Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы 13
1.1. Структура системы ИФР, ее основные компоненты 13
1.2. Функционирование системы ИФР 18
1.3. Роль системы ИФР в канцерогенезе 23
1.4. Роль системы ИФР в формировании опухолей различной локализации... 25
1.5 Значение системы ИФР в развитии опухолей костей
1.6. Генетические особенности опухолей костей 30
1.7. Исследования нуклеотидных полиморфизмов при опухолях костей 33
1.8. Система ИФР как потенциальная мишень таргетной терапии 34
ГЛАВА II. Материалы и методы исследования 38
2.1. Общая характеристика обследованных больных 38
2.1.1. Характеристика больных злокачественными опухолями костей 40
2.1.2. Характеристика больных пограничными опухолями костей 46
2.1.3. Характеристика больных доброкачественными опухолями костей
2.2. Характеристика иммуноферментных методов исследования 49
2.3. Молекулярно-генетические методы исследования 53
2.4. Статистическая обработка данных 55
ГЛАВА III. Содержание компонентов системы инсулино-пдобного фактора роста в сывороте крови больных новообразованиями костей 57
3.1. Уровни ИФР-I, -II, ИФРСБ-1, -3 и их соотношения в основных группах 57
3.2 Уровни ИФР-I, -II, ИФРСБ-1, -3 при злокачественных, пограничных и доброкачественных опухолях костей 59
3.3. Различия в сывороточных уровнях компонентов системы ИФР и их соотношениях при различных гистологических типах злокачественных опухолей костей 63
3.4. Связь уровней ИФР-I, -II и ИФРСБ-1, -3 в сыворотке крови и их соотношений со степенью дифференцировки злокачественных опухолей костей 67
3.5. Содержание ИФР-I, -II, и ИФРСБ-1, -3 у пациентов с новообразованиями костей с учетом их возраста и пола 70
3.6. Связь сывороточных уровней компонентов системы ИФР с основными клинико-морфологическими характеристиками заболевания 73
3.7. Взаимосвязь уровней компонентов системы ИФР в сыворотке крови 77
3.8. ИФР-I, -II, ИФРСБ-1, -3 и уровни общей активности щелочной
фосфатазы в сыворотке крови больных новообразованиями костей з
ГЛАВА IV. Прогностическое значение базальных сывороточных уровней компонентов системы инсулиноподобного фактора роста у больных со злокачественными и пограничными опухолями костей 81
4.1. Связь сывороточных уровней ИФР-I, ИФР-II, ИФРСБ-1, ИФРСБ-3 с эффективностью течения 81
4.2. ИФР-I как фактор прогноза безрецидивной выживаемости в различных группах пациентов с новообразованиями костей 82
4.3. ИФР-I и прогноз общей выживаемости при злокачественных опухолях костей 85
4.4. Связь уровней ИФР-II с безрецидивной выживаемостью больных новообразованиями костей 86
4.5. Уровни ИФР-II и общая выживаемость больных опухолями костей 88
4.6. Ассоциация базальных значений ИФРСБ-1 с показателями безрецидивной выживаемости больных новообразованиями костей 90
4.7. ИФРСБ-1 как фактор прогноза общей выживаемости
при опухолях костей 92
4.8. Значение сывороточных уровней ИФРСБ-3 как факторов прогноза безрецидивной выживаемости у пациентов с новообразованиями костей 93
4.9. ИФРСБ-3 и общая выживаемость пациентов со злокачественными новообразованиями остей 96
ГЛАВА V. Исследование точечных нуклеотидных полиморфизмов, связанных с системой инсулиноподобного фактора роста 99
5.1. Анализ генотипов полиморфизмов rs7921(GH1), rs7956547(IGF1).в группе новообразований костей 99
5.2. Анализ генотипов полиморфизмов rs7921(GH1), rs7956547(IGF1) в группе злокачественных и пограничных опухолейкостей 101
Обсуждение полученных результатов 106
Заключение 116
Выводы 117
Список сокращений 119
Список литературы
- Функционирование системы ИФР
- Характеристика больных злокачественными опухолями костей
- Уровни ИФР-I, -II, ИФРСБ-1, -3 при злокачественных, пограничных и доброкачественных опухолях костей
- ИФР-I как фактор прогноза безрецидивной выживаемости в различных группах пациентов с новообразованиями костей
Функционирование системы ИФР
Среди геномных исследований интересно представляет изучение одиночных нуклеотидных полиморфизмов, поставленное L.Mirabello et al. при помощи чипа “Custom Infinium BeadChip”, в ходе которого получены данные о 4836 точечных нуклеотидных полиморфизмах в 255 кандидатных генах на выборке из 96 случаев остеосаркомы. Наличие достоверных полиморфизмов получено для генов: MDM2, MPG, FGF2, FGFR3, GNRH2, IGFI [21].
В исследовании D.Caronia et al., в которое включили 102 пациента с диагнозом остеосаркома, изучены 346 одиночных нуклеотидных полиморфизмов. В результате проведенной работы авторами найдены полиморфизмы, связанные с общей выживаемостью: один полиморфизм в гене ABCC3 и три полиморфизм в гене ABCB1 [80].
Задачей другого исследования было изучение 52 нуклеотидных полиморфизма в 13 генах, которое проводили на 104 пациентах с диагнозом остеосаркома. В ходе исследования выявлено 2 полиморфизма в гене IGF-2R, ассоциированное с риском развития остеосаркомы, в сравнении с контрольной группой практически здоровых людей [32].
Помимо исследований, связанных с транслокациями при саркоме Юинга, интерес представляют исследования нуклеотидных полиморфизмов. Например, в исследовании J.Wang et al. изучали полиморфизм в гене CD86, влияющем на Т-клеточный ответ. Исследование проводили на китайской популяции и включало 158 пациентов с саркомой Юинга. Результаты исследования показали ассоциацию полиморфизма +1057 G/F в гене CD86 с повышенной предрасположенностью к саркоме Юинга в случае наличии генотипа А или АА [52]. 1.8. Система ИФР как потенциальная мишень таргетной терапии
Система ИФР может выступать как мишень таргетной химиотерапии [50]. В случае опухолей костей в этом направлении особое внимание уделяли саркоме Юинга [130, 132]. Преклинические исследования на культурах тканей с использованием моноклональных антител к ИФР-1Р: CP-751,871, показали значительную антиопухолевую активность моноклональных антител, заключающуюся в ингибировании пролиферации, индуцированию апоптоза и ингибированию роста опухоли [45, 193].
Интересным направлением таргетной терапии, направленной на систему ИФР, является подавление тирозинкиназной активности [50, 117]. В исследованиях in vitrо изучен ряд ингибиторов, тирозинкиназной активности ИФР-1Р, таких как: GSK1838705A, ADW742, ADW742 + доксорубицин+иматиниб или винкристин, BMS-754807 [46], которые демонстировали эффект ингибирования ИФР-1Р и как следствие высокий уровень ингибирования роста, снижение клеточной выживаемости, блокирование сигнальных путей и редукцию роста опухоли. Исследования ингибирования тирозинкиназы ИФР-1Р показали многообещающую противоопухолевую активность на различных моделях сарком. Препарат picropodophylin (PPP) оказал ингибирующее действие на пролиферацию и индуцировал апоптоз в клеточной линии резистентной к химиотерапии остеосаркомы [126]. Противоопухолевая активность также показана in vitro для низкомолекулярного ингибитора тирозинкиназы ИФР-1Р - GSK1904529A [37]. В комбинации с ингибиторами EGFR/HER2, препарат BMS-536924 показал значительную активность in vitro [194].
В группе опухолей костей in vitro выявлена активность ингибитора ИФР-IР зависимой тирозинкиназы NVP-AEW541 [38]. Следующим направлением преклинических исследований было изучение эффекта ингибирования ИФР-IР, посредством таких ингибиторов, как ET-743 (Trabectidin; Yondelis). Ингибирование ИФР-IР в клеточной линии саркомы Юинга ТС-71 [195] приводило к увеличению чувствительности клеток саркомы Юинга к химиотерапии винкристином и доксирубицином [116].
Среди исследований I фазы весьма интересна работа, проведенная D.Olmos et al. с использованием препарата Figitumumab (CP-751,871). В исследование включили 29 пациентов, 15 из которых имели рефрактерную саркому Юинга. Пациенты получали 20 мг/кг Figitumumab каждые 4 недели. В результате подобной терапии у 14 пациентов отмечены положительные радиологические изменения, у 1 пациента достигнута полная морфологическая ремиссия (более 36 месяцев), у 1 пациента отмечен частичный клинический ответ, у 6 отсутствие прогрессирования в течение 3 месяцев, у 4 пациентов – отсутствие прогрессирования в течение 6 месяцев, у 5 пациентов – отмечена стабилизация роста опухоли. Таким образом, при лечении с использованием Figitumumab, общая частота случаев без прогрессирования за 3 месяца составила 53%, а за 6 месяцев – 40% [169].
A.W.Tolcher et al. провели исследование у 12 пациентов с саркомой Юинга, которые получали дозу 12 и 20 мг/кг Ganitumab (AMG479), каждые 2 недели (1, 15 и 29 дни), затем следовал 28-дневный период без лечения, а затем лечение продолжали. Ответ на лучевую терапию отмечен у 1 пациента, который сохранялся 30 месяцев. У других больных объективных ответов получено не было [154].
Более эффективным было исследование I фазы, проведенное R.Kurzrock et al., в котором участвовало 9 пациентов с саркомой Юинга, с использованием Romatumab в дозировках от 1 до 9 мг/кг еженедельно. В результате терапии 2 больных имели устойчивый частичный ответ (11 и 26+ месяцев), а у 2 пациентов отмечена стабилизация заболевания на 4,3 и 6 месяцев [24].
Также предварительные данные об эффекте SCH-717454 получены P.Anderson et al. По данным этого исследования рентгенологически выявлен положительный эффект от препарата SCH-717454 (в дозе 9 мг/кг каждую неделю) у пацентов с рефрактерной/резистентной саркомой Юинга к ранее проводимой химиотерапии [29]. Другой препарат OSI-906 (TKI) исследовали у 2 пациентов, но противоопухолевого эффекта не достигнуто в обоих случаях [153].
Достаточно объемное исследование II фазы, в котором изучали различные группы сарком, проведено SARC (Sarcoma Alliance for Research through Collaboration). Это исследование включало 5 ветвей, направленных на изучение специфических субтипов сарком. Планировали обследовать около 300 пациентов. Обследовали 111 пациентов с саркомой Юинга в 30 центрах на территории Северной Америки и Европы. Пациенты получали 9 мг/кг Robatumumab (R1507) еженедельно и были разделены на 2 группы: 1) группа неблагоприятного прогноза – рецидивы и/или рефрактерные к лечению случаи (рецидивы в течение 24 месяцев и/или 2 режимов химиотерапии: 67 пациентов; 2) группа благоприятного прогноза (рецидивы в течение 24 месяцев и/или 2 режимов химиотерапии: 44 пациента). Отмечено 10 объективных клинических ответов (по критериям ВОЗ): 1 - полная морфологическая ремиссия и 9 - частичных клинических ответов. Следующие 7 пациентов достигли частичных ответов, но быстро прогрессировали по данным рентгенологического исследования опухоли. Объективные ответы были равномерно распределены между группами с благоприятным и неблагоприятным прогнозом (примерно 9% в каждой группе). Медиана длительности ответа у этих пациентов составила 25 недель. Следующие 17 пациентов достигли стабилизации заболевания как лучший ответ, у 3 из них отмечен частичный ответ по критериям RECIST. В другом исследовании II фазы, проведенном W.D.Tap et al., изучали эффект терапии препаратом Ganitumab (AMG479) у пациентов с саркомой Юинга и десмопластической мелко-круглоклеточной опухолью [156]. Особенностью исследования служила цель -определить частоту объективного ответа на терапию у пациентов, которые ранее не получали лечение с помощью ингибиторов ИФР-IР. В исследовании, была когорта пациентов, которые ранее получали анти-ИФР-IР таргетную терапию. Все пациенты получали Ganitumab в дозе 12 мг/кг каждые 2 недели. 19 больных саркомой Юинга вошли в первичную когорту, а 3 вошли в когорту пациентов, получавших ранее таргетную терапию. 16 больных десмопластической мелко 37 круглоклеточной опухолью получали аналогичную терапию. Монотерапия AMG 479 при рефрактерных случая заболевания дала частоту объективного ответа на химиотерапию равную 6%. У 20% пациентов получен положительный клинический результат.
Характеристика больных злокачественными опухолями костей
Исследования проводили по принципу двухэтапного иммуноферментного анализа «сендвичевского» типа. В ходе исследования стандарты, контроли и предварительно разведенные образцы инкубировали в микротитрационных лунках покрытых соответствующими антителами. После инкубации и промывки в лунки вносили второе антитело с пероксидазной меткой.
После второй инкубации и промывки, в лунки добавляли субстрат – тетраметилбензидин (TMB). Реакцию останавливали путем добавления в лунки кислотного раствора, после чего проводили измерение абсорбции, прямо пропорциональной концентрации измеряемого показателя.
Пробоподготовку образцов для каждого показателя проводили отдельно непосредственно перед исследованием. Подготовку образцов сыворотки крови для измерения ИФР-I проводили следующим образом: 20 мкл образца наносили на дно полипропиленовой пробирки. Далее в каждую пробирку добавляли 990 мкл 1 буфера для разведения образцов (Sample Buffer I), после чего смесь перемешивали и инкубировали в течение 25 минут при комнатной температуре. Далее добавляли еще 100 мкл 2 буфера для разведения образцов (Sample buffer II) и проводили тщательное перемешивание, после чего образцы были готовы для исследования. Пробоподготовку для измерения ИФР-II проводили аналогичным образом при помощи двух буферов. Образцы, в которых проводили определение концентрации ИФРСБ-3, разводили 1:100 нулевым стандартом (Standard A), а при измерении ИФРСБ-1 использовали неразведенные образцы.
Выполнению всех протоколов также предшествовала подготовка реагентов. Для приготовления промывочного буфера (wash buffer) 60 мл концентрата (Wash Concentrate) разводили в 1500 мл деионизированной воды. Соответствующий промывочный раствор готовили непосредственно перед проведением каждого исследования.
Растворы энзим-конъюгата для выполнения соответствующих этапов исследований готовили сразу перед добавлением в лунки микропланшет. Для этого 240 мкл концентрата (Conjugate Concentrate) разводили в 12 мл буфера (Assay Buffer). При исследовании ИФР-I, после проведения пробоподготовки и приготовления реагентов, осуществляли пипетирование 20 мкл каждого стандарта, контроля и разведенного образца в соответствующие лунки микропланшеты. Далее добавляли 100 мкл буфера (Assay Buffer) в каждую лунку, после чего проводили инкубацию в течение 2 часов при комнатной температуре на шейкере со скоростью 500 об/мин. По окончанию инкубации содержимое лунок аспирировали и каждую лунку 5-кратно промывали 350 мкл промывочного раствора (Wash solution). Далее в лунки микропланшеты добавляли 100 мкл раствора энзим-конъюгата (Antibody-Enzyme Conjugate solution), после чего инкубировали в течение 30 минут при комнатной температуре на шейкере со скоростью 500 об/мин. После аспирации и промывки, идентичной предыдущим, в каждую лунку добавляли 100 мкл хромогенного субстрата TMB. Последующую инкубацию проводили в темноте в течение 10 минут на шейкере с частотой 500 об/мин при комнатной температуре. Реакцию останавливали добавлением 100 мкл кислотного останавливающего раствора (Stop Solution), после чего производили считывание абсорбции при длине волны 450 нм (референсная волна 620 нм).
Процедура исследования сывороточных уровней ИФР-II во многом схожа. Первоначально в соответствующие лунки микропланшеты пипетировали 20 мкл стандартов, контролей и предварительно разведенных образцов, после чего в каждую лунку добавляли 200 мкл буфера (IGF-II Assay buffer). Последующая инкубация длилась 2 часа и проводилась при комнатной температуре на шейкере с частотой 600 об/мин. После аспирации и промывки, в каждую лунку добавляли 100 мкл раствора энзим-конъюгата (Antibody-Enzyme Conjugate solution). Далее микропланшеты инкубировали в течение 30 минут в режиме, аналогичном предыдущей инкубации, проводили аспирацию и промывку лунок. На следующем этапе добавляли 100 мкл хромогенного субстрата TMB, который инкубировали 10 минут в темноте на шейкере с чистотой 600 об/мин при комнатной температуре. Остановку реакции осуществили добавлением кислотного останавливающего раствора (Stop solution), после чего величину абсорбции считывали при длине волны 450 нм (референсная волна 620 нм). Протоколы выполнения исследований уровней ИФРСБ-1 и ИФРСБ-3 во многом аналогичны. После проведения пробоподготовки и приготовления реагентов в соответствующие лунки микропланшет добавляли 25 мкл стандартов, контрольных сывороток и образцов (в случае с ИФРСБ-3 разведенных 1:100). Далее добавляли 50 мкл соответствующего буфера (Assay Buffer), после чего микропланшету инкубировали в течение 1 часа при измерении ИФРСБ-1 и 2 часов при измерении ИФРСБ-3. В обеих методиках инкубацию осуществляли при комнатной температуре на шейкере с частотой 700 об/мин. После инкубации содержимое лунок аспирировали и осуществляли 5-кратную промывку каждой лунки при помощи 400 мкл промывочного раствора (Wash Solutions). После промывки в каждую лунку добавляли 100 мкл соответствующего раствора энзим-конъюгата (Antibody-Enzyme Conjugate solution), после чего микропланшета инкубировали в течение 30 минут по протоколу ИФРСБ-1 и 1 час по протоколу ИФРСБ-3 в режимах, аналогичным предыдущим инкубациям. После завершения инкубации проводили аспирацию, промывку и добавление 100 мкл хромогенного субстрата TMB, инкубацию с которым проводили в темноте в течение 10 минут на шейкере с частотой 700 об/мин при комнатной температуре. Далее было добавлено 100 мкл останавливающего раствора (Stopping Solution). Измерение оптической плотности было проведено при длине волны 450 нм (референсная длина волны 620 нм).
Все измерения стандартов, контролей и образцов проводили в дублях. Далее рассчитывали среднюю оптическую плотность для каждого стандарта, контрольной сыворотки и образца. Расчет концентрации всех показателей образцов проводили с использованием линейной регрессии в полностью логарифмической системе координат (log-log). Полученные величины в случае измерения ИФРСБ-3 умножали на коэффициент разведения.
Уровни ИФР-I, -II, ИФРСБ-1, -3 при злокачественных, пограничных и доброкачественных опухолях костей
Для преобладающей группы пациентов со злокачественной группы костей с возрастом до 25 лет диагностическая чувствительность при пороговом уровне 243 нг/мл составила 80%, при специфичности 95,5% Для старших возрастных групп были рассчитаны соответствующие пороговые значения. При этом чувствительность в группах пациентов старшего возраста для ИФР-I была ниже. Таким образом, ИФР-I продемонстрировал наибольшую эффективность у пациентов со злокачественными опухолями в возрасте до 25 лет. Нами изучены уровни компонентов системы ИФР в сыворотке крови в зависимости от пола пациентов (Таблица 29).
Достоверные различия в уровнях ИФР-I выявлены между больными мужского и женского пола, в тоже время у практически здоровых людей уровни маркера не зависели от пола. Примечательно, что в группе мужчин, больных злокачественными опухолями костей, содержание ИФР-I достоверно превышало уровень показателя у женщин с данными заболеваниями. При этом частоту превышения порогового уровня ИФР-I в сыворотке крови (243 нг/мл) наблюдали у 70,2% мужчин с саркомами костей, тогда как у женщин, частота превышения порогового уровня оставалась низкой и составила только 18,5%. В группе мужчин больных остеосаркомой кости частота превышения порогового уровня ИФР-I составила 84%, у пациентов мужского пола с хондросаркомой - 62,5%, и 75% у мужчин с саркомой Юинга.
Примечание: p 0,001. Таким образом, можно сделать вывод, что повышение сывороточных уровней ИФР-I у больных злокачественными опухолями костей относительно порогового уровня маркера в контроле, более характерно для пациентов мужского пола. ИФР-II, ИФРСБ-1, ИФРСБ-3 не зависели от пола, как в контрольной группе, так и у больных опухолями костей.
На основании полученных данных можно предполагать о возможном использовании ИФР-I как маркера для предварительной оценки характера новообразования, главным образом у пациентов мужского пола, в то время как ИФР-II является фактором, независимым от пола и возраста пациентов и, кроме того, обладает меньшей специфичностью, чем ИФР-I.
Проведенных дисперсионный анализ не выявил достоверных различий в содержании в сыворотке крови ИФР-I, ИФР-II, ИФРСБ-1 и ИФРСБ-3 между группами больных с опухолями различной локализации (Таблица 30).
Примечание: достоверных различий не выявлено (p 0,05). На следующем этапе исследования нами проведено сравнение уровней компонентов системы ИФР в зависимости от типа пораженной кости. Уровни всех показателей системы ИФР в сыворотке крови при поражении трубчатых костей практически не отличались от значений исследованных белков при поражении плоских костей (Таблица 31)
Взаимосвязь сывороточных значений компонентов системы ИФР с размером опухоли изучали, как путем корреляционного анализа уровня показателя с линейными размерами опухоли (в см), так и сравнением групп пациентов согласно критерию Т. Уровни ИФР-I, ИФР-II и ИФРСБ-3 не зависели от размеров первичной опухоли, и только для ИФРСБ-1 характерна достоверная положительная корреляционная связь с размером опухоли (Рисунок 9). Рисунок 9. Корреляционная связь уровней ИФР-I(a), ИФР-II(b), ИФСРБ-1(c), ИФСРБ-3(d) с линейными размерами опухоли Достоверных различий в уровнях всех рассматриваемых показателей в зависимости от критерия Т не выявлено (Таблица 32).
Нами проведен анализ распределения уровней компонентов системы ИФР в зависимости от стадии заболевания (Таблица 33). Достоверные различия выявлены только для ИФРСБ-1 – его медианы были достоверно выше при стадии IVB относительно других стадий. Таблица 33 Содержание в сыворотке крови ИФР-I, ИФР-II, ИФРСБ-1 и ИФРСБ-3 в зависимости от стадии заболевания
Подводя итог этого раздела исследований, можно отметить, что лиганды ИФР – ИФР-I и ИФР-II, а также регуляторный белок ИФРСБ-3 являются факторами, относительно независимыми от локализации опухолевого очага, типа пораженной кости, размера опухоли и стадии заболевания. В то время как имеется связь содержания этих маркеров в сыворотке крови с характером процесса и его гистологическими характеристиками.
ИФРСБ-1 показал слабую зависимость от линейных размеров опухоли, а также значительное достоверное превышение при IVB стадии, и был независим от локализации процесса и типа пораженных костей. 3.7. Взаимосвязь уровней компонентов системы ИФР в сыворотке крови.
Проведен анализ корреляционных взаимосвязей между уровнями изучаемых показателей системы ИФР в сыворотке крови в различных группах пациентов с опухолями костей и у практически здоровых людей.
Так, в контрольной группе выявлена только прямая слабая корреляционная зависимость между уровнями ИФР-I и ИФСРБ-3 (R=0,32), в то время как между другими компонентами системы ИФР достоверных связей не наблюдали.
В группе злокачественных опухолей костей выявлены достоверные связи между ИФР-I и ИФР-II (R=0,42), ИФР-1 и ИФРСБ-3 (R=0,53), а также ИФР-II и ИФРСБ-3 (R=0,55) (Рисунок 10).
Рисунок 10. Связь уровней ИФР-I(a), ИФР-II(b), ИФСРБ-1(c), ИФСРБ-3(d) между собой в сыворотке крови при злокачественных опухолях костей (n=74) В группе доброкачественных и пограничных опухолей костей выявлена только достоверная положительная корреляционная связь средней силы между сывороточными уровнями ИФР-II и ИФРСБ-3 (R=0,61).
Нами проведено изучение связи уровней компонентов системы ИФР с показателями общей активности щелочной фосфатазы (ЩФ) в сыворотке крови у обследованных пациентов (Таблица 34).
Достоверные связи выявлены в группе злокачественных опухолей костей, причем дальнейший анализ показал, что имеются положительные достоверные корреляционные связи между уровнем ИФР-I в сыворотке крови и уровнем общей активности ЩФ в группе больных остеосаркомой кости, в то время как при хондросаркоме и саркоме Юинга ни один компонент системы ИФР не продемонстрировал корреляций с активностью ЩФ.
ИФР-I как фактор прогноза безрецидивной выживаемости в различных группах пациентов с новообразованиями костей
Опухоли костей, являясь достаточно редкими новообразованиями, считаются одной из самых сложных в диагностике и лечении группой онкологических заболеваний [1, 2, 20]. Опухоли костей отличаются крайне тяжелым клиническим течением и в большинстве случаев низкой эффективностью лечебных мероприятий, ранним гематогенным метастазированием и низкими сроками общей выживаемости [1, 17].
В диагностике опухолей костей важную роль играют методы инструментальной диагностики [8], в то время как биохимическое методы обследования пациентов с новообразованиями костей в настоящее время используют не достаточно широко. Лабораторные методы обследования пациентов с опухолями костей чаще всего сводятся к цитологическому анализу опухолевого материала, в то время как биохимическое исследование крови ограничивается рутинными показателями, среди которых практически нет специфичных маркеров, отражающих характеристики новообразований костей [2, 15]. Предоперационное биохимическое обследование пациентов с опухолями костей помогло бы в предварительной оценке характера новообразования до получения результатов гистологического исследования биопсии или материала полученного при операции.
Обобщая выше сказанное, можно отметить, что разработка новых методов лабораторной диагностики опухолей костей является важной проблемой, которая активно изучается в последнее десятилетие как отечественными, так и зарубежными авторами.
Результаты фундаментальных молекулярно-биологических исследований последних лет позволяют выделить ключевые молекулярные системы, лежащие в основе ряда биологических процессов, нарушения которых приводят к развитию и прогрессированию опухолей, в том числе и опухолей костей. Выявление биологически активных соединений, ассоциированных с рoстом и прoгрессированием опухолей костей, оценка их уровней в периферической крови может характеризовать определенные биологические особенности опухоли, склонность к инвазии и метастазированию.
Исследования клеточных систем, таких как система матриксных металлопротеиназ, система RANK, система VEGF, система EGF показали вовлеченность этих систем в процессы развития опухолей костей, а также показали возможности для использования некоторых их компонентов при биохимическом обследовании пациентов с новообразованиями костей. Например, была выявлена связь матриксных металлопротеиназ ММП-2 и ММП-9 с характеристиками опухолей костей, в том числе выживаемостью [26, 143]. Показано, что экспрессия ТИМП-1 и ММП-9 может иметь связь с патогенетическими механизмами, связанными с ростом типичной и периостальной остеосарком, а также саркомы Юинга, имеется зависимость уровней ММП от агрессивности опухолей [4].
Система ядерного транскрипционного фактора каппа B (система RANK), регулятор процессов костного ремоделирования, по литературным данным также вовлечена в развитие злокачественных опухолей костей, таких как остеосаркома, саркома Юинга [188], хондросаркома [131].
Исследования системы васкуло-эндотелиального фактора роста (VEGF), продемонстрировали не только связь данной системы с метастазированием и инвазией при различных опухолях костей [9, 85, 196], но и показали возможности использования сывороточных уровней ее компонентов, таких как VEGF, в оценке характера опухолевого процесса в кости [19].
Основная роль подобных маркеров заключается в том, что, характеризуя биологические особенности каждой конкретной oпухоли, они могут помочь в прогнозировании исхода заболевания и в индивидуализации лекарственного лечения. Таким образом, определение биохимических маркеров при злокачественных опухолях костей может использоваться для составления групп риска с менее благоприятным прогнозом, которым требуется более тщательное наблюдение и, возможно, расширение терапевтической тактики. Другой перспективной задачей биомаркеров опухолей костей является оценка чувствительности к определенным видам терапии и индивидуализация схем адъювантного и неоадьювантного химиотерапевтического лечения [10].
В этих условиях определенный интерес представляет исследование фундаментальных и лабораторных аспектов функционирования такой клеточной системы, как система инсулиноподобного фактора роста (система ИФР).
Система ИФР - молекулярная сигнальная сеть, осуществляющая регуляцию клеточного цикла, нарушения которой при опухолях костей могут приводить к развитию злокачественного фенотипа [192, 199]. Усиление продукции факторов роста опухолевыми клетками способны аутокринно и паракринно усиливать пролиферацию опухолевых клеток. На сегодня известно большое количество локальных регуляторов роста опухолей, к которым можно отнести ряд биоактивных веществ, таких как иммуноцитокины, производные арахидоновой кислоты, полипептидные факторы роста, эпидермальный фактор роста (EGF), а также биоактивных веществ, способствующие инвазии и метастазированию -васкуло-эндотелиальный фактор роста (VEGF), матриксные металлопротеиназы и т.д. [193, 214] Система инсулиноподобных факторов роста, индуцируемая лигандами ИФР-I и ИФР-II - один из таких регуляторов, действуя посредством активации каскада нижележащих эффекторов, так и вступая в молекулярные взаимодействия с вышеописанными системами. Важными компонентами системы ИФР являются ИФР связывающие белки (ИФРСБ 1,2,3,4,5,6), роль которых в онкогенезе неоднозначна [41, 119,165].
В настоящее время имеется множество свидетельств, о роли системы инсулиноподобных факторов роста в развитии новообразований В ряде работ, также приводятся данные, анализирующие возможности использования компонентов системы ИФР в качестве биохимических маркеров при онкологических заболеваниях различных типов и локализации [163, 167, 172, 177, 178, 199]. Однако, имеющиеся в литературе свидетельства достаточно противоречивы, что может отражать различия в особенностях функционирования системы ИФР при различных типах опухолей, так и быть следствием высокой вариабельности изучаемых факторов, особенно при исследованиях их уровней в периферической крови.
Так, например, во многих исследованиях показано, что риск развития рака простаты положительно коррелирует с уровнем ИФР-I в периферической крови: у мужчин с высоким уровнем этого фактора роста заболевание развивается приблизительно в 4 раза чаще, чем у мужчин с низким уровнем ИФР-I в крови [158]. Исследования уровней ИФРСБ-3 в периферической крови при раке простаты, не показали какой-либо связи с развитием опухоли. Так, в работах N.E.Allen и F.Gu et al. не выявлено влияния уровня IGFBP-3 на риск развития рака простаты [30, 95].
Для ИФР-I похожая зависимость получена для рака толстой кишки. В ряде работ описано повышение риска возникновения колоректального рака при высоких уровнях инсулионоподобного фактора роста I типа в сыворотке крови [175].