Clinical prospects of insulin-like growth factors and IGF binding proteins study in blood serum of ovarian cancer patients

Full Text

Рак яичника - одна из наиболее злокачествен- опухоль уже распространена по брюшине. Высокий ных опухолей женской репродуктивной системы, метастатический и инвазивный потенциал рака яичпри этом у большинства больных заболевание диа- ника определяет необходимость углубленного изучегностируется на достаточно поздних стадиях, когда ния механизмов роста и распространения этой опухоли, знание которых могло бы стать основой для прогнозирования результатов стандартного лечения больных и включения в схемы препаратов, целенаправленно воздействующих на регуляторные молекулы. Важнейшую роль в возникновении и прогрессии различных злокачественных опухолей играет сигнальная система инсулиноподобных факторов роста (ИФР). Она включает: ИФР 1-го и 2-го типов (ИФР-I и ИФР-II) - митогенные пептиды, высокогомологичные друг другу и инсулину, синтезирующиеся в печени и некоторых других тканях под влиянием гормона роста и воздействующие на периферические ткани, распространяясь по организму с кровью (центральный или эндокринный механизм действия); их трансмембранные клеточные рецепторы и ИФР- связывающие белки (ИФРСБ) крови. ИФР синтезируются также клетками различных опухолей и являются в этом случае ауто/паракринными медиаторами, опосредующими рост, метастазирование и анти- апоптотические ответы злокачественных клеток. ИФР, рецепторы ИФР и ИФРСБ образуют сложную сеть взаимодействий как между собой, так и с другими биологическими регуляторами роста и выживаемости клеток. В настоящее время известно шесть ИФРСБ, связывающих ИФР с одинаковым или даже большим сродством, чем ИФР-рецепторы. ИФРСБ модулируют биологическую доступность и активность ИФР несколькими способами: осуществляют перенос ИФР из периферической крови к тканям- мишеням (ИФРСБ-1, ИФРСБ-2, ИФРСБ-4), поддерживают резервный уровень ИФР в крови (главным образом ИФРСБ-3), усиливают или ингибируют эффекты ИФР, а также опосредуют некоторые ИФР- независимые биологические эффекты. В различных физиологических условиях ИФРСБ могут как стимулировать, так и подавлять эффекты ИФР, либо продлевая время полужизни факторов роста, либо конкурируя с рецепторами за их связывание. Активность самих ИФРСБ и опосредованно клеточные эффекты ИФР регулируются специфическими протеазами, в частности сериновыми протеазами и матриксными металлопротеазами, которые увеличивают биодоступность ИФР, гидролизуя ИФРСБ до небольших фрагментов, обладающих меньшим сродством к ИФР. Сигнальная система ИФР играет важную роль как в нормальном функционировании яичников [1], так и в возникновении и прогрессии злокачественных эпителиальных опухолей [2]. Все компоненты этой системы экспрессируются в клетках рака яичника и являются значимыми факторами прогноза заболевания [3-5]. В то же время роль циркулирующих в периферической крови ИФР и ИФРСБ в возникновении и прогрессии рака яичника неоднозначна. Одной из важнейших причин для исследования роли ИФР-сигнальной системы при раке яичников является возможность использования специфических («таргетных») ингибиторов для подавления ее активности [6-8]. Цель данного исследования - сравнительная оценка содержания ИФР-I, II и ИФРСБ-1, 2 и 3-го типов в сыворотке крови больных различными новообразованиями яичников, а также анализ взаимосвязи изученных показателей с основными клинико-морфологическими особенностями рака яичника. Материал и методы В исследование вошли 44 больных раком, а также 11 - пограничными и 12 - доброкачественными новообразованиями яичников; контрольную группу составили 33 практически здоровых женщины. Все обследованные группы были сравнимы по возрасту. По гистологическому строению 3 доброкачественные опухоли принадлежали к серозному типу, 4 - к эн- дометриоидному, 5 - имели различные другие гистологические типы. Пограничные опухоли относились преимущественно к серозному (n = 6) или муциноз- ному (n = 3) типу. 72% злокачественных опухолей представляли собой серозные аденокарциномы. У 8 больных раком яичника выявлена I стадия заболевания по классификации FIGO, у 4 - II, у остальных пациенток был распространенный процесс с преобладанием IIIc стадии (18 больных). Содержание ИФР-I, II и ИФРСБ-1, 2, 3 определяли в сыворотке крови, полученной по стандартной методике до начала специфического лечения, с помощью стандартных наборов реактивов для прямого иммуноферментного анализа производства компании Mediagnost (Германия) в соответствии с инструкциями производителей. Измерения проводили на автоматическом анализаторе BEP-2000 (Siemens Healthcare, Германия). Концентрацию исследованных показателей в сыворотке крови выражали в нанограммах на миллилитр. Данные обрабатывали с помощью программы Statistica 7.0. В связи с тем, что распределение большинства исследованных показателей отличалось от нормального, при сравнении показателей и анализе их взаимосвязей использовали непараметрические методы: критерии Манна-Уитни и Краскела-Уолли- са, тест корреляции рангов Спирмена (R). Различия и корреляции считали достоверными при р < 0,05. Результаты и обсуждение Сопоставив содержание ИФР и ИФРСБ в сыворотке крови больных доброкачественными, пограничными и злокачественными опухолями яичников и женщин контрольной группы (табл. 1), выявили достоверное снижение медианного уровня ИФР-I и увеличение уровня ИФРСБ-1 в сыворотке крови больных раком яичника по сравнению со всеми остальными группами пациенток, тогда как уровень ИФР-II был практически одинаковым во всех группах. Таблица 1 Содержание ИфР-I, ИфР-II и ИфРСБ-1, ИфРСБ-2, ИфРСБ-3 в сыворотке крови больных доброкачественными, пограничными и злокачественными опухолями яичников Обследованная группа Число ИФР-I ИФР-II ИФРСБ-1 ИФРСБ-2 ИФРСБ-3 Контрольная (группа 0) 33 120 (104-160) 855(618-1158) 4,21 (2,09-10,5) 144(123-224) 4788(4160-5550) Больные доброкачественными опухолями яичников (1-я группа) 12 130 (82,9-184) 772 (687-874) 2,49 (0,54-5,52) 202 (170-222) 1367 (1185-1855) Больные пограничными опухолями яичников (2-я группа) 11 124 (82,7-162) 883(633-1171) 5,52 (0,52-11,0) 929(268-1121) 1567 (1110-2341) Больные раком яичника (3-я группа) 44 86,3 (56,5-120) 770 (638-1199) 16,7 (6,8-36,9) 913(564-1861) 1027(0-1935) Примечание. Представлены медианы и квартили (25-75%) (в нг/мл). ИфР-I:р = 0,0016;р1 3 = 0,021;р2 3 = 0,03. ИфРСБ-1:р = 0,04; р, = 0,0003; р = 0,0005; р = 0,011. ИфРСБ-2: р„ = 0,0009; т = 0,00001; р, 7= 0,012; р „=?30,001. 0183 г 1vs3 ’ ’ r 1vs3 ’ ’ r 2vs3 ’ r 0vs2 ’ ’r 0vs3 ’ ’ r 1vs2 ’ ’ r 1vs3 ’ Уровень ИФРСБ-2 был повышен в сыворотке крови больных раком и пограничными опухолями яичников как по сравнению с контрольной группой, так и по сравнению с группой больных доброкачественными новообразованиями. Наиболее высокий уровень ИФРСБ-3 выявлен в сыворотке крови женщин контрольной группы, а самый низкий - у больных раком яичника, однако достоверных различий между группами не выявлено и в целом тенденция не достигала уровня статистической значимости (р = 0,059). Аналогичные изменения уровня ИФР-I наблюдали у больных другими опухолями репродуктивной системы - раком молочной железы [9] и раком шейки матки [10]. Выявленные закономерности соответствуют также данным литературы о содержании ИФР-I и ИФРСБ в сыворотке крови больных раком яичника [11-13], но так же, как и эти данные, находятся в определенном противоречии с результатами некоторых эпидемиологических исследований, свидетельствующих о связи высоких сывороточных уровней ИФР-I с риском развития рака яичника в определенных возрастных группах [14]. Следует, однако, отметить, что совместный анализ данных трех когортных исследований, проведенный в работе [15], не подтвердил влияния компонентов системы ИФР на риск развития рака яичника. Выявлена отрицательная корреляционная связь уровня ИФР-I в сыворотке крови всех больных новообразованиями яичников с уровнями ИФРСБ-1 (R = -0,45; р = 0,0004) и ИФРСБ-2 (R = -0,43; р = 0,008) и положительная взаимосвязь уровней ИФР-I и ИФРСБ-3 (R = 0,57; р = 0,00004). Уровни ИФРСБ-1 и ИФРСБ-2 также положительно коррелировали между собой (R = 0,65; р = 0,00002). Аналогичные взаимосвязи обнаружены и при анализе группы больных раком яичника. В то же время в сыворотке крови женщин контрольной группы не выявлено взаимосвязи уровня ИФР-I ни с одним из изученных ИФРСБ, тогда как уровень ИФР-II положительно коррелировал с ИФРСБ-3. Совокупность этих дан- Таблица 2 Чувствительность ИфРСБ-1 и ИфРСБ-2 как серологических маркеров рака яичника при различных уровнях специфичности Маркер Специфичность, % Пороговое значение, нг/мл Чувствительность, % ИФРСБ-1 95 14,9 51 90 12,5 54 80 12,0 56 70 9,0 61 ИФРСБ-2 95 535 76 90 320 90 80 248 95 70 206 95 ных свидетельствует о нарушении баланса между ИФР и связывающими их белками крови у больных раком и другими новообразованиями яичников и косвенно отражает различную роль ИФРСБ-1 и ИФРСБ-2, с одной стороны, и ИФРСБ-3 - с другой, в регуляции биодоступности ИФР. Потенциально значимыми серологическими маркерами рака яичника оказались только ИФРСБ-1 и ИФРСБ-2, уровень которых повышен у больных раком (оба маркера) и пограничными опухолями (ИФРСБ-2). Для оценки диагностической значимости рассчитали их чувствительность при различных уровнях специфичности (табл. 2). Оказалось, что чувствительность ИФРСБ-1 при приемлемом уровне специфичности (70% и более) не превышает 61%, тогда как ИФРСБ-2 обладает достаточно высокой чувствительностью (76-95%) при специфичности 95-70% соответственно. Оптимальным пороговым уровнем этого маркера является, на наш взгляд, показатель 320 нг/мл, при котором и чувствительность, и специфичность составляют 90%. Дополнительным свидетельством в пользу возможности использования ИФРСБ-2 в качестве серологического маркера рака яичника является положительная взаимосвязь его содержания в сыворотке крови со стадией рака яичника (R = 0,52; р = 0,008) и положительная корреляция уровня данного маркера с показателями классического маркера рака яичника СА-125 (R = 0,39; р = 0,041). Уровни остальных исследованных компонентов системы ИФР не были связаны ни со стадией заболевания по классификации FIGO, ни с уровнем СА-125. Кроме того, детальный анализ взаимосвязей уровней всех исследованных белков с основными показателями распространенности рака яичника - размером первичной опухоли, наличием и характером диссемина- ции по брюшине и метастазов в большом сальнике, наличием и объемом асцита - также не выявил каких-либо достоверных корреляций. Не обнаружено и зависимости сывороточных уровней ИФР/ИФРСБ от гистологического строения и степени дифферен- цировки опухоли. Таким образом, сравнительное иммунофермент- ное исследование содержания ИФР-I, ИФР-II и ИФРСБ 1, 2 и 3-го типов в сыворотке крови больных различными новообразованиями яичников и здоровых женщин продемонстрировало существенные нарушения баланса ИФР/ИФРСБ у больных раком яичника, свидетельствующие об увеличении биодоступности ИФР для опухолевых клеток, при отсутствии выраженных изменений концентрации самих факторов роста (ИФР-II) или даже ее снижении (ИФР-I). Показано, что ИФРСБ-2 является потенциальным серологическим маркером рака яичника, концентрация которого зависит от стадии заболевания и коррелирует с показателями СА-125, а чувствительность при 90% специфичности составляет также 90%.

About the authors

E. R Isaeva

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center

115478, Moscow, Russian Federation

Elena S. Gershtein

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center

Email: esgershtein@gmail.com
Doctor of Biological Sciences, Prof. 115478, Moscow, Russian Federation

D. N Kushlinsky

Scientific Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology named after V.I. Kulakov

117997, Moscow, Russian Federation

E. A Korotkova

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center

115478, Moscow, Russian Federation

V. D Ermilova

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center

115478, Moscow, Russian Federation

I. V Tereshkina

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center

115478, Moscow, Russian Federation

K. P Laktionov

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center

115478, Moscow, Russian Federation

L. V Adamyan

Scientific Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology named after V.I. Kulakov

117997, Moscow, Russian Federation

References

Supplementary files