Перспективы совершенствования серологической диагностики и оценки прогрессирования рака предстательной железы

Читайте в новом номере

Импакт фактор - 0,584*

*пятилетний ИФ по данным РИНЦ

Регулярные выпуски «РМЖ» №2 от 27.11.2011 стр. 57
Рубрика: Онкология

Для цитирования: Черняев В.А. Перспективы совершенствования серологической диагностики и оценки прогрессирования рака предстательной железы // РМЖ. 2011. №2. С. 57

Резюме. В статье обсуждается проблема лабораторной диагностики рака предстательной железы, а именно – недостатки определения ПСА и перспективы применения других биомаркеров.

Ключевые слова: рак простаты, биомаркеры, ПСА.

В настоящее время для выявления рака простаты (РП) оценивают увеличение уровня простатического специфического антигена (ПСА) в сыворотке крови. Однако ПСА–тест, который может давать как ложноположительный, так и ложноотрицательный результат, не позволяет дифференцировать начинающуюся гиперплазию простаты (ДГПЖ), клинически незначимый РП и агрессивный РП. В связи с этим необходим поиск новых биомаркеров РП для улучшения раннего выявления и точности диагностики, определения агрессивности РП и для наблюдения после проведенного лечения. Техника протеомики учитывает высокопроизводительный анализ биологических жидкостей с визуализацией (определением) и количественной оценкой тысяч потенциальных белковых маркеров и представляет собой весьма многообещающее средство для поиска новых, улучшенных молекулярных маркеров РП. В данном обзоре суммированы стандартные биомаркеры РП и показаны новые идентифицированные биомаркеры для ранней диа­гностики и оценки прогрессирования РП, которые могли бы быть использованы в будущем.
РП – второй наиболее широко распространенный тип рака у мужчин в Северной Америке и Австра­лии/Но­вой Зеландии, в 2002 г. он занимал 6–е место в мире по уровню смертности среди мужчин [1]. Для успешного лечения РП у пациентов важно определить болезнь на ранней стадии и тщательно следить за ее прогрессированием. Имеющиеся в настоящее время в распоряжении врачей методы включают морфологическое исследование биоптатов простаты, пальцевое ректальное исследование (ПРИ), трансректальное ультразвуковое исследование (ТРУЗИ). Количествен­ный анализ ПСА. ПРИ и ТРУЗИ достаточно широко используется для диагностики, но их способность установить диагноз РП весьма ограничена и нет возможности отличить ДГПЖ и РП.
Морфологическое исследование ткани простаты способно безоговорочно определить РП в большинстве случаев. Этот метод наиболее широко используется для определения прогноза РП, результат основан на числе Глисона, которое определяется путем оценки строения ткани опухоли под микроскопом [2]. Низкое число Глисона сопряжено с лучшим прогнозом [2]. Однако имеются ограничения по применению данного метода для скрининга. Во–первых, биопсия должна быть выполнена для того, чтобы получить ткань опухоли для исследования. Во–вторых, шкала Глисона используется патоморфологами в качестве полуколичественного, поскольку довольно сложно оценить каждую клетку в каждом срезе ткани. В–третьих, недостаток согласованности между границами в определении числа Глисона между различными патологами. В этой связи показатель Глисона имеет ограниченную количественную ценность. Использование биомаркеров преодолевает проблему квантификации и предлагает более достоверный путь для ранней диагностики РП и оценки его прогрессирования. Число Глисона – наиболее часто используемый прогностический фактор для РП.
Сывороточный ПСА в диагностике
и прогрессировании РП
Для диагностики РП ПСА – единственный биомаркер, одобренный FDA. К сожалению, не идеальный биомаркер, так как его использование в качестве основного маркера для скрининга РП во многих странах привело к видимому (обманчивому) увеличению заболеваемости и уменьшению уровня смертности.
ПСА – гликопротеин с молекулярной массой 33 кДа, который принадлежит к семейству человеческих калликреиновых белков и является нейтральной серин протеазой, имеет несколько изоформ с изоэлектическим уровнем от 6,8 до 7,2 [3]. Выработка ПСА зависит от секреции андрогенов и в основном происходит в ткани простаты, однако низкие концентрации этого белка могут быть найдены в других тканях (таких как почки или эндометрий). ПСА секретируется эпителием простаты и эпителиальной выстилкой долек (ацинусов) и протоков ткани простаты. Он встречается в сперме. Наивысшие концентрации ПСА в ткани простаты. Для того, чтобы попасть в кровоток, ПСА проникает через простатическую базальную мембрану, строму, капиллярную базальную мембрану и эндотелиальные клетки капилляров [3]. Две формы ПСА найдены в сыворотке крови: свободный и связанный с альфа1–антихимотрипсином или с альфа2–макроглобулином [3]. ПСА тест основан на определении общего количества ПСА в крови. Обще­принятой верхней границей нормы является концентрация 4 нг/мл [4], также было показано, что концентрация ПСА в крови увеличивается с возрастом [5]. Значения ПСА выше указанной границы предполагают выполнение биопсии для определения РП. Недавние исследования нашли доказательства, свидетельствующие о чувствительности и специфичности этой границы. Одно такое исследование показало, что ПСА тест только рассматривается достоверным при уровне сывороточного ПСА у мужчин выше 2,6 нг/мл (для нормы) и выше 10,0 нг/мл (для рака) [6]. Специ­фичность ПСА только 25–35% между значениями 2,6–10,0 нг/мл; это означает что 70–80% подвергаются ненужным биопсиям [6]. В другом исследовании, начатом в США в 1993 г., изучалась распространенность РП среди мужчин с уровнем ПСА менее 5 нг/мл и было выявлено, что 33,7% мужчин в действительности имели РП при уровне ПСА≤2 нг/мл и у 50,8% мужчин развился рак при значениях ПСА 2,1–4 нг/мл. [7]. Среди тех мужчин, которым своевременно не был поставлен диагноз с использованием принятых ПСА уровней, у 37,5% выявлен высокозлокачественный рак. Эти находки были подкреплены более поздним исследованием, проведенным с 1997 по 2005 гг. в Европе с участием 855 мужчин, у которых ПСА не превышал 4,0 нг/мл и данные ПРИ были в норме, где было показано, что 20,5% из них имели высокозлокачественный рак [8].
Более того, связь между сывороточным ПСА и РП ослабла за последние 20 лет. Исследование Stamey показало, что сывороточный уровень ПСА хорошо коррелирует только с ДГПЖ [9]. Дооперационное значение ПСА и объем простаты, по данным исследования 1300 образцов РП, статистически значимо коррелируют друг с другом при использовании различных регрессионных методов [9]. Причина недостаточной надежности диагностики РП с использованием ПСА состоит в том, что уровень ПСА в сыворотке крови может также изменяться под действием других факторов, помимо РП. При других заболеваниях, (в частности, острая задержка мочи и простатит), уровень сывороточного ПСА также может повышаться [10].
Возраст пациента также влияет на уровень ПСА. Специалисты клиники Мейо сообщают, что уровень сывороточного ПСА не пропорционален уровню положительных биопсий, но в большей степени пропорционален возрасту пациента [11]. Stamey сообщает, что 8% мужчин в 20 лет имеют РП, заболеваемость РП растет неуклонно и линейно, и с каждой декадой жизни до 80% мужчин в 17 лет поражены болезнью [9]. Следова­тель­но, возможно, что одна универсальная точка отсчета для определения нормального уровня может быть недостаточной, учитывая, что с возрастом меняются показания теста ПСА. Moul предлагает, что для разных возрастных групп следовало бы ввести разные значения нормы [5]. Исследование 11 861 мужчины, которым измерялся уровень ПСА в течение 2 лет, показало, что уровень ПСА варьирует с возрастом и рекомендовано использовать пороговое значение в 2 нг/мл для возрастной группы 50–59 лет [5].
Корейские ученые установили, что уровень ПСА также может быть связан с индексом массы тела (ИМТ). После обследования 8640 корейских мужчин без РП в возрасте от 40 до 79 была обнаружена обратно пропорциональная зависимость ИМТ среди мужчин 40–59 лет [12]. Установлено, что ожирение может уменьшить уровень ПСА примерно на 0,13–0,18 нг/мл. Все эти данные подчеркивают необходимость улучшения методик по определению уровня ПСА.
Дериваты (производные) ПСА и РП
Поскольку специфичность ПСА может изменяться, различные методы направлены на улучшение теста, эти методы могут быть разделены на две группы: изоформы ПСА и параметры ПСА. Изоформы ПСА: свободный ПСА (fPSA), проПСА (proPSA), связанный ПСА (cPSA) и доброкачественный ПСА (bPSA). Параметры ПСА, с другой стороны, включают определение процента свободного ПСА (%fPSA), плотность ПСА (PSAD), возрасто–специфические уровни ПСА, скорость прироста ПСА и время удвоения ПСА.
fPSA, который означает ПСА, не связанный с белками плазмы, в настоящее время наиболее часто определяемая изоформа. Процентное отношение свободного ПСА к общему ПСА улучшает специфичность выявления РП у мужчин с уровнем общего ПСА 4–10 нг/мл и отрицательными результатами биопсии [13]. Этот факт был установлен в результате исследования проведенного в 2000 г., в котором сравнивались свободный ПСА и плотность ПСА у 773 образцов (379 с РП, 394 с ДГПЖ) у пациентов из 7 медицинских центров в возрасте 50–75 с уровнем ПСА 4–10 нг/мл [14]. Это исследование показало, что только свободный ПСА (чувствительность 95%, специфичность 27%) показывает стойкое и статистически достоверное преимущество над традиционным ПСА тестом (чувствительность 95%, специфичность 15%).
Результаты двух мультицентровых исследований показали, что сPSA улучшает специфичность общего ПСА, но не имеет преимуществ по сравнению с f/tPSA [15]. Плотность ПСА (PSAD) обладает большей специфичностью относительно общего ПСА и f/tPSA [16]. Указанные исследования подтверждают тот факт, что совместное определение cPSA и PSAD могут занять место ПСА–теста для диагностики РП.
Другие параметры ПСА, такие как скорость прироста ПСА (PSA–V) и время удвоения ПСА (PSA–DT), также могут быть использованы для улучшения чувствительности и специфичности. Хотя диагностическая значимость PSA–V противоречива, данный маркер имеет большее значение в качестве прогностического фактора для рака простаты. Высокая скорость прироста ПСА ассоциирована с высоким риском развития рецидива РП. Данный фактор следует рассматривать и как прогностический биомаркер для диагностики рецидива РП после радикальной простатэктомии. Исследователи во главе с D’Amico изучали взаимосвязь между дооперационным показателем PSA–V и риском смерти от рака предстательной железы у 1054 пациентов. Те больные, у которых ежегодный дооперационный показатель PSA–V превышал 2 нг/мл/год в течение 7 лет перед простатэктомией, имели больший риск смерти от РП [17].
Таким образом, использование производных ПСА улучшает специфичность ПСА–теста при значениях от 4 до 10 нг/мл. Однако только %fPSA продемонстрировал статистически значимое улучшение, другие же вышеупомянутые дериваты ПСА пока не нашли широкого клинического применения. Тем не менее их использование может оказаться полезным при исследовании новых возможных биомаркеров для диагностики данной патологии.
Новые белковые биомаркеры для РП
На сегодняшний день выявлены, по крайней мере, 90 потенциальных биомаркеров РП (данные о них суммированы в таблице 1). Ниже будут рассмотрены лишь некоторые из них, которые широко описаны и обладают бо́льшей статистической достоверностью по сравнению с ПСА.
Калликреин 2 в диагностике РП
Человеческий калликреин 2 (hK2), как и ПСА, относится к семейству сериновых протеаз. hK2 был первично выявлен при иммуногистохимическом исследовании эпителиальных клеток РП (гиперэкспрессия) [18]. Вслед за этими первыми исследованиями был определен сывороточный уровень hK2, где данный маркер, как и ПСА, представлен в виде свободной и связанной форм. Partin et al. исследовали связь между сывороточной концентрацией hK2 и РП у мужчин, уровень ПСА которых находился в диапазоне 2–4 нг/мл, при этом у 40% пациентов был выявлен РП [19]. Другие исследования оценивали прогностическую значимость hK2. Было показано, что уровень данного маркера в крови достоверно коррелирует с риском развития биохимического рецидива после радикальной простатэктомии [20]. При анализе данных 867 пациентов прогностическая ценность hK2 для биохимического рецидива оказалась равной 73,1%, в то время как для ПСА – 59,9% (в группе пациентов с показателем tPSA≤10 нг/мл). Хотя hK2 продемонстрировал лучшую точность в прогнозировании биохимического рецидива после радикального хирургического лечения по сравнению с ПСА, требуются дальнейшие исследования для подтверждения данного факта.
Prostate cancer gene 3 (PCA3) в моче
РСА3 является новым простат–специфичным геном, гиперэкспрессия которого наблюдается в ткани РП. Возможность использования оценки РСА3 в моче впервые была предложена de Kok et al. в 2002 г. [21]. Метод заключается в исследовании РСА3 мРНК и ПСА мРНК в моче, собранной у пациента после пальцевого ректального исследования. Предполагается, что оценка РСА3 в моче способна улучшить выявление РП, особенно в серой зоне ПСА.
При исследовании 534 пациентов из 5 разных институтов показано, что использование РСА3 способно с большей точностью, чем ПСА (р<0,01), выявлять рак простаты на ранних стадиях, избегая лишних биопсий [22]. Также было показано, что уровень РСА3 в моче статистически достоверно связан с объемом опухоли и суммой Глисона при исследовании препаратов после простатэктомии. Необходимо продолжение исследований для подтверждения ценности данного маркера, внедрения его в клиническую практику.
Early prostate cancer antigen (EPCA)
EPCA является протеином ядра клетки, который ассоциирован с РП и рассматривается, как потенциальный биомаркер, использование которого продемонстрировало 84% специфичности и 85% чувствительности для диагностики РП при выполнении иммуногистохимического исследования [23]. Paul et al. разработали систему для определения EPCA в крови пациентов, при этом показатели специфичности и чувствительности для выявления РП составили 94 и 92% соответственно. Однако ретроспективный анализ образцов ткани РП показал, что не во всех случаях наблюдается гиперэкспрессия данного показателя. Таким образом, в настоящее время большим потенциалом обладает использование EPCA в сочетании с ПСА–тестом.
Prostate–specific membrane antigen (PSMA)
 PSMA впервые впервые был обнаружен на мембране эпителия простаты в 1987 г. Его экспрессия оказалась повышенной в ткани РП, вследствие чего началось исследование данной субстанции в качестве биомаркера для рака предстательной железы. Выяснилось, что роль PSMA в качестве сывороточного маркера весьма противоречива. Проведенные исследования не продемонстрировали преимущества PSMA по сравнению с ПСА. Однако недавно стала доступна новая методика определения PSMA в сыворотке (ProteinChip technique), при использовании которой были получены достоверные различия сывороточных концентраций PSMA у пациентов с РП и ДГПЖ [24].
Тем не менее другие факторы, такие как выработка PSMA нормальной тканью простаты, другие опухоли, возраст, оказывают влияние на сывороточную концентрацию PSMA, снижая прогностическую ценность данной субстанции в качестве потенциального биомаркера РП.
Благодаря бурному развитию возможностей протеомики в последнее десятилетие на сегодняшний день появляется все больше и больше потенциальных биомаркеров, использование которых позволяет улучшить диагностику и результаты лечения пациентов, страдающих РП (табл. 1).
Таким образом очевидно, что совершенствование лабораторной диагностики рака предстательной железы является актуальной задачей клинической онкологии и урологии, а поиск эффективных маркеров для ранней диагностики рака предстательной железы и оценки его прогрессирования после лечения имеет реальную перспективу в недалеком будущем получить высокоспецифические тесты, пригодные для работы практических врачей.

Таблица 1. Потенциальные биомаркеры рака предстательной железы

Литература
1. Parkin DM, Bray F et al. Global cancer statistics, Cancer J Clin 2005; 55:74–108
2. Epstein JI, Alsbrook WC et al. ISUP Consensus Conference on gleason grading of prostatic carcinoma. Am J Surg Pathol 2005;29:1228–42.
3. Lukes M, Urban M et al. Prostate–specific antigen: current status. Folia Biol 2001;47:41–9.
4. Antenor JAV, Han M et al. Relationship between initial prostate specific antigen level and prostate cancer detection in screening study. J Urol 2004;172:90–3.
5. Moul JW, Sun L et al. Age adjusted prostate specific antigen and prostate specific antigen velocity cut points in prostate cancer screening. J Urol 2007;177:499–503.
6. Smith DS, Humphrey PA et al. The early detection of prostate carcinoma with prostate specific antigen. Cancer 1997;80:1852–6.
7. Thompson IM, Pauler DK et al. Prevalence of prostate cancer among man with a prostate specific antigen level <or=4 ng/ml. N Engl J Med 2004;350:2239–46.
8. Ahyai SA, Graefen M et al. Contemporary prostate cancer prevalence among T1c biopsy–referred men with a prostate–specific antigen level <=4,0 ng/ml. Eur Urol 2008;53:750–7.
9. Stamey TA. The era of serum prostate specific antigen as a marker for biopsy of the prostate and detecting prostate cancer is now over in the USA. BJU Int 2004;94:963–4.
10.  Tchetgen MBN, Oesterling JE. The effect of prostatitis, urinary retention, ejaculation, and ambulation on the serum prostate–specific antigen concentration. Urol Clin N Am 1997;24:283.
11. Stewart CS, Leibovich BC et al. Prostate cancer diagnosis using a saturation needle biopsy technique after previous negative sextant biopsies. J Urol 2001;166:86–91.
12.  Kim YJ, Han BK et al. Body mass index influences prostate–specific antigen in man younger than 60 years of age. Int J Urol 2007;14:1009–12.
13.  Catalona WJ, Partin AW et al. JAMA 1998;279:1542–7
14.  Catalona WJ, Partin AW et al. Urology 2000;55:372–6.
15.  Djavan B, Remsi M et al. Results of the prospective multicenter European trial. Urology 2002;60:4–9.
16.  Sozen S, Kupelia B et al. Eur Urol 2005;47:302–7.
17.  D’Amico AV, Chen MH et al. Preoperative PSA velocity and the risk of death from prostate cancer after radical prostatectomy. N Engl J Med 2004;351:125–35.
18.  Darson MF, Pacelli A et al. Human glandular kallikrein 2 expression in prostatic intraepithelial neoplasia and adenocarcinoma: a novel prostate cancer marker. Urology 1997;49:857–62.
19.  Catalona WJ, Partin AW et al. Use of human glandular kallikrein 2 for the detection of prostate cancer. Urology 1999;54:839–45.
20.  Steuber T et al. Int J Cancer 2006;118:1234–40.
21.  Kok JB, Verhaegh GW et al. PCA3 a very sensitive and specific marker to detect prostate tumors. Cancer Res 2002;62:2695–8.
22.  Marks LS, Fradet Y et al. PCA3 molecular urine assay for prostate cancer in men undergoing repeat biopsy. Urology 2007;69:532–5.
23. Dhir R et al. Early identification of individuals with prostate cancer in negative biopsies. J Urol 2004;171:1419–23.
24.  Xiao Z, Adam BL et al. Quantitation of serum prostate–specific membrane antigen by a novel protein biochip immunoassay discriminates benigi from malignant prostate disease. Cancer Res 2001;61:6029–33.


Оцените статью


Поделитесь статьей в социальных сетях

Порекомендуйте статью вашим коллегам

Предыдущая статья
Следующая статья

Авторизируйтесь или зарегистрируйтесь на сайте для того чтобы оставить комментарий.

зарегистрироваться авторизоваться
Наши партнеры
Boehringer
Jonson&Jonson
Verteks
Valeant
Teva
Takeda
Soteks
Shtada
Servier
Sanofi
Sandoz
Pharmstandart
Pfizer
 OTC Pharm
Lilly
KRKA
Ipsen
Gerofarm
Gedeon Rihter
Farmak