Официальный сайт первого в России, странах СНГ и Балтии просветительного журнала "Вместе против рака", посвящённого проблемам профилактики, диагностики, лечения онкологических заболеваний и реабилитации онкобольных

существующие методы лечения излечивают миллионы больных

Прорыв в диагностике рака

13
Декабрь
2017
А. Белохвостов,
доктор мед. наук

Последние годы ознаменовались большими достижениями в области генетики, полученными, в основном, молекулярно-генетическими и молекулярно-биологическими методами. Многое стало понятно и в механизме злокачественного перерождения (трансформации) клеток, и в формировании опухолевого очага. Показано, что от первой генетической поломки в нормальной клетке до ее превращения в высокозлокачественную клетку происходит накопление тысяч случайных дефектов в генах (так называемых мутаций), и среди них несколько мутаций должно быть обязательно в генах, отвечающих за регуляцию клеточного деления или запрограммированной клеточной гибели.

Известно, что в нормальных клетках мутации очень редки. В среднем за жизнь человека в нормальных клетках происходит не более двух мутаций. До последнего времени оставалось непонятным, почему в клетках, вставших на путь злокачественной трансформации, за несколько лет накапливаются тысячи мутаций. Оказалось, что в неблагоприятных условиях в клетках развивается состояние генетической нестабильности, когда вероятность мутаций повышена. По окончании экстремальных воздействий клетка возвращается в состояние генетической стабильности. Возможно клетки, остающиеся генетически нестабильными после окончания неблагоприятных воздействий, и являются предопухолевыми, постоянно накапливающими груз мутаций. Во всяком случае трансформированные клетки всегда генетически нестабильны.

Поломку генов у клеток, вставших на путь злокачественной трансформации, в популярной литературе часто сравнивают с движением автомобиля и поведением водителя. Так, протоонкогены, т.е. гены, способствующие делению клеток, сравнивают с педалью газа в автомобиле. Гены-супрессоры опухолевого роста, т.е. ограничивающие клеточное деление, сравнивают с тормозной системой у автомобиля. На начальных этапах озлокачествления клеток обычно страдают протоонкогены, превращающиеся после мутаций в онкогены, а затем в процесс вовлекаются и гены-супрессоры опухолевого роста. Усиленную способность клеток к делению на начальных этапах можно сравнить с желанием водителя утопить педаль газа в пол, когда впереди ровная бетонка до горизонта, а небо безоблачно и воздух свеж. Однако, если мутации затрагивают не только онкогены, но и гены-супрессоры опухолевого роста, то поведение клеток можно сравнить с действием безумного водителя, который не только жмет на педаль газа, но и перерезал тормозные шланги.

В период, когда появляются клинические признаки опухоли, и больной чувствует какие-то неполадки в своем организме, опухоль уже достигает в размере нескольких миллиметров или даже сантиметоров. Клинический период развития опухоли часто составляет 1-2 года, тогда как ее бессимптомное развитие от одной клетки до очага в 2-3 мм продолжается долгие годы или даже десятилетия. Предопухолевый очаг размером до 2-3 мм может дремать годами до тех пор, пока не произойдет мутация в генах, способствующих прорастанию сосудов к опухоли и обеспечивающих, таким образом, ее кровоснабжение, а, следовательно, и возможность дальнейшего увеличения массы.

Еще недавно опухоль можно было диагностировать в большинстве случаев лишь на финишной прямой, после ее прорастания сосудами. Выявить опухоль размером 2-3 мм, особенно если она находилась во внутренних органах, представлялось почти не реальным. И вот здесь на помощь врачам пришли сверхчувствительные молекулярно-генетические методы, позволяющие определять очень малое число измененных (мутантных) участков ДНК, (ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота, носитель наследственной информации в клетках любого живого организма) иногда даже одну мутантную молекулу.

Опухолевые клетки содержат множество мутаций в ДНК, а каждая мутация может стать генетической меткой (маркером) опухоли. Есть гены, мутации которых встречаются в опухолевых клетках особенно часто, - это ген р53-ген-супрессор, т.е. тормозящий опухолевый рост. В норме он сдерживает деление генетически дефектных клеток и заставляет их запускать каскад реакций "самоубийства". Поломки гена р53 позволяют генетически дефектной клетке избежать "самоубийства". Мутации гена р53 встречаются в половине диагностированных опухолей. Другой ген-супрессор опухолевого роста р16, подавляющий клеточное деление в другой точке цикла деления клетки, также неполноценен почти у половины опухолей. В некоторых опухолях обнаруживается онкоген k-ras - мутантная форма одного из ключевых генов - стимуляторов клеточного деления. Существует и еще ряд генов с высокой частотой мутаций в опухолях. Определение мутаций в нескольких генах позволяет выявлять опухоль на ранних этапах развития.

Необходимо упомянуть еще об одной важнейшей особенности опухолей - так называемой клоновости. Как правило, всю массу опухоли (а это миллионы и миллиарды клеток) составляют потомки одной опухолевой клетки, это называется клоном. Вследствие этого во всех клетках присутствуют одинаковые мутации в генах. Таким образом, в клетках опухоли миллиарды молекул ДНК имеют одинаковые мутации в ДНК.

Что же эта закономерность дает для ранней диагностики рака? Среди опухолевых клеток всегда найдутся клетки разрушающиеся или активно выделяющие свою ДНК. Эта ДНК попадает в межтканевые жидкости и далее в кровоток. Если взять кровь и удалить из нее клетки, то в оставшейся плазме крови будут находиться фрагменты ДНК опухолевого происхождения и таким образом можно диагностировать наличие онкологического заболевания.

Подобная мысль приходила ученым давно. Еще в 60е-70е годы в Швейцарии профессором Филиппом Анкером, а в Советском Союзе автором данной статьи делалось много попыток доказать возможность обнаружения в биологических жидкостях ДНК опухолевого происхождения. В 1980 году мною с коллективом соавторов была опубликована работа о диагностической значимости низкомолекулярной ДНК опухолевого происхождения в асцитной жидкости (жидкость, накапливающаяся в брюшной полости) при раке яичников или раке желудка. Однако, чтобы анализировать ДНК опухолевого происхождения в плазме крови при массовых обследованиях, необходима была высокая чувствительность метода. Это стало возможным после разработки полимеразной цепной реакции (ПЦР), которая позволяет тестировать десятки или даже единичные последовательности ДНК. Поместив ДНК плазмы крови в пробирку, этим методом за полтора часа можно получить миллиард копий дефектного гена, если таковой имеется в организме и далее выявить его с помощью простых лабораторных методов.

Наши теоретические расчеты и первые наблюдения свидетельствуют о возможности диагностировать опухоль размером 2-3 мм.

В литературе приводятся сведения, что опухоли поджелудочной железы, трудно диагностируемые обычными методами, с помощью ПЦР-анализа гена k-ras в плазме крови удается выявить за 1-2 года до клинического проявления.

ПЦР-анализ гена р53 позволяет выявить опухоли за 4-6 месяцев до их клинического проявления.

Переходя к практической стороне вопроса, необходимо сказать, что ПЦР-анализ по выявлению мутантных генов в ДНК плазмы крови, только начинает внедряться в практику США и в отдельных странах Европы. Большинство же стран Европы и остального мира не имеют пока таких методов. Тем приятней отметить, что ПЦР-анализы генов р53, k-ras, р16 и некоторых других в ДНК плазмы крови проводятся в научно-исследовательской лаборатории Военно-медицинской академии в Санкт-Петербурге.

Помимо ранней диагностики ПЦР-анализы мутантных генов позволяют проводить в ДНК плазмы крови прослеживание опухолевого процесса при лечении онкологических больных. Обычно плазму крови берут до операции, по удалении опухоли, а также спустя некоторое время после удаления и/или после химиотерапии. Например, в случае рака молочной железы это может быть сделано до операции, через 2-8 недель после операции (в зависимости от стадии опухолевого процесса) и после окончания курса химиотерапии. Во всех случаях кровь надо брать не ранее, чем через 2 недели после лечебного воздействия, чтобы избежать ложноположительного результата.

Мутантные гены, анализируемые в качестве своеобразных меток (маркеров), определяются в ДНК, выделенной из парафиновых срезов самой опухоли. "Онкомаркеры" - свидетели присутствия раковых клеток в организме. Их значение для выявления скрытого онкологического процесса очень велико. Если в клетках удаленной раковой опухоли были определенные маркеры, то они обязательно появляются в сыворотке крови или, например, в моче при наличии в организме не менее 1 млн. раковых клеток. Маркеры имеют большое значение для раннего выявления развития таких опухолей, как рак молочной железы, мочевого пузыря, бронхов, предстательной железы, шейки матки, яичников, а также опухоли носоглотки и уха, множественной миеломы и неходжкинских лимфом.

Если какой-либо онкомаркер, например ген р53, выявлен в опухоли и в плазме крови до операции, но не обнаруживается спустя 2 недели после операции и/или после окончания курсов химиотерапии, это означает, что опухолевых клеток или совсем не осталось в организме или их незначительная часть находится в покоящемся состоянии. В любом случае, рецидив или метастазы в ближайшие месяцы маловероятны. Если же мутантный ген продолжает выявляться в ДНК плазмы крови или его количество нарастает, этот показатель предсказывает рецидив или метастазирование. Положительный результат анализа в этом случае может быть использован для смены лечебной тактики, добавления или замены химиопрепаратов, более интенсивного ведения больного, биотерапии и т.д. Подобные анализы выполняются в течение нескольких дней, а значение ответа - ценою в жизнь.




Яндекс.Метрика
Год
Номер журнала
Название статьи
Автор
Ключевые слова

Valid XHTML 1.0 Transitional Правильный CSS!

Rambler's Top100

 

alt

Сайт создан и поддерживается группой профилактики канцерогенных воздействий РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН в рамках федеральной целевой программы "Предупреждение и борьба с социально значимыми заболеваниями (2007-2011гг)"
Все права защищены и охранются законом.
При использовании материаллов указание источника и ссылка на http://www.vmpr.ru обязательны