Онкомаркеры в гинекологии

Cкрининг, мониторинг, прогноз

Внедрение современных методов молекулярной генетики в онкологию открыло новые перспективы в расшифровке молекулярных механизмов канцерогенеза, новые возможности в диагностике, дифференциальной диагностике, разработке стратегии и тактики лечения с целью повышения его эффективности и улучшения качества жизни пациентов.

 Успехи в данном направлении позволили идентифицировать молекулярно-генетические аномалии не только в остром периоде заболевания, но и выявлять остаточный пул опухолевых клеток в стадии клинической ремиссии. Данные о наличии опухолевого клона позволяют определить степень злокачественности и стадию развития опухолевого процесса, что дает возможность безошибочно отнести пациента к той или иной группе риска и, следовательно, осуществить правильный выбор тактики лечения.

В настоящее время среди теорий канцерогенеза ведущее место занимает молекулярно-генетическая теория, согласно которой в основе злокачественной трансформации лежат структурно-функциональные изменения клеточных генов, что влечет за собой нарушение функции белков, участвующих в контроле клеточной пролиферации, дифференцировки и гибели. Результатом этих изменений является появление клона клеток с неконтролируемым ростом, пролиферация которого и приводит к возникновению опухоли.

По современным представлениям, злокачественная трансформация клетки происходит в результате структурно-функциональных изменений клеточных генов, детерминирующих возникновение и прогрессию опухолевого процесса (протоонкогенов и генов-супрессоров опухолевого роста). Эти генетические изменения являются многостадийными и затрагивают несколько различных генов. Следует отметить, что многообразие механизмов канцерогенеза не ограничивается указанными нарушениями. Сегодня еще окончательно не расшифрован весь сложный и последовательный каскад генетических изменений. Однако, наличие материального субстрата исследования (указанных генов и их продуктов) в сочетании с постоянно совершенствующимися методами молекулярной биологии и генной инженерии, открывает широкие возможности для дальнейшего изучения молекулярных механизмов опухолевого роста.

Генетические нарушения в опухолевых клетках, определяющие направление их развития, предопределяют особенности не только их метаболизма, но и обмена веществ в клетках нормальных тканей и организма в целом. Отмечается повышение или снижение синтеза различных биомолекул, включая появление особых белковых и небелковых соединений, характерных и для эмбрионального периода развития. Необходимо, однако, подчеркнуть, что ни в опухолевых клетках, ни в биологических жидкостях онкологических больных не обнаружены такие соединения, которые были бы специфичны только лишь для малигнизированных клеток и не обнаруживались бы в нормальных клетках на тех или иных стадиях их развития. Тем не менее, данные, полученные в результате фундаментальных исследований в области биохимии, иммунологии, молекулярной биологии и генетики развития злокачественных новообразований, нашли свое применение в лечебно-диагностической практике клинической онкологии и, в частности, онкогинекологии.

Ассоциированные с опухолевым ростом биомолекулы, исключая нуклеиновые кислоты, вошли в группу биохимических онкомаркеров. Открытие клеточных генов, детерминирующих возникновение и прогрессию опухолевого процесса, разработка ДНК-технологий анализа их структуры и функциональной активности, явились основой для изучения ДНК прото- и антионкогенов в качестве диагностических и прогностических маркеров злокачественного процесса, составляющих в структурно-функциональном отношении группу молекулярно-генетических онкомаркеров. Онкомаркеры – это ДНК онкогенов и антионкогенов, их РНК-продукты, другие соединения, обнаруживаемые в биологическом материале онкологических больных и синтезируемые опухолевыми клетками или клетками нормальных тканей в ответ на инвазию опухоли.

Маркеры злокачественного роста подразделяют на следующие классы:

• иммунологические – ассоциированные с опухолью антигены или антитела к ним;
• гормоны – адренокортикотропный гормон и др.;
• ферменты – фосфатазы, лактатдегидрогеназы и др.;
• продукты обмена – креатин, гидроксипролин, полиамины, свободная ДНК;
• белки плазмы – ферритин, церулоплазмин, b2-микроглобулин;
• белковые продукты распада опухолей.

Опухолевые маркеры представляют собой макромолекулы (в основном белки с углеводным или липидным компонентом), которые формируются внутри или на поверхности опухолевых клеток или же в результате индукции образуются в других клетках. Опухолевые клетки продуцируют и выделяют онкомаркеры в кровь с момента возникновения новообразования, что делает возможным диагностику заболевания на ранних стадиях. От соединений, продуцируемых нормальными клетками, они отличаются или качественно (опухолеспецифичные) или количественно (ассоциированные с опухолью, но присутствующие также и в нормальных клетках). Часть онкомаркеров секретируется в кровь, благодаря чему их концентрацию можно определить с помощью иммуноферментного анализа. Известно около 200 соединений, относящихся к опухолевым маркерам, при различных локализациях рака, однако диагностическую значимость имеют около двух десятков белков. Синтез маркеров обусловлен особенностями метаболизма злокачественной клетки по обеспечению ее автономности, агрессивности роста, способности к метастазированию. Анормальная экспрессия генома – один из основных механизмов продукции маркеров опухолевыми клетками, который обуславливает синтез эмбриональных, плацентарных и эктопических ферментов, антигенов и гормонов.

Первые попытки определить маркеры, позволяющие диагностировать злокачественные опухоли, предпринимались еще древними врачевателями. До наших дней дошли документальные свидетельства того, как еще 2000 лет назад египтяне стремились найти маркеры для дифференциальной диагностики рака молочной железы и мастита. Первый опухолевый маркер был описан в 1846 г. врачом Бенс-Джонсом, обнаружившим избыток особого белка в моче больной множественной миеломой (уже в XX веке белок был идентифицирован и впоследствии получил название белка Бенс-Джонса). Интенсивные исследования маркеров начались с 1963 г. после открытия акад. Г. И. Абелевым маркера рака печени – a-фетопротеина (АФП). Позднее было установлено, что этот белок имеет большое значение и для развития плода. Высокие уровни АФП в сыворотке крови характерны также для пациентов с так называемыми герминогенными опухолями яичников и яичка.

 Диагностическая значимость опухолевого маркера зависит от его чувствительности и специфичности

 За прошедшие 50 лет были обнаружены и стали широко использоваться в клинической практике опухолевые маркеры солидных опухолей различных локализаций: рака предстательной железы, яичников, мочевого пузыря, желудка, шейки матки и др. В середине ХХ века возлагались большие надежды на использование опухолевых маркеров для диагностики злокачественных заболеваний, однако со временем выяснилось, что уровни онкомаркеров могут повышаться не только при злокачественных, но и при доброкачественных опухолях, а также воспалительных процессах (однако в меньших концентрациях и меньшем проценте случаев). В связи с этим был сделан вывод о том, что опухолевые маркеры не могут быть использованы в качестве самостоятельных диагностических тестов, однако их использование целесообразно в качестве дополнительных критериев в комплексной диагностике, а также для оценки эффективности лечения, индивидуализации тактики ведения и  последующего динамического наблюдения пациентов с целью доклинического выявления рецидива болезни.

Диагностическая значимость опухолевого маркера зависит от его чувствительности и специфичности. На сегодняшний день не существует онкомаркеров с почти 100% специфичностью (не выявляемых при доброкачественных заболеваниях и у здоровых людей) и 100% чувствительностью (обязательно выявляемых даже на ранних стадиях развития опухоли). При исследовании онкомаркеров большое значение имеет такое понятие, как Cut-off (отсекающий уровень). Cut-off представляет собой допускаемую верхнюю границу концентрации опухолевого маркера у здоровых людей и у пациентов с доброкачественными опухолями. Cut-off не имеет фиксированного значения и может изменяться в соответствии с целью исследования. При проведении скрининговых исследований по выявлению пациентов с опухолями, Cut-off устанавливают на низком уровне для увеличения чувствительности, ценой неизбежного увеличения процента ложноположительных результатов (уменьшения специфичности). Если же необходима спецификация опухоли в случае положительного результата теста, Cut-off следует установить на высоком уровне для увеличения специфичности за счет увеличения процента ложноотрицательных результатов (уменьшения чувствительности). Для большинства онкомаркеров значения Cut-off унифицированы.

В настоящее время изучение уровней опухолевых маркеров позволяет диагностировать новообразования на раннем этапе их развития в комбинации с другими диагностическими методами, дифференцировать доброкачественные и злокачественные опухоли, определять стадию заболевания и прогнозировать его течение. Благодаря специфичности каждого белка можно предположить очаг заболевания. Возможности лабораторной диагностики нового поколения позволяют выявить онкологический процесс еще за 4–6 месяцев до того, как опухоль будет диагностирована традиционными методами. Крайне важным для клинициста является предоставление реальной возможности проводить мониторинг течения заболевания и эффективности лечения – радио-, химио- и гормонотерапии, хирургического лечения и, в случае необходимости, комбинировать и менять схемы терапии. Отсутствие снижения концентрации опухолевых маркеров в процессе лечения или после операции свидетельствует о неэффективности выбранного метода лечения. Уровни опухолевых маркеров учитывают также при решении вопроса о прекращении или продолжении консервативной терапии больных. Использование онкомаркеров дает возможность предвидеть рецидив злокачественных заболеваний за несколько месяцев до начала клинических проявлений – это особенно важно в связи с тем, что по статистике даже после самых ранних и радикальных операций нередко наблюдаются рецидивы и метастазы. Большой интерес для клинициста представляют результаты мониторинга уровня опухолевого маркера – скорость возрастания свидетельствует о природе прогрессирования заболевания, в частности, о метастазировании. Отметим, что при регулярном контроле уровня маркеров, рецидивирование или метастазирование может быть диагностировано ранее чем за 6 месяцев до клинической манифестации. Согласно требованиям ВОЗ, рекомендуемые интервалы для определения уровня онкомаркеров – 1 раз в месяц в течение первого года после лечения, 1 раз в 2 месяца в течение второго года после лечения, 1 раз в 3 месяца в течение третьего года наблюдения.

Необходимо помнить, что специфичность изолированно определяемого маркера повышается при комплексном его изучении с другими онкомаркерами. В зависимости от чувствительности и специфичности к определенному виду опухоли маркеры подразделяют на главные и второстепенные. Главным является маркер с высокой специфичностью и чувствительностью. Второстепенный (дополнительный) маркер имеет более низкую чувствительность и специфичность, но в комбинации с главным маркером повышает вероятность выявления опухоли. Как правило, по возрастанию его уровня обычно судят о рецидивировании заболевания. Современные технологии комплексного обследования на онкомаркеры позволяют диагностировать рак на самых ранних стадиях, а значит, – существенно улучшить прогноз, увеличить вероятность стойкой ремиссии и даже излечения.

В области клинической гинекологии определение уровней опухолевых маркеров является важной составляющей диагностики и дифференциальной диагностики болезней репродуктивных органов у женщин в инициальном периоде заболевания и на всех стадиях развития патологического процесса. Внедрение тестирования на онкомаркеры в практику гинекологических клиник повысило качество дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных опухолей, а комплексное рассмотрение нескольких маркеров повысило точность диагностики.

Рак молочной железы (РМЖ) является одним из наиболее распространенных онкологических заболеваний у женщин. Каждые 20 минут РМЖ в Украине заболевает одна женщина и каждые 1,20–2 часа одна женщина умирает от РМЖ. Такая ситуация обусловлена тем, что у большинства пациенток диагноз устанавливают на поздних стадиях развития злокачественного процесса, в связи с чем актуальным является формирование групп онкологического риска с целью диагностики опухоли еще в доклиническом периоде с помощью определения уровня опухолевых маркеров. Кроме того, установить микрометастазы в лимфатических узлах и отдаленных органах обычными клиническими методами крайне затруднительно, в связи с чем выявление опухолевых маркеров становится важным не только для ранней диагностики РМЖ, а и для оценки эффективности терапии, раннего выявления рецидивов и метастазов. Результаты многочисленных исследований позволили определить ряд антигенов, ассоциированных с раком молочной железы, среди которых одно из ведущих мест занимает СА15-3 – маркер, обладающий достаточно высокой специфичностью по отношению к РМЖ, а также группа онкофетальных антигенов – раково-эмбриональный антиген (РЭА), тканевый полипептидный антиген (ТРА), ферритин, b2-микроглобулин. Онкофетальные антигены не являются специфичными к опухолевым клеткам, но их целесообразно использовать для оценки прогноза и ранней диагностики отдаленных метастазов. Увеличение концентрации онкомаркера в крови может быть обнаружено за 1–10 мес. до клинического проявления рецидивов или метастазов. Сочетанное определение уровня РЭА и ТРА в крови больных РМЖ увеличивает точность оценки эффективности лечения и прогноза. Определение уровня ферритина в сыворотке крови при раке молочной железы можно использовать для диагностики метастазов – концентрация белка в крови существенно повышена при наличии метастазов РМЖ, особенно в печени. 

Опухолевый маркер СА15-3 (высокомолекулярный гликопротеин муцинового типа), выявляемый на эпителии секретирующих клеток, используется для оценки эффективности терапии карциномы молочной железы и мониторинга течения заболевания. Рост его концентрации позволяет сделать заключение о природе прогредиентного течения заболевания, в частности, о метастазировании. При рецидивах или метастазах рост концентрации СА 15-3 может опережать появление клинических симптомов на 6–9 месяцев. Следует отметить, что до 80% женщин с метастазами рака молочной железы имеют высокий уровень СА 15-3, в то время как повышение уровня маркера в крови у женщин с диагнозом РМЖ I–II стадии отмечается лишь у 20%. Онкомаркер СА 15-3 целесообразно также использовать при проведении дифференциальной диагностики рака молочной железы и доброкачественной мастопатии.

 Рак шейки матки (РШМ) является второй по частоте онкопатологией репродуктивных органов у женщин после рака молочной железы. В последние десятилетия отмечается значительное увеличение заболеваемости данной патологией – пять тысяч женщин в Украине заболевает РШМ ежегодно и каждая пятая украинка умирает в течение года после установления диагноза в связи с поздней диагностикой заболевания. РШМ относится к «визуальным формам» рака, которые можно диагностировать при осмотре, однако как часто наши женщины проходят профилактические осмотры у гинеколога? Ответ последует явно неутешительный.

Скрининговая диагностика РШМ включает в себя осмотр гинеколога, кольпоскопию и Папп-тест (цитологию) – простые и безболезненные процедуры, которые необходимо проходить один раз в 2 года всем женщинам спустя год после начала половой жизни (или с 25 лет). Кроме того, необходимо включать в группу онкологического риска женщин с предраковыми заболеваниями— лейкоплакией и эритроплакией влагалища и шейки матки; папиллярными и фолликулярными эрозиями и полипами шейки матки с целью проведения в обязательном порядке ежегодного скрининга.

Рак шейки матки изначально возникает в эндометрии и постепенно поражает тело и шейку матки, лимфатические узлы таза и смежные органы. Метастазы могут поражать легкие, печень и мозг. На сегодняшний день причины рака эндометрия не установлены, но определенную роль в его развитии играет избыточный уровень эстрогенов; чаще заболевание возникает в постменопаузе.

Шейка матки покрыта многослойным плоским эпителием – производным урогенитального синуса. При плоскоклеточном РШМ, который составляет 90% злокачественных заболеваний шейки матки, антиген плоскоклеточной карциномы (SCCA) является одним из наиболее информативных маркеров, применяемых для мониторинга течения заболевания, оценки эффективности проводимого лечения, прогноза и доклинического выявления рецидивов. Безрецидивный период выживаемости также коррелирует с уровнем SCCA. Повышенный уровень SCCA, выделенный из печеночных метастазов плоскоклеточной карциномы шейки матки (в норме – не выше 1,5 нг/мл), определяется у 85% больных. Высокий уровень SCCA перед началом лечения является маркером неблагоприятного прогноза – фактором, влияющим на принятие решения о проведении адъювантной терапии. Если изначально повышенный уровень SCCА не снижается в течение трех циклов лечения, химиотерапия должна быть прекращена. Определение уровня SCCA рекомендуется проводить не только на этапах мониторинга пациенток с уже установленным диагнозом, но и при выполнении скрининговых программ по ранней диагностике заболевания и формированию групп онкологического риска по данной патологии. Исследование на SCCА проводится не ранее 2–3 суток после гинекологического осмотра, взятия мазков, биопсии шейки матки и других диагностических инвазивных процедур, так как данные процедуры приводят к неспецифическому повышению уровня маркера в крови.

 Специфический тканевой полипептид (Tissue Polypeptide Specific antigen, TPS) и РЭА также характеризуются относительно высокой чувствительностью для РШМ, а их сочетанное определение имеет диагностические преимущества у больных на ранних стадиях развития опухолевого процесса. Рекомендовано комплексное использование SCCA, TPS и РЭА для мониторинга больных РШМ на всех стадиях развития заболевания. Уровень экспрессии белка Bcl-2 имеет прогностическое значение у больных РШМ после проведенной лучевой терапии.

 Рак яичников (РЯ) занимает 5 место среди причин женской смертности. В связи с тем, что инициальная клиническая симптоматика РЯ имеет стертый характер, около 70% больных к моменту установления диагноза имеют III или IV стадии заболевания. К настоящему времени изучены две группы опухолевых маркеров, наиболее значимых в диагностике злокачественных опухолей яичников: онкофетальные антигены (альфа-фетопротеин и хорионический гонадотропин) и опухоль-ассоциированные антигены (СА 125, СА19-9).

 Кроме того, следует отметить, что у 65–70% больных РЯ выявляется макрофагальный колониестимулирующий фактор (M-CSF).

 Опухоле-ассоциированный маркер СА 125 рекомендован Международным противораковым союзом (VICC) в качестве основного маркера рака яичников и его  – для диагностики заболевания (повышенный уровень СА125 отмечается у 80% больных) и последующего мониторинга его течения (снижение уровня СА 125 свидетельствует об эффективности лечения и благоприятном прогнозе). Определение концентрации СА 125 в крови является первичным скринингом по выявлению пациенток с высоким риском развития РЯ – согласно статистическим данным, двукратное повышение уровня СА 125 в крови, особенно, у женщин старше 55 лет, достоверно свидетельствует о наличии болезни. У пациенток на I стадии заболевания содержание маркера практически не отличается от контроля, но при II, III и IV стадиях уровни СА 125 значительно повышаются. Продолжительность жизни достоверно выше у тех женщин, у которых показатель СА 125 в первые 3 месяца после начала лечения снижается. При полной ремиссии в отсутствие опухоли уровень СА 125 близок к нулю. Повышение СА 125 от нуля до 35 Ед./мл может являться доклиническим (за 2–6 мес.) проявлением рецидива. Постоянное повышение значений СА 125 при проведении мониторинга течения заболевания свидетельствует о прогрессировании опухоли и отсутствии эффекта от проводимой терапии.

 Внедрение тестирования на онкомаркеры в практику гинекологических клиник повысило качество дифдиагностики доброкачественных и злокачественных опухолей

  Результаты проспективных, а также ретроспективных зарубежных исследований, проведенных на больших когортах женского населения, показали, что устойчивое повышение СА 125 является неблагоприятным прогностическим фактором и является показанием для углубленного обследования. Кроме того, было показано, что при развитии рака яичников уровень СА 125 начинает расти за 2–3 года до первых клинических проявлений заболевания. В связи с этим, сегодня СА 125 является одним из наиболее реальных претендентов на роль «маркера скринингового типа» ранних признаков заболевания. Уровень СА 125 целесообразно ежегодно контролировать у женщин после 50 лет, так как именно на этот период жизни приходится пик заболеваемости раком яичников.

Опухоле-ассоциированный антиген СА 125 является маркером реактивного мезотелия и экспрессируется в эпителии серозных оболочек плода и тканях, производных эпителия целома. Основным источником маркера является эндометрий, что объясняет циклическое изменение его уровня в крови в зависимости от фазы менструального цикла (исследование уровня производятся только в 1 фазу). СА 125 присутствует в нормальной ткани эндометрия и в серозной и муцинозной жидкости матки. Он не проникает в кровоток, за исключением случаев разрушения природных барьеров. Уровни в сыворотке могут удваиваться во время менструации, особенно при эндометриозе. Возможно физиологическое повышение маркера в первом триместре беременности. Незначительное повышение уровня маркера у здоровых женщин объясняется его синтезом в мезотелии брюшинной, плевральной полостей, перикарде, эпителии бронхов, маточных труб, у мужчин – в эпителии семенников (плеврит, асцит, аднексит). Дискриминационный уровень СА 125 – 35 Ед./мл; при эндометриозе яичников в 30% случаев уровень СА 125 превышает дискриминационное значение. Среднее значение у здоровых женщин составляет 11,0–13,0 Ед./мл, у мужчин – не превышает 10 Ед.\мл. При доброкачественных опухолях и воспалительных процессах уровень СА 125 не превышает 100 Ед.\мл. Мониторинг уровня маркера показан для оценки эффективности лечения и преклинического выявления рецидивов эндометриоза. Повышение уровня СА 125 коррелирует со стадией данного заболевания. В целях раннего выявления рецидивов эндометриоза применяется мониторинг с использованияем СА 125+СА19-9+РЭА.

При подготовке пациенток к стимуляции овуляции уровень СА 125 выше 20 МЕ/мл следует расценивать как противопоказание к данной процедуре. Определение уровня СА 125 следует проводить при любом подозрении на наличие опухолей органов репродуктивной системы. В процессе лечения гинекологических заболеваний (воспалительные процессы, доброкачественные и злокачественные новообразования), а также при длительном приеме гормональных препаратов (особенно в период пери- и постменопаузы) необходим контроль за динамикой концентрации СА 125.

СА 125 является маркером серозной карциномы яичника – его уровень 150–200 Ед.\мл свидетельствует о вовлечении в процесс серозных оболочек. Мониторинг его концентрации важен для оценки эффективности химиотерапии и оперативного вмешательства. При удаленной матке уровень маркера в крови снижается до 10 Ед.\мл; в случае повышения его уровня до 35 ед.\мл – констатируют рецидив заболевания. Следовательно, данный маркер целесообразно использовать на доклинической стадии диагностики метастазирования и оценки эффективности проводимой терапии рака яичников.

 Дополнительным информативным маркером рака яичников является опухоле-ассоциированный антиген СА 72-4 – белок, находящийся в эпителиальных клетках плода, а в тканях взрослого человека в норме практически не обнаруживаемый. Повышение уровня СА 72-4 характерно для муцинозного рака яичников – в норме количество белка не должно превышать 2,0–4,0 мЕд./мл. Сочетание СА 125 и СА 72-4 используется в качестве дополнительного критерия в дифференциальной диагностике доброкачественных и злокачественных опухолей данной локализации. Так, повышение уровня СА 72-4 с вероятностью более 90% свидетельствует о злокачественном процессе в яичниках; чаще обнаруживается у женщин в период постменопаузы.

 Дополнительным маркером серозного рака яичника является опухоле-ассоциированный антиген СА 19-9. В организме взрослого человека Са 19-9 является маркером железистого эпителия внутренних органов и выводится из организма желчью (холестаз может являться одной из причин повышения уровня маркера в крови). При эндометриозе и миоме матки его уровень повышается у 25% больных; при серозным раке яичника – в 40–45% случаев. Следует отметить, что более чем у 80% пациенток с муцинозным раком яичника повышение уровня СА 19-9 отмечается наряду с повышенным уровнем онкомаркера СА 72-4, в связи с чем для мониторинга эффективности лечения рака яичников муцинозного типа целесообразно использовать определение СА 72-4 в сочетании с СА 19-9.

 Следует подчеркнуть, что широко используемые в настоящее время тесты на опухолевые маркеры представляют собой информативные методы выявления онкопатологии у лиц с повышенным онкологическим риском еще в досимптоматическом периоде, что имеет принципиальное значение для своевременного проведения адекватной упреждающей терапии, разработки патогенетически обоснованных подходов к химиопрофилактике злокачественных новообразований. Исследование онкомаркеров позволяет прогнозировать течение заболевания, осуществлять оценку эффективности лечения и диагностику рецидива заболевания еще в доклиническом периоде, расширяя возможности традиционных клинико-диагностических методов прогнозирования течения злокачественного процесса, способствуя правильному выбору адекватной лечебной тактики на основе индивидуальных факторов прогноза.