфичный антиген позволяет выявлять развитие местно распространенного рака мочевого пузыря при повышении концентрации более 128 Ед/л.
Статистически значимые различия между уровнем ИБС в моче пациентов группы контроля и больных РМП, при концентрации превышающей 77,49 мкг/л, указывают на наличие поверхностной формы РМП. Значения маркера в пределах 12,51-77,49 мкг/л предопределяют повторное исследование пациента с целью возможного выявления РМП на ранней стадии. Значение концентрации ИБС превышающее 108,9 мкг/л свидетельствует о наличии мышечной инвазии. Перекрывание значений 95 % доверительного интервала у больных со стадиями Т2 и Т3, указывает на невозможность точного стадирования мышечно-инвазивного и местно распространенного РМП по уровню концентрации ИБС маркера в моче.
Статистически значимая (р=0,01) корреляция уровней концентрации маркеров и стадии заболевания, установленные границы 95% доверительного интервала дают возможность использования кератинов в качестве маркеров рака мочевого пузыря. Уровни концентрации онкомаркеров ТРА, ТРБ, ИБС начинают увеличиваться при наличии у пациентов больных
раком мочевого пузыря на стадии Т1. Инвазия в мышечный слой и околопузырную клетчатку сопровождается более значимым повышением уровня концентрации, что позволяет использовать маркеры как дополнительный диагностический инструмент. Высокий коэффициент корреляции указывает на возможность применения маркеров не только с целью подтверждения наличия опухолевого роста, но и стадирования заболевания. Низкие концентрации маркеров при первичном обращении пациента могут указывать на благоприятный прогноз и эффективность радикального лечения.
Перейти в оглавление статьи >>>
Список литературы:
1. Аполихин О. И. Состояние оказания урологической помощи в России и задачи службы по реализации национального проекта "Здоровье". Пути улучшения образования уролога. - М.: Дипак. 2007. 32 с.
2. Давыдов М. И. Заболеваемость злокачественными новообразованиями и смертность
от них в странах СНГ в 2005 г. // Вест. рос. акад. мед. наук. 2007. № 11. С. 45-49.
3. Каприн А.Д. Современные концепции лечения рака мочевого пузыря // Лечащий врач.2004. № 04 (99). URL: http://www.lvrach.ru/1999/04/4527641/ (дата обращения: 03.06.2011).
4. Копнин Б.П. Современные представления о механизмах злокачественного роста // Матер. Х-го Рос. онкол. конгресса. Москва. 2006. С. 99-102.
5. Тарасов Н. И., Гуменецкий Д. В. Применение мочевого маркера UBC (urinary bladder cancer antigen) в диагностике рецидивов рака мочевого пузыря после ТУР // Уральский мед. журн. 2009. № 4. С. 122-126.
6. DiCarlo A., Terracciano D., Mariano А. Role of cytokeratins, nuclear matrix proteins, Lewis antigen and epidermal growth factor receptor in human bladder tumors // Int. J. Oncol. 2003. Vol. 14. N 23. Р. 757-762.
7. Franke W., Schmid E., Osborn M., Weber K. Intermediate-sized filaments of human endothelial cells // J. Cell. Biol. 1979. Vol. 81. N 3. P. 570-580.
8. Mungan N. A., Vriesema J. L., Thomas C. M. Urinary bladder cancer test: a new urinary
tumor marker in the follow-up of superficial bladder cancer // Urology. 2000. Vol. 17. N 4. P. 787792.
9. Nap M., van Wel Т., Andres С. Immunohistochemical profiles of 30 monoclonal antibodies against cytokeratins 8, 18 and 19. Second report of the TD5 workshop // Tumor Biol. 2001. Vol. 22. N 6. Р. 4-10.
10. Reinmuth N., Brandt B., Semik M. Prognostic impact of Cyfra 21-1 and other serum markers in completely resected non-small cell lung cancer // Lung Cancer. 2002. Vol. 36. N 7. Р. 265270.
11. Schweizer J., Bowden P., Coulombe P. New conensus nomenclature for mammalian keratins // J. Cell. Biol. 2006. Vol. 174. N 2. P. 169-174.
12. Van Rhijn B.W., van der Poel H.G., van der Kwast T.H. Urine markers for bladder cancer surveillance: a systematic review // Eur. Urol.. 2005. Vol. 47. N 5. Р. 736-748.
13. Zargar M., Soleimani М., Moslemi M. Comparative evaluation of urinary bladder cancer antigen and urine cytology in the diagnosis of bladder cancer // Urol. J. 2005. Vol. 2. N 3. Р. 137140.
Перейти в оглавление статьи >>>
ISSN 1999-7264 © Вестник РНЦРР Минздрава России © Российский научный центр рентгенорадиологии Минздрава России
