Способ прогнозирования гематогенного метастазирования при кишечном типе рака желудка
Владельцы патента RU 2470308:
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт онкологии" Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (ФГБУ "НИИ онкологии" СО РАМН) (RU)
Учреждение Российской академии наук Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгарда РАН (ИМБ РАН) (RU)
Изобретение относится к области медицины и предназначено для прогнозирования гематогенного метастазирования при кишечном типе рака желудка. Проводят иммуногистохимическую оценку процента экспрессии протеина альдо-кето редуктазы I В 10 семейства (AKR1B10) в клетках рака желудка кишечного типа, формирующих железистоподобные структуры, располагающихся в слизистом, подслизистом, мышечном и серозном слоях стенки желудка. Рассчитывают коэффициент регрессии β с помощью метода множественной регрессии из пакета программ Statistica 6,0 for Windows. При значении коэффициента регрессии β равном или более «-0,25» случай относят к группе высокого риска развития гематогенных метастазов, а при значении коэффициента регрессии β менее «-0,25» случай относят к группе низкого риска развития гематогенных метастазов. Способ позволяет повысить точность прогнозирования риска гематогенного метастазирования при кишечном типе рака желудка. 2 пр., 5 ил., 2 табл.
Изобретение относится к области медицины, конкретно к онкологии, и касается способов прогнозирования гематогенного метастазирования при кишечном типе рака желудка при инвазии не менее чем до мышечного слоя стенки органа.
Общепризнанным является деление гистологического строения рака желудка на кишечный, диффузный и смешанный типы [4] (1). Считается, что рак желудка диффузного типа склонен к глубокой инвазии в толщу стенки органа и лимфогенному метастазированию, что является причиной недостаточности радикального лечения и высокого риска рецидивирования. В целом это приводит к снижению процента 5-летней выживаемости после оперативного вмешательства [6] (2).
Имеются сведения о том, что развитие гематогенного метастазирования при раке желудка связано с венозной инвазией, а также глубиной врастания опухоли в стенку желудка [3] (3). Исследования последних лет показали, что ценным инструментом для идентификации пациентов с высоким риском развития гематогенных метастазов может быть оценка васкуляризации опухоли. У больных с гематогенными метастазами определяется более высокий уровень экспрессии CD34, чем у пациентов без них. Кроме того, распространенность гематогенных метастазов увеличивается с повышением количества новообразованных сосудов, экспрессирующих CD34 [5] (4) (Нет критериев для кишечной формы).
Известен способ прогнозирования выживаемости при раке желудка, предложенный Порошенко А.Б. с соавторами (Патент RU 2241991). Способ заключается в том, что при выявлении перстневидно-клеточной гистологической структуры рака желудка у женщин 50-59 лет с наступившей менопаузой прогнозируют неблагоприятное течение заболевания. Область применения способа ограничена.
Недостатком описанного способа является то, что, во-первых, понятие «неблагоприятное течение заболевания» является довольно абстрактным, а во-вторых, данный способ имеет значимые ограничения в клинической характеристике пациентов (женщины, 50-59 лет, наступившая менопауза).
Новая техническая задача - создание способа прогнозирования гематогенного метастазирования при кишечном типе рака желудка.
Для решения поставленной задачи в способе прогнозирования гематогенного метастазирования при кишечном типе рака желудка проводят иммуногистохимическую оценку процента экспрессии протеина альдо-кето редуктазы I В 10 семейства (AKR1B10) в клетках рака желудка кишечного типа, формирующих железистоподобные структуры, располагающиеся в слизистом, подслизистом, мышечном и серозном слоях стенки желудка, рассчитывают коэффициент регрессии β с помощью метода множественной регрессии из пакета программ Statistica 6,0 for Windows, при этом в качестве переменного параметра используют процент экспрессии AKR1B10 в слизистом, подслизистом, мышечном и серозном слоях стенки желудка, а в качестве независимого параметра используют показатель, отражающий наличие опухолевых структур в разных слоях стенки желудка: «1» - в слизистом слое, «2» - подслизистом, «3» - мышечном, «4» - серозном, причем, если опухоль прорастает до мышечного слоя, то оценивают экспрессия только в трех слоях, и при значении коэффициента регрессии β равном или более «-0,25» случай относят к группе высокого риска развития гематогенных метастазов, при значении коэффициента регрессии β менее «-0,25» случай относят к группе низкого риска развития гематогенных метастазов.
Сущность предлагаемого способа иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Больной М., 68 лет, с кишечным типом рака желудка без предоперационной химиотерапии, с инвазией опухоли до слизистого слоя, стадии T2N2M0. Процент экспрессии AKR1B10 составил 98% в слизистом, 99% в подслизистом, 100% в мышечном слоях стенки желудка. Коэффициент регрессии β экспрессии AKR1B10 равнялся 0,99. Прогноз неблагоприятный. Через 25 месяцев после операции у пациента возникли гематогенные метастазы в печени.
Пример 2. Больной Б., 60 лет, с кишечным типом рака желудка без предоперационной химиотерапии, с инвазией опухоли до мышечного слоя, стадии T2N2M0. Процент экспрессии AKR1B10 составил 98% в слизистом, 93% в подслизистом, 95% в мышечном слоях стенки желудка. Коэффициент регрессии β экспрессии AKR1B10 равнялся -0,60. Прогноз благоприятный. Гематогенные метастазы отсутствуют.
Выбор маркера предлагаемого способа обусловлен изучением данных литературы, патентных источников и проанализированных клинических наблюдений.
AKR1B10 - альдо-кето редуктаза I В 10 семейства. Так же известна, как тонкокишечная редуктаза (SI-редуктаза). Альдо-кето-редуктазы являются НАД (Ф) Н-зависимыми ферментами, которые катализируют разрушение различных карбонильных связей, что обусловливает их важную роль в метаболизме стероидов, а также в детоксикации реактивных альдегидов в перевариваемой пище. AKR1B10 содержится во многих тканях, но в основном обнаруживается в тонком кишечнике, прямой кишке, надпочечниках. Имеются сведения об участии AKR1B10 в метаболическом пути ретиноевой кислоты, которая регулирует дифференцировку и росто-супрессивные эффекты в различных предраковых и раковых клетках. В легких недостаток ретиноида является причиной гиперплазии и плоскоклеточной метаплазии респираторного эпителия. Кроме того, отмечена экспрессия AKR1B10 при опухолях печени, молочной железы. Локализуется в цитоплазме клеток. Экспрессия AKR1B10 выражена в немелкоклеточном раке легкого и аденокарциномах [1]. Известно, что AKR1B10 может играть роль в регуляции пролиферации клеток и клеточного ответа при карбонильном стрессе. Ген AKR1B10, ответственный за активацию глицеролипидного метаболизма в эксперименте, экспрессировался в более низких уровнях в образцах с аденокарциномами пищевода и кардиоэзофагиальных раках, а также при кишечном типе рака желудка в сравнении образцами с кишечной метаплазией эпителия [2].
Предлагаемые критерии подобраны в результате анализа данных клинических наблюдений. В исследование вошло 29 пациентов с кишечным типом рака желудка стадии T1-4N0-3M0, из них 52% мужчин и 48% женщин. Средний возраст больных 62,1±7,3 лет. Предоперационного лечения больным не проводилось. Операция выполнялась в объеме субтотальной дистальной резекции желудка, гастроэктомии, проксимальной резекции желудка, паллиативной субтотальной резекции желудка, операции Бильрот 2. Длительность наблюдения составила 5 лет.
Гистологический тип рака желудка устанавливался согласно классификации, предложенной Lauren P., 1965. Иммуногистохимичское исследование выполнялось по стандартной методике (Петров, 2003). Для детекции экспрессии белка AKR1B10 использовались высокоаффинные моноклональные антитела, полученные в институте молекулярной биологии им. В.А.Энгельгардта РАН (НОУ-ХАУ, Протокол №02.445.11.7354-4 от 25 марта 2008 г.). Чувствительность антител в дот-блоте составила 100 пкг, в Вестерн-блоте - 100 пкг. Использовалось рабочее разведение антител 1:300. Выраженность экспрессии определялась по проценту клеток с позитивной цитоплазматической экспрессией изучаемого маркера при большом увеличении микроскопа (×400). Для определения прогностического показателя экспрессия AKR1B10 проводилась только в клетках, формирующих железистоподобные структуры (фиг.1). Оценка показателя в криброзных (фиг.2), трабекулярных (фиг.3), солидных (фиг.4) структурах, а также в дискретных группах опухолевых клеток (фиг.5) оказалась не информативной. Процент клеток, экспрессирующих маркер, определялся раздельно в слизистом, подслизистом, мышечном и серозном слоях стенки желудка. Оказалось, что при отсутствии гематогенного метастазирования процент клеток, экспрессирующих AKR1B10, убывал по мере увеличения глубины прорастания опухоли. В случаях же с гематогенной диссеминацией подобного различий не было обнаружено (табл.1).
С помощью метода множественной регрессии из пакета программ Statistica 6,0 for Windows подсчитывался коэффициент регрессии (β). В качестве переменного параметра использовали проценты экспрессии AKR1B10 в слизистом, подслизистом, мышечном и серозном слоях стенки желудка. Если опухоль прорастала до мышечного слоя, то оценивали экспрессию только в трех слоях. В качестве независимого параметра использовали показатель, отражающий наличие опухолевых структур в разных слоях стенки желудка: «1» - в слизистом слое, «2» - подслизистом, «3» - мышечном, «4» - серозном. Коэффициент регрессии экспрессии AKR1B10 подсчитывали для каждого пациента отдельно.
Следует отметить, что подсчет коэффициента регрессии был возможен лишь при прорастании не менее тех слоев. Из 29 пациентов такая ситуация прослеживалась в 15 наблюдениях, поэтому оценка прогностического параметра проводилась только у этих больных. Оказалось, что среднее значение коэффициентов регрессии у пациентов с наличием гематогенных было выше, чем у больных без метастазов (табл.2). Отрицательное значение коэффициента регрессии означало, что по мере прорастания опухоли большего количества слоев стенки желудка уменьшался процент опухолевых клеток, экспрессирующих AKR1B10. В случае положительного значения коэффициента регрессии доля клеток, наоборот, возрастала.
В качестве пороговой величины коэффициента регрессии β, разделяющей случаи с наличием или отсутствием метастазов кишечного типа рака желудка, избрано значение «-0,25» (табл.1). При этом условии в случаях, когда следовало ожидать возникновение гематогенного метастазирования, коэффициент регрессии должен был быть равен или больше чем «-0,25». О низкой вероятности развития гематогенных метастазов должно было свидетельствовать значение коэффициента регрессии меньше «-0,25». Используя данные условия, были подсчитаны чувствительность и специфичность метода, а также отношение шансов. Чувствительность метода составила 67%, специфичность 92%, отношение шансов 22.
Источники информации
1. Bhattacharjee A. Classification of human lung carcinomas by mRNA expression profiling reveals distinct adenocarcinoma subclasses. / A. Bhattacharjee, W.G. Richards, J. Staunton // Proc Natl Acad Sci USA. - 2001. - Vol.98. - P.13790-5.
2. Gomes L.I. Expression profile of malignant and nonmalignant lesions of esophagus and stomach: different activity of functional modules related to inflammation and lipid metabolism. / L.I. Gomes, G.H. Esteves // Cancer Res. - 2005. - Vol.65 (16). - P.7127-7136.
3. Ikeguchi M. // Relationship between hematogenic metastasis of gastric cancer and the maximum extent of venous invasion by cancer cells in the gastric wall. / M. Keguchi, K. Katano, A. Oka, S. Tsujitani, M. Maeta, N. Kaibara // Hepatogastroenterology. - 1995. - Vol.42(5). - P.660-5.
4. Lauren P. The two histological main types of gastric carcinoma: diffuse and so-called intestinal type carcinoma. // Acta Pathologica et Microbiologica Scandinavica. - 1965. - Vol.64(1). - P.31-49.
5. Tenderenda M. Expression of CD34 in gastric cancer and its correlation with histology, stage, proliferation activity, p53 expression and apoptotic index. / M. Tenderenda, P. Rutkowski, D. Jesionek-Kupnicka, R. Kubiak // Pathol Oncol Res. - 2001. - Vol.7(2). - P.129-34.
6. Zheng H. Pathobiological characteristics of intestinal and diffuse-type gastric carcinoma in Japan: an immunostaining study on the tissue microarray. / H. Zheng, H. Takahashi // Journal of Clinical Pathology. - 2007. - Vol.60. - P.273-277.
Приложение
Таблица 1. Процент экспрессии AKR1B10 в железистоподобных структурах опухоли при различной глубине инвазии их в стенке желудка в зависимости от гематогенного метастазирования у больных кишечным типом рака.
Таблица 2. Среднее значение коэффициента регрессии (β) у больных с кишечным типом рака желудка при наличии или отсутствии гематогенных метастазов.
Фиг.1. Экспрессия AKR1B10 в железистоподобных структурах в кишечном типе рака желудка. Ув. × 400.
Фиг.2. Экспрессия AKR1B10 в криброзных структурах в кишечном типе рака желудка. Ув. × 400.
Фиг.3. Экспрессия AKR1B10 в трабекулярных структурах в кишечном типе рака желудка. Ув. × 400.
Фиг.4. Экспрессия AKR1B10 в солидных структурах в кишечном типе рака желудка. Ув. × 400.
Фиг.5. Экспрессия AKR1B10 в дискретно расположенных группах опухолевых клеток в кишечном типе рака желудка. Ув. × 400.
| Таблица 1 | |||||
| Гематогенные метастазы | Процент экспрессии протеина Рr33 (M±S.D.) | Значение β | |||
| слизистый | подслизистый | мышечный | серозный | ||
| а | б | в | г | ||
| Нет (М0) | 86,0±17,6 (n=24) | 77,4±23,5 | 65,6±32,6 | 36,7±50,5 | -0,95 р=0,04 |
| (n=23) | (n=12) | (n=3) | |||
| pа=0,08 | ра=0,009 | ра=0,0006 | |||
| pб=0,01 | |||||
| Есть (М+) | 97,3±1,1 | 94,2±7,8 | 96,5±4,5 | - (n=0) - |
-0,25 р=0,84 |
| (n=3) | (n=4) | (n=4) |
| Таблица 2 | ||
| Гематогенные метастазы | n | Среднее значение коэффициента регрессии β (M±S.D.) |
| Нет (М0) | 12 | -0,73±0,45 |
| Есть (М+) | 3 | 0,19±0,99 |
| F=6,2; p=0,02 |
Способ прогнозирования гематогенного метастазирования при кишечном типе рака желудка, характеризующийся тем, что проводят иммуногистохимическую оценку процента экспрессии протеина альдо-кето редуктазы I В 10 семейства (AKR1B10) в клетках рака желудка кишечного типа, формирующих железистоподобные структуры, располагающиеся в слизистом, подслизистом, мышечном и серозном слоях стенки желудка, рассчитывают коэффициент регрессии β с помощью метода множественной регрессии из пакета программ Statistica 6,0 for Windows, при этом в качестве переменного параметра используют процент экспрессии AKR1B10 в слизистом, подслизистом, мышечном и серозном слоях стенки желудка, а в качестве независимого параметра используют показатель, отражающий наличие опухолевых структур в разных слоях стенки желудка: в слизистом слое равным «1», в подслизистом равным «2», в мышечном равным «3», в серозном равным «4», причем, если опухоль прорастает до мышечного слоя, то оценивают экспрессию только в трех слоях, и при значении коэффициента регрессии β равном или более «-0,25» случай относят к группе высокого риска развития гематогенных метастазов, а при значении коэффициента регрессии β менее «-0,25» случай относят к группе низкого риска развития гематогенных метастазов.
