kub
Островок  здоровья

----
  
записная книжка врача акушера-гинеколога Маркун Татьяны Андреевны
----
 
 
 
Онкомаркеры в лабораторной диагностике раковых заболеваний

Страница 1 2 3 4 5 6 7 всего страниц: 7

Проблема онкологической заболеваемости занимает ведущее место среди неинфекционной патологии. В последние десятилетия отмечается неуклонный рост онкологических заболеваний. Частота некоторых видов рака по отношению к общему числу раковых заболеваний выбранного спектра представлена на рис.15.9.

Впервые возможность лабораторной диагностики ракового заболевания - гепатокарциномы на ранних стадиях развития опухоли с использованием специфического биохимического маркера - альфа-фетопротеина, была доказана отечественными учеными - Г. И. Абелевым с соавт. (1963) и Ю. С. Татариновым (1964). В последующие годы в лабораторной диагностике раковых заболеваний были использованы как альфа-фетопротеин, так и другие ассоциированные с опухолевым ростом биомолекулы.

Ассоциированные с опухолевым ростом биомолекулы, исключая нуклеиновые кислоты, вошли в группу биохимических онкомаркеров. Открытие протоонкогенов и антионкогенов, разработка приемлемых для работы практической лаборатории методов анализа их структуры и функциональной активности, стали основой для развития лабораторной ДНК-диагностики. ДНК прото- и антионкогенов, тестируемых в лабораторно-диагностической практике, составляет в структурно-функциональном отношении группу молекулярно-генетических онкомаркеров. Изложенный далее материал затрагивает прикладные вопросы использования онкомаркеров в лабораторной диагностике раковых заболеваний.

Молекулярно-генетические онкомаркеры, направления ДНК-диагностики

Тестирование молекулярно-генетическнх онкомаркеров предполагает определение дефектов структуры ДНК протоонкогенов и антионкогенов и их функциональной активности с использованием возможностей лабораторных технологий, основанных на полимеразной цепной реакции (ПЦР-анализ). Достоинством ПЦР-анализа является высокая чувствительность, позволяющая определить 10-15-10-18 г дефектной ДНК, что означает возможность выявления злокачественных клеток на доклинической стадии развития опухолевого процесса при выполнении одного лишь анализа.

Исследуемые диагностически значимые протоонкогены и антионкогены приведены в табл. 15.1, 15.3.

Выше отмечалось, что мутации могут затрагивать регуляторные - промоторные - элементы протоонкогенов, тогда как базовый вариант ПЦР-анализа позволяет определять дефекты той части структуры гена, которая кодирует информацию о последовательности аминокислот в полипептидной цепочке белкового продукта. Для лабораторной практики разрабатываются варианты ПЦР-анализа (например, метод бисульфитной модификации ДНК с последующей метил-специфической полимеразной цепной реакцией - МС-ПЦР), позволяющие оценивать функциональную активность тестируемых генов.

Состояние данных о биологической роли тех или иных онкогенов и антионкогенов в предрасположенности к возникновению трансформированных клеток, формированию раковой клетки, ее прогрессии, реакции на терапию и, соответственно, прогноза терапевтического воздействия позволяют выделить в клинической практике следующие направления ДНК-диагностики:

  1. Лабораторная ДНК-диагностика наследственных форм рака.
  2. Лабораторная ДНК-диагностика спорадических форм рака с определением эффективных методов терапевтического воздействия и прогноза развития заболевания.
  3. Лабораторная ДНК-диагностика микрометастазов.
  4. Лабораторная ДНК-диагностика предрасположенности к возникновению рака.
  5. Лабораторная диагностика функциональном активности генов.

Лабораторная ДНК-диагностика наследственных форм рака

Наследуемые формы рака составляют около 5% всей онкологической заболеваемости. Результаты анализа структуры онкологических заболеваний в семьях с повышенным риском их развития показали, что в большинстве случаев идет наследование склонности к опухолям определенного тканевого происхождения. Наследование повышенной предрасположенности одновременно к опухолям различного тканевого происхождения - явление относительно редкое. Для формирования злокачественного фенотипа необходимо 6-9 независимых онкогенных мутаций. При наследуемых формах рака путь к формированию злокачественных клеток сокращается на один шаг. Протоонкогены и антионкогены, дефекты которых имеют место при наследуемых формах рака, представлены в табл. 15.1 и 15.3.

Проведение ДНК-диагностики при наследственных формах рака должно строиться с учетом анамнестических данных. Следствием положительных результатов ДНК-диагностики при наследственных формах рака может быть профилактическое лечебное воздействие. Например, за рубежом широко практикуются профилактические маcт- и тиреоэктомии при выявлении терминальных мутаций в генах ВRСА1, ВRСА2 и RЕТ (табл. 15.1 и 15.3).

Лабораторная ДНК-диагностика спорадических форм рака с определением эффективных методов терапевтического воздействия и прогноза развития заболевания

Подавляющее большинство злокачественных новообразований (95%) возникает спорадически, трансформация затрагивает одну или несколько соматических клеток. В лабораторной диагностике первичный скрининг единичных клеток при спорадических формах рака различного происхождения может быть осуществлен посредством выявления в биоматериале (кровь, биоптаты ткани, мокрота и др.) онкогенов и дефектных антионкогенов, приведенных в табл. 15.1 и 15.3. В табл. 15.4 [показать] приведена частота обнаружения нарушений структуры генов р53, K-RАS и теломеразной активности при различных формах рака.

Выявление мутации гена К-RAS позволяет при проведении одного лишь исследования поставить диагноз злокачественного новообразования, локализация которого может быть выявлена на основании данных о состоянии здоровья конкретного пациента, мониторингового использования соответствующих биохимических онкомаркеров.

Выявление повышенной активности теломеразы и дефекта гена р53 (равно как и любого другого антионкогена) не являются столь бесспорными критериями наличия опухолевых клеток, как наличие дефекта гена К-RAS. Так, при отсутствии каких-либо других тестируемых отклонений в состоянии здоровья пациента положительный результат тестирования дефекта гена р53 или активности теломеразы указывают на предрасположенность к развитию ракового заболевания. Подобная противоречивость обусловлена тем, что для злокачественного перерождения клетки необходимо повреждение обоих аллелей гена супрессора. Мутантный аллель является рецессивным, однако выявляется методом ПЦР-анализа. При наличии дефекта лишь в одном аллеле гена супрессора и сопутствующей активности теломеразы формируется иммортализованная трансформированная клетка, способная обеспечить гиперплазию ткани, в которой высоко вероятно образование раковых клеток.

Уровень дефектного гена р53 и активности теломеразы позволяют оценить эффективность проводимых профилактических лечебных мероприятий по поводу предракового заболевания. Устойчивая тенденция снижения уровня рассматриваемых показателей или отрицательный результат их выявления являются благоприятным лабораторно-прогностическим признаком эффективности проводимой профилактической терапии, в противном случае схема проводимых терапевтических мероприятий требует коррекции.

При наличии злокачественного новообразования своевременная и рациональная ДНК-диагностика позволяет выбрать наиболее эффективную схему лечения. Подобный подход базируется на ряде характеристик, присущих опухолевому росту. В частности, формирование злокачественного новообразования из клеток одного, наиболее злокачественного клона, проходит стадию клонально-гетерогенной опухоли. Подобное обстоятельство означает, что онкогенетические изменения в различных клетках, образующих опухоль, имеют полиморфизм. Однако, определенному типу опухоли присущи характерные нарушения структуры прото- и антионкогенов, возникающих в раличных клетках первичного очага в различной последовательности. Спектр этих нарушений, составленный на основе тестирования характерных для определенного типа опухоли онкогенетических дефектов, позволяет создать молекулярный "портрет" злокачественного образования. Выявленный молекулярный фенотип опухоли является основой выбора максимально агрессивной противоопухолевой терапии и прогноза ее эффективности.

Сформулированные выше положения проиллюстрируем характерной ситуацией, возникающей при химиотерапии злокачественных новообразований. Так, пациенты с онкологическим заболеванием ко времени постановки диагноза могут иметь 1012- опухолевых клеток. Следствием применения какого-либо весьма действенного и избирательного в отношении данной опухоли препарата, например, цисплатины, гибнет, предположим, 99,9% всех ее клеток (значительным эффект?). Клональная гетерогенность клеток опухоли делает весьма вероятным вариант, при котором в ее составе окажется клон, резистентный к этому препарату в силу того, что клетки имеют дефект гена опухолевого супрессора белка р53. Оставшиеся 0,1% составляют 109 опухолевых клеток, начинают размножаться и постепенно замещают собой погибшие. Если продолжительность клеточного цикла равна примерно 20-24 ч, то для полного восстановления массы опухоли потребуется всего лишь около 10 дней. В итоге произошла трансформация опухоли к иному, злокачественному фенотипу. Пролиферирующие клетки опухоли устойчивы к использованному химиопрепарату. Клиническая ремиссия в анализируемом случае сменится рецидивом болезни. Проведенная ранее химиотерапия препаратом цисплатина в случае ее повторного применения успеха иметь не будет.

Идентификация ДНК-маркеров неблагоприятного прогноза предполагаемого типа химиотерапии, позволяет создать максимально агрессивную комбинацию химиотерапевтических препаратов с момента первичной диагностики.

На рис. 15.10 приведена графическая иллюстрация результатов терапевтического воздействия на раковые клетки при различных вариантах химиотерапии и ее сочетании с хирургическим лечением.

Низкая противоопухолевая активность химиопрепаратов может быть обусловлена экспрессией генов, продукты которых определяют множественную лекарственную устойчивость. Множественная лекарственная устойчивость (МЛУ) - это невосприимчивость популяции клеток опухоли одновременно к целому ряду химиотерапевтических препаратов различного химического строения и с разным механизмом действия на клетку. Множественная лекарственная устойчивость является серьезным препятствием успешного лечения злокачественных новообразований.

Выше был приведен пример лекарственной устойчивости к действию цпсплатины, повреждающее действие которой на ДНК раковой клетки не находит своего продолжения в индукции механизма гибели этой клетки. Подобное обстоятельство обусловлено функциональной недееспособностью РНК-продукта дефектного гена р53. Лекарственная устойчивость, обусловленная инактивацией антионкогенов и/или экспрессией генов, способствующих выживаемости клетки (ген фосфоинозитол-3-фосфаткиназы, белка Всl-2 и др.), играет существенную, но вспомогательную роль.

Специализированные механизмы множественной лекарственной устойчивости связаны с функцией особой группы белков. В табл. 15.5 представлены гены и их РНК-продукты, определяющие МЛУ [показать]

  • Ген МDR1 [показать]
  • Ген МRР [показать]
  • Ген LRР [показать]

Лабораторная ДНК-диагностика микрометастазов

Диагностика микрометастазов является дополнением и продолжением предыдущего направления. Так выявление микрометастазов в крови, лимфатических узлах и костном мозге необходимо для контроля эффективности лечения и в периоды ремиссии. В случае опухолей, характеризующихся высоким уровнем метастатической активности (например, v-src индуцированный канцерогенез), диагностика микрометастазов в крови, лимфатических узлах и костном мозге важна для определения первичной схемы комбинированного терапевтического воздействия.

Основным методическим приемом, используемым для выявления опухолеспецифических генов в единичных раковых клетках, находящихся в образце крови, биоматериале из лимфатического узла или костного мозга, является полимеразная цепная реакция со вложенными праймерами на обратно транскрибированной мРНК (nested RT-PCR), выделенной из анализируемого материала. Чувствительность указанного метода анализа позволяет выявить 1-2 раковые клетки среди 1-5 млн лимфоцитов.

В табл. 15.9 приведены ДНК-маркеры, которые могут быть использованы для выявления микрометастазов при ряде онкологических заболеваний [показать] .

Обнаружение микрометастазов в процессе лечения позволяет своевременно изменить схему лечения и начать его в периоды ремиссии.

Лабораторная ДНК-диагностика предрасположенности к возникновению рака

Диагностика базируется на тестировании структуры тех генов, избыточная или недостаточная активность РНК-продуктов которых необходима для реализации онкогенных возможностей действующего химического, физического или биологического канцерогена. Гены и, соответственно, их РНК-продукты у разных людей имеют полиморфизм, т.е. отличия по регулируемости, активности и другим характеристикам, которые определяют особенности метаболизма индивида. Отдельные полиморфные формы какого-либо гена и его РНК-продукта, встречающиеся у человека, ассоциируются с повышенной частотой развития рака, обеспечивая предрасположенность к нему.

Ген ароматазы СYР19 кодирует изоформу цитохрома Р450, катализирующую переход андрогенов в эстрогены. Встречается 11 вариантов гена СYР19. У лиц, имеющих вариант структуры гона, в 80-м кодоне третьего экзопа которого имеет место замена G -> А, отмечается повышенный риск развития опухолевого заболевания. РНК-продукт гена имеет повышенную активность и нечувствителен к его ингибитору - 4-гидроксиандростендиону. У лиц, имеющих вариант структуры гена с тетрануклеотидным повтором (ТТТА) в 4 интроне длиной в 171 п.н., отмечается предрасположенность к развитию рака легких, толстой кишки и других органов.

Ген СУР 17 кодирует цитохром Р450с17α, участвует в биосинтезе стерондных гормонов. У лиц, имеющих вариант структуры гена, в 27 позиции 5'-области которого имеет место замена Т -> С, создающая сайт узнавания фермента MspAI и транскрипционного фактора Sрl, отмечается увеличение риска развития рака молочной железы в 2,5 раза. Замена Т -> С в соответствующей позиции приводит к увеличению экспрессии гена и, соответственно, уровня его РНК-продукта.

Ген СYР1А1 кодирует цитохром Р4501А1, который метаболизирует углеводороды табачного дыма. У лиц, имеющих варианты замен в структуре генов Т6235С и А4889G увеличивается риск развития рака молочной железы. У лиц, имеющих в структуре гена вариант однонуклеотидной замены Т -> С в 264 нуклеотидах ниже сайта полиаденилирования в 2,4 раза увеличивается риск развития плоскоклеточного рака легкого.

Ген АR кодирует андрогеновый рецептор. В клетках предстательной железы выявлена связь между количеством тринуклеотидного повтора САG в четвертом экзоне и предрасположенностью к раку. У лиц, содержащих 18 и менее повторов тринуклеотидного повтора САG, выше предрасположенность к раку предстательной железы, чем у людей с количеством этого повтора 26 и более единиц.

Ген GSТР1 кодирует одну из изоформ глутатионтрансферазы. У лиц, имеющих замену в 104 кодоне, имеет место предрасположенность к раку мочевого пузыря, яичка и пищевода.

Изучение полиморфных форм генов, определяющих предрасположенность к развитию онкологического заболевания, является одним из актуальных направлений лабораторной ДНК-диагностики. Результаты тестирования предрасположенности к тем или иным формам рака могут быть использованы для проведения эффективных терапевтических мероприятий.

Лабораторная диагностика функциональной активности генов

Хорошо известно, что при ряде опухолевых заболеваний имеет место функциональная делеция генов, вовлеченных в онкогенез. В качестве примера рассмотрим антионкоген р16. Продукты этого гена белки Ink4 являются негативными регуляторами клеточного цикла, ингибируя циклинзависимые киназы Сdk4 и Сdk6 (cyclin-dependent kinase), они препятствуют образованию их комплексов с циклинами D, что необходимо для инициации клеточного цикла.

Основной причиной инактивации гена р16 является гиперметилирование промоторной области, которое имеет место в 70% случаев гепатокарцином и аденокарцином поджелудочной железы. Таким образом, при отсутствии каких-либо структурных изменений нуклеотидной последовательности он теряет свою активность, что может рассматриваться как функциональная делеция. В табл.15.10 [показать] приведены другие гены, функциональная инактивация которых обусловлена гиперметилированием промоторного района или других компонентов нуклеотидной последовательности и предопределяет развитие злокачественного новообразования.

Определение в образцах ткани различных опухолей особенностей метилирования генов, которое используется в регуляции клеточного цикла, репарации ДНК, метаболизме лекарств, иммунном ответе, ангиогенезе, образовании метастазов может служить диагностическим и прогностическим маркером.

Страница 1 2 3 4 5 6 7 всего страниц: 7

ЛИТЕРАТУРА [показать] .

Источник: Медицинская лабораторная диагностика, программы и алгоритмы. Под ред. проф. Карпищенко А.И., СПб, Интермедика, 2001


 
 

Куда пойти учиться



 

Виртуальные консультации

На нашем форуме вы можете задать вопросы о проблемах своего здоровья, получить поддержку и бесплатную профессиональную рекомендацию специалиста, найти новых знакомых и поговорить на волнующие вас темы. Это позволит вам сделать собственный выбор на основании полученных фактов.

Медицинский форум КОМПАС ЗДОРОВЬЯ

Обратите внимание! Диагностика и лечение виртуально не проводятся! Обсуждаются только возможные пути сохранения вашего здоровья.

Подробнее см. Правила форума  

Последние сообщения



Реальные консультации


Реальный консультативный прием ограничен.

Ранее обращавшиеся пациенты могут найти меня по известным им реквизитам.

Заметки на полях


навязывание услуг компании Билайн, воровство компании Билайн

Нажми на картинку -
узнай подробности!

Новости сайта

Ссылки на внешние страницы

20.05.12

Уважаемые пользователи!

Просьба сообщать о неработающих ссылках на внешние страницы, включая ссылки, не выводящие прямо на нужный материал, запрашивающие оплату, требующие личные данные и т.д. Для оперативности вы можете сделать это через форму отзыва, размещенную на каждой странице.
Ссылки будут заменены на рабочие или удалены.

Тема от 05.09.08 актуальна!

Остался неоцифрованным 3-й том МКБ. Желающие оказать помощь могут заявить об этом на нашем форуме

05.09.08
В настоящее время на сайте готовится полная HTML-версия МКБ-10 - Международной классификации болезней, 10-я редакция.

Желающие принять участие могут заявить об этом на нашем форуме

25.04.08
Уведомления об изменениях на сайте можно получить через раздел форума "Компас здоровья" - Библиотека сайта "Островок здоровья"

Островок здоровья

 
----
Чтобы сообщить об ошибке на данной странице, выделите текст мышью и нажмите Ctrl+Enter.
Выделенный текст будет отправлен редактору сайта.
----
 
Информация, представленная на данном сайте, предназначена исключительно для образовательных и научных целей,
не должна использоваться для самостоятельной диагностики и лечения, и не может служить заменой очной консультации врача.
Администрация сайта не несёт ответственности за результаты, полученные в ходе самолечения с использованием справочного материала сайта
Перепечатка материалов сайта разрешается при условии размещения активной ссылки на оригинальный материал.
© 2008 blizzard. Все права защищены и охраняются законом.



 
----