Выбор цветовой гаммы сайта:
Изменение размера шрифта: 60% 70% 80% 90%

Сайт урологов Беларуси

Молекулярно-биологические маркеры рака предстательной железы (обзор литературы)

Повелица Э.А.1, Суконко О.Г.2, Ролевич А.И.2

ВВЕДЕНИЕ

Изучение молекулярно-биологических маркеров при раке предстательной железы (РПЖ) позволяет получить ценную объективную информацию о состоянии процессов пролиферации, апоптоза, неоангиогенеза. Молекулярно-биологические маркеры отражают состояние стромально-эпителиальных взаимоотношений в опухоли, механизм развития гормонорезистентности и андрогеннезависимого пути прогрессирования заболевания, а так же развитие метастатической болезни. Это позволяет использовать молекулярно-биологические маркеры в диагностике, мониторинге, прогнозировании течения РПЖ, а также выборе адекватного метода лечения.

Заболеваемость РПЖ в Республике Беларусь в 2004 г. составляла 36,4 случаев на 100 тысяч населения. При этом доля пациентов с впервые установленным РПЖ в I-II стадии составляла 36,6%; III стадии – 38,3%; IV – 23,1%. В РБ за период 1995-2004 г наметилась тенденция к увеличению числа пациентов с РПЖ. Так, если в 1995 г. на диспансерном учете состояло 2525 больных РПЖ, то в 2004 г. число пациентов, состоящих на учете, достигло 6042 [1].

По оценке Международного Агентства по Исследованию Рака (IARC) в 2000 году РПЖ был выявлен у 543 тысяч мужчин, заняв шестое место в структуре онкологической заболеваемости. В том же году РПЖ стал причиной смерти для 204 тысяч мужчин. По данным IARC в 2004 году число больных РПЖ в мире составило 1,6 миллионов человек [2].

В связи с ростом заболеваемости РПЖ, частым выявлением заболевания в поздних стадиях, нерешенными вопросами терапевтического подхода к гормонорезистентным формам опухоли проводятся масштабные исследования биологии РПЖ с использованием современных молекулярно-биологических методов оценки пролиферации, апоптоза и инвазивно-метастатических свойств новообразований, которые бы позволили осуществлять индивидуальную «таргетную» терапию, мониторинг и прогнозирование течения заболевания.

МАРКЕРЫ РАКА ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

В регуляции роста клеток предстательной железы (ПЖ) принимают участие половые стероидные гормоны – андрогены и эстрогены. Пролиферативное действие стероидов на эпителиоциты осуществляется в норме и случае гормонозависимого РПЖ через рецепторы половых гормонов – рецепторы к андрогенам (РА) и эстрогенам (РЭ). Андрогены участвуют в стимуляции пролиферации эпителиальных клеток ПЖ, а так же стимулируют синтез кератинного (KGF) и фибробластического (FGF) факторов роста стромальными клетками [3]. KGF продуцируется фибробластами стромы ПЖ и оказывает митогенный эффект на окружающую строму и эпителиальные клетки [4]. Андрогенная депривация при РПЖ вызывает апоптоз эпителиальных клеток ПЖ. Однако этот механизм, в случае развития гормонорезистентного РПЖ, утрачивает свое значение. В 10% случаев это связано с мутациями в гене РА [5]. При развитии гормонорезистентности влияние половых стероидов опосредуется через эпидермальный (EGF), инсулиноподобный (IGF) факторы роста, KGF и FGF. Факторы роста оказывают паракринные (воздействие на клетки, расположенные вблизи клеток-продуцентов факторов роста), аутокринные (влияние на клетки, являющиеся источником синтеза ростовых факторов) и интракринные (механизм регуляции на уровне внутриклеточных структур, участвующих в процессе синтеза, накопления и выделения сигнальных молекул) эффекты на ткань ПЖ. Факторы роста стимулируют пролиферацию клеток, а стероидные гормоны модулируют их эффекты [6].

Эстрадиол принимает участие в регуляции стромально-эпителиальных взаимоотношений в ПЖ [7]. Эстрадиол опосредованно способен индуцировать синтез простатспецифического антигена (ПСА) в отсутствие андрогенов [8]. В результате процессов ароматизации и увеличения активности ароматазы в ткани ПЖ увеличивается концентрация свободного эстрадиола, образующегося из тестостерона. Эстрадиол связывается с РЭβ фибробластов [9]. В результате этой стимуляции синтез тканевой 5α-редуктазы фибробластами увеличивается в 5 раз, что способствует образованию дигидротестостерона в повышенных концентрациях и проявлению его пролиферативных эффектов. Эстрадиол способствует повышению тропности РА к андрогенам и увеличивает их количество в ядре эпителиоцитов. Эстрогены могут участвовать в регуляции апоптоза в ПЖ [10]. Митотический цикл деления клеток по мере прогрессирования РПЖ становится менее зависимым от влияния андрогенов, что указывает на усиление роли других регуляторов роста, в частности эстрогенов [7]. Экспрессия РЭ в части эпи­телиальных клеток опухоли и увеличение экспрессии в перитуморозной зоне указывают на возможное появ­ление альтернативных путей регуляции роста эпи­телия и усилении влияния стромы на опухолевый рост [11]. Так, при применении у больных РПЖ тамоксифена в дозе 200 мг/м2 у 38% пациентов было отмечено снижение ПСА [12].

Простатспецифический антиген (ПСА) кодируется геном, расположенным в длинном плече 19 хромосомы и синтезируется секреторным эпителием ПЖ при участии дигидростерона. ПСА относится к гликопротеинам, его молекулярная масса составляет 34 кДа. По функции ПСА является протеолитическим ферментом, относящимся к семейству калликреинов. Основным субстратом для ПСА являются белки, содержащиеся в эякуляте и обуславливающие гелеобразную консистенцию последнего. ПСА расщепляет эти белки и способствует разжижению спермы, что в свою очередь благоприятно сказывается на подвижности сперматозоидов. ПСА находится в сыворотке крови в свободном и связанном с белками состоянии. Лабораторно определяется общий и свободный ПСА.

В случае развития неопластических процессов в ткани ПЖ, происходит увеличение концентрации ПСА в сыворотке крови за счет проникновения его через разрушенные опухолью базальные мембраны в матрикс и сосудистую сеть. Это приводит к тому, что уровень ПСА в сыворотке коррелирует с частотой выявления РПЖ, а при установленном диагнозе рака – отражает распространенность процесса. Так, при сывороточной концентрации ПСА ниже 4,0 нг/мл РПЖ обнаруживается только в 0,5% случаев. При концентрации ПСА от 5 до 20 нг/мл частота обнаружения РПЖ достигает 27-37%, при со­держании ПСА 20-30 нг/мл вероятность обнаружения этого заболевания увеличивается до 53-74% [12], [13], [14], а при уровне ПСА более 30 нг/мл практически у всех обследуемых подтверждается диагноз РПЖ [15], [16]. При исходном сывороточном уровне ПСА выше 50 нг/мл у 80% больных выявляется экстракапсулярная инвазия и у 66% в опухолевый процесс оказываются вовлеченными регионарные лимфатические узлы. Концентрация ПСА в крови бо­лее 100 нг/мл у больных РПЖ с вероятностью более 90% сви­детельствует о наличии регионарных или отдаленных метаста­зов [16]. При уровне ПСА ниже 10 нг/мл обнаружение метастазов возможно у менее 5% больных [17].

Определение ПСА позволяет выявлять РПЖ у лиц с бессимптомным течением болезни. За пороговый уровень общего ПСА принимается уровень 4 нг/мл, однако этот уровень относителен и весьма противоречив, поскольку зависит от возраста и объема предстательной железы с учетом сопутствующей доброкачественной гиперплазии предстательной железы (ДГПЖ) [18], [19]. Уменьшение порогового значения “нормы” ПСА с 4 нг/мл до 3 нг/мл позволяет увеличить выявление РПЖ на 24%-27% [15], [20]. Чувствительность и специфичность определения общего ПСА в диагностике РПЖ составляет 80-86% и 30-57% соответственно [16], [21], [22]. Дополнительными показателями, повышающими чувствительность и специфичность серологической маркерной диагностики РПЖ, является определение скорости нарастания ПСА, плотности ПСА и отношения свободного ПСА к общему.

ПСА является маркером эффективности лечения РПЖ. Андрогенная депривация приводит к снижению концентрации сывороточного ПСА. На фоне гормонального лечения рост ПСА свидетельствует о потере чувствительности опухоли к гормональному лечению и трансформации андрогензависимого РПЖ в андрогеннезависмый.

С целью дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных процессов в ткани ПЖ может производиться определение ПСА иммуногистохимическим методом (табл. 1). Более выраженная и интенсивная экспрессия наблюдается в низкодифференцированных аденокарциномах [20].

В ткани ПЖ ПСА выполняет функцию аутокринного фактора роста для железистого эпителия с непрямым механизмом действия. ПСА разрушает белок, связывающий IGF-I (IGFBP3). Как известно, IGF-I оказывает митогенное действие на эпителий ПЖ, стимулируя его пролиферацию [23]. ПСА, синтезируемый эпителием в костных метастазах РПЖ, активирует трансформирующий фактор роста (TGF), который ускоряет рост метастазов [23], [24]. Кроме того, ПСА разрушает межклеточный фибронектин в метастазах РПЖ, запуская каскад биохимических реакций деградации матрикса и механизм инвазии и ангиогенеза [24].

Для диагностики андрогеннезависимого ПСА-негативного РПЖ предложено дополнять определение общего ПСА определением тканевого полипептидного специфического антигена (TPS) [5], [25]. TPS представляет собой эпитоп цитокератина 18, белка цитоскелета эпителиальных клеток. TPS является компонентом тканевого специфического антигена (TPA), относящегося к цитокератинам. TPA определяется в эпителии различных органов и в эпителиальных злокачественных опухолях. Низкая специфичность TPA в качестве серологического маркера РПЖ обусловлена присущими ему свойствами белка острофазовых неспецифических воспалительных реакций. В отличие от TPA, TPS обладает селективными свойствами опухолевого серологического маркера [25]. ТPS не является органоспецифическим маркером для ПЖ. В норме TPS определяется в ткани молочной железы, ПЖ, мочевого пузыря, эндометрии, эпителии желудочно-кишечного тракта [26]. Повышение TPS отмечается в 50% случаев ДГПЖ [27]. Дифференциальную серологическую диагностику ранних форм РПЖ и ДГПЖ предложено [6], [28] проводить путем одновременного определения ПСА и TPS, поскольку чувствительность и специфичность TPS ниже, чем ПСА и составляет 49% и 95% соответственно. Определение маркеров в комбинации позволяет увеличить их чувствительность до 88% [16], [25]. При наличии костных метастазов концентрация TPS в 3 раза выше, чем у пациентов без метастазов [29]. Положительным свойством TPS является повышение концентрации в сыворотке крови за 2-11 месяцев до клинического проявления рецидива и прогрессирования РПЖ [25].

Клетки эпителия ПЖ человека экспрессируют в умеренном количестве простатический специфический мембранный антиген (PSMA), ген которого расположен в 11-й хромосоме. PSMA — трансмембранный гликопротеин с молекулярной массой около 100 кД. В от­личие от ПСА PSMA не секретируется эпителиальными клетками в просвет желез и в кровь. В клетках других органов человека PSMA не синтезируется. При ДГПЖ не происходит увеличения синтеза PSMA, а в клетках РПЖ экспрессия PSMA резко усилена, особенно при распространенном и гормонорезистентном заболевании. Синтез PSMA не зависит от андрогенов и гормональная терапия не подавляет син­тез PSMA [30]. Для определения PSMA применяется метод обратной транскриптазной полимеразной цепной реакции. Определение PSMA этим методом позволяет выявлять одну изолированную опухолевую клетку РПЖ из 1 миллиона клеток костного мозга, что невозможно при использовании обычных методов диагностики. Так, при помощи определения PSMA методом полимеразной цепной реакции у 52% больных РПЖ в аспиратах костного мозга обнаруживались изолированные опухолевые клетки, способные к автономному росту и формированию вторичных колоний [31].

Ген р53 является опухолевым геном-супрессором, который находится в коротком плече 17 хромосомы. Он участвует в регуляции процессов пролиферации, апоптоза и ангиогенеза. Белок р53, кодируемый соответствующим геном, ингибирует синтез FGF и индуцирует синтез в стромальных фибробластах белка IGFBP3, который связывает IGF-I, IGF-II. Кроме того, белок р53 индуцирует синтез белка р21, который в свою очередь контролирует репарацию поврежденной ДНК. Таким образом, белок р53 осуществляет в норме регуляцию процессов пролиферации и апоптоза за счет угнетения митозов в мутагенных и онкогенных клеточных структурах ПЖ, экспрессии проапоптотических генов, в том числе Bax, фактора некроза опухоли (TNF) [32], [33]. Мутация гена р53 ведет к потере контроля пролиферации клеток, угнетению апоптоза. Утрата функции этого гена может быть связана с высоким метастатическим потенциалом опухоли и развитием андрогеннезависимого РПЖ [34]. Величина экспрессии мутированного протеина р53 при РПЖ зависит от того, состоит ли она из гормонозависимых клеток или образована гормононезависимыми клетками (табл. 1). Так, на ранних стадиях РПЖ повреждения гена р53 отмечаются в 5% случаев, а при наличии метастазов – в 38%. Ядерная экспрессия белка р53 при андрогеннезависимом РПЖ отмечается в 75-100% случаев [12], [35]. Наличие мутаций в гене р53 в сочетании с повышенной экспрессией белка Bcl-2 при РПЖ является неблагоприятным прогностическим фактором течения заболевания [36]. Мутированный тип протеина р53 не экспрессируется эпителиальными клетками ДГПЖ [35]. Выявление мутаций р53 при РПЖ позволило использовать в качестве терапии препараты вирусных белков, тропных к белку р53 и способных влиять на его биологическую активность (аденовирусный опухолевый агент Е1В, рекомбинантный аденовирус CN-706) [37].

Факторы роста представляют собой пептиды-митогены, которые при проникновении в ядро клетки обладают способностью стимулировать или ингибировать деление и дифференцировку клеток. Факторы роста вырабатываются во всех органах и тканях неспециализированными клетками стромы и эпителиальной выстилки по ауто-, эндо-, интра- паракринному типу [38]. В настоящий момент открыт фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), кератинный фактор роста (KGF), тромбоцитарный фактор роста (PDGF), фактор роста фибробластов (FGF), трансформирующий фактор роста (TGF), инсулиноподобный фактор роста (IGF), фактор некроза опухолей (TNF). Система «фактор роста - связывающий протеин» участвует в процессах регулирования равновесия клеточного деления, дифференцировки и апоптоза в ПЖ. Факторы роста участвуют в процессах воспаления, репарации и эпителизации. Биологические молекулы IGF, VEGF, KGF, FGF, PDGF, TNF являются главными стимулирующими регуляторами пролиферации клеток предстательной железы. Семейство TGF-β представляет собой основную группу факторов, подавляющую рост клеток. TGF-β препятствует действию стимулирующих факторов роста IGF-I, EGF, TGF-α, FGF и KGF в ткани здоровой ПЖ (рис. 1). EGF и TGF-α оказывают аутокринное и паракринное воздействия на первоначальный рост РПЖ. IGF-I и FGF-β также могут влиять на развитие РПЖ. KGF контролирует развитие здоровой ПЖ через паракринный путь, но аутокринная выработка KGF способствует прогрессированию РПЖ.

Рецептор эпидермального фактора роста (EGFR) – трансмембранный гликопротеин, обладающий тирозинкиназной активностью. EGFR (или HER1) относится к семейству рецепторов EGF, которое также представлено: rbB2/HER2-neu; erbB3/HER3 и erbB4/HER4. EGFR экспрессируется на поверхности как нормальных, так и трансформированных эпителиальных клеток и участвует в регуляции клеточного роста и дифференцировки. В роли лигандов (индукторов) выступают выделяемые нормальными и/или опухолевыми клетками ростовые факторы EGF и TGF-α, которые аутокринным и/или паракринным путем регулируют активность EGFR. Экспрессия EGFR при РПЖ достигает 40% [39].

Одним из основных факторов роста в ПЖ, ответственных за фазу синтеза ДНК, является инсулиноподобный фактор роста (IGF). IGF, или соматомедин, представляет собой полипептид из 70 аминокислот, обладающий инсулиноподобной активностью. Стромальные клетки являются главным источником инсулиноподобных факторов роста in vivo [38]. Они усиливают пролиферацию эпителиальных клеток ПЖ посредством паракринного эффекта. Выработка IGF эпителиальными клетками ПЖ по аутокринному типу является одним из изменений, происходящих одновременно с развитием РПЖ [38], [40]. IGF способен усиливать локальное действие андрогенов [21]. В случае абляции андрогенов преодоление гормонозависимости происходит за счет связывания рецепторов андрогенов с IGF, EGF, FGF [41]. IGF способен ингибировать апоптоз. При угнетении синтеза IGF или блокаде его рецепторов тормозится размножение клеток РПЖ [23]. Существуют подвиды IGF-I и IGF-II, а так же идентифицирован связывающий их белок IGFВP3. IGF-I и IGF-II существуют в связанном состоянии с IGFВP3. Указанный белок в норме синтезируется при участии немутированного гена р53 и обладает свойствами косвенно стимулировать апоптоз эпителиальных клеток ПЖ через связывание IGF. IGFВP3 выполняет также транспортную и защитную функцию для IGF. Установлено, что ПСА способен разрывать связь IGFВP3 с IGF-I и IGF-II и запускать механизм клеточного деления через систему высвободившихся инсулиноподобных факторов роста [38]. Для каждого типа IGF имеется свой видоспецифический рецептор, входящий в митогенную сигнальную систему инсулиноподобных факторов роста. Для IGF-I таким рецептором является IGF R1, который идентичен по своему строению с инсулином. Указанный рецептор способен узнавать IGF-I и IGF-II, а так же в меньшей степени инсулин. В ряде проспективных исследований, проведенных в США, установлено, что повышение IGF в сыворотке крови мужчин повышает риск заболевания РПЖ в 4 раза [42]. IGF и его роль в канцерогенезе изучаются при колоректальном раке, раке легкого, РПЖ, остеосаркоме.

Определение IGF осуществляется в сыворотке крови и иммуногистохимическим методом в ткани с помощью моноклональных антител. Показатели чувствительности и специфичности IGF и IGFBP3 для диагностики РПЖ ниже, чем у ПСА (табл. 2). Однако показано, что определение отношения IGF/ПСА обладает высокой чувствительностью и специфичностью (табл. 2) в диагностике РПЖ [21]. Клиническое значение этого фактора роста при РПЖ остается до конца не изученным. По данным [21] концентрация IGF-I в сыворотке крови больных РПЖ и ДГПЖ составляет 178±19 и 136±9 нг/мл соответственно, а концентрация IGF-II – соответственно 400±31 и 351±23 нг/мл. Концентрация IGF в сыворотке крови при РПЖ достоверно выше, чем при ДГПЖ. Отношение концентрации этих факторов роста к ПСА при ДГПЖ существенно превышает этот показатель при РПЖ. Выявлена достоверная положительная корреляционная связь между степенью злокачественности опухоли (суммой Gleason) и концентрацией IGF-I и IGF-II в сыворотке крови больных РПЖ [21], [43]

Одновременное определение концентрации IGF-I, IGF-II и ПСА с интегральным показателем в виде отношения концентраций в сыворотке крови больных позволяет существенно улучшить характеристики каждого из тестов в отдельности. Использование отношения концентраций факторов роста (IGF-I, IGF-II) к ПСА при сравнимой с ПСА чувствительностью (85%) позволяет достичь значительно более высокой специфичности (70-80% по сравнению с 50-57%) [21].

Фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) — мультифункциональный цитокин, вызывающий пролиферацию и миграцию эндотелиальных клеток, в том числе и при РПЖ [44]. Он активирует урокиназу и коллагеназу, вызывающие лизис эндотелиального матрикса, что повышает способность эндотелиальных клеток к миграции, а опухолевых клеток – к инвазии и метастазированию. Экспрессия VEGF индуцируется гипоксией. VEGF в норме синтезируется тромбоцитами, макрофагами, кератиноцитами и другими клетками стромы.

Развитие опухоли ПЖ сопровождается развитием сосудов. Микрососудистая плотность (число сосудов на 1 мм2) в нормальной ткани ПЖ составляет 8,6; при ДГПЖ – 70,2; при РПЖ – 154,6. Для образования сосудов необходимы факторы роста. Наиболее значимыми для неоангиогенеза при РПЖ являются фактор роста фибробластов (FGF) и VEGF [45]. Андрогены являются сильными индукторами VEGF в гормонозависимых тканях, в том числе и ПЖ. Передача информации эндотелиальным клеткам происходит через связывание VEGF с комплементарными рецепторами на их поверхности – VEGFR1 и VEGFR2. В случае андрогенной депривации происходит снижение уровня VEGF, что ведет к апоптозу эндотелиальных клеток и прекращению неоангиогенеза.

По данным [44] средний уровень VEGF в сыворотке крови больных РПЖ составляет 518,9 ± 60,7 пг/мл, а в группе больных ДГПЖ — 267,9 ± 99,9 пг/мл. У больных РПЖ выявлена отрицательная корреляция между уровнями VEGF и ПСА, что указывает на антиангиогенную активность ПСА. Выявлена корреляционная зависимость между уровнем VEGF в сыворотке крови и уровнем экспрессии VEGF опухолевыми клетками [11]. При ДГПЖ экспрессия VEGF в опухоли ниже, чем при РПЖ, и наблюдается в менее 5% клеток. Опухолевые клетки, как и эндотелиальные, способны экспрессировать рецепторы к VEGF. Опухоль может использовать механизмы аутокринной или паракринной активации рецепторов VEGF для собственной прогрессии и метастазирования. Средний уровень VEGF в плазме крови больных с распространенным РПЖ достоверно выше, чем у больных с локализованными формами, а в группе относительно здоровых людей VEGF не определяется. Существует положительная корреляционная связь между степенью злокачественности опухоли (суммой Gleason) и концентрацией VEGF в сыворотке крови у больных РПЖ [21]. Тем не менее, связи между концентрацией VEGF в сыворотке крови и показателями выживаемости больных РПЖ не выявлено. Использование VEGF в клинической практике для ранней диагностики РПЖ ограничивается его низкой чувствительностью и специфичностью по сравнению с ПСА. Однако отношение концентрации VEGF к концентрации ПСА в сыворотке крови позволяет существенно повысить специфичность теста (на 25-30% по сравнению с только ПСА) для выявления РПЖ.

Естественными ингибиторами ангиогенеза являются тромбоспондин, ангиостатин, эндостатин, вазостатин, ангиопоэтин-2, фрагмент антитромбина III, матричные металлопротеиназы, интерферон α/β. Тромбоспондин – многофункциональный гликопротеин, синтезируемый фибробластами, макрофагами, неопластическими клетками, обладающий свойствами индукции агрегации тромбоцитов и ингибирования ангиогенеза. Тромбоспондин в экспериментальных моделях определяется при ДГПЖ, простатической интраэпителиальной неоплазии, но не экспрессируется при РПЖ [46]. В норме соотношение матричных металлопротеиназ и их тканевых ингибиторов поддерживает гомеостаз матрикса. В процессе ангиогенеза матричные металлопротеиназы разрушают базальные мембраны и способствуют конформационным изменениям матрикса и инвазии эндотелиальных клеток. Матричная металлопротеиназа-2 экспрессируется при РПЖ, а матричная металлопротеиназа-9 при РПЖ не экспрессируется [46].

На основе этих знаний созданы такие противоопухолевые препараты, как ингибитор циклооксигеназы-2 целекоксиб (celecoxib); ингибитор тирозинкиназы рецепторов VEGF (ингибитор ангиогенеза) иресса (ZD1839); авастин (BEV бевацизумаб) – химерное моноклональное антитело, блокирующее VEGF; неовастат (AE-941) – индуктор апоптоза эндотелиальных клеток; ингибитор матричных металлопротеиназ маримастат (ВВ-2516). Указанные лекарственные препараты прошли все стадии клинических исследований, одобрены Администрацией по Лекарствам и Продуктам питания США (FDA) и начали использоваться в клинике. Применение неовастата у больных рефрактерным РПЖ у 38% пациентов позволило стабилизировать ПСА [47].

Белки семейства Bcl (Bcl-2 и Bах) играют ключевую роль в регуляции процессов апоптоза. Они индуцируют или ингибируют апоптоз в клетках ПЖ. Ген Всl-2 локализуется на длинном плече 18 хромосомы и вместе с кодируемым им белком Bcl-2 может задерживать апоптоз клеток ПЖ, вызванный р53 и другими стимуляторами, в том числе цитостатическими препаратами. В случае гиперэкспрессии ген Bcl-2 выступает в качестве онкогена. Антагонистом Всl-2 является белок Вax, который активизирует апоптоз. Комплекс Bcl-2/Вax нейтрализует Bcl-2. В ткани ПЖ в норме экспрессия Bcl-2 осуществляется только клетками базального слоя эпителия. В андрогеннезависимом РПЖ отмечается усиленная экспрессия гена Bcl-2, что является признаком гормоноустойчивости и резистентности к индукторам апоптоза [12], [33], [41], [48]. Гиперэкспрессия Bcl-2 при гормонорезистентном РПЖ определяется в 65% случаев и в 25% у больных РПЖ, не получавших гормонотерапию [48].

Для ингибирования антиапоптотических белков предложено использование антисмысловых олигонуклеотидов (препарат G3139 Genasense). После проникновения в клетку с гиперэкспрессией Bcl-2 препарат взаимодействуют с матричной РНК, что приводит к блокированию продвижения последней по рибосоме и нарушению синтеза белка. Для подавления антиапоптотических белков также используются препараты рибозимов, действие которых основано на подавлении экспрессии гена Bcl-2 [37].

Ген, кодирующий Ki-67, расположен на длинном плече 10 хромосомы. Ki-67 относится к регуляторным белкам. Его появление совпадает с вступлением клетки в митоз. Это позволяет использовать его в качестве универсального маркера пролиферации при оценке роста злокачественных опухолей, в том числе РПЖ. Индекс Ki-67 является независимым показателем прогноза рецидива и выживаемости у больных РПЖ [49]. Существует прямая коррелятивная зависимость между количеством опухолевых клеток, экспрессирующих Ki-67, и стадией РПЖ [35]. Отмечена прямая зависимость между индексом пролиферации Ki-67 и такими параметрами, как сумма Gleason, вовлечение семенных пузырьков, размер опухоли, наличие простатической интраэпителиальной неоплазии (ПИН) и уровень общего ПСА [11], [50] (табл. 1).

Интерлейкин-8 (ИЛ-8) является фактором роста с паракринным и аутокринным механизмом действия. Синтез ИЛ-8 осуществляется нейроэндокринными клетками ПЖ. Интерлейкин-8 и его рецептор CXCR1 при ДГПЖ, простатической интраэпителиальной неоплазии и андрогензависимом РПЖ иммуногистохимически не экспрессируется. В случае развития андрогеннезависимого РПЖ отмечается экспрессия рецепторов к ИЛ-8 – CXCR2, что указывает на роль местных тканевых факторов роста в процессах пролиферации клеток РПЖ [51]. Понимание процессов противоопухолевого иммунитета позволило использовать противоопухолевые вакцины, основанные на индукции апоптоза опухолевых клеток, например, при Т-клеточной терапии (препарат Provenge АРС-8015) у больных РПЖ [37].

Перечень молекулярно-биологических маркеров, характеризующих биологическое поведение опухолевых клеток, расширяется. Рассматриваются вопросы практического применения в клинике таких маркеров, как GLUT 1 – транспортного белка глюкозы; белков репарации ДНК; мотогенов – протеинов, отвечающих за подвижность клетки и участвующих в процессах метастазирования. Выявлена роль фактора некроза опухоли (TNFα) в развитии андрогензависимого РПЖ посредством блокирования рецепторов андрогенов [52]. Определена роль эндотелина 1, обладающего митогенной и антиапоптотической активностью, который экспрессируется при низкодифференцированных формах РПЖ [53]. Применение таксанов инактивирует указанный белок за счет фосфорилирования, что ведет к снижению пролиферативной активности опухолевых клеток [53]. Циклооксигеназа-2 (Сox-2) является ключевым ферментом, который катализирует превращение простагландинов из арахидоновой кислоты. Сверхэкспрессия Сох-2 в ткани ПЖ подавляет апоптоз и стимулирует ангиогенез. Повышение уровня Сох-2 при РПЖ является признаком неблагоприятного течения заболевания [34].

Молекулярно-биологические маркеры при РПЖ выступают в качестве потенциальных прогностических факторов, хотя большинство из них (кроме ПСА) пока относятся к категории с недостаточной доказанностью информативности [54]. Наряду с общепризнанными факторами прогноза, такими, как периневральная инвазия, микрометастазы, плотность микрососудов, биомаркеры РПЖ - могут давать ценную информацию о молекулярных процессах в опухоли.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Накопление данных, подтверждающих участие факторов роста и других молекулярно-биологических маркеров в развитии и прогрессировании РПЖ, продолжается. Есть все основания полагать, что изучение механизмов апоптоза, пролиферации, ангиогенеза с применением молекулярно-биологических маркеров позволит осуществлять раннюю диагностику злокачественных опухолей ПЖ, более точно оценивать распространенность процесса, и производить более тщательный мониторинг течения заболевания и эффективности лечения. Также мы можем ожидать появления новых, более эффективных противоопухолевых препаратов, синтезированных на основе знаний канцерогенеза и осуществляющих целенаправленное, “таргетное” воздействие на отдельные звенья патогенеза РПЖ.

Литература

  1. Злокачественные новообразования в Беларуси, 1995-2004 гг. / Мощик К.В., Ванагель С.А., Поляков С.М., Савина И.И.; под ред. к.м.н. А.А.Граковича и проф. И.В.Залуцкого.— Минск: БЕЛЦМТ, 2005.— 179 с.
  2. Напалков Н.П. Демографический процесс и злокачественные новообразования // Матер. III Съезда онкол. и радиол. стран СНГ, Минск, 25—28 мая 2004 г.— С. 15—31.
  3. Cunha G.R., Chung L.W., Shannon J.M. et al. Hormone induced morphogenesis and growth: Role of mesenchymal-epithelial interactions // Recent Prog. Horm. Res.— 1983.— Vol. 39.— P. 559—595.
  4. Peehl D.M., Wong S.T., Rubin J.S. KGF and EGF differentially regulate the phenotype of prostatic epithelial cells // Growth Regul.— 1996.— Vol. 6.— P. 22—31.
  5. Tarle M. Serial measurements of TPS, PSA, PAP and CEA serotest values in treated patients with primary and metastatic prostate cancer // Anticancer Res.— 1998.— Vol. 13.— P. 769—777.
  6. Трапезников Н. Н., Кушлинский Н. Е. Потенциальный убийца номер один // Вестник РАМН.— 2001.— Т. 71.— № 6.— С. 503—509.
  7. Bonkhoff H., Motherby H., Fixemer T. New insights into the role of estrogens and their receptors in prostate cancer // Urol.— 2003.— Vol. 42.— P. 1594—1601.
  8. Ding V.H.D., Moller D.E., Feeney W.P. et al. Sex hormone-binding globulin mediates prostate androgen receptor action via a novel signaling pathway // Endocrinology.— 1998.— Vol. 139.— P. 213—218.
  9. Katzenellenbogen J.A., O'Malley В.W., Katzenellenbogen B.S. Tripartite steroid hormone receptor pharmacology: Interaction with multiple effector sites as a base for the cell- and promoter-specific action of these hormones // Mol. Endocrinol.— 1996.— Vol. 10.— P. 119—131.
  10. Sarafian Т.А., Bredesen D.E. Is apoptosis mediated by reactive oxygen species? // Free Radic. Res.— 1994.— Vol. 20.— P. 1—6.
  11. Федосенко К.В., Ковальский Г.Б. Рецепторы андрогенов и эстрогенов предстательной железы в норме, при нодозной гипеплазии, раке и перитуморозной зоне - взаимосвязь с процессами пролиферации и апоптоза // Вопр. онкол.— 2005.— Т. 51.— № 2.— С. 216—218.
  12. Матвеев Б.П. Химиотерапия гормонорезистентных форм рака предстательной железы // Практ. онкол.— 2001.— № 6.— С. 42—49.
  13. Григорьев М.Э., Степенский А.Б., Лебедев Д.В. Специфические антигены в скрининге и мониторинге больных раком предстательной железы // Урол.— 2002.— № 2.— С. 50—54.
  14. Noldus J., Stamey Т.А. Limitations of serum prostate specific antigen in predicting peripheral and transition zone cancer volumes as measured by correlation coefficients // J. Urol.— 1996.— Vol. 155.— P. 232—237.
  15. Гарин А.М. Загадки рака предстательной железы, споры вокруг ведения этих больных // Матер. VII Росс. онколог. конгр., Москва, 25—27 ноября 2003 г.— С. 28—32.
  16. Сергеева Н. С., Мишунина М. П., Кушлинский К Е. и др. Рак предстательной железы и простатспецифический антиген // Росс. онкол. журнал.— 2000.— № 1.— С. 44—48.
  17. Kageyama Y., Kihara K., Kamata S. et al. Relationship between pretreatment serum levels of prostate specific antigen and bone metastasis in prostate cancer // Hinyokika Kiyo.— 1996.— Vol. 42.— P. 197—199.
  18. Матвеев Б.П., Бухаркин Б.В., Матвеев В.Б. Рак предстательной железы.— М., 1999.— 153 с.
  19. Холл Р.Р. Скрининг при раке простаты // Мат. III ежегодной Росс. онкол. конф., С.-Петербург, 29 ноября—1 декабря 1999 г.— С. 43.
  20. Говоров А.В., Бормотин А.В., Пушкарь Д.Ю., Бабиченко И.И. Сывороточный и тканевой простатспецифический антиген при различных стадиях онкогенеза предстательной железы человека // Русский медиц. журнал.— 2003.— Т. 11.— № 8.— С. 26—29.
  21. Трапезникова М.Ф., Шибаев А.Н., Яншин А.А. и др. Факторы роста эндотелия сосудов и инсулиноподобные факторы роста при раке предстательной железы // Урол.— 2004.— № 1.— С. 17—22.
  22. Brawer M. K., Partin A. The promise of new serum markers for prostate cancer // Contemp. Urol.— 1999.— Vol. 11.— P. 44—75.
  23. Зезеров E. Г., Северин Е. С. Простатические калликреины, половые грмоны, инсулиноподобные факторы роста - комплекс регуляторных элементов у мужчин и женщин при физиологических процессах и канцерогенезе // Вестник РАМН.— 1999.— № 3.— С. 49—56.
  24. Зезеров E. Г., Северин Е. С. Молекулярные механизмы онкогенеза предстательной железы // Вестник РАМН.— 1998.— № 5.— С. 29—35.
  25. Сергеева Н.С., Дубовецкая О.Б., Маршутина Н.В. и др. Серологический опухолеассоциированный маркер TPS (тканевой полипептидный специфический антиген) // Вопр. онкол.— 2004.— Т. 50.— № 6.— С. 637—643.
  26. Giovagnoli M., Valli C., Vecchione A. Immunohistochemical expression of TPS antigen in normal and neoplastic tissues // Anticancer Res.— 1994.— Vol. 14.— P. 635—641.
  27. Wolff G., Rohde D., Borehers H. et al. TPS antigenserum concentrations in patients with newly diagnosed prostatic diseases // Anticancer Res.— 2000.— Vol. 20.— P. 5003—5005.
  28. Marrink J., Osterom R., Bonfrer H. et al. TPS: a dis­criminative parameter between prostate cancer and benign prostatic hypertrophy // Europ. J. Cancer.— 1998.— Vol. 29.— P. 570—571.
  29. Kramer G., Steiner G., Madersbacher S. et al. Serial TPS antigen determinations in the follow-up of hormone treated carcinoma of the prostate // J. Urol.— 1997.— Vol. 158.— P. 1446—1451.
  30. Зезеров Е. Г. Простатический специфический мем­бранный антиген как новый высокоспецифический маркер рака предстательной железы // Клин. лабор. диагностика.— 1999.— № 9.— С. 19—20.
  31. Берензон Д.П., Колосков А.В., Тарасов В.А. Поражение костного мозга при солидных опухолях // Гематология и трансфузиология.— 2000.— Т. 45.— № 5.— С. 42—46.
  32. Залесский В.Н., Фильченков А.А. Апоптоз клеток опухолей желудочно-кишечного тракта при фотодинамической терапии // Вопр. онкол.— 2004.— Т. 50.— № 1.— С. 9—19.
  33. Зезеров Е. Г. Гормональные и молекулярно-биологические факторы патогенеза рака предстательной железы // Вопр. онкол.— 2001.— Т. 47.— № 2.— С. 174—181.
  34. Пожарский К.М., Лееман Е.Е.Прогностическое и предсказательное значение иммуногистохимических маркеров при онкологических заболеваниях // Матер. III Съезда онкол. и радиол. стран СНГ, Минск, 25—28 мая 2004 г.— С. 113—116.
  35. Забарко Л.Д. Доброкачественная гиперплазия предстательной железы, простатическая интраэпителиальная неоплазия, рак предстательной железы // http://www.peryodnogami.narod.ru/practice literatur (название электронного ресурса)
  36. Haggman M.Y., Manoska J.A., Woino K.J., Oesterling J.E. The relationship between protatic intraepithelial neoplasia (PIN) and prostate cancer // J. Urol.— 1997.— Vol. 158.— P. 12—22.
  37. Фильченков Ф.А. Терапевтическое использование модуляторов апоптоза в онкологической практике: реалии и перспективы // «Онкология XXI»: Труды науч.-практ. конф., Киев, 9—10 октября 2003 г.— С. 10.
  38. Заридзе Д.Г. Канцерогенез.— М.: Мед., 2004.— 476 с.
  39. Носов Д.А. Ингибиторы рецептора эпидермального фактора роста // Мат. V Росс. онкол. конф., Москва, 27—29 ноября 2001 г.— С. 34—35.
  40. Кушлинский Н. Е., Соловьев Ю.Н., Трапезникова М.Ф. Рак предстательной железы.— М., 2002.— 432 с.
  41. Хансон К.П., Имянитов Е.Н. Эпидемиология и биология рака предстательной железы // Практ. онкол.— 2001.— № 6.— С. 3—7.
  42. Pollak M. Study Suggests New Way to Gauge Prostate Cancer Risk // Science.— 1998.— Vol. 279.— P. 475—481.
  43. Djavan В., Bursa В., Seitz C. et al. Insulin like growth factor (IGF-I), IGF-I density and IGF-I/PSA ratio for prostate cancer detection // J. Urol.— Vol. 54.— P. 603—606. (год)
  44. Трапезникова М. Ф., Шибаев А. Н., Казанцева И. А. и др. Факторы роста эндотелия сосудов у больных раком и доброкачественной гиперплазией предстательной железы // Вестник РАМН.— 2005.— № 5.— С. 14—16.
  45. Капланская И. Б., Гласно Е. Н., Франк Г. А. Ангиогенез, межклеточные контакты и стромально-паренхиматозные взаимоотношения в норме и патологии // Росс. онкол. жур.— 2005.— № 4.— С. 53—57.
  46. Vallbo C., Damber J.E. Thrombospondins, metalloproteases and thrombospondin receptors messenger RNA and protein expression in different tumour sublines of the Dunning prostate cancer model // Acta Oncol.— 2005.— Vol. 44.— P. 293—298.
  47. Горбунова В.А. Новые направления в лекарственном лечении злокачественных опухолей: опухолевый ангиогенез и антиангиогенные препараты // Мед. радиология и безопасность.— 2003.— Т. 48.— № 6.— С. 29—42.
  48. Бирюков В.А., Корякин О.Б., Свиридова Т.В. Лечение гормонорезистентного рака предстательной железы // Росс. онкол. жур.— 2005.— № 4.— С. 46—50.
  49. Шацева Т.А., Мухина М.С. Антиген Ki-67 в оценке опухолевой пролиферации: Его структура и функции // Вопр. онкол.— 2004.— Т. 50.— № 2.— С. 157—164.
  50. Revelos K., Petraki C., Gregorakis A., Scorilas A. p27 (kip1) and ki-67 (MIB1) immunohistochemical expression in radical prostatectomy specimens of patients with clinically localized prostate cancer // J. In Vivo.— 2005.— Vol. 19.— P. 911—920.
  51. Huang J., Yao J., Zhang L. et al. Differential expression of interleukin-8 and its receptors in the neuroendocrine and non-neuroendocrine compartments of prostate cancer // J. Pathol.— 2005.— Vol. 166.— P. 1807—1815.
  52. Mizokami A., Gotoh A., Yamada H. Tumor necrosis factor-alpha represses androgen sensitivity in the LNCaP prostate cancer cell line // J. Urol.— 2000.— Vol. 164.— P. 800—805.
  53. Godara G., Cannon G.W., Cannon G.M. Role of endothelin axis in progression to aggressive phenotype of prostate adenocarcinoma // Prostate.— 2005.— Vol. 65.— P. 27—34.
  54. Bostwick D.G, Grignon D., Amin M.B. et al. Prognostic factors in prostate cancer: College of American Pathologists consensus statement 1999 // Arch. Pathol. Lab. Med.— 2000.— Vol. 124.— P. 995—1000.

Факторы роста и их рецепторы, принимающие участие в развитии нормальной предстательной железы по Hellawell G.O., Brewster S.F

Рис.1 Факторы роста и их рецепторы, принимающие участие в развитии нормальной предстательной железы по Hellawell G.O., Brewster S.F

Таблица 1. Иммуногистохимическая характеристика ДГПЖ, ПИН и РПЖ по данным [35]

  ПСА PCNA Ki-67 34bE12 TGF-b1 Bcl-2 p53
ДГПЖ + + + + + + -
ПИН + ++ ++ + - + +/-
РПЖ + +++ +++ - - + +/-**

Примечание: ПСА – простатспецифический антиген; PCNA – пролиферативный клеточный ядерный антиген; Ki-67 – килевский антиген; 34βЕ12 – базальный цитокератин; TGFβ1 – трансформирующий фактор роста; Bcl-2 – белки-ингибиторы апоптоза; р53 – опухолевый супрессор.

* с повышением суммы Gleason экспрессия понижается

** Экспрессия наблюдается только в андрогеннезависимом раке предстательной железы

Таблица 2. Характеристика тестов для дифференциальной диагностики РПЖ по данным [21]

Название теста Точка разделения Чувствитель-ность, % Специфич-ность, % Площадь под характеристичес-кой кривой
ПСА 4 нг/мл 85,7 57 0,76 ± 0,06
VEGF 151 пкг/мл 76,2 57,6 0,64 ± 0,07
IGF-I 157 нг/мл 57,6 50 0,51 ± 0,09
IGF-II 392 нг/мл 52,6 50 0,5 ± 0,08
IGF-I/ПСА 20 84,2 75 0,87 ± 0,04
IGF-II/ПСА 35 84,2 79,6 0,88 ± 0,04