Klinicheskoe znachenie sistemy aktivatsii plazminogena u bol'nykh rakom zheludka

Abstract

Рак желудка (РЖ) - широко распространенное злокачественное новообразование, занимающее одно из первых мест среди онкологических заболеваний. Целью настоящего исследования явилась оценка клинического значения различных компонентов системы активации плазминогена в опухолях больных РЖ.

Full Text

Рак желудка (РЖ) - широко распространенное злокачественное новообразование, занимающее одно из первых мест среди онкологических заболеваний. В последнее время частота РЖ в экономически развитых странах постепенно снижается, и сегодня он занимает второе место в структуре заболеваемости злокачественными новообразованиями среди мужчин (12,7%) и третье место - среди женщин (8,9%) в России. Однако несмотря на стабильное снижение заболеваемости и смертности, проблема раннего выявления РЖ и разработка новых подходов к адъювантному лечению этого заболевания, мало чувствительного к традиционным видам специальной терапии, на сегодняшний день остается актуальной. В связи с этим не теряет своей значимости разработка новых подходов к общему прогнозу заболевания и выбору наиболее адекватных индивидуальных схем лечения. Большое внимание в этой области уделяется различным молекулярным и клеточным маркерам, характеризующим биологические свойства опухоли. К таким биологическим характеристикам злокачественной опухоли относится ее способность к инвазии и метастазированию, основным механизмом которых является разрушение окружающей базальной мембраны и внеклеточного матрикса ассоциированными с опухолью протеазами. Центральное место среди протеолитических систем, регулирующих метастазирование и инвазию, безусловно, принадлежит каскаду активации плазминогена, в первую очередь активатору плазминогена урокиназного типа. Целью настоящего исследования явилась оценка клинического значения различных компонентов системы активации плазминогена в опухолях больных РЖ. В исследование включены 97 больных РЖ I-IV стадии, лечившихся в Воронежском областном клиническом онкологическом диспансере в период с апреля 2000 по февраль 2002 г. Из них мужчин было 59, а женщин - 38 человек. Возраст больных находился в пределах от 32 до 82 лет (медиана 62 года). Степень распространения опухолевого процесса оценивали в соответствии с Международной классификацией TNM 5-го пересмотра (1997 г.). IА стадия (pT1N0М0) была диагностирована у 2 (2%) пациентов, IБ стадия (pT2N0М0) - у 8 (8%), II стадия (pT2N1M0, pT3N0M0) - у 32 (33%), IIIA стадия (pT2N2M0, pT3N1M0, pT4N0M0) - у 24 (25%), IIIБ стадия (pT3N2M0, pT4N1-2M0) - у 20 (21%), IV стадия (pT1-3N3M0, pT1-4N0-3M1) - у 11 (11%) больных. Отдаленные метастазы в печени обнаружены в 5 случаях, а по брюшине - у 4 больных. У 1 пациента выявлены одновременно множественные метастазы в печень и по брюшине. При гистологическом исследовании удаленных макропрепаратов высокодифференцированную аденокарциному (G1) наблюдали у 4 пациентов, умереннодифференцированную аденокарциному (G2) - у 37, низкодифференцированную аденокарциному (G3) - у 44, а недифференцированную аденокарциному (G4) - у 12. Концентрации исследуемых белков определяли в цитозолях опухолевой и гистологически неизмененной ткани с помощью стандартных наборов реактивов для иммуноферментного анализа (ELISA), разработанных в Католическом университете г. Наймеген (Нидерланды). Определение проводили на базе лаборатории клинической биохимии ГУ РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН. При исследовании опухолевой ткани у больных РЖ было выявлено, что у всех 97 (100%) пациентов в опухоли определяется uPA в различной концентрации. Диапазон концентраций данного фермента в цитозолях опухолей колебался от 0,10 до 4,10 нг/мг белка. Содержание uPA в опухолевой ткани в среднем равнялось 0,75±0,08 нг/мг белка (медиана 0,37 нг/мг белка). Активатор плазминогена тканевого типа (tPA) при исследовании опухолевой ткани был обнаружен у 72 (74,2%) больных РЖ. В остальных 25 (25,8%) случаях концентрация данного фермента в опухоли равнялась нулю. Максимальный же уровень tPA в цитозолях опухолей составлял 3,03 нг/мг белка. Средняя его концентрация в опухолевой ткани была 0,45±0,06 нг/мг белка, а медиана - 0,29 нг/мг белка. Ингибитор активатора плазминогена 1-го типа (PAI-1) при иммуноферментном анализе образцов опухолевой ткани был обнаружен у 91 (93,8%) больного РЖ. При этом содержание его в опухоли колебалось от 0 нг/мг белка у 6 (6,2%) пациентов до 11,46 нг/мг белка, составляя в среднем 1,72±0,25 нг/мг белка (медиана 0,75 нг/мг белка). Корреляционный анализ содержания исследуемых компонентов системы активации плазминогена в цитозолях опухолей больных РЖ показал их тесную взаимосвязь. Так, сильно выраженная корреляция (R=0,74; p<0,01) наблюдалась между содержанием в опухоли uPA и PAI-1. Для tPA была выявлена менее выраженная взаимосвязь его экспрессии в опухолевой ткани с уровнем в ней uPA (R=0,36, p<0,01) и PAI-1 (R=0,33; p<0,01). Таким образом, у больных РЖ содержание в опухолевой ткани uPA и PAI-1 тесно сопряжено друг с другом и превышает соответствующий уровень tPA. Обнаруженное усиление активации плазминогена по урокиназному типу с параллельным увеличением уровня PAI-1 и уменьшением содержания tPA, соответствует сложившимся в последнее время представлениям об изменении соотношения этих ферментов при злокачественной трансформации клеток, что обусловливает в дальнейшем усиление инвазивного и метастатического потенциала опухоли. У 21 больного мы сопоставили показатели концентрации компонентов системы активации плазминогена в опухолях и гистологически неизмененной ткани желудка. Практически во всех образцах опухолевой и нормальной ткани желудка обнаружены три компонента системы активации плазминогена, концентрации которых варьировали в широких пределах (см. таблицу). При исследовании содержания uPA средняя его концентрация в опухолевой ткани была достоверно выше в 1,1-9,3 раза (медиана - 2,7), чем в окружающей неизмененной ткани желудка (p<0,05). В то же время уровень tPA в гистологически неизмененной ткани желудка был выше в 1,5-131,4 раза (медиана 5,0), чем в опухоли (p<0,001 по критерию подобранных пар Вилкоксона). При попарном сравнении концентраций PAI-1 в опухолевой и гистологически неизмененной ткани желудка выявлено, что уровень ингибитора в опухоли был выше в 1,1-15,2 раза (медиана 2,8), чем в окружающей ткани (p<0,001 по критерию подобранных пар Вилкоксона). Наблюдали также достоверную прямую корреляцию между уровнями PAI-1 в опухолевой и неизмененной ткани (R=0,51; p<0,05), при этом концентрации uPA и tPA в опухоли не коррелировали c уровнями соответствующих белков в нормальной ткани желудка. Прослеживалась достоверная положительная взаимосвязь между концентрациями PAI-1 и tPA в гистологически неизмененной ткани желудка (R=0,46; p<0,05), а также, как отмечено выше, концентраций PAI-1 и uPA в опухолевой ткани (R=0,74; p<0,01). Таким образом, можно отметить, что для РЖ характерно независимое от нормальной ткани усиление экспрессии uPА, взаимосвязанное с увеличением концентрации PAI-1. С другой стороны, повышенный уровень PAI-1 в опухоли взаимосвязан с содержанием этого белка в нормальной ткани желудка, что указывает на устойчивые регулирующие свойства этого ингибитора. Подавление в опухоли экспрессии tPA происходит независимо от окружающей неизмененной ткани желудка и слабо коррелирует с изменениями экспрессии других компонентов системы активации плазминогена. По-видимому, для больных РЖ характерна значительная несбалансированность протеолитических процессов в опухолевой ткани, что и определяет инвазивную активность опухоли, связанную с исследуемыми компонентами системы активации плазминогена. При РЖ, как и при большинстве злокачественных новообразований, стадия опухолевого процесса является клинически значимым прогностическим фактором. В связи с этим нами проведен анализ содержания компонентов системы активации плазминогена в цитозолях опухолей больных РЖ в зависимости от этого показателя. При этом обнаружено достоверное увеличение в 2,3 раза (p=0,02) уровня PAI-1 в опухолях больных c IV стадией относительно II стадии. Наиболее значимым является отличие концентраций uPA и PAI-1 в опухолевой ткани больных с I и IV стадиями: внутриопухолевая концентрация uPA на поздней стадии заболевания достоверно выше в 3,2 раза (p=0,02), чем при I стадии, а уровень PAI-1 выше в 9,4 раза (p=0,01). В то же время экспрессия tPA в ткани рака желудка имеет тенденцию к снижению с увеличением стадии заболевания. Различия по сравнению с нормальной тканью достоверны только у больных с III стадией (p=0,02). Следует отметить также высокий уровень tPA в опухолях больных РЖ IV стадии, что может быть связано с активизацией некротических процессов на поздних стадиях заболевания. У больных РЖ II, III, IV стадии содержание uPA в опухоли было достоверно выше, чем в неизмененной ткани желудка (p<0,01). Для группы больных РЖ I стадии концентрация uPA в опухоли также была выше, чем в гистологически неизмененной ткани, однако эти различия статистически недостоверны. Содержание PAI-1 в опухолевой ткани по сравнению с окружающей нормальной тканью желудка также было достоверно выше у больных со II, III и IV стадиями заболевания (p<0,01). Таким образом, прослеживается взаимосвязь содержания компонентов системы активации плазминогена в ткани РЖ и стадии заболевания. На поздних стадиях в опухоли значительно возрастает активация плазминогена по урокиназному типу с параллельным увеличением уровня PAI-1. Полученные данные подтверждают роль изучаемых белков в инвазии и метастазировании злокачественных опухолей. Нами изучено содержание компонентов системы активации плазминогена в опухолевой ткани больных РЖ в зависимости от возраста пациентов. При анализе полученных данных установлено, что у больных РЖ с возрастом усиливается экспрессия uPA. Так, у пациентов в возрасте от 71 года и старше обнаружены максимальные показатели концентрации uPA в опухоли. Уровень экспрессии uPA у больных других возрастных групп был значительно ниже. При этом нами выявлена положительная корреляционная связь содержания uPA в опухоли с возрастом пациентов (R = 0,21; p<0,05). При исследовании содержания tPA в опухолевой ткани у больных разных возрастных групп обнаружено уменьшение его экспрессии с возрастом, о чем свидетельствует обнаруженная нами отрицательная корреляционная зависимость уровня данного активатора в опухоли от возраста пациента (R=-0,3; p<0,001). Изучение содержания PAI-1 в опухоли также показало уменьшение уровня экспрессии данного ингибитора в старших возрастных группах больных РЖ. Однако статистически достоверной корреляции уровня PAI-1 с возрастом не обнаружено. Таким образом, в старших возрастных группах больных РЖ проявляется тенденция к усилению в опухоли активации плазминогена по урокиназному типу и параллельному уменьшению концентрации в опухоли tPA. Полученные данные могут указывать на усиление инвазивной способности опухоли у больных старших возрастных групп. В то же время нами не было обнаружено достоверной взаимосвязи уровней tPA и PAI-1 в опухолевой ткани и степени дифференцировки опухоли. Концентрации uPA значительно и достоверно различались только между двумя наиболее репрезентативными группами больных с умеренно- и низкодифференцированными опухолями (G2 и G3). При этом, вопреки ожидаемому, уровень этого фермента в умереннодифференцированных опухолях был в 1,8 раза выше, чем в низкодифференцированных (p=0,01). По-видимому, активация этой протеазы не связана напрямую с увеличением степени злокачественности, а значит, изменения в системе активации плазминогена происходят относительно независимо от дифференцировки РЖ. Исследование прогностического значения uPA показало уменьшение продолжительности жизни больных РЖ с увеличением его содержания в опухоли. В ходе анализа выживаемости в зависимости от уровня uPA пациенты были разделены на две группы. За основу деления взята медиана концентрации данного фермента в опухоли, которая составила 0,37 нг/мг белка. При этом в первую группу было включено 52 (53,6%) больных с уровнем uPA более 0,37 нг/мг белка, а в другую - 45 (46,4%) пациентов с меньшим или равным медиане содержанием этого фермента в опухолевой ткани. Сравнительное исследование этих групп показало, что у пациентов первой группы общая выживаемость была заметно хуже, чем во второй (p=0,03). Так, медиана выживаемости больных РЖ с уровнем uPA в опухоли более 0,37 нг/мг белка составила 12,8 мес против 16,6 мес при меньшей концентрации активатора в опухоли (p=0,03). Таким образом, значимым пороговым уровнем для uPA при прогнозе течения заболевания у больных РЖ является показатель, равный 0,37 нг/мг белка. Концентрация uPA в ткани РЖ, превышающая данный уровень, достоверно ухудшает выживаемость больных РЖ. Исследование общей продолжительности жизни больных РЖ в зависимости от содержания в опухолевой ткани tPA показало, что общая выживаемость пациентов не зависит от уровня его экспрессии в опухоли. В то же время высокая концентрация PAI-1 в опухолевой ткани больных РЖ также является неблагоприятным прогностическим фактором и коррелирует с низкой продолжительностью жизни данных пациентов. При исследовании общей выживаемости больных РЖ в зависимости от PAI-1 в опухоли нами произведено разделение пациентов на две группы. За основу деления взят показатель верхнего квартиля, который для PAI-1 составил 1,61 нг/мг белка. При этом первая группа больных с уровнем PAI-1 в опухоли больше 1,61 нг/мг белка включала 27 (27,8%) пациентов, а вторая группа состояла из 70 (72,2%) больных с содержанием данного ингибитора в опухолевой ткани, равным или меньшим 1,61 нг/мг белка. Анализ полученных данных показал, что общая продолжительность жизни у пациентов первой группы по сравнению со второй значительно ниже. Так, медиана общей выживаемости при концентрации PAI-1 в опухоли более 1,61 нг/мг белка равнялась 9,7 мес, а при уровне данного ингибитора меньшем или равным 1,61 нг/мг белка - 16,6 мес (p=0,004). Таким образом, общая продолжительность жизни у больных РЖ связана с уровнем экспрессии PAI-1 в опухолевой ткани, причем с повышением содержания данного белка продолжительность жизни пациентов уменьшается. Подобный факт также может быть обусловлен усилением инвазивной и метастатической активности опухоли. Для PAI-1 значимыми пороговыми уровнями являются как показатель медианы, так и показатель верхнего квартиля, однако различия более выражены при разделении больных в соответствии со вторым показателем. Следовательно, увеличение уровня экспрессии PAI-1 в цитозолях опухолей больных РЖ до значений, превышающих 1,61 нг/мг белка, может служить неблагоприятным фактором прогноза в оценке общей выживаемости при данном заболевании, поэтому данный показатель наиболее целесообразно использовать в качестве порогового уровня. В заключение следует отметить, что для РЖ характерно независимое от нормальной ткани усиление экспрессии uPА, взаимосвязанное с увеличением концентрации PAI-1. С другой стороны, повышенный уровень PAI-1 в опухоли взаимосвязан с содержанием этого белка в нормальной ткани желудка, что указывает на устойчивые регулирующие свойства этого ингибитора. Подавление в опухоли экспрессии tPA происходит независимо от окружающей неизмененной ткани желудка и слабо коррелирует с изменениями экспрессии других компонентов системы активации плазминогена. По-видимому, для больных РЖ характерна значительная несбалансированность протеолитических процессов в опухолевой ткани, что и определяет инвазивную активность опухоли, связанную с данными компонентами системы активации плазминогена. Обнаруженное усиление активации плазминогена по урокиназному типу с параллельным увеличением уровня PAI-1 и уменьшением содержания tPA соответствует сложившимся в последнее время представлениям об изменении соотношения этих ферментов при злокачественной трансформации клеток, что обусловливает в дальнейшем усиление инвазивного и метастатического потенциала опухоли. В то же время содержание uPA и PAI-1 в опухолевой ткани при РЖ является важным прогностическим фактором. Высокие уровни концентрации uPA и PAI-1 в опухолевой ткани больных РЖ можно расценивать как прогностически неблагоприятные, что может быть использовано при назначении адъювантной терапии в каждом конкретном случае.