СЫВОРОТОЧНЫЕ УРОВНИ ФАКТОРА НЕКРОЗА ОПУХОЛЕЙ И ЕГО РАСТВОРИМЫХ РЕЦЕПТОРОВ У ОНКОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ

Полный текст

В течение многих лет в онкологии ведутся поиски методических подходов к использованию провоспа-лительного цитокина - фактора некроза опухолей а (ФНОа) в качестве биотерапевтического противоопухолевого средства. Обладая плейотропным действием, прежде всего иммунорегуляторного характера, он также выполняет функции эффекторной молекулы, связываясь с клетками-мишенями (в том числе с опухолевыми и эндотелиальными клетками через специфические рецепторы (ФНОа-Р), и индуцирует апоптоз клеток [1, 2, 9, 10, 12]. В то же время наличие выраженных и разнообразных побочных эффектов (обусловленных плей-отропностью данного мощного провоспалительного цитокина) является серьезным препятствием для его использования в практической онкологии [1, 13]. Обоснованием для разработки альтернативного подхода к использованию ФНОа послужило понимание механизма поддержания в норме его сверхнизких сывороточных концентраций. Так, было показано, что в норме часть мембранных рецепторов к ФНОа сбрасывается с клеток разных типов в сыворотку крови (СК) и связывает свободный ФНОа с формированием функционально неактивных комплексов [6, 9]. При этом регистрируют повышение уровня растворимых рецепторов (рФНОа-Р) [6, 9]. В ряде работ сообщается, что у онкологических больных при повышении уровня растворимых рецепторов ФНОа прогноз заболевания хуже [5, 7, 11]. Это явилось обоснованием для разработки методологии использования иммунных адсорбционных колонок с иммобилизованными антителами к рецепторам (ФНОа-Р1 и ФНОа-Р2) с целью их экстракорпоральной сорбции из крови, что теоретически должно приводить к увеличению концентрации в сыворотке свободного активного ФНОа [7-9]. В то же время такой подход к противоопухолевой терапии требует тщательного исследования исходного уровня ФНОа, его рецепторов и их соотношения у онкологических больных для разработки критериев отбора пациентов для апробации специфической аффинной сорбции. Данная работа является продолжением ранее начатого исследования, направленного на изучение состояния баланса ФНОа - рФНОа-Р у больных с различными солидными опухолями [3, 4]. Цель работы - изучение сывороточных уровней ФНОа и его растворимых рецепторов рФНО-Р1 16 ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ 701 С 60 - 56,7 С 50- і У/// 40,0 40- Щ 1 30- Ж 19,7 у/У/ 20- Щщ. W 10 - шщ п W У/// и т I т 60,5 13,0 3,3 V777& I II 0-9,9 I II 10-19,9 I II 20-29,9 пг/мл 6,7 I II >30 Рис. 1. Распределение доноров (I) и онкологических больных (II) по уровням ФНОа в сыворотке крови. пг/мл Рис. 2. Распределение доноров (I) и онкологических больных (II) по уровням рФНО-Р1 в сыворотке крови. и рФНО-Р2 у больных со злокачественными новообразованиями органов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) - раком желудка (РЖ), колоректальным раком (КРР), а также плоскоклеточным раком головы и шеи (ПРГШ), раком легкого (РЛ) и у пациентов с меланомой в сравнении со здоровыми донорами как этап разработки протокола исследования клинической значимости метода специфической аффинной сорбции рецепторов к ФНОа из СК онкологических больных. Объектом исследования уровней ФНОа, рФНО-Р1 и рФНО-Р2 служила СК 32 доноров и 238 онкологических больных: 43 первичных больных КРР; 39 первичных больных РЖ, 27 первичных больных ПРГШ, 45 больных с меланомой (26 первичных и 19 случаев рецидивов/генерализации процесса) и 84 больных первичным раком легкого (43 случая плоскоклеточного рака, 32 - адено-генного и 9 - диморфного). Уровень ФНОа и его растворимых рецепторов (рФНО-Р1 и рФНО-Р2) в СК определяли твердофазным иммуноферментным сэндвич-методом с помощью соответствующих тест-систем: TNF-а (фирма "BioSource, Inc.", США), Human sTNF-RI/TNFRSF-1A (фирма "R&D Systems", США), Human sTNF-RII/TNFRSF-1B Immunoassay (фирма "R&D Systems, Inc.", США). Статистическую обработку результатов осуществляли с помощью методов классической статистики. На предыдущем этапе работы были оценены границы нормы ФНОа и его рецепторов у здоровых лиц [3, 4]. Было установлено, что 96,7% доноров имели уровни ФНОа в диапазоне 0-19,9 пг/мл, что отражает значения нижней и верхней границ нормы данного цитокина. У всех доноров уровни рФНО-Р1 находились в пределах 1000-2000 пг/мл, и крайние значения, таким образом, выбраны в качестве нижней и верхней границ нормы данного рецептора. Абсолютное большинство здоровых лиц (96,9%) имели уровни рФНО-Р2 в диапазоне 1000-3500 пг/мл, его крайние значения также взяты за нижнюю и верхнюю границы нормы для рецептора-2 ФНОа [3, 4]. Распределение по уровням ФНОа у больных РЖ, КРР, ПРГШ, РЛ и с меланомой отличалось от такового у доноров: наблюдали сдвиг в сторону больших значений (рис. 1). Так, среди доноров более половины (56,7%) имели уровни цитокина в нижнем диапазоне нормальных значений (0-9,9 пг/мл), 40% - 10,0-19,9 пг/мл и только у одного (3,3%) значение ФНОа превышало верхнюю границу нормы (см. рис. 1). Среди онкологических больных только у 19,7% сывороточные уровни ФНОа находились в нижней половине диапазона нормы. Большинство пациентов (60,5%) имело уровни цитоки-на в верхней половине диапазона нормальных значений (10-19,9 пг/мл). Почти у каждого пятого онкологического больного (19,7%) обнаружены уровни ФНОа, превышающие норму (> 20 пг/мл), при этом у 6,7% пациентов они оказались выше 30 пг/мл (такую картину наблюдали при всех типах опухолей). При сравнении разных локализаций злокачественных заболеваний оказалось, что сдвиг распределения ФНОа был наиболее выраженным при РЖ и КРР (у 33,3 и 32,6% больных) -выше 20 пг/мл, наименьшим - при ПРГШ (сдвиг в сторону высоких значений, но в пределах верхней границы нормы). По выраженности сдвига распределения ФНОа у больных с меланомой и РЛ (среди больных с другими локализациями опухолей) занимали промежуточное положение: соответственно у 20 и 11,9% пациентов уровень цитокина был выше 20 пг/мл. Распределение по уровням рецептора рФНО-Р1 у онкологических больных также было сдвинуто в сторону больших значений в сравнении с донорами, причем в большей степени, чем распределение самого ФНОа (рис. 2). Так, если почти все доноры (96,9%) имели уровни рФНО-Р1 в диапазоне 1000-2000 пг/мл, то среди онкологических больных в целом таких было только 69,3%. Почти у 1/3 (30,2%) пациентов обнаружены повышенные (более 2000 пг/мл) уровни данного рецептора. Этот сдвиг оказался наиболее выраженным у больных РЖ и КРР (43,6 и 37,2% пациентов имели повышенные значения данного рецептора). У пациентов с меланомой и ПРГШ сдвиг рФНО-Р1 был менее выражен (15,5 и 18,5% повышенных значений); РЛ по этому параметру занимал промежуточное положение (32,1%). Сходную картину наблюдали в отношении распределения по уровням второго рецептора - рФНО-Р2. Так, если у 1/3 (34,4%) доноров уровни рФНО-Р2 зарегистрированы в нижнем диапазоне нормы (1000-1999 пг/ мл), то при злокачественных заболеваниях лишь 14,3% больных имели столь низкие уровни рецептора (рис. 3). Во втором диапазоне (2000-2999 пг/мл) доля онкологических больных составила 44,5%. В верхнем диапазоне нормы (3000-3499 пг/мл) доля больных (16,4%) также достоверно превысила долю доноров (9,4%). В целом у каждого четвертого онкологического больного (24,8% против 3,1% у доноров) зарегистрированы повышенные уровни данного рецептора. Наиболее выраженным сдвиг распределения уровней рФНО-Р2 оказался при РЖ, КРР и РЛ (35,9, 27,9 и 27,4% пациентов имели по 17 РОССИЙСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, № 1, 2012 % пг/мл Рис. 3. Распределение доноров (I) и онкологических больных (II) по уровням рФНО-Р2 в сыворотке крови. вышенные значения данного рецептора). У больных с меланомой и ПРГШ сдвиг распределения рФНО-Р2 в сторону больших значений был менее выражен (11,1 и 18,5% случаев повышения). Закономерно, что и средние уровни исследуемых ци-токина и его рецепторов оказались выше у онкологических больных в сравнении с донорами (табл. 1). Так, у онкологических больных в целом уровень ФНОа оказался в 1,55 раза выше, а уровни его рецепторов рФНО-Р1 и рФНО-Р2 - в 1,34 и 1,26 раза выше, чем у доноров. Сравнивая разные локализации опухолей, можно отметить, что самые высокие уровни ФНОа обнаружены при РЖ и КРР, самые низкие - при ПРГШ, промежуточные - при РЛ и меланоме. Самые высокие уровни рФНО-Р1 также установлены при КРР и РЖ, самые низкие - при меланоме и ПРГШ, промежуточные - при РЛ. Наиболее высокие уровни рФНО-Р2 выявлены при РЖ, КРР и РЛ, самые низкие - при меланоме, промежуточные - при ПРГШ. В целом при тех локализациях, где в СК была самая высокая сывороточная концентрация ФНОа, оказались самыми высокими и концентрации его рецепторов. На активацию рецепторной защиты от ФНОа-зависимого апоптоза при генерализации опухолевого процесса косвенно указывает сравнение исследуемых параметров у доноров, первичных больных с меланомой и больных с меланомой при прогрессировании процесса в разные сроки после проведенного лечения. Действительно, средние уровни ФНОа, рФНО-Р1 и рФНО-Р2 в этой выборке первичных больных с меланомой не отличались от таковых у доноров, тогда как у больных с рецидивом или прогрессированием заболевания содержание рФНО-Р1 и рФНО-Р2 в СК было достоверно выше, чем у доноров и у первичных больных (табл. 2). Было установлено, что сочетанное повышение уровней ФНОа и рФНО-Р1 имело место у 13% всех онкологических больных, а ФНОа и рФНО-Р2 - у 12,2% (табл. 3). У 11,3% больных оказались повышенными одновременно уровни ФНОа и обоих его рецепторов (см. табл. 3). По локализациям наибольшее количество пациентов с сочетанным повышением уровней ФНОа и одного или двух его рецепторов имели РЖ и КРР (соответственно 25,6, 23,1 и 23,1% - РЖ и 23,3, 25,6 и 18,6% - КРР), наименьшее - ПРГШ (0, 3,7 и 0%). Меланома и РЛ занимали промежуточное положение (11,1, 8,8, 8,9 и 7,1, 7,1, 7,1% соответственно). Из 47 онкологических больных, у которых было повышено содержание ФНОа, 33 (70,2%) имели повышенные уровни рецепторов первого или второго типа или обоих, а диапазон частот повышения - 55,6-78,5. Данный факт - дополнительное свидетельство стремления "цитокиновой сети" к динамическому равновесию даже в условиях патологического процесса. Это укладывается в представление о том, что уровни растворимых рецепторов ФНОа, являющихся антагонистами мощного цитотоксического цитокина ФНОа, должны коррелировать с колебаниями его концентраций для поддержания динамического равновесия, направленного на блокировку возможных "избыточных" эффектов ФНОа на различные звенья иммунитета и гомеостаза в целом. Доля пациентов с повышенным уровнем ФНОа, одновременно имеющих повышенный уровень рецепторов, была наибольшей при КРР и РЖ (78,5 и 76,9%); при РЛ и ме- Таблица 1 Средние уровни и доля случаев повышения уровня ФНОа и его рецепторов в сыворотке крови доноров и онкологических больных Показатель Доноры (п = 30) Онкологические больные (п = 238) средний уровень, пг/мл доля случаев с повышенным уровнем, % средний уровень, пг/мл диапазон средних уровней для опухолей разных локализаций, пг/мл доля случаев с повышенным уровнем, % диапазон повышения доли случаев для опухолей разных локализаций, % ФНОа 10,0 ± 0,6 3,3% 15,5 ± 0,5 11,3-18,8 19,7 3,7-33,3 рФНО-Р1 1384,5 ± 44,4 0% 1864,4 ± 42,5 1535,2-2077,8 30,2 15,5-43,6 рФНО-Р2 2291,4 ± 103,7 3,1% 2891,0 ± 58,7 2466,4-3159,6 24,8 11,1-35,9 Таблица 2 Средние уровни и доля случаев повышения уровня ФНОа и его рецепторов в сыворотке крови доноров и больных с меланомой (первичных и с рецидивом/прогрессированием) Показатель Доноры (п = 30) Больные с меланомой, первичные (п = 26) Больные с меланомой рецидив/прогрессирование (n = 19) средний уровень, пг/мл доля случаев с повышенным уровнем, % средний уровень, пг/мл доля случаев с повышенным уровнем, % средний уровень, пг/мл доля случаев с повышенным уровнем, % ФНОа 10,0 ± 0,6 3,3% 14,7 ± 1,6 11,5% 15,5 ± 1,7 31,6% рФНО-Р1 1384,5 ± 44,4 0% 1417,9 ± 67,3 11,5% 1695,8 ± 133,4 21,1% рФНО-Р2 2291,4 ± 103,7 3,1% 2251,5 ± 138,8 7,7% 2760,5 ± 205,0 15,8% 18 ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Таблица 3 Частота сочетанного повышения уровня ФНОа и его рецепторов в сыворотке крови онкологических больных Задаваемые условия Частота повышения, % (n = 238) Диапазон частот повышения для опухолей разных локализаций ФНОа > 20 пг/мл 13 0-25,6 рФНО-Р1 > 2000 пг/мл ФНОа > 20 пг/мл 12,2 3,7-23,1 рФНО-Р2 > 3500 пг/мл ФНОа > 20 пг/мл 11,3 0-23,1 рФНО-Р1 > 2000 пг/мл рФНО-Р2 > 3500 пг/мл ланоме она оказалась ниже (60,0 и 55,6%), а при ПРГШ сочетанное повышение наблюдали лишь у 1 пациента. Таким образом, динамическое равновесие "цитокино-вой сети" достигается в разной степени у разных больных с опухолями разных локализаций. Наличие баланса между ФНОа и его рецепторами подтверждает ранговый корреляционный анализ уровней ФНОа и его рецепторов в СК доноров и онкологических больных с разной локализацией опухолей. У онкологических больных отмечены выраженная взаимосвязь между уровнями обоих рецепторов, сходная с таковой у доноров (коэффициент ранговой корреляции (КРК) - 0,852 и 0,807 соответственно) и умеренная корреляция между уровнями ФНОа и его рецепторов (табл. 4). При этом связь ФНОа с первым рецептором у онкологических больных оказалась слабее, чем у доноров (КРК для ФНОа и рФНО-Р1 - 0,417 vs. 0,531), а связь ФНОа со вторым рецептором сохранилась на том же уровне, что и у доноров (КРК для ФНОа и рФНО-Р2 - 0,485 vs. 0,519). При опухолях разных локализаций степень корреляции различалась и была наиболее выражена при КРР и наименее - при ПРГШ. РЖ, РЛ и меланома по этим параметрам занимали промежуточное положение. Несмотря на наличие статистически значимых корреляций между сывороточными уровнями ФНОа и его рецепторов, которые свидетельствуют о "стремлении" к балансу в этой системе при развитии опухолевого процесса, обращают на себя внимание различия в выраженности этих корреляций при опухолях разных локализаций и у отдельных больных. Из представленных в табл. 1 данных очевидно, что сывороточные уровни рецепторов ФНОа на 2 порядка превосходят уровни самого ФНОа, т. е. присутствуют в СК в избытке. Для оценки более тонких различий в степени баланса между ФНОа и его растворимыми рецепторами мы подсчитали Таблица 4 Коэффициенты ранговой корреляции между уровнями ФНОа и его рецепторов в сыворотке крови доноров и онкологических больных Показатель Коэффициент ранговой корреляции доноры (п = 30) онкологические больные (n = 238) диапазон значений у онкологических больных с опухолями разных локализаций рФНО-Р1 vs. 0,807 0,852 0,730-0,943 рФНО-Р2 ФНОа vs. 0,531 0,417 0,310-0,697 рФНО-Р1 ФНОа vs. 0,519 0,485 0,425-0,737 рФНО-Р2 Таблица 5 Соотношение рФНО-Р1 и ФНОа в сыворотке крови доноров и онкологических больных Соотношение рФНО-Р1/ ФНОа, отн. ед. Доля случаев, % доноры (п = 30) онкологические больные (n = 238) диапазон значений у онкологических больных с опухолями разных локализаций < 100 3,3 26,9 11,1-40,0 100-200 96,7 61,8 55,5-65,5 > 200 - 11,3 0,0-33,3 соотношение одного из рецепторов (ФНОа-Р1) с его лигандом у каждого обследованного и представили в виде распределения (табл. 5). Оказалось, что у 96,7% доноров это соотношение находилось в сравнительно узком диапазоне значений (100-200 отн. ед.). Этот диапазон, вероятно, отражает состояние баланса уровней ФНОа и его растворимого рецептора в норме. В то же время у 1/3 онкологических больных это соотношение выходило за пределы данного диапазона (см. табл. 5). Так, у 26,9% больных соотношение рФНО-Р1/ФНОа оказалось менее 100 отн. ед., а у 11,3% пациентов - более 200 отн. ед. Эти данные подтверждают наличие у части онкологических больных дисбаланса между уровнями ФНОа и его растворимых рецепторов (в частности первого типа). Рассматривая разные локализации опухолей, следует отметить, что при меланоме, РЖ и КРР наблюдали существенный сдвиг соотношения рФНО-Р1/ФНОа в нижний диапазон (менее 100 отн. ед.), т. е. в сторону преобладания лиганда: соответственно 40,0, 35,9 и 34,9% больных. При ПРГШ, напротив, отмечен больший сдвиг этого соотношения в сторону преобладания рецептора (более 200 отн. ед.) - 33,3% пациентов. РЛ занимал промежуточное положение, представляя одинаковое количество пациентов в нижнем и верхнем диапазонах соотношения рФНО-Р1/ФНОа - 16,7 и 17,8%. Заключение В настоящем исследовании показано, что у онкологических больных (в сравнении с донорами) происходит сдвиг распределения по сывороточным уровням ФНОа и его растворимых рецепторов рФНО-Р1 и рФНО-Р2 в сторону больших значений. Большинство (70,2%) онкологических больных с повышенным содержанием ФНОа имели также повышенные уровни рецепторов первого или второго типа или обоих, что, вероятно, свидетельствует о "стремлении" сывороточной системы ФНО к динамическому равновесию даже в условиях опухолевого процесса. Наиболее выраженным сдвиг распределения уровня ФНОа и его рецепторов оказался при РЖ и КРР, наименее - при ПРГШ. РЛ и меланома занимали промежуточное положение. Доля пациентов с повышенным уровнем ФНОа, одновременно имеющих повышенный уровень рецепторов, была наибольшей при КРР и РЖ, а при ПРГШ сочетанное повышение отмечено лишь у 1 (3,7%) пациента. Таким образом, динамическое равновесие "цитокиновой сети" достигается в разной степени при опухолях разных локализаций и у разных больных. Показано, что у онкологических больных в целом сохраняется корреляция между содержанием сывороточных уровней ФНОа и его рецепторов, сходная с таковой у доноров. Однако при более детальном анализе обнаружено, что у ряда больных (при всех рассматриваемых 19 РОССИЙСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, № 1, 2012 локализациях опухолей) существует дисбаланс между сывороточными уровнями ФНОа и рФНО-Р1 за счет нарастания доли случаев как с низким, так и с высоким соотношением рФНО-Р1/ФНОа.

Об авторах

В. И. Чиссов

ФГБУ Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П. А. Герцена

дир. - акад. РАМН

Н. С. Сергеева

ФГБУ Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П. А. Герцена

Нина Викторовна Маршутина

ФГБУ Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П. А. Герцена

канд. биол. наук, ст. науч. сотр. отд-ния прогноза эффективности консервативного лечения 125284, Москва, 2-й Боткинский пр., 3

Е. В. Филоненко

ФГБУ Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П. А. Герцена

М. П. Солохина

ФГБУ Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П. А. Герцена

Е. В. Зенкина

ФГБУ Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П. А. Герцена

Н. К. Парилова

ФГБУ Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П. А. Герцена

Список литературы

Дополнительные файлы