2020-06-12
173
ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА ОПУХОЛЕВЫХ ОБРАЗОВАНИЙ
Учебное пособие
Чебоксары 2015
УДК 616-006-071(075.8)
ББК Р56-45я73
Авторы: Стручко Г.Ю.,
Меркулова Л.М.,
Кострова О.Ю.
Стоменская И.С.
Лабораторная диагностика опухолевых образований: учебное пособие / Сост. Стручко Г.Ю., Меркулова Л.М., Кострова О.Ю. Стоменская И.С. Чуваш. ун-т. Чебоксары, 2015. с.
Представлена характеристика наиболее распространенных опухолевых маркеров, которые необходимы для проведения диагностики онкологических заболеваний. Для каждого из показателей приведены нормальные величины и причины изменения исследуемого вещества.
Рекомендуется студентам старших курсов медицинского факультета, врачам-интернам, клиническим ординаторам, врачам общей практики и врачам-онкологам.
Отв. редактор: д-р мед. наук, профессор Г.Ю. Стручко
Утверждено Учебно-методическим советом университета
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Проблема роста онкологических заболеваний является одной из наиболее актуальных в медицине. Онкологические заболевания являются одной из основных причин заболеваемости и смертности во всем мире — в 2012 году произошло около 14 миллионов новых случаев заболевания и 8,2 миллиона случаев смерти, связанных с раком (Всемирный доклад о раковых заболеваниях, 2014). Ожидается, что за ближайшие 20 лет число новых случаев заболевания возрастет примерно на 70%.
Согласно статистическим данным Чувашской Республики новообразования являются третьей по значимости причиной смерти: удельный вес числа умерших от этой причины смерти в 2013 году составлял 11,1% от всех смертельных исходов. Несмотря на то, что коэффициенты смертности по названной причине преимущественны населению старше трудоспособного возраста (36,1% от всех умерших), небольшая доля приходится и на трудоспособный возраст (5,0% от всех умерших). Смертность в трудоспособном возрасте от новообразований составила 44,5% от всех умерших по этой причине. Смертность женщин в трудоспособном возрасте в 2,4 раза ниже, чем у мужчин в этом возрасте (Петрова Е.Н., 2014).
Таблица 1. Смертность мужчин и женщин трудоспособного возраста
От новообразований
|
| 2009 | 2012 | 2013 | |||
| мужчины | женщины | мужчины | женщины | мужчины | женщины | |
| Человек | ||||||
| Все население | 389 | 182 | 349 | 169 | 348 | 136 |
| Городское население | 200 | 115 | 197 | 106 | 174 | 81 |
| Сельское население | 189 | 67 | 152 | 63 | 174 | 55 |
| На 100 тыс. лиц соответствующего возраста | ||||||
| Все население | 96,2 | 47,4 | 89,0 | 46,3 | 90,0 | 38,1 |
| Городское население | 86,1 | 46,8 | 85,9 | 44,1 | 76,7 | 34,2 |
| Сельское население | 109,9 | 48,6 | 93,3 | 50,5 | 108,8 | 45,7 |
Рак – это общее название большой группы болезней, которые могут поражать любую часть тела. Очень часть используются синонимы рака, такие как злокачественные опухоли или новообразования. Основным признаком рака является стремительное образование и рост аномальных клеток, которые прорастают за пределы своих границ, способны проникать в близлежащие части тела, а также распространяться в другие органы.
На сегодняшний день к причинам, приводящим к развитию рака, относят общее ухудшение экологической обстановки и распространение вредных привычек, отсутствие физической активности, употребление канцерогенов в пищу, старение населения и т.д. Известно, что более 30 % случаев смерти от рака можно предупредить путем предотвращения или изменения основных факторов риска. К сожалению, анализ статистических данных свидетельствует о нарастании заболеваемости различными формами рака и у молодых.
Серьезным резервом для снижения смертности, особенно в трудоспособном возрасте, является ранее выявление заболеваний, являющихся основной причиной инвалидности и преждевременной смертности населения. Для этого, следуя приказу Министерства здравоохранения Российской Федерации от 3 декабря 2012 г. № 1006н «Об утверждении Порядка проведения диспансеризации определенных групп взрослого населения» ежегодно проводится диспансеризация подлежащего населения.
Медицина не стоит на месте: современные технологии позволяют диагностировать рак на самых ранних стадиях развития, а значит и увеличить вероятность излечения. Одним из эффективных способов диагностики онкологических заболеваний является анализ на онкомаркеры.
Опухолевые маркеры (онкомаркеры) – специфические вещества (разной химической природы), являющиеся продуктами жизнедеятельности злокачественных клеток или клеток, ассоциированных со злокачественным ростом, и обнаруживающиеся в крови и/или моче онкологических больных (В.С. Камышников, 2011). В большинстве случаев это простые или модифицированные белковые молекулы, относящиеся к глико- и липопротеинам. Некоторые из них характерны только для одной опухоли, другие встречаются при различных опухолях.
Онкомаркеры, образующиеся в самих опухолевых клетках, высвобождаются из них в кровь в ходе развития онкологического заболевания. Есть и такие вещества, которые, будучи ассоциированы с опухолью, встречаются также и в нормальных клетках, то есть могут в низких концентрациях присутствовать в организме здорового человека. При этом онкомаркеры могут находиться внутри или на поверхности клетки, а чаcть их секретируется в кровь.
Синтез онкомаркеров зависит от: особенностей метаболизма раковой клетки; агрессивности роста и от способности к метастазированию.
Существует понятие «Идеальный маркер», включающий в себя следующие характеристики:
1) 100% клинической специфичности: определяется только при злокачественных заболеваниях, отсутствует у здоровых людей и при доброкачественных процессах;
2) 100% клинической чувствительности: определяется уже на самых ранних стадиях злокачественного процесса;
3) концентрация коррелирует с размером опухоли, стадией заболевания, прогнозом;
4) отражает гетерогенность опухоли;
5) короткий период полужизни, такой, чтобы маркер быстро отражал эффективность лечения;
6) предоставляет адекватное время опережения для ранней диагностики и раннего лечения.
Однако, большинство известных в настоящее время опухолевых маркёров не всегда отвечает этим критериям. Кроме того, пока не удалось разработать ни одного строго опухолеспецифичного серологического диагностикума, способного детектировать только злокачественную опухоль данного гистологического типа и обеспечить её локализацию на возможно более ранних этапах формирования. Пока с уверенностью можно говорить о дифференциации злокачественной опухоли от доброкачественной на основе количественных отличий в содержании соответствующего антигена - опухолевого маркёра в сыворотке крови или другой биологической жидкости при условии, что лечащий врач располагает сведениями о локализации опухолевого очага. В крови больного с неонкологической патологией уровень опухолевых маркёров, как правило, не превышает нормальных значений концентрации. Вместе с тем, при таких патологических состояниях, как воспалительные заболевания печени, поджелудочной железы, легких и т.д. иногда встречается неспецифическое, чаще незначительное, повышение уровня маркёров (А.Г. Таранов, 2000).
Для того, чтобы используемый тест мог обеспечить максимально высокую точность диагностики рака, он должен отвечать, по крайней мере, четырем требованиям:
1) результат анализа должен интерпретироваться индивидуально, без соотнесения с некоей среднестатистической величиной;
2) результат теста должен количественно отражать изменения в клиническом течении злокачественного процесса - снижаться при регрессии опухоли и повышаться при прогрессировании заболевания;
3) результат теста должен выявлять субклиническое течение злокачественного процесса и, тем самым, подтверждать достижение полной ремиссии или диагностировать рецидив до его клинического проявления;
4) тест должен быть настолько надежным, чтобы на основе результата, указывающего на рецидив, клиницист мог предпринять необходимые действия даже при отсутствии цитологического подтверждения.
Известно огромное количество различных классов веществ, которые могут рассматриваться как онкомаркер при различных локализациях рака. К ним относятся ассоциированные с опухолью антигены или антитела к ним, гормоны, ферменты, продукты обмена – креатин, гидроксипролин, полиамины, белки плазмы – ферритин, церулоплазмин, β2-микроглобулин, цитокины, молекулы адгезии, металлопротеиназы, маркеры клеточного цикла, апоптоза, деградации внеклеточного матрикса и т.д. В настоящее время не известно ни одного опухолевого маркера, соответствующего идеальным параметрам. В клинической практике используют около двух десятков онкомаркеров, обладающих достаточной диагностической значимостью и рекомендованных к использованию группами экспертов различных стран.
Диагностические показатели онкомаркеров
Диагностическая надежность онкомаркеров оценивается рядом показателей (диагностической чувствительности, диагностической специфичности и др.).
Чувствительность онкомаркера – процент результатов, которые являются истинно положительными в присутствии данной опухоли.
Специфичность онкомаркера – процент здоровых лиц и больных с доброкачественными новообразованиями, у которых тест дает отрицательный результат.
Пороговая концентрация – верхний предел концентрации онкомаркеров у здоровых лиц и больных незлокачественными новообразованиями.
Положительный прогностический показатель отражает с какой вероятностью положительный результат тестирования соответствует наличию опухоли у конкретного индивида.
Отрицательный прогностический показатель отражает вероятность отсутствия опухоли при отрицательном результате теста.
Таблица 2. Определение чувствительности, специфичности, положительного и отрицательного прогностического показателей
| Чувствительность |
|
| Специфичность |
|
| Положительный прогностический показатель | 
|
| Отрицательный прогностический показатель | 
|
ИОР – истинно отрицательные результаты; ИПР – истинно положительные результаты; ЛОР – ложноотрицательные результаты; ЛПР – ложноположительные результаты.
Классификация опухолевых маркеров
Существует несколько принципов классификации онкомаркеров. Наиболее часто используется следующая:
1) плацентарные антигены (хорионический гонадотропин человека, плацентарный лактоген, α-гликопротеин беременности);
2) онкофетальные антигены[1] (α-фетопротеин, раковый эмбриональный антиген);
3) антигены, ассоциированные с мембранами опухолевых клеток (СА 19-9, СА 125, СА 15-3, СА 72-4, антиген МСА, РСА);
4) метаболические маркеры (суfra 21-1, нейронспецифическая енолаза, β2-микроглобулин).
Также маркеры подразделяются на главные, второстепенные и дополнительные (Порханова Н.В., 2011).
Главный маркер – маркер, который имеет высокую чувствительность и специфичность к определенному виду опухоли.
Второстепенный маркер имеет низкую чувствительность и специфичность для данной опухоли, параллельное его выявление с главным маркером повышает вероятность выявления опухоли.
Дополнительный маркер имеет, как правило, более низкую чувствительность и специфичность при диагностике данного заболевания, но бывает специфичным для конкретного органа (т.е. имеет высокую органоспецифичность). Кроме того, возрастание его уровня связано с рецидивом опухоли.
Показания к использованию тестов на опухолевые маркеры:
1) дополнительный метод диагностики онкологических заболеваний в комбинации с другими методами исследований;
2) мониторинг течения заболевания;
3) мониторинг терапии. Возможность обнаружения рецидива и/или метастазов за 6 месяцев и более до начала клинических проявлений;
4) идентификация резидуальных опухолей. Отсутствие или незначительное снижение уровня опухолевого онкомаркера после проведенной операции свидетельствует о неполном удалении опухоли или о наличие множественных опухолей;
5) прогнозирование развития некоторых опухолей;
6) раннее выявление онкозаболеваний у пациентов группы высокого риска.
Факторы, влияющие на уровень
онкомаркеров в крови in vitrо:
1) условия хранения сыворотки (на холоде);
2) время между взятием образца и центрифугированием (должно составлять не более 1 часа);
3) гемолизированная и иктеричная сыворотка (НСЕ);
4) контаминация образца (РЭА, СА 19-9);
5) прием лекарственных препаратов (ПСА - аскорбиновая кислота, эстрадиол, ионы 2-х и 3-х валентных металлов, аналоги гуанидина, нитраты, митамицин).
Факторы, влияющие на уровень онкомаркеров в крови in vivo:
1) продукция опухолью ОМ;
2) выделение в кровь ОМ;
3) масса опухоли;
4) кровоснабжение опухоли;
5) суточные вариации (взятие крови на исследование в одно и то же время);
6) положение тела в момент взятия крови;
7) влияние инструментальных исследований: рентгенография (НСЕ), колоноскопия, пальцевое исследование (ПСА), биопсия (АФП);
8) катаболизм онкомаркера - функционирование почек, печени, холестаз (СА 19-9);
9) алкоголизм, курение.
Подготовка к анализу
Определение уровня онкомаркеров может производиться в сыворотке крови, моче, цереброспинальной, семенной, амниотической и других биологических жидкостях организма.
Рекомендовано кровь сдавать натощак (разрешается пить лишь воду). За сутки до проведения анализа следует ограничить употребление жирной, жареной, соленой, острой пищи и алкоголя. После последнего приема пищи перед проведением анализа должно пройти около 8 часов.
Рекомендовано не курить в день анализа. Желательно не иметь никакой физической нагрузки за три дня до проведения анализа. При возможности взятие крови для лабораторного исследования надо проводить до начала лекарственного лечения или же через несколько недель после его окончания. Если нет возможности отмены лекарственных средств, то в направлении обязательно указывают название препаратов и применяемые дозировки.
Если за неделю до анализа на онкомаркеры проводились какие-либо обследования (УЗИ, рентген, КТ, МРТ), то необходимо сообщить об этом врачу.
Сдавать анализы на онкомаркеры лучше утром, желательно до 11 часов, поскольку большинство нормативов рассчитаны именно на это время. Взятие крови производят в положении сидя или лежа. Рекомендовано сдавать анализы в одной и той же лаборатории.
Для получения сыворотки венозную кровь, взятую из локтевой вены, желательно немедленно доставить в лабораторию. Для некоторых тестов необходимо ввести в полученную сыворотку крови антикоагулянт. Чаще всего используют этилендиаминтетраацета (ЭДТА) или гепарин.
Для исследования мочи на онкомаркеры следует освободить мочевой пузырь (утренняя моча для анализа непригодна), выпить 200 мл воды, собрать часовую порцию мочи и немедленно доставить в лабораторию. Проба мочи должна быть исследована в течение 2-3 ч (на анализ обычно требуется 10 мл мочи).
Образцы цереброспинальной жидкости следует отцентрифугировать перед исследованием. Предпочтительно использовать образцы цереброспинальной жидкости без липемии или гемолиза.
Постаналитические особенности анализа на опухолевые маркеры
Во избежание врачебных ошибок во время интерпретации результатов анализа на онкомаркеры необходимо учитывать некоторые требования:
1) клиническая информация от направляющего на анализ врача. Информация может быть краткой – состояние после операции или после 5 курсов химиотерапии, но она имеет важное значение для интерпретации результатов и оказывается полезной для исключения случайной лабораторной ошибки (например, перепутывание образца);
2) выбор подходящих референс-значений. Обычно для этих целей используют здоровых добровольцев. Для онкологических больных следует проводить исходное определение онкомаркёров на старте лечения. При этом, если референс-пределы выбраны правильно, повышение уровня маркёра может быть клинически значимым, даже если оно наблюдается внутри референсной зоны.
3) клинически значимые изменения маркера. Должны включать как биологическую, так и аналитическую вариабельность. Считается, что изменение уровня маркёра в ту или другую сторону на 25% является клинически значимым.
4) отметка в протоколе при изменении методов исследования. В лабораторном отчёте по опухолевым маркёрам целесообразно указывать об изменении метода исследования. Наибольшая ценность таких отметок заключается в том, что становится ясно, какова вероятность того, что изменение результата анализа вызвано изменением метода. [При этом образец необходимо проанализировать и новым, и старым методами с тем, чтобы подтвердить стабильность или тренд маркёра (и учесть его)].
5) значение периода полужизни маркера. Определяется время, которое требуется для снижения концентрации маркёра в циркулирующей крови на 50% после радикального удаления опухоли.
Схема использования опухолевых маркеров.
Алгоритм обследования при выявлении повышенного уровня онкомаркера (при подтверждении онкозаболевания другими методами, после хирургического, химиотерапевтического и др. вида лечения, мониторинг терапии).
1) определить уровень ОМ перед лечением и в дальнейшем исследовать тот, который был наиболее повышен;
2) после курса лечения (операции) исследовать через 2-10 дней (соответственно периоду полужизни маркера) с целью установления исходного уровня для дальнейшего мониторинга;
3) для оценки эффективности проведенного лечения (операции) провести исследование спустя 1 месяц;
4) Дальнейшее изучение уровня ОМ в крови проводить с интервалом в 3 месяца в течение 1-2 лет, с интервалом 6 месяцев в течение 3-5 лет;
5) проводить исследование ОМ перед любым изменением лечения;
6) определять уровень ОМ при подозрении на рецидив и метастазирование;
7) определять уровень ОМ через 3-4 недели после первого выявления повышенной концентрации.
АЛЬФА-ФЕТОПРОТЕИН (α-фетопротеин, АФП, AFP)
α-фетопротеин – гликопротеин, относящийся к α1-глобулинам, который обладает высокой эстроген-связывающей способностью. Образуется, в основном, в желточном мешке, в печени и в незначительных количествах – в желудочно-кишечном тракте плода. АФП является основным белком плазмы крови плода, сходен с альбумином и выполняет его функции на эмбриональной стадии развития.
Функции АФП:
1) поддержание осмотического давления крови плода;
2) предохранение плода от иммунной системы матери;
3) связывание эстрогенов, содержащихся в материнском кровотоке;
4) участие в органогенезе печени.
Из печени плода АФП попадает в три жидкости: кровь плода, околоплодные воды и кровь матери. В различные сроки беременности концентрация АФП в околоплодных водах и в сыворотке крови беременной, а также их соотношение значительно меняются (таблица 2).
Нормальная плацента не является барьером, совершенно непроницаемым для эмбриональных белков, и ряд белков может переходить через плацентарный барьер. В процессе беременности плодовые белки проникают в организм матери. АФП появляется в крови беременных на 11-14 неделе, хотя максимальный уровень его в сыворотке крови беременной составляет лишь 10% от его содержания у плода.
АФП обнаруживается в сыворотке плода, начиная с 4-й недели беременности. Его концентрация достигает пика между 12-й и 16-й неделей и затем постепенно снижается вплоть до рождения. Для мониторинга беременности определение этого онкомаркера назначают с 16 по 20 неделю. Максимум концентрации АФП в сыворотке крови матери достигает в период между 32-й и 36-й неделями беременности.
Исследуемый материал: сыворотка или плазма крови. Образцы необходимо хранить в холодильнике при 2-80 С не более 48 часов после взятия образца. Для длительного хранения образцы необходимо заморозить и хранить при температуре – 200 С и ниже.
Таблица 3. Показатели концентрации α-фетопротеина в ходе нормально протекающей беременности (В.С. Камышников, 2011)
| Срок беременности, нед. | Среднее значение, Ед/мл | Толерантные пределы, Ед\мл |
| 7-8 | 3,5 | 1,0-5,0 |
| 9-10 | 10 | 8-16 |
| 11-12 | 20 | 12,5-30 |
| 13-14 | 35 | 15-50 |
| 15-16 | 47 | 22-70 |
| 17-18 | 60 | 30-90 |
| 19-20 | 85 | 50-140 |
| 21-22 | 110 | 65-165 |
| 23-24 | 145 | 100-185 |
| 25-26 | 183 | 110-255 |
| 27-28 | 245 | 195-350 |
| 29-30 | 300 | 200-360 |
| 31-32 | 310 | 175-330 |
| 33-34 | 300 | 195-325 |
| 35-36 | 230 | 165-280 |
| 37-38 | 190 | 140-215 |
| 39-40 | 100 | 80-135 |
Таблица 4. Нормальные величины α-фетопротеина у детей и у взрослых
| Возраст | Диапазон концентраций, МЕ/мл | ||
| Мужчины | Женщины | ||
|
ДЕТИ | 1 день-1 месяц | 0-13612 | 0-15521 |
| 1 месяц-1 год | 0-23,2 | 0-63,9 | |
| 1-3 года | 0-6,6 | 0-9,1 | |
| 4-6 лет | 0-4,7 | 0-3,5 | |
| 7-12 лет | 0-3,1 | 0-4,6 | |
| 13-18 лет | 0-3,2 | 0-3,5 | |
| ВЗРОСЛЫЕ | 0-10,4 | ||
α-фетопротеин является специфическим маркером эмбриональной карциномы. К этому типу опухоли относятся гепатоцеллюлярная аденокарцинома, тератобластома, дисгерминома и стромально-клеточные опухоли. Способность этих опухолей синтезировать онкомаркер обусловлена присутствием в них тех же самых элементов висцеральной энтодермы, что и в обычных эмбрионах.
Причины увеличения АФП:
1) первичный печеночно-клеточный рак (диагностическая специфичность и чувствительность составляют 90-100 %);
2) метастатическое поражение печени злокачественными опухолями молочной железы, легких, толстой и прямой кишки;
3) скрининг в группах риска (алкогольный гепатит, хронический активный и хронический персистирующий гепатит В, цирроз печени);
4) тератома яичника, яичек.
Особенно важное диагностическое значение имеет определение АФП в ранние сроки беременности, когда можно заподозрить развитие уродства плода.
Кроме того, повышение АФП при беременности может свидетельствовать о многоплодной беременности, внутриутробной смерти плода, самопроизвольном выкидыше, врожденных уродствах (синдром Тернера, синдром Меккеля, гидроцефалия, анэнцефалия, дефекты нервной трубки и др.), сниженной массе тела плода, тяжелой резус-иммунизации.
Снижение АФП при беременности происходит при синдроме Дауна, формировании фетоплацентарной недостаточности, внутриутробной гибели плода, неразвивающейся беременности.
ХОРИОНИЧЕСКИЙ ГОНАДОТРОПИН ЧЕЛОВЕКА (ХГЧ)
Хорионический гонадотропин человека – гликопротеиновый гормон. ХГЧ образуется в ткани хориона сразу после имплантации эмбриона, затем обнаруживается в крови матери. По своей структуре ХГЧ-гликопротеин очень схож с другими гликопротеиновыми гормонами – тиреотропным, лютеинизирующим и фолликулостимулирующим гормоном. Состоит ХГЧ из двух субъединиц: α и β. Только β-субъединица иммунологически специфична для ХГЧ, поэтому в клинике определяют именно эту субъединицу.
Анализ ХГЧ является детектором беременности. ХГЧ продуцируется хорионом уже в первые часы после имплантации в стенку матки, но существенных концентраций в крови беременной достигает только на 5-7 день имплантации оплодотворенной яйцеклетки в матку (не путать с 5-7 днем задержки менструаций). Концентрация β-ХГЧ в моче достигает диагностического уровня на 1 - 2 дня позже, чем в сыворотке крови. ХГЧ служит для поддержания функции желтого тела, а также предотвращает снижение секреции прогестерона в течение ранних сроков беременности. К тому же он стимулирует синтез тестостерона половыми железами.
Показатели нормы содержания хорионического гонадотропина в плазме крови у женщин в постменопаузе – меньше 10 ЕД\Л, у мужчин и небеременных женщин в пременопаузе – меньше 5 Ед/л.
Таблица 5. Изменения содержания ХГЧ в плазме (сыворотке) крови при физиологической беременности (В.С. Камышников, 2011)
| Неделя беременности | Концентрация ХГЧ, Ед/л |
| 3 | 0-100 |
| 4 | 60-1000 |
| 5 | 50-7000 |
| 7 | 500-60000 |
| 9 | 17000-200000 |
| 11 | 34000-250000 |
| 13 | 25000-210000 |
| После 13-й недели приводятся средние значения концентрации | |
| 15 | 41,3 |
| 16 | 35,2 |
| 17 | 23,6 |
| 18 | 21,7 |
| 19 | 20,7 |
| 20 | 19,2 |
Исследуемый материал: сыворотка или плазма крови.
Причины увеличения ХГЧ:
1) беременность;
2) опухоли трофобласта - «пузырный занос» (хорионэпителиома), трофобластическая тератома, хорионкарцинома;
3) тератогенная карцинома яичек;
4) тератома яичников;
5) мелкоклеточный бронхогенный рак легких.
Повышение уровня ХГЧ при беременности может происходить при многоплодии, токсикозе, гестозе, сахарном диабете матери, патологиях плода, синдроме Дауна.
Для мониторинга беременности имеет значение пониженная концентрация хорионического гонадотропина. Это наблюдается при внематочной беременности, при угрожающем выкидыше, при хронической плацентарной недостаточности, неразвивающейся беременности, внутриутробной гибели плода в ранние сроки.
