Практическая онкология №2 2005

Стр.1

Стр.2

Стр.3

© Е.Н. Имянитов, 2005 г. УДК 616.351006.608092 НИИ онкологии им. проф. Н.Н. Петрова, СанктПетербург КЛИНИКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ АСПЕКТЫ КОЛОРЕКТАЛЬНОГО РАКА: ЭТИОПАТОГЕНЕЗ, ПРОФИЛАКТИКА, ИНДИВИДУАЛИЗАЦИЯ ЛЕЧЕНИЯ Е.Н. Имянитов Стадия заболевания и степень дифференцировки опухоли являются основными параметрами, определяющими тактику лечения и прогноз при раке толстой кишки (РТК). Эпидемиология Рак толстой кишки (РТК) считается исключительно частой патологией: инди видуальный риск развития данного заболевания достигает 5–6%. Ежегодно в мире диагностируется около 1 миллиона новых случаев РТК. Пятилетняя выживаемость при РТК составляет примерно 60% в развитых странах и менее 40% в государ ствах с ограниченными ресурсами. Главным фактором риска развития колорек тального рака является пожилой возраст: вероятность возникновения РТК суще ственно возрастает после 55 лет и становится особенно заметной после 70–75 лет [2, 7, 21]. РТК характеризуется колоссальными географическими и этническими коле баниями встречаемости. Принято считать, что колоректальные раки более ха рактерны для индустриализованных государств земного шара. Подобное пред ставление в целом соответствует действительности: РТК отмечается исключитель но часто в США, Канаде, Японии, в то время как его встречаемость в Индии, Китае, Вьетнаме примерно в 10–20 раз ниже. Предполагается, что причины подобных различий связаны с характером питания: в регионах с «западным» стилем жизни наблюдается высокое потребление мясных продуктов и жиров животного про исхождения, тогда как в менее богатых странах преобладающую часть рациона составляет растительная пища, в частности фрукты и овощи. Следует подчерк нуть, что роль диеты в формировании риска развития РТК выглядит очевидной лишь в наблюдениях описательного характера. Тщательно спланированные про спективные исследования, выполненные в русле аналитической эпидемиологии, заставляют воздерживаться от окончательных выводов [2]. Влияние «западного» образа жизни на риск развития РТК можно также объяс нить сочетанием таких факторов, как чрезмерное питание и недостаточная фи зическая активность. Многие эпидемиологические исследования подтверждают существование определённой взаимосвязи между избыточной массой тела и ве роятностью возникновения опухолевого процесса в толстой кишке. Однако в данном случае достаточно сложно выделить главный фактор риска: действитель но, ожирение может быть связано не только с нарушением баланса между коли чеством потребляемых калорий и физической нагрузкой, но и с особенностями утилизации потребляемой энергии. В медицинской литературе также часто упо минается вредоносное влияние жареных и копчёных продуктов на риск разви тия колоректального рака. Хотя жарка и копчение пищи, безусловно, сопровож даются накоплением в ней определённых канцерогенных веществ, прямых дока зательств влияния подобной обработки продуктов на заболеваемость РТК пока не получено. Интересно, что многие эпидемиологические исследования настаи вают на ассоциации между заядлым курением и умеренным увеличением риска развития РТК [2]. В целом, эпидемиологические работы не позволяют убедительно объяснить происхождение большинства случаев РТК. Во многом такая ситуация связана с трудностями методологического характера: многие научные данные свидетель ствуют о принципиально разных механизмах канцерогенеза в проксимальных и дистальных отделах толстой кишки; особого внимания заслуживает мнение о необходимости выделения в независимую нозологическую группу новообразо ваний прямой кишки. Однако трудности диагностики и регистрации РТК приво дят к тому, что большинство медицинских организаций не ведут раздельного учёта ПРАКТИЧЕСКАЯ ОНКОЛОГИЯ • Т.6, № 2 – 2005 65

Стр.1

Е.Н. Имянитов заболеваемости для разных отделов толстой кишки. Не удивительно, что подобный «смешанный» характер ста тистики является критическим препятствием при поис ке факторов риска развития РТК [2, 7]. Проксимальные и дистальные раки толстой кишки Условная граница между проксимальным (правым) и дистальным (левым) отделом толстой кишки проходит по селезёночному изгибу. Таким образом, к проксималь ным участкам относят слепую кишку, а также восходя щий и поперечный фрагменты ободочной кишки; нис ходящая часть ободочной кишки, сигмовидная кишка и прямая кишка образуют дистальную порцию органа. Су щественно, что проксимальные и дистальные отделы толстой кишки демонстрируют значимые различия в отношении эмбрионального происхождения, морфоло гических и биохимических характеристик, а также пат терна экспрессии генов. Неудивительно, что проксималь ные и дистальные РТК также заметно отличаются друг от друга. Необходимость выделения, как минимум, двух форм РТК была впервые сформулирована относительно недавно, лишь в 1990 г. [4]. Среди больных проксималь ным РТК преобладают женщины, тогда как дистальный РТК более характерен для мужчин. Правосторонние опу холи зачастую демонстрируют относительно сохранный кариотип, в то время как левосторонним локализациям присущи комплексные хромосомные аномалии. Наибо лее важен тот факт, что проксимальные РТК относитель но чувствительны к терапии фторпиримидинами; напро тив, дистальные опухоли толстой кишки зачастую харак теризуются резистентностью к фторурацилу и его ана логам [15, 19]. Наследственные и спорадические РТК В то время как роль внешних факторов в формирова нии риска развития РТК продолжает обсуждаться, пред ставления о наследственном компоненте в патогенезе опухолей толстой кишки стали носить вполне оформ ленный характер [8]. До 5% РТК составляют наследствен ные раки, предрасположенность к которым передаётся по аутосомнодоминантному типу. Наследственные РТК ассоциированные синдромы подразделяются на 2 груп пы. Первую составляет так называемый семейный поли поз толстой кишки (FAP, familial adenomatous polyposis). Он проявляется возникновением сотен полипов толстой кишки, некоторые из которых неминуемо трансформи руются в злокачественную опухоль. FAPсиндром чаще всего сопряжён с мутацией в гене APC, хотя сходные по клинической картине проявления могут вызываться по вреждениями некоторых других генов, например MYH. Вторая группа наследственных РТК ассоциирована с так называемым синдромом наследственного неполипозного рака толстой кишки (HNPCC, hereditary nonpolyposis colorectal cancer). HNPCCсиндрому присуще существо вание фенокопий, т.е. наличие нескольких генов (hMLH1, hMSH2, hMSH3, hMSH6, hPMS2), мутация в которых вы 66 Practical oncology зывает идентичные фенотипические отклонения. Все перечисленные гены отвечают за «мисматч» репарацию ДНК; их инактивация проявляется картиной так называе мой «микросателлитной нестабильности» (см. ниже). Большинство РТК возникают спорадически. Предпо лагается, что риск спорадического РТК может модифи цироваться нормальными вариациями генома – генны ми полиморфизмами. Однако многочисленные попыт ки обнаружить взаимосвязь между риском развития РТК и генетическим полиморфизмом систем метаболизма канцерогенов, репарации ДНК, контроля клеточного цикла и т.д. не привели к скольлибо значимым результа там [6]. Варианты молекулярного патогенеза РТК Интересной особенностью РТК является существова ние принципиально разных вариантов молекулярного патогенеза этого заболевания. Более 85% РТК демонст рируют так называемую хромосомальную нестабиль ность (chromosomal instability, CIN), выражающуюся в множественных делециях, амплификациях и перестрой ках больших участков хромосом. Подобное состояние генома характерно практически для всех новообразова ний, включая раки молочной железы, яичника, предста тельной железы, желудка и т.д. Механизмы возникнове ния хромосомальной нестабильности изучены плохо; одним из инициирующих звеньев может служить мута ция в гене BUB1. Альтернативный вариант патогенеза РТК подразумевает упомянутую выше микросателлитную не стабильность (miсrosatellite instability, MSI). ДНК подоб ных опухолей содержит огромное количество микрому таций, поражающих моно, ди и тринуклеотидные по вторы (RER+, replication error phenotype); в то же время структура хромосом в MSI+ РТК остаётся достаточно интактной. В последнее время стали выделять новый тип патогенеза РТК, который проявляется в избыточном ме тилировании так называемых CpG островков (CpG island methylator phenotype, CIMP). Обозначение CpG приме няется для пар цитозингуанин, расположенных после довательно на одной и той же цепи ДНК. Цитозины, пред шествующие гуанину, демонстрируют повышенную чув ствительность к метилированию. Регуляторные (промо торные) обрасти генов характеризуются накоплением большого количества CpG пар. Если последние подвер гаются метилированию, то происходит угнетение транс крипции соответствующего гена. CIMP+ фенотип может ассоциироваться с MSI+ фенотипом, так как нестабиль ность баланса метилирования зачастую приводит к инак тивации гена hMLH1 [3, 13, 17]. Гены, вовлечённые в патогенез РТК Патогенез РТК включает как активацию онкогенов, так и инактивацию супрессорных генов. Примерно в поло вине РТК отмечаются мутации в «горячих» кодонах гена KRAS. Мутация KRAS препятствует отщеплению фосфат ной группы от кофактора данного белка, гуанозинтри ПРАКТИЧЕСКАЯ ОНКОЛОГИЯ • Т. 6, № 2 – 2005

Стр.2

Practical oncology Е.Н. Имянитов Рис. 1. Стадийность молекулярного патогенеза рака толстой кишки. Этот рисунок заимствован из работы [9], которая очень быстро стала исторической. В честь автора генетической модели колоректального туморогенеза, Берта Фогельштайна (Bert Vogelstein), данную схему иногда шутливо называют «фогельграммой». фосфата (ГТФ), т.е. нарушает механизм негативной ауто регуляции его активности. В результате мутированный KRAS инициирует митогенный сигнал, что способствует безостановочному делению стволовых клеток кишечно го эпителия. Наиболее известным супрессорным геном, вовлечённым в развитие РТК, является ген р53. Ген р53 отвечает за стабильное состояние генома; при возник новении повреждений ДНК происходит активация р53, что в конечном счёте приводит к суициду клеткихозяи на – апоптозу. Инактивация гена р53 позволяет клетке накапливать мутации, в том числе повреждения, которые активируют онкогены и инактивируют антионкогены. Мутации в гене р53, как правило, носят «точковый» ха рактер, хотя могут наблюдаться и его делеции. С инакти вацией гена р53 принято связывать частую встречаемость потерь гетерозиготности хромосомы 17р в РТК [11, 14]. Другим характерным для РТК повреждением является инактивации гена APC, расположенного на хромосоме 5q. Ген APC участвует в процессах клеточной адгезии и является составляющей сигнального каскада Wnt. В РТК с интактным APC часто отмечается повреждение другого участника Wntкаскада – гена бэтакатенина. Перечис ленные нарушения в конечном счёте приводят к актива ции транскрипции ряда онкогенов, например MYC и ССND1. Делеции хромосомы 18q раньше связывали с инактивацией супрессорного гена DCC. За последнее время к генамкандидатам, расположенным в этом регио не, прибавились SMAD2 и SMAD4 [11, 14]. Следует отметить, что РТК является идеальной моде лью для изучения фундаментальных аспектов канцеро генеза. Для РТК в наивысшей степени характерна стадий ность морфологической трансформации, которая, в свою очередь, обусловлена стадийностью накопления РТКас социированных мутаций в онкогенах и супрессорных генах (рис. 1). Работы, посвящённые молекулярным за кономерностям прогрессии неопластических изменений кишечного эпителия, стали классикой молекулярной онкологии [8, 9, 14]. Ранняя диагностика и скрининг РТК Колоректальные раки представляются исключитель но привлекательной мишенью для онкологического скрининга. Действительно, РТК отличается чрезвычайно высокой встречаемостью, что оправдывает регулярное обследование здоровых индивидуумов. Более того, как упоминалось выше, для РТК типична чёткая, растянутая во времени стадийность злокачественной трансформа ции. Существенно, что ранние стадии заболевания харак теризуются прекрасным прогнозом, в то время как РТК практически неизлечим при запущенном процессе. Не один из существующих на сегодняшний день подходов не пригоден для скрининга злокачественных новообра зований толстой кишки. Колоноскопия – наиболее на дёжный метод ранней диагностики РТК – не может ши роко использоваться в профилактических целях вслед ствие своего полуинвазивного характера, риска ослож нений, а также высокой себестоимости. Определённую популярность получили биохимические и иммуногисто химические тесты, идея которых основывается на обна ружении скрытой крови в фекалиях пациента. Однако эти подходы не удовлетворяют потребностям клиничес кой онкологии изза низкой чувствительности и специ фичности. Действительно, далеко не все РТК характери зуются кровотечением. С другой стороны, скрытое кро вотечение может сопровождать многие неонкологичес кие заболевания; более того, нарушение подготовитель ной диеты со стороны пациента, а именно, употребле ние в пищу кровьсодержащих продуктов (мяса), также приводит к ложноположительным результатом [5, 20]. Большие надежды возлагаются на использование дос тижений молекулярной медицины для ранней диагнос тики и скрининга РТК. Принцип соответствующих мето дик основывается на обнаружении в фекалиях ДНКмо лекул, несущих РТКассоциированные мутации. Целесо образность данного подхода подкрепляется сведениями о повышенном слущивании опухолевых клеток в просвет кишечника, а также фактом уникальной чувствительнос ти полимеразной цепной реакции (ПЦР), применяемой Рис. 2. Микросателлитная нестабильность (RER+ фенотип) в опухолях толстой кишки. ПРАКТИЧЕСКАЯ ОНКОЛОГИЯ • Т.6, № 2 – 2005 67

Стр.3