Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

14.01.07- Онкологія

Значення генетичних факторів у виникненні та клінічному перебігу колоректального раку

Олійніченко Геннадій Петрович

Київ 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Київській медичній академії післядипломної освіти ім.П.Л.Шупика МОЗ України

Науковий керівник - доктор медичних наук, професор М'ясоєдов Дмитро Володимирович , завідувач кафедри онкології Київської медичної академії післядипломної освіти ім.П.Л.Шупика МОЗ України

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор Шляховенко Володимир Олексійович, завідувач відділу ензимології Інституту експериментальної патології, онкології і радіобіології ім.Р.Є.Кавецького НАН України, м.Київ;

доктор медичних наук, професор Кикоть Володимир Онуфрійович, головний науковий співробітник науково-дослідного відділення абдомінальної онкології Інституту онкології АМН України, м.Київ.

Провідна установа - Донецький державний медичний університет ім.М.Горького, кафедра онкології, м.Донецьк.

Захист дисертації відбудеться “ 12 “ травня 2004 року о 13 годині 30 хвилин на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.155.01 в Інституті експериментальної патології, онкології і радіобіології ім.Р.Є.Кавецького НАН України за адресою: 03022, м.Київ, вул.Васильківська,45.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці ІЕПОР ім.Р.Є.Кавецького НАН України.

Автореферат розісланий “10“ квітня 2004 року

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, доктор медичних наук Н.В.Бородай

1. Загальна характеристика роботи

пухлина колоректальний рак лікування

Актуальність проблеми. Результати епідеміологічних досліджень свідчать про те, що протягом останніх десятиріч у багатьох економічно розвинутих країнах світу, у тому числі в Україні, спостерігається невпинне зростання захворюваності на рак ободової кишки (РОК) та рак прямої кишки (РПК) і смертності від цієї патології (Двойрин В.В. та співавт., 1995; Ивашкин В.Т., 1999; Аксель Е.М. та співавт., 1999; Федоренко З.П. та співавт., 2003).

Незважаючи на різні підходи, що застосовуються для оптимізації лікування пацієнтів із цим захворюванням, основним методом залишається хірургічний (Бондарь Г.В. и соавт., 2002; Кикоть В.О. та співавт., 2002; Шалімов С.О. та співавт., 2002; Шалимов С.А. и соавт., 2003; ).

Незадовільні результати лікування хворих певною мірою можна пояснити тим, що у практичній онкології не завжди враховується існуюча гетерогенність захворювання, яка стосується як клінічних особливостей його виникнення та перебігу, так і біологічної суті змін та проявів злоякісного росту в епітелії слизової оболонки товстої кишки.

Серед сучасних уявлень про причини виникнення колоректального раку (КРР) важливе значення надається генетичним факторам (Фролькис А.В., 1995; Комптон К.К., 1998; Бочков Н.П., 1999; Drews M., et al, 2000).

Зараз вже не викликає сумнівів той факт, що у патогенезі захворювання неабияку роль відіграє наявність у родоводах хворих поліпів, поліпозу та раку товстої кишки, особливо у родичів І ступеня спорідненості (Монахов А.С., и соавт., 2002; Dong C. et al, 2001). Результати клініко-генеалогічних та цитогенетичних досліджень свідчать про те, що у кровних родичів хворих на КРР є 2-4 кратний ступінь ризику розвитку аналогічного захворювання, а при наявності сімейного дифузного поліпозу, синдромів Гарднера, Турко також висока вірогідність виникнення раку (Белев Н.Ф., 1996; Лозинська М.Р., 2001; Kinzler K.W., Vogelstein B., 1996). В той же час питання стосовно внеску спадкових факторів та чинників іншого походження, в тому числі зовнішнього середовища, у загальну схильність до розвитку КРР остаточно не вирішені. Не з'ясовані особливості та відмінності клінічного перебігу КРР у осіб з обтяженням родоводів онкологічними захворюваннями.

Відомо, що лікування онкологічних хворих є найбільш ефективним на ранніх стадіях захворювання, а також тоді, коли воно базується на сучасних знаннях генетичних змін у пухлинах, які обумовлюють біологічні властивості новоутворень і внаслідок цього - особливості перебігу захворювання (Коршунов А.Г., и соавт., 2002; Li F.P., 1993; Sun X.F., et al. 1999; Sousa M.M., et al., 1999; Yamada S. et al., 2001).

Численними дослідженнями останніх років доведено прямий зв'язок між канцерогенезом пухлин колоректальної локалізації та структурно-функціональними перебудовами у певних хромосомах, а також генах, які регулюють процеси проліферації та диференціювання нормальних клітин (Kim Y.S., 1997; Wang Lu, et al., 2001).

Встановлено, що виникнення КРР у багатьох випадках є тривалим процесом злоякісної трансформації епітеліальних клітин, яка виникає внаслідок каскаду метахронних генетичних мутацій і тому механізми пухлиноутворення у товстій кишці не однакові для всіх неоплазій (Carethers J.M., 1996). Згідно сучасних уявлень молекулярної генетики, існує два основних механізми виникнення КРР, один з яких пов'язаний із мутацією генів, що причетні до репарації помилкового подвоєння ДНК, другий - характеризується мутацією генів-супресорів, серед яких важливе значення надається гену р53 та його продукту - білку р53, як регулятору процесів проліферації та диференціювання клітин і стабільності геному (Kim Y.S., 1997; Walker J., et al., 2001; Yamada S., 2001; Yashari M., 2001).

Доведено, що проліферативна активність клітин є однією із основних властивостей пухлин, яка визначає їх біологічну активність і від якої значною мірою залежить прогноз, перебіг захворювання, наслідки лікування та виживаність хворих (Коган Е.А., 1997; Пожарисский К.М., и соавт., 2000; Коган Е.А. и соавт., 2002; Степанова Е.В. и соавт., 2002).

В результаті впровадження в практику клініко-морфологічних досліджень сучасних біомолекулярних технологій в літературі накопичені певні відомості щодо стану біомолекулярних маркерів проліферації у новоутвореннях, в тому числі товстої кишки, - рівня експресії антигену ядер проліферуючих клітин (PCNA) та білка р53 (Sun R. et al, 2000; Samowitz W.S. et al, 2002; Gorting S.T., 2003).

Проте питання, які стосуються клінічного значення змін, що відбуваються у епітеліальних клітинах слизової оболонки товстої кишки внаслідок порушення стабільності регуляторних механізмів процесу проліферації щодо КРР з урахуванням спадковості, потребують вирішення.

Все вище зазначене обумовлює актуальність даної роботи і відповідність вимогам сучасної онкології.

Зв'язок дисертації з науковими програмами, темами, планами.

Дисертація виконана згідно плану науково-дослідних робіт кафедри онкології Київської медичної академіі післядипломної освіти ім.П.Л.Шупика за темою: “Сучасні методи діагностики та лікування злоякісних пухлин” (№ держрєєстрації - 0103U008728).

Мета дослідження: з'ясувати особливості клінічного перебігу пухлинного процесу та біологічної активності пухлин за показниками експресії РСNА та білка р53 у хворих на КРР з обтяженням родоводів злоякісними новоутвореннями для визначення можливих шляхів оптимізації лікування цих осіб та засобів профілактики захворювання.

Задачі дослідження:

Вивчити динаміку захворюваності та смертності хворих на КРР за період з 1991 року до 2000 року у м.Києві.

Визначити особливості клінічного перебігу РТК з урахуванням спадкових факторів у хворих, що лікувались протягом 1996-2000 року у Київській міській онкологічній лікарні. Оцінити 5-річну виживаність цих хворих.

Провести клініко-генеалогічне дослідження хворих на КРР, мешканців Київського регіону, та визначити внесок генетичної компоненти у загальну схильність до розвитку цього захворювання.

Здійснити комплексну оцінку проліферативної активності епітелію слизової оболонки товстої кишки, ураженої поліпами та раком, включно мітотичний режим та імуногістохімічне визначення РСNА.

Проаналізувати особливості експресії білка р53 в епітелії слизової оболонки товстої кишки, ураженої поліпами та раком, у осіб з різним ступенем обтяженості родоводів онкологічними захворюваннями.

Оцінити значення показників біологічної активності пухлин (за рівнем експресії РСNА та білка р53) у клінічному перебігу колоректального раку у хворих з обтяженням родоводів злоякісними новоутвореннями.

Дати науково обгрунтовані рекомендації щодо лікування хворих на КРР з обтяженням родоводів злоякісними новоутвореннями та проведення заходів профілактики розвитку злоякісних пухлин у родичів пробандів, в тому числі РТК.

Об'єкт дослідження: хворі на колоректальний рак з обтяженими і необтяженими онкологічними захворюваннями родоводами.

Предмет дослідження: частота агрегації КРР з іншими злоякісними новоутвореннями та спектр онкологічної патології у родоводах хворих на КРР з обтяженням родоводів онкологічними захворюваннями, співвідношення внеску генетичної компоненти та інших чинників у загальну схильність до розвитку РТК, особливості клінічного перебігу захворювання у осіб з обтяженими злоякісними новоутвореннями родоводами, експресія РСNА та білка р53 у пухлинах хворих, виживаність хворих на КРР з урахуванням генеалогічного фактору, біологічних особливостей пухлин та проведеного лікування.

Методи дослідження: епідеміологічний, загальноклінічні, клініко-генеалогічний, генетико-математичний, цитоморфологічний, імуногістохімічні, статистичні.

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше доведено, що провідну роль у загальній схильності до розвитку КРР у хворих Київського регіону відіграють спадкові фактори, внесок яких становить 74,84,8%, частка інших чинників складає 25,24,8%. Показано, що у хворих на КРР із сімейним обтяженням родоводів онкологічними захворюваннями РТК найчастіше асоціює із аналогічною патологією у родичів, а також раком інших органів травлення, жіночої репродуктивної системи та молочної залози, що притаманне для сімейного ракового синдрому І типу. Визначені особливості клінічного перебігу КРР у пацієнтів із обтяженням родоводів злоякісними новоутвореннями: частіший прояв хвороби у осіб молодого віку (від 21 до 50 років), більш низький ступінь диференціювання пухлин, переважна більшість хворих з первинно-множинними пухлинами (34 із 42 серед загальної кількості хворих на КРР), частіше визначення метастазів (на 32%) як до оперативного втручання, так і після нього, домінування процесу метастазування над місцевими рецидивами (78,6% та 21,4% проти 46,8% та 53,2% у хворих без обтяження родоводів онкологічними захворюваннями), що значно погіршує показники 5-річної виживаності. Вперше показано, що серед хворих на КРР з обтяженим родинним анамнезом, які пережили 5-річний термін спостереження, основну частину (88,7%) становили особи, що отримали комбіноване лікування із застосуванням імуномодулятора ТП-1 стимуліну.

Вперше на підставі зіставлення виживаності хворих на КРР із показниками біологічної активності пухлин (рівнем експресії РСNА та білка р53) з урахуванням генеалогічного фактору доведено, що накопичення злоякісних новоутворень у родоводах негативно позначається як на біологічних властивостях неоплазій, так і на клінічному перебігу захворювання.

Практичне значення отриманих результатів. На підставі клініко-генеалогічних досліджень розроблені клінічні критерії для виділення груп підвищеного ризику щодо розвитку КРР у осіб із родоводів, обтяжених онкологічними захворюваннями (родичі хворих на КРР І ступеня спорідненості, першочергово особи молодого віку, родичі із поліпами та поліпозом товстої кишки).

Розраховані таблиці рекурентного ризику розвитку КРР у нащадків хворих на КРР, які є базовими для використання при проведенні медико-генетичного консультування родичів пробандів із сімей, обтяжених онкологічними захворюваннями. Враховуючи значну кількість хворих на КРР з обтяженням родоводів онкологічними захворюваннями (57,8%), у поліклініці Київської міської онкологічної лікарні відкрито кабінет онкогенетичного консультування і створено передумови для заснування сімейного канцер-реєстру.

За результатами комплексного дослідження проліферативної активності епітеліальних клітин поліпів товстої кишки отримано патент “Спосіб діагностики облігатного передраку товстої кишки”.

Доведено, що використання у схемах комплексного лікування хворих на КРР з обтяженням родоводів онкологічними захворюваннями сучасних імуномодуляторів, зокрема Т-стимуліну, дозволяє наблизити виживаність цих пацієнтів до показників у осіб без обтяженого родинного анамнезу (41,4±2,9% та 48,4±2,5% відповідно).

Особистий внесок здобувача. Дисертантом особисто поставлена мета та сформульовані задачі дослідження, виконано інформаційний пошук, проведено аналіз джерел літератури. Автор самостійно здійснював вибір хворих для дослідження, їх обстеження, складав план їх лікування, проводив оперативне втручання та подальше спостереження за пацієнтами. Здобувач запропонував та самостійно впровадив метод комбінованого лікування хворих на КРР із застосуванням імуномодулятора ТП-1 стимуліну, він особисто провів порівняльний аналіз клінічного перебігу захворювання та виживаності хворих на РТК у групах з обтяженими і необтяженими онкологічними захворюваннями родоводами. Здобувач особисто опрацював статистичними методами клінічний матеріал, здійснив аналіз та узагальнення результатів дослідження, готував до публікації матеріали дисертації. Автором сформульовано основні положення, висновки та практичні рекомендації дослідження.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації були представлені та обговорені на: науково-практичній конференції “Імунотерапія при лікуванні злоякісних новоутворень” (м.Київ, 1998 р.), ІІ з'їзді онкологів країн СНД (м.Київ, 2000р.), ІІІ науково-практичній конференції “Проблеми онкогенетики: наукові та прикладні аспекти” (м.Київ, 2002р.), Х з'їзді онкологів України (м.Ялта, 2001р.), засіданні товариства онкологів (м.Київ, 2003р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 13 наукових робіт, 4 з них у фахових журналах, рекомендованих ВАК України, та тезах і матеріалах конференцій та з'їздів, отримано 1 патент на винахід.

Впровадження результатів роботи в практику. Результати дослідження впроваджені у практичну діяльність хірургічних відділень та поліклініки Київської міської онкологічної лікарні, у педагогічний процес кафедр онкології КМАПО ім.П.Л.Шупика та Національного медичного університету ім.О.О.Богомольця.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота, обсягом 178 сторінок, складається із вступу, огляду літератури, чотирьох розділів власних досліджень, узагальнення результатів дослідження, висновків, практичних рекомендацій, списку літератури, який включає 161 слов'яномовних та 122 іноземних джерел. Робота ілюстрована 23 рисунками, 27 таблицями.

2. Основний зміст роботи

Матеріали та методи дослідження. Основним предметом досліджень були клінічні та клініко-генеалогічні дані, отримані при обстеженні 450 хворих на РТК, мешканців м.Києва, що лікувались з 1996 по 2000 рік у абдомінальному відділенні Київської міської онкологічної лікарні. 217 пацієнтів (48,2±3,3%) були чоловічої, 233 (51,8±3,3%) жіночої статі. Вік хворих на РТК коливався від 23 до 85 років. Клінічний діагноз верифікований на підставі фізикальних та спеціальних методів обстеження пацієнтів. При морфологічному дослідженні пухлин у всіх хворих на КРР діагностовані аденокарциноми із ступенем диференціювання G1-G4.

Із загальної кількості хворих І стадія пухлинного процесу визначена у 49 (10,9±4,5%) пацієнтів, ІІ - у 233 (51,8±3,2%), ІІІ - у 101 (22,4±4,1%), IV - у 67 (14,9±4,4%) осіб.

Паралельно із клінічним обстеженням у всіх 450 хворих на КРР було проведене клініко-генеалогічне дослідження для встановлення ступеня обтяженості їх родоводів онкологічними захворюваннями. Матеріалом для цього були дані опитування самих хворих (пробандів), їх родичів або офіційні медичні документи, що підтверджували факт наявності у родичів онкологічних захворювань. Ці відомості вносились у генетичну карту, спеціально розроблену для хворих на КРР. На підставі отриманих даних складали родоводи хворих.

За наявністю чи відсутністю у родичів пробандів злоякісних новоутворень усі 450 хворих на КРР поділені на дві групи: І - РОЗН (родовід чи родина, обтяжена злоякісними новоутвореннями; родинна обтяженість злоякісними новоутвореннями); ІІ - РНОЗН (родовід чи родина, не обтяжена злоякісними новоутвореннями). У І групі налічувалось 260 осіб, у ІІ - 190.

Обсяг хірургічних втручань відповідав вимогам щодо обсягу радикальних операцій в залежності від розташування злоякісної пухлини у товстій кишці, стадії захворювання, віку та загального стану хворого.

Неоад'ювантна променева терапія та хірургічні втручання доповнювались ад'ювантними курсами хіміотерапії з використанням 5-фторурацилу у розрахунку 15мг/кг маси тіла хворого. У лікуванні хворих на КРР з обтяженими онкологічними захворюваннями родоводами застосовували тимостимулін (ТП-1 Сероно, Швейцарія) за схемою: 50 мг препарату внутрішньом'язово у передопераційному періоді та 6-8 призначень щоденно у післяопераційному. У подальшому цим хворим проводили ад'ювантні курси лікування з призначенням 5-фторурацилу, лейковоріну та декарісу.

У групах хворих на КРР з РОЗН і РНОЗН проведено порівняльне дослідження щодо визначення особливостей клінічного перебігу захворювання та показників виживаності, в тому числі з урахуванням наслідків лікування. Розрахунок показників виживаності хворих здійснювали шляхом побудови таблиць дожиття (Двойрин В.В., 1982).

Ґрунтовне клініко-генеалогічне дослідження родоводів хворих на РТК із визначенням частоти розповсюдженості, особливостей агрегації та спектру онкологічних захворювань у родичів обстежених осіб різного ступеня спорідненості із математичним розрахунком внеску генетичних факторів у загальну схильність до розвитку КРР та оцінкою рекурентного ризику розвитку цієї патології у нащадків хворих проведено на матеріалах 328 (72,9±4,2%) пацієнтів із загальної кількості вищезазначених, оскільки ця вибірка виявилась достатньо інформативною за усіма оціненими показниками. Генетико-математичний та сегрегаційний аналіз результатів клініко-генеалогічного дослідження, а також статистична обробка отриманих даних на ОЕМ здійснювались на підставі пакету програм, розроблених у лабораторії генетики Наукового центру психічного здоров'я АМН Росії.

Вивчення біологічних особливостей пухлин у хворих з РОЗН та РНОЗН за показниками проліферативної активності пухлинних клітин та рівня експресії білка р53 проведено на одному й тому ж операційному матеріалі 35 хворих з аденокарциномами товстої кишки (14 жінок та 21 чоловік віком від 35 до 75 років).

Враховуючи те, що при морфологічному дослідженні цих пухлин у 17,1% хворих зазначено зв'язок між виникненням КРР та малігнізацією поліпів, визначення показників проліферативної активності та рівня експресії білка р53 проведено також у 18 поліпах аденоматозного та аденопапілярного типу для з'ясування, у яких саме поліпах і за яких морфологічних ознак в них відбуваються порушення процесів проліферації і чим вони відрізняються від таких у сформованих аденокарциномах. Оцінка проліферативної активності новоутворень товстої кишки проводилась на підставі комплексу показників: мітотичний режим клітин (співвідношення фаз мітозу, загальна кількість патологічних мітозів та окремих форм патології поділу клітин, мітотичний індекс (МІ) у проміллє) та імуногістохімічне визначення рівня експресії антигену ядер проліферуючих клітин (PCNA).

Імуногістохімічне визначення рівня експресії PCNA та білка р53 проводили на парафінових зрізах пухлин за допомогою авідин-біотинового методу. Для ідентифікації білка р53, як первинні МКАТ було використано мутантну форму р53 фірми “Дако” (Данія), як вторинні - біотинільовані антитіла до імуноглобулінів миші, “Дако”. Для визначення рівня експресії PCNA використовували МКАТ миші проти антигену ядер проліферуючих клітин РС-10 фірми “Дако” та АВС - кіт фірми “Vector” (США).

Для встановлення значущості вищезазначених біомолекулярних показників - білка р53 та PCNA, як маркерів “агресії” пухлин, що позначаються на клінічному перебігу захворювання, проведено ретроспективне зіставлення рівня їх експресії із термінами виживаності хворих (26 померлих осіб від генералізації КРР) з урахуванням обтяженості родоводів онкологічними захворюваннями. Статистичну обробку результатів дослідження здійснювали з використанням t-критерію Ст'юдента. Результати досліджень та їх обговорення. Аналіз даних клініко-генеалогічного дослідження 328 родоводів хворих на КРР показав, що у 198 з них (60,4±3,4%) були родичі із злоякісними новоутвореннями різного генезу, у 130 родоводах онкологічні захворювання не спостерігались. У 207 родичів пробандів І ступеня спорідненості налічувалось 209 злоякісних пухлин (табл.1). Новоутворення частіше спостерігались у матерів (33,5%), ніж у батьків пробанда (24,4%). Привертає увагу те, що у 1,9% дітей пробандів також були виявлені злоякісні пухлини, в основному КРР та рак молочної залози (РМЗ).

Таблиця 1 Розподіл злоякісних пухлин у родичів хворих на колоректальний рак