Креативная онкология и хирургия
 Электронный научно-практический журнал
Вы сейчас здесь: Главная / Онкохирургия в постгеномную эру

Онкохирургия в постгеномную эру

13.09.2012

А.А. Ковалев

Кафедра онкологии,
Запорожская медицинская академия последипломного образования,
г. Запорожье, Украина

Ковалев Алексей Алексеевич,
Заведующий кафедрой онкологии
Запорожской медицинской академии последипломного образования,
д.м.н., профессор,
69040, г. Запорожье, ул. Культурная, 177-а,

Ключевые слова: онкология, рак, метастазирование, хирургия, лечение.

Surgery in oncology in the post-genomics era

A.A. Kovalev

Oncology Chair,
Zaporozhye Medical Academy of Postgraduate Education,
Zaporozhye, Ukraine

Alexei Kovalev,
Head of the Oncology Chair
of Zaporozhye Medical Academy of Postgraduate Education,
MD, Professor,
69040, Zaporozhye, st. Cultural, 177-a,

Key words: oncology, cancer, metastasis, surgery, treatment.

«Рак – это рана, которая никогда не заживает»

H.F. Dvorak

В 2008 году в журнале New Stientist, The Lancet Coulman опубликовал статью под несколько странным названием:  “Лучшие места в мире, что бы болеть раком“. Основная идея этой статьи заключалась в том, что при одних и тех же онкологических проблемах, на разных континентах существуют разные пути их решения.

Исследование, проведенное под руководством Международного Агентства по Изучению Рака (МАИР), результаты которого были недавно опубликованы в Британском медицинском журнале (BMJ), сообщает о значительных различиях в показателях онкологической смертности, в частности, от рака молочной железы, среди женщин европейских стран. Отмечено, что на протяжении 1989 – 2006 гг в большинстве стран Евросоюза зарегистрировано сокращение показателей смертности в среднем на 20%, в то время как в четырех странах (Греция, Эстония, Латвия и Румыния) отмечается общий рост заболеваемости за этот же период времени.

О подобных тенденциях свидетельствуют данные всемирного популяционного исследования CONCORD «Выживаемость на пяти континентах». Согласно опубликованным результатам, 5-летняя выживаемость при раке ободочной кишки в Алжире составляет 11%, в Польше 28%, во Франции 57%, в США 61%.

Такие отличия в результатах лечения зависят не только от доступности специализированной медицинской помощи в разных странах, но также и от того, насколько быстро государственная система здравоохранения способна внедрять в повседневную клиническую практику достижения фундаментальных и прикладных наук. Практические врачи-онкологи сегодня, как никогда раньше, нуждаются в передовых медицинских технологиях. Недаром девиз последнего конгресса ASCO, прошедшего в июне 2010 года в Чикаго, звучит так: «advancing quality through innovation» — качество через инновации.

Влияние достижений фундаментальной онкологии на результаты и на качество лечения онкологических больных стало отчетливо видно в течение последних 10 лет. Есть основания считать, что современная онкология получила шанс для своего развития благодаря биологической революции XXI века, в результате которой рак, как болезнь, стали рассматривать с позиций системной биологии. Появились новые науки, тесно связанные с онкологией (биоинформатика, протеомика, метаболомика, траскриптомика, фармакогено­мика), были созданы уникальные биотехнологии с высокой пропускной способностью. Генерация многочислен­ных научных данных на современном этапе хотя и приводит к некоторой информационной перегрузке, но зато следствием этих процессов явилось изменение диагности­ческих и лечебных парадигм, что обещает улучшить результаты лечения при многих локализациях рака.

Революционные изменения в науке коснулись всех направлений онкологии, в том числе и онкохирургии. До середины XIX века предпринимались первые единичные героические попытки хирургического удаления рака. До середины XX столетия разрабатывалась техника стандартных хирургических резекций. К 60-м годам XX столетия была завершена разработка техники расширенных операций и с тех пор технология хирургического вмешательства при раке изменяется незначительно. Последующие достижения онкохирургии были неразрывно связаны с развитием всей онкологической науки: в 1980-2000 гг было доказано, что мультимодальная комбини­рованная терапия улучшает выживание даже при частичном сохранении органа, а с 2000 года, согласно общепринятому мнению, все хирургические методы лечения неразрывно связаны с молекулярной биологией опухоли.

В статье обсуждаются перспективы развития онкохирургии в постгеномную эру на примере больных раком прямой и ободочной кишки.

Колоректальный рак как онкологическая, а не хирургическая проблема

В XIV веке известный английский хирург J.Arderne (1307-1390) написал: я никогда не видел и не слышал, что бы кто-нибудь лечил рак прямой кишки (of the «bubo» — так называлась тогда эта болезнь). Спустя 600 лет основоположники нескольких хирургических школ (Richard von Volkmann, Johann von Mickulicz, Henri Hartmann и др.) разработали и к началу XX века внедрили технику большинства хирургических операций при раке прямой и ободочной кишки. Историческими вехами стали основополагающие работы вначале Miles W.E. (A method of performing abdominoperineal excision for carcinoma of the rectum and of the terminal portion of the pelvic colon, 1908), а затем Heald R.J. (The ‘Holy Plane’ of rectal surgery, 1982), которые окончательно сформулировали основные онкологические принципы операций, заключающиеся в соблюдении правил футлярности и анатомической зональности (применительно к раку прямой кишки это выражается в технике тотальной мезоректумэктомии).

Роль онкохирурга в лечении резектабельного рака прямой кишки остается ведущей.  Без радикально и адекватно выполненной тотальной мезоректумэктомии надеяться на хорошие отдаленные результаты нельзя. Наиболее частые фатальные ошибки (оставление опухолевой ткани в краях резекции или разрыв мезоректальной фасции во время насильственной тракции прямой кишки с последующей диссеминацией раковых клеток) встречаются преимущественно у т.н. «случайных хирургов». Этот термин является официальным и применяется в тех случаях, когда хирург выполняет меньше 25-30 тотальных мезоректумэктомий в год, не получил дополнительную специализацию, не проходит постоянные ежегодные тренинги по онкохирургии с супервизией, а также не имеет опыта мультидисциплинарного подхода к профилактике, диагностике, лечению и реабилитации онкологических пациентов. Эти требования  сформулированы в североамериканской программе подготовки онкохирургов (Society of Surgical Oncology Training Program Guidelines, 2004). Если не решить проблему адекватного первичного хирургического лечения рака любой локализации на государственном уровне, обсуждать молекулярно-генетические аспекты онкологии не имеет смысла.

Поскольку основные онкологические требования к хирургическому вмешательству при колоректальном раке уже сформулированы, в настоящее время научные дискуссии ведутся вокруг способов улучшения качества жизни оперированных больных. Предметами споров являются увеличение количества сфинкте­рсохраняющих операций при нижнеампулярных локализациях опухоли, интрасфинктерные резекции, техника «сбритой опухоли», преимущества низких наданальных резекций перед брюшно-анальными резекциями, преимущества аппаратного шва перед ручным швом, или наоборот, способы формирования неоректум (J-образный резервуар или колонопластика), техника нервосберегающих операций и т.д. Изменилась и технология хирур­гических вмешательств. Методы миниинвазивных лапароскопических резекций и робо­тохирургия с помощью аппарата “da Vinci” открыто конкурируют с «традиционной» хирургией.

Следует признать, что хотя эти дискуссии и ведутся вокруг проблемы колоректаль­ного рака, прямого отношения к онкологии они не имеют. По всей видимости, улучшить результаты долгосрочной выживаемости этой группы больных с помощью совершенст­вования технологии хирургического вмешательства больше не удастся.

Онкохирургическая операция обладает системным биологическим эффектом

До сих пор в медицинских онкологических кругах было принято считать, что два метода  — лучевая терапия и хирургическое вмешательство – обладают локальным, а цитотоксическая химиотерапия системным противоопухолевым эффектом. Существует много доказательств, свидетельствующих, что это не совсем так.

Например, хорошо известен т.н. «абскопальный» эффект лучевой терапии, когда облучение одного опухолевого очага через сложный иммунный механизм угнетает рост раковых клеток, удаленных от зоны облучения.

Системным эффектом обладает и хирургическое вмешательство. Следует признать, что даже «радикальная» операция с «полным» удалением пораженных тканей не столько избавляет больного от рака, сколько «модифицирует естественную историю опухоли». Клиницистам хорошо известно, что для одних больных хирургическое вмешательство принесет несомненную пользу (это пациенты группы низкого риска опухолевой прогрессии), а у других удаление первичной опухоли спровоцирует бурный рост оккультных, дремлющих микрометастазов (группа высокого риска) и больной погибнет от быстрой диссеминации.

Сегодня известно, что прогрессия после хирургического вмешательства будет реализована за счет многочисленных факторов роста – лигандов соответствующих рецепторов клеток (EGF, VEGF, HGF/SF, IGF, PDGF, TGF-α, TGF-β, FGF  и т.д.). Установлено, что факторы роста появляются как в кровотоке, так и в послеоперационной ране с первых минут после хирургического вмешательства, причем в тканях их концентрация намного превосходит таковую в сыворотке. Факторы роста необходимы для регенерации и заживления здоровых тканей, но они также играют центральную роль в канцерогенезе. Их роль заключается в активировании митогенных сигналов мембранных рецепторов и стимуляции пролиферации опухолевых клеток (как в пределах операционной раны, так и в отдаленных органах), угнетении апоптоза, увеличении способности к инвазии и метастазированию.

Исследования биологических жидкостей в раннем послеоперационном периоде показали, что сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF) возрастал в сыворотке крови пациентов, перенесших операцию по поводу рака легких и рака желудка. В отделяемом из дренажей после резекции рака молочной железы обнаруживали эпидермальный и эндотелиальный факторы роста (EGF и VEGF), эндостатин и других неустановленные индукторы пролиферации в концентрациях, значительно выше, чем соответствующие в сыворотке. Раневая жидкость стимулировала в пробирке рост HER2-экспрессирующих клеток молочной железы.

Эти исследования, а также многочисленные клинические наблюдения, опровергают точку зрения, что удаление первичной опухоли является локальным явлением, яко бы без других биологических последствий.

Поскольку количество факторов роста коррелирует со степенью и объемом повреждения тканей (чем менее травматичным было хирургическое вмешательство, тем меньше риск местного рецидива), в онкохирургии активно разрабатываются малоинва­зивные методики удаления опухолей (радиочастотная термоабляция, микроволновая абляция, лазерная абляция, необратимая электропорация и др.).

Рабочая гипотеза  о том, что последствия хирургической операции проявляются в виде системного биологического эффекта, подтверждается теорией параллельного метаста­зирования, доказанным существованием циркулирующих опухолевых клеток, наличием минимальной остаточной опухолевой болезни, существованием стволовых клеток рака и современными представлениями о молекулярных механизмах канцерогенеза. Онкологи должны знать биологические последствия хирургического лечения и пути, посредством которых эти последствия реализуются.

Теория раннего метастазирования, или теория параллельной прогрессии была недавно сформулирована и опубликована Christoph A. Klein в журнале Nature Reviews Cancer 9, 302-312 (April 2009). Во многом эта теория, основанная на экспериментальном, клиническом материале и на данных программированного моделирования процессов канцерогенеза  in silico, совпадает с известной гипотезой В. Fisher об изначальном системном характере рака молочной железы.

Традиционная гипотеза линейной прогрессии (гипотеза поздней диссеминации), как известно, заключается в следующем. После активации онкогенов нормальная клетка приобретает свойства инициированной и активно пролиферирует. В дальнейшем в этих клетках происходит накопление мутаций и селекция злокачественных клонов, затем формируется клинически определяемая первичная опухоль, в которой в результате онкогенных мутаций некоторые, особенно злокачественные клетки, приобретают метастатический потенциал и они-то и формируют отдаленные метастазы. Согласно этой гипотезе метастазирование начинается на поздних стадиях рака, метастазируют только клетки, обладающие высоким злокачественным потенциалом, возможно развитие метастаза из метастаза.

Логичной лечебной стратегией, вытекающей из гипотезы поздней диссеминации, является как можно раннее начало лечения (в том числе хирургического), и еще лучше – если опухоль была выявлена при скрининге.

Однако существует много противоречий, которые нельзя объяснить гипотезой поздней диссеминации. Так, например, почему нередко обнаруживаются отдаленные метастазы в начальных, а не в продвинутых клинических стадиях рака (категории Т1М1, Т2М1)? Как объяснить с помощью этой гипотезы происхождение метастазов рака без первичной выявленной локализации? Почему в диссеминированных в костном мозге опухолевых клетках часто находят меньшие генетические изменения по сравнению с клетками первичной опухоли (хотя традиционно считается, что нестабильность генома появляется при опухолевой прогрессии)? Как объяснить тот факт, что мутации EGFR в 18-21 экзонах при первичном раке легкого в 75-80% отличаются в тканях первичной опухоли и в ее метастазах? Почему в костном мозге у больных раком молочной железы обнаруживаются ErbB2 (+) клетки при отсутствии этого рецептора в клетках первичной опухоли? Наконец, как объяснить, что мутации  KRAS в первичных опухолях прямой и ободочной кишки и в их метастазах отличаются в 50% случаев?

Согласно концепции ранней гематогенной диссеминации уже на стадии инициации эпителиальная клетка (строго говоря, еще не обладающая всеми морфологическими признаками злокачественности) приобретает наклонности к миграции, как у фибробласта. Отрицательная регуляция е-кадгерина приводит к снижению адгезии и началу инвазии. Доказано, что гиперплазированные клетки уже на начальных стадиях могут разрушить базальную мембрану и проникнуть в кровоток (интравазация). При инвазии происходит феномен миграции эпителиального фенотипа в сторону мезенхимального — клетка постепенно теряет набор эпителиальных антигенов и приобретает мезенхимальные («эпителиально-мезенхимальный переход»). Ускользая от иммунного надзора, эти клетки могут либо длительное время циркулировать в крови, либо оседать в виде непролиферирующих дремлющих метастазов в костном мозге, костной ткани или в тканях висцеральных органов.

Это своеобразное состояние «мирного сосуществования» опухоли и организма осно­во­положник учения об ангиогенезе J.Folkman в 2004 году описал в статье под названием «Рак без болезни».

Параллельно этому процессу с участием онкогенов и генов-супрессоров происходит рост и формирование первичной опухоли, которая со временем начинает определяться клинически. Рост и клинические проявления отдаленных метастазов протекают по собствен­ному сценарию, на который оказывают влияние многочисленные и пока до конца не изучен­ные факторы, в том числе индукторы и ингибиторы ангиогенеза, выделяемые первичной опухолью, а также собственное микроокружение метастаза (опухолевый патофизиом). Сегодня известно, что сдерживающее влияние первичной опухолью пролиферативных процессов в метастазе реализуется через каскад медиаторов (лигандов) неоангиогенеза и васкулогенеза.

Патофизиологические взаимоотношения опухоли и метастазов давно и хорошо известны. В конце XIX – начале ХХ века взаимоисключающие регуляции «опухоль – метастаз» и «метастаз – метастаз» объясняли «гипотезой атрепсии» (athrepsia hypothesis) – конкуренцией злокачественных клеток за кислород и питательные вещества.

Конкурирующие взаимоотношения опухолевых клеток подтверждают некоторые экспериментальные работы.  Так, если животному пересаживали одновременно не одну, а две опухоли, продолжительность жизни этих животных не уменьшалась, а наоборот, увеличивалась, доказывая наивность предположения, что если одна пересадка убъет, две убьют быстрее.

Выводом из результатов этих экспериментов может быть предположение, что понятие «резекция опухоли» не всегда совпадает с понятием «лечение больного».

Гипотеза ранней диссеминации и параллельной прогрессии может иметь далеко идущие теоретические и практические выводы и тем самым изменить стереотипы диагностики и лечения в онкологии.

Так, исходя из клонального разнообразия диссеминированных опухолевых клеток, можно предположить, что первичная опухоль и метастазы развиваются не из одной «гипотетической» клетки, а из разных клонов, причем на ранние этапы канцерогенеза, по-видимому, огромное влияние оказывает микроокружение (строма), в которой начинает развиваться опухоль. Не исключено, что развитие первичной опухоли и метастазов идет параллельно. При нестабильности генома в злокачественных клетках опухолевая прогрессия может развиваться по независимому сценарию в каждом метастазе («теория независимой прогрессии» L. Foulds).

Клиническая практика, основанная на постулатах гипотезы линейной прогрессии, допускает, что все виды дальнейшего лечения могут быть основаны на анализе биологических характеристик удаленной первичной опухоли. Если же мы говорим об индивидуализации терапии, исходя из гипотезы параллельной прогрессии, лечение должно быть основано на изучении биологических характеристик каждого метастаза, что резко усложняет выбор терапии.

Требования изучать биологические характеристики и опухоли, и ее метастазов на протяжении всего периода лечения, а не однократно, во время клинического дебюта заболевания, как было принято до последнего времени, настойчиво звучат на всех международных конференциях, посвященных индивидуализации лечения рака. Dr.Richardson на ASCO 2010 сказал: «мы должны лечить ту опухоль, которая имеется у больного сейчас, а не ту, которая была выявлена у него несколько лет назад».

Можно допустить, что характеристика первичной опухоли (ее «исторический портрет») в целом может определять прогноз заболевания, однако, характеристика первичной опухоли не может служить суррогатным маркером терапии на стадии опухолевой прогрессии. Для адекватного лечения больных как с синхронными, так и с метахронными метастазами требуется получить как можно более полную гистологическую, иммуногистохимическую и молекулярно-генетическую информацию о биологических характеристиках всех маркерных очагов опухоли.

В клинических условиях это может оказаться не всегда выполнимо. Выходом из ситуации является изучение молекулярных характеристик циркулирующих опухолевых клеток.

Циркулирующие опухолевые клетки и «виртуальная биопсия» опухоли

Теория циркулирующих опухолевых клеток не нова. Первый доклад о циркулирующих клетках рака был опубликован Ashworth в 1869. Концепция, что присутствие раковых клеток в крови не обязательно приведет к формированию метастазов в отдаленных органах, была высказана Goldmann (1897). Проблема «метастатических странностей рака»  начала обсуждаться после того, как Sir James Paget опубликовал в журнале The Lancet (1989) свою знаменитую гипотезу «семян и почвы» («the seed» and «the soil“), которая рассматривала вопросы органспецифической колонизации злокачественных клеток (сейчас мы называем это эффектом «homing»). Присутствие опухолевых клеток в кровеносных сосудах рассматривали как «метастазы в кровь» (термин Мельникова, цит. по Н.Н.Петрову).

Сейчас известно, что после интравазации большая часть опухолевых клеток подвергаются апоптозу, а определенная часть покидает кровоток в сосудистом русле отдаленных органов (экстравазация). Эти клетки могут оставаться в интерстиции в виде диссеминированных «спящих» одиночных непролиферирующих клеток («dormancy»), могут ограниченно пролиферировать, но без ангиогенного переключения (микрометастазы), а некоторые клетки, наоборот, быстро пролиферируют, у них наблюдается реверсия мезенхимального фенотипа в эпителиальный с переходным типом метаболизма, запускается каскад неоангиогенеза и формируется полноценный метастаз.

Механизм покоя некоторых злокачественных клеток до сих пор полностью не изучен. Некоторые данные свидетельствуют о том, что в супрессорные механизмы могут быть вовлечены пути внеклеточной регулируемой киназы и p38. Почему клетки, происходящие из одной и той же опухоли, проделывают разный путь эволюции, также еще предстоит выяснить.

Впервые термин «спящие раковые клетки» применил Hadfield в опубликованном докладе с примеча­тельным названием «The dormant cancer cell».

Особый интерес представляет та фракция клеток, которая остается циркулировать в кровотоке. Циркулирующие клетки не вступают в клеточный цикл (находятся в фазе покоя – G0), не пролиферируют и потому не подвергаются апоптозу и действию цитотоксических агентов. Они могут циркулировать в виде единичных клеток или объединяться в кровотоке в циркулирующие опухолевые микроэмболы (феномен «коллективной миграции»). Микроэмболы имеют высокий пролиферирующий потенциал, устойчивы к апоптозу и обладают свойствами агрессивного метастазирования. Опухолевые микроэмболы не могут покинуть просвет сосуда экстравазацией, но вызывают опухолевую эмболию, пермеацию в сосуде, разрыв стенки капилляра с последующей пролиферацией в просвете сосуда и интерстиции.

Циркулирующие опухолевые клетки при солидных опухолях были впервые обнаружены при раке молочной железы и раке предстательной железы. Сейчас стало ясно, что этот феномен носит общебиологических характер, поскольку длительно циркулирующие клетки обнаруживаются практически при всех локализациях (рак легкого, гастро­интестинальные раки и даже неэпителиальные опухоли). Специально для характери­стики этого процесса предложен новый термин: высокодиссеминированная ангиогенная болезнь (HAD – highly angiogenic and disseminated). При метастатическом процессе опухолевые клетки обнаруживаются в периферической крови примерно у 70% больных, при местно-распространенном раке (N+) – у 35%, у больных «ранним» раком (N0) у 30%.

Количество циркулирующих опухолевых клеток резко возрастает во время хирургического вмешательства, при грубых манипуляциях опухолью без соблюдения принципов абластики. При операциях на толстом кишечнике по поводу колоректального рака, если не применяется техника «no touch», в большом количестве циркулирующие опухолевые клетки выявляются в крови воротной вены (исследование Hayash, 1999).

Установлено, что солитарные эпителиальные клетки в периферической крови могут использоваться в виде динамичного онкомаркера как для прогноза течения заболевания и тем самым определять «интенсивность» адъювантной терапии, так и для мониторинга больных, получающих системное лечение.

Количество циркулирующих клеток изменяется в зависимости от эффективности проводимого лечения. Так, если после завершения адъювантной химиотерапии в крови больных определяются циркулирующие цитокератинпрезентирующие клетки (СК19+), таких больных примерно 30%, риск рецидива возрастает в 3,8 раза, а безрецидивный интервал оказывается короче. Ожидаемая частота рецидива у этих больных составляет 70%.

При многофакторном анализе было показано, что циркулирующие опухолевые клетки, высокая плотность сосудов в опухоли и гиперэкспрессия некоторых специфических белков (например, для рака молочной железы это erB-2) являются независимыми прогностическими признаками раннего рецидива, а стандартные схемы химиотерапии у этих больных не улучшают прогноз. Сейчас появляется все больше доказательств тому, что именно фенотип циркулирующих клеток должен определять схему и режим системной противоопухолевой терапии. Так, например, гиперэкспрессия Her-2/neu в циркулирующих клетках является показанием к терапии Герцептином, даже при отсутствии Her-2/neu в клетках первичной опухоли.

На сегодняшний день получены убедительные доказательства, что циркулирующие в крови опухолевые клетки являются независимым фактором риска прогрессии при различных солидных опухолях (в том числе и при колоректальном раке). Не только факт существования эпителиальных клеток в крови, о чем свидетельствует положительная реакция на цитокератины (СК19) и эпителиальный маркер адгезии (EpCAM), но и фенотип циркулирующих опухолевых клеток определяют как прогноз заболевания и выбор режима терапии, так и ее эффективность.

Поскольку необходимость определения в крови раковых клеток как динамичного онкомаркера является доказанной клинической целесообразностью и отражено в рекомен­дациях ASCO и FDA, ведущие компании, производящие лабораторное оборудование, предлагают различные коммерческие варианты решения проблемы «виртуальной биопсии». Все тесты удобны как для клиницистов, так и для больных, поскольку периферическая кровь, в отличие от висцеральной опухоли, всегда доступна для исследования.

На сегодняшний день в мире используют следующее оборудование для обнаружения циркулирующих опухолевых клеток: CellSearch (идентификация клеток по EpCAM, CK+, CD45-), Maintrac (EpCAM, CD45-), CellPoint (EpCAM, CK+, CD45-), Adnagen (EpCAM, MUC1, GA73.3, HER2), RT-PCR (CK19, HER). В Украине, к сожалению, подобного оборудования нет. В Запорожской молекулярно-генетической лаборатории, созданной при участии кафедры онкологии ЗМАПО, сейчас проводятся подготовительные мероприятия по апробации методов идентификации и фенотипи­рования циркулирующих опухолевых клеток с помощью метода RT-PCR.

Стволовые клетки рака

Хотя строение солидных опухолей сравнительно дезорганизовано, опухоли все же имеют иерархическую структуру. Сегодня ни у кого уже не вызывает сомнений, что солидная опухоль не однородна, а представлена различными типами клеток. В ней присутствует пул быстро пролиферирующих и метастазирующих стволовых клеток – «убийц», пул медленно пролиферирующих злокачественных клеток, скорее всего не способных к метастазированию и представляющих несколько меньшую непосредственную угрозу для жизни индивидуума, опухоль «контаминирована» здоровыми клетками, в ней также имеются клетки стромы (сосуды и нервы) и клетки иммунной системы.

Принято считать, что опухоль представляет собой сложный комплекс, орган, а не беспорядочный набор независимых атипичных клеток. Идея о том, что «опухоль – это орган», была впервые высказана Prehn в 1993 году (Prehn RT. Cancer Res 1993). Prehn считал, что единственным существенным отличием между ростом органов и ростом опухоли, является то, что органы не регенерируют после частичной резекции (исключением является печень). Сегодня эта гипотеза находит все больше аргументов, подтверждающих ее правоту.

В предыдущих моделях рака нерегулируемый рост опухолей и безудержную пролиферацию злокачественных клеток объясняли последовательным приобретением ими активирующих генетических событий. Когда же раковые клетки разного происхождения были проанализированы in vitro и in vivo на предмет их пролиферативного потенциала, оказалось, что различные клетки одной и той же опухоли обладают разной способностью к пролиферации. Было установлено, что небольшая популяция опухолевых клеток (менее 1% от общей массы опухоли) способны к самообновлению и именно эти клетки порождают все компоненты гетерогенной опухоли. Эти клетки были названы стволовыми клетками рака.

Гипотеза существования опухолевых стволовых клеток не нова. Она является продолжением и подтверждением дизонтогенетической теории ученика Р.Вирхова J. F. Cohnheim («теория опухолевых зачатков»), который в конце XIX века сформулировал ее основные положения. Cohnheim считал, что на ранних стадиях эмбрионального развития некоторые клетки продуцируются в большей степени, чем это необходимо для дальнейшего развития организма. На протяжении жизни человека они сохраняют свой эмбриональный характер и способность к пролиферации, а при определенных условиях эти «избыточные» клетки могут дать начало росту опухоли.

Положение о стволовых клетках было сформулировано в 1909 году знаменитым русским гистологом профессором А.А.Максимовым. Именно он впервые в мире ввел термин «стволовая клетка крови», а также высказал мнение о существовании клеток-предшественников для соединительных тканей, обозначив их как «стволовые мезенхимальные клетки».

Существуют три вида стволовых клеток: эмбриональные (это дочерние клетки после первых делений оплодотворенной яйцеклетки), зародышевые (более поздние поколения клеток, которые постепенно теряют способность безудержно пролиферировать, делиться и приобретают способность к дифференциации) и соматические стволовые клетки взрослых.

Соматическая стволовая клетка исходит из конкретного органа, имеет долгосрочный репликативный потенциал и способность к дифференцировке в клеточные компоненты данного органа. Соматические стволовые клетки в основном находятся в состоянии покоя и вступают в клеточный цикл для того что бы разделиться только по мере физиологической необходимости. Основными характеристиками нормальных стволовых клеток покоя являются асимметричное деление и мультипотентность. Феномен асимметричного деления заключается в том, что одна стволовая клетка производит одну дочернюю стволовую клетку и другую дочернюю клетку, которая начинается процесс дифференцировки. Эти процессы длятся всю жизнь.

Факт существования стволовых клеток в злокачественной опухоли и их центральное место в реализации процессов канцерогенеза считается доказанным. Модель опухолевого гистогенеза из одной стволовой клетки для рака толстого кишечника, включая миграцию этих клеток из крипты с последующим формированием отдаленных метастазов в печени, была доложена на ESMO, 2009 (M.R.Alison).

Возможности современной молекулярной биологии позволяют идентифицировать стволовые клетки рака, которые создают все компоненты злокачественной опухоли как органа и отвечают за развитие рецидивов болезни, даже после, казалось бы, успешного предварительного лечения (оперативного или системного). Рецидив болезни может наступить спустя несколько лет после завершения терапии.

Существуют специфичные молекулярные маркеры стволовых клеток рака различных локализаций. Таковыми для рака молочной железы являются клетки CD44, CD133, ALDH1, ESA, B1; для рака ободочной кишки – CD44, CD133, ALDH1, ESA и CD166; для рака предстательной железы – CD44, CD133, ALDH1, B1; для рака головы и шеи CD44 и ALDH1; для рака поджелудочной железы – CD44, CD24, CD133, ALDH1, ESA; для рака легкого CD133; для рака печени CD133; для меланомы CD133.

Метаболизм стволовых клеток рака отличается от метаболизма других злокачественных клеток. Известно, что раковые стволовые клетки более устойчивы к обычной химиотерапии, чем другие, более дифференцированные клети. Это объясняется тем, что стволовые клетки почти всегда находятся в химио- и радиорефрактерной фазе покоя  (G0), в них имеется высокий уровень транспортеров АВС, в них очень высока способность репарации ДНК (что определяет феномен множественной лекарственной резистентности), а также высокий уровень антиапоптических белков. Таким образом, стволовые клетки рака являются малоуязвимыми и практически не чувствительны к «традиционной» химиотерапии. Получается, что терапия, которая убивает быстропро­лиферирующие раковые клетки, может уменьшить размеры опухоли, но не вылечить больного.

Гипотеза о стволовых клетках может иметь фундаментальные и далеко идущие последствия для терапии рака.

Учитывая тот факт, что в клинике чаще встречаются больные с опухолевой прогрессией и большими объемами опухолевых масс, терапия в первую очередь должна быть направлена на быстропролиферирующие клетки, иначе организм погибнет (и здесь роль онкохирурга чаще всего бывает ведущей), а затем — на стволовые клетки рака (предотвращение рецидива).

В современной литературе обсуждаются два пути воздействия на стволовые клетки рака. Первый путь заключается в идентификации и последующей элиминации клеток с целью ликвидации минимальной остаточной опухолевой болезни и предотвращения рецидива. Второй путь направлен на идентификацию клеток и создание условий для «додифференцировки» опухоли с целью превращения ее в доброкачественную.

Мишенями во всех случаях являются индивидуальные регулирующие сигнальные пути стволовых клеток, которые сейчас интенсивно изучаются: Oct-4, BMP (bone morphogenic protein), Janus family kinase, Notch, Sonic hedgehog (Shh),  Wnt, mTOR, транспортеры ABC, малые молекулы (микроны и ингибиторы тирозинкиназы). Перспективным является использование методов генной терапии.

Изучение стволовых клеток рака тесно связано с новым направлением – регенеративной медициной и может привести к созданию методов реконструкции тканей после онкохирургической абляции.

Гипотеза стволовых клеток является лишь одним, но очень важным аспектом нынешнего понимания биологии рака и может привести к созданию новой парадигмы лечения в онкологии.

Клиническая и молекулярная гетерогенность колоректального рака

Попытка рассматривать злокачественную опухоль как скопление большого количества злокачественных клеток в том, или ином анатомическом органе, не соответствует современным знаниям о механизмах индукции ранних стадий и динамичности поздних стадий канце­рогенеза. Нам известно не только то, что опухоль является своеобразным органом, но и то, что не бывает абсолютно одинаковых опухолей. Часто опухоли демонстрируют эмбриональную, морфологическую и молекулярно-генетическую гетерогенность, причем различия в пределах одной нозологической единицы могут быть настолько значимыми, что мы имеем право говорить о различных онкологических заболеваниях с разным прогнозом и разными подходами к терапии.

Не является исключением и колоректальный рак, который демонстрирует эмбриональную и молекулярно-генетическую гетерогенность, что проявляется клиническим разнообразием течения заболевания.

Хотя традиционно рак ободочной и рак прямой кишки рассматривают как одну нозологическую единицу, клиницисты знают, что это, как минимум, две различные локализации. Но даже в пределах одного органа (прямая кишка) наблюдаются филогенетические различия. Например, средне- и верхнеампулярные отделы прямой кишки развиваются из эндодермального аноректального синуса, а нижнеампулярные отделы – из эктодермальной анальной воронки, которые впоследствии соединяются друг с другом и формируют единый орган. О том, что «нижние» и «верхние» раки прямой кишки могут отличаться не только морфологически (плоскоклеточный вариант или аденокарцинома), но и прогнозом, и методами лечения, хорошо известно.

Недавно было показано, что рак демонстрирует гетерогенность даже в пределах правой и левой половины ободочной кишки. Несмотря на то, что весь толстый кишечник развивается из первичной задней эмбриональной кишки, в правой его половине часто встречается гиперметилирование  MHL1 и коллапс теломер, в то время как в левой половине ободочной кишки эти специфические и важные молекулярные события канцерогенеза отсутствуют. Поскольку гиперметилирование  MHL1 может определять чувствительность опухолевых клеток к химио­терапевтическим агентам, в частности к флуопиримидинам, это может оказать влияние на индивидуализацию лечения и эффективность терапии рака ободочной кишки.

Давно известно, что при одних и тех же клинических стадиях колоректального рака (Dukes, TNM) продолжительность жизни больных может существенно отличаться. Эти отличия обусловлены индивидуальностью различных опухолей. Стало ясно, что пришло время создания новой классификации рака прямой и ободочной кишки, основанной на молекулярно-генетических характеристиках опухоли. Такие классификации, разделяющие опухоли на множество молекулярных субтипов,  уже существуют примени­тельно к раку молочной железы, раку яичника, раку легкого, первичному раку печени и т.д.

Молекулярно-генетическая гетерогенность эпителиальных опухолей толстого кишечника, являющаяся следствием нестабильности генома, также послужила поводом для разделения опухолей на молекулярные субтипы. Сейчас разделяют опухоли с хромосомной нестабильностью, микросателлитной нестабильностью и опухоли с гиперметилированием CpG-островков (CpG-динуклеотидов).

При соматических раках с хромосомной нестабильностью в виде потери зиготности 18gLOH (80-85% всех спорадических колоректальных раков, в зависимости от клинической стадии) в канцерогенез вовлекаются гены APC, TP53 и SMAD4. При гиперметилировании MLH1, как указано выше, процесс преимущественно локализуется в правой половине ободочной кишки, характеризуется низкой степенью дифференциации клеток и агрессивным течением. Метилирование CpG-островков с вовлечением генов MLH1, MINT1, MINT2, MINT3 (15% всех раков) приводит к нарушению репарации ДНК, что может формировать феномен лекарственной резистентности.

При наследственном раке ободочной кишки (MYH-ассоциированный полипоз, наследственный неполипозный рак) в канцерогенез вовлекаются другие гены. При мутации MYH в слизистой кишечника обнаруживаются более 15 аденом с повышенным риском развития рака, мутации MLH1,MSH2,MSH6 MLH1,MSH2,MSH6 ассоциированы с развитием первично-множественного рака кишечника. У этих же больных повышен риск рака эндометрия, желудка, уротелия и часто наблюдается ускорение опухолевой прогрессии.

Часть описанных молекулярно-генетических тестов являются прогностическими, часть – предиктивными. Все они уже сегодня учитываются (или должны учитываться) в повседневной онкологической практике, в том числе в практике онкохирурга.

Так, при мутации гена АРС при семейном наследственном полипозе в 80-100% случаев развивается рак кишечника и это требует выполнения профилактической проктоколэктомии.

При мутации MLH1,MSH2,MSH6 в 40-80% случаев повышается вероятность развития злокачественной опухоли при неполипозном наследственном синдроме. У этих же больных повышен риск рака эндометрия. Практические рекомендации – регулярная колоноскопия, профилактическая колэктомия и гистерэктомия.

У больных с гиперметилированием MLH1 в результате микросателлитной нестабильности или потери опухолью MLH1-протеина (что, кстати, выявляется с помощью обычного иммуногистохимического, а не молекулярно-генетического исследования), можно ожидать индолентного течения заболевания. При II стадии рака ободочной кишки таким больным не проводят адъювантную химиотерапию, поскольку было показано, что она может не продлить, а сократить выживаемость.

Потеря гетерозиготности 18q хромосомы определяет плохой прогноз течения колоректального рака.

Молекулярно-генетические аспекты неоадъювантного и адъювантного лечения колоректального рака

Современным стандартом лечения операбельного рака прямой кишки, принятым в большинстве западных стран,  является инфузия 5-фторурацила в сочетании с предопе­ра­ци­он­ной лучевой терапией, последующая тотальная мезоректумэктомия и еще 4 цикла адъювантной химиотерапии (5-фторурацил). При такой схеме лечения количество локальных рецидивов обычно составляет менее 10%, однако частота отдаленных метастазов находится на уровне 30-35%. В связи с этим была предпринята попытка разработать такую стратегию лечения, которая позволила бы в предоперационном периоде за счет системной терапии элиминировать возможные микрометастазы и тем самым уменьшить впоследствии частоту клинической диссеминации.

Во II и III фазах клинических исследований были изучены оральные флуопи­римидины, новая генерация цитотоксических химиопрепаратов (оксаллиплатин, ирино­текан), а также таргетные препараты (цетуксимаб и бевацизумаб) в сочетании с нео­адъювантной лучевой терапией при операбельном раке прямой кишки. Иринотекан и оба таргетных препарата не улучшили результаты лечения «раннего» рака прямой кишки, в отличие от орального флуопиримидина (кселода) и третьего поколения платины (оксалли­платин).

Это привело к тому, что сегодня в качестве примера оптимальной терапевтической концепции активно обсуждают новую стратегию лечения рака прямой кишки, а именно — проведение индукционной химиотерапии. Этот режим был предложен в качестве альтернативного на ASCO 2010.

Оптимальной для лечения резектабельного рака прямой кишки была признана следующая схема: вначале 4 цикла индукционной химиотерапии (САРОХ) с целью элимининации микрометастазов, затем химиолучевая терапия (50,4 Гр) с капецитабином, затем выполнение тотальной мезоректумэктомии и затем 4 цикла адъювантной химиотерапии. Ответ на индукционную терапию при таком режиме составляет 88%, ответ после химиолучевого лечения – 97%.

Полученные результаты в целом оказались, несомненно, лучше, чем предыдущие. Однако, следует заметить, что при таком лечебном подходе между постановкой диагноза и операцией проходит 6 месяцев, а у части больных ответа опухоли на терапию может вообще не произойти (в исследованиях наблюдали как полную патоморфологическую регрессию, так и полное отсутствие ответа). У тех больных, у которых опухоль окажется химио- и радиорезистентной,  могут быть потеряны сроки для радикального хирургического вмешательства. Клинические критерии не позволяют провести селекцию пациентов и прогнозировать эффективность индукционной терапии (до сих пор еще в большинстве случаев химиотерапия носит эмпирический характер). Новая стратегия требует проведения селекции пациентов на основании молекулярных маркеров химио- и радиочувствительности, что переводит противоопухолевую терапию в разряд персонифицированной. Молекулярные маркеры прогноза уже имеются, хотя в повседневной клинической практике они используются еще редко.

Молекулярными маркерами ответа на химиолучевую терапию являются p53, EGFR, Ki-67, p21, bcl-2 и тимидилат синтетаза (определяет чувствительность к флуопиримидинам). Существуют также молекулярные маркеры ответа на лучевую терапию в сочетании с биопрепаратами (цетуксимаб и бевацизумаб). Для цетуксимаба это K-Ras, копии EGFR, лиганды epiregulin, amphiregulin, Ki-67, TGF-α. Для бевацизумаба это VEGF, VEGFR1, плацентарный фактор роста и циркулирующие опухолевые клетки.

Тактика неоадъювантной индукционной химиотерапии уже широко используется при лечении «раннего» операбельного рака молочной железы, неоадъювантная химиолучевая терапия все шире применяется при лечении операбельного рака пищевода и при других локализациях.

Вопрос о проведении адъювантного (послеоперационного) лечения в онкологии чаще всего решается в пользу последнего. Это основано на современных представлениях о механизмах канцерогенеза и теории ранней диссеминации опухолевых клеток.

Общепринято, что при I стадии колоректального рака послеоперационная химиотерапия не проводится, при III  стадии проводится всегда (схема FOLFOX) . Учитывая гетерогенный характер больных со II стадией рака ободочной кишки, вопрос о проведении адъювантной химиотерапии решается индивидуально. Адъювантная терапия рака прямой кишки отличается от адъювантной терапии рака ободочной кишки.

Если при раке прямой кишки не проводилась индукционная терапия, в послеопера­ционном периоде целесообразность химиотерапии обычно определяется клиническими критериями (рТ3-4, рN+, перфорация опухоли или непроходимость). В целом, лечение будет тем менее эффективно, чем ниже в прямой кишке расположена опухоль. До сих пор неизвестно, существуют ли подгруппы с категориями T3N0, T1N1 и T2N1, у которых польза от адъювантной химиотерапии будет наименьшей.

Очевидно, что нужно продолжить активный поиск факторов, предсказывающих эффективность такой терапии. Проблема, к сожалению, заключается в том, что большинство характеристик опухоли, предсказывающих низкую эффективность лечения, выявляются уже после операции.

До сих пор максимально эффективными режимами являются схемы на основе 5-ФУ (рекомендуется либо длительная инфузия 5-FU/FA, либо болюс 5-FU/FA по схеме Mayo clinic, RPMI, либо оральные флуопиримидины — Capecitabin, UFT/FA). Продолжительность лечения составляет 6 месяцев.

В то же время известно, что многие опухоли обладают первичной резистентностью к 5-ФУ, или приобретают ее в процессе лечения (кстати, предсказать индивидуальную чувствительность к флуопиримидинам сегодня вполне возможно на основании молеку­лярных фармакогеномных тестов). В связи с этим схемы адъювантного лечения колоректального рака постоянно усложняются. Установлено, что схема FOLFOX обладает доказанной эффективностью, а схема FOLFIRI на основе иринотекана неэффективна в режиме адъювантного лечения.

Ожидалось, что добавление таргентных препаратов к используемым адъювантным режимам химиотерапии снизит уровень рецидивов заболевания при III стадии коло­ректального рака (FOLFOX + cetuximab, Intergroup trial; FOLFOX + bevacizumab, National Surgical Adjuvant Breast and Bowel Project). К сожалению, результаты оказались неожиданными и данные исследований полностью опровергли эти надежды. На ASCO 2009 было доложено о неэффективности бевацизумаба, а на ASCO 2010 о неэффективности цетуксимаба в адъювантных режимах лечения колоректального рака III стадии.

Эти исследования подтвердили, что сигнальный путь EGFR, даже при отсутствии мутации KRAS, не играет такой важной роли в развитии рецидива болезни, как при диссеминированной стадии заболевания, а также лишний раз напомнили, насколько сложна биология опухолевого процесса.

Еще большие сложности при определении целесообразности и выборе режима адъювантной терапии представляют больные со II стадией рака ободочной кишки (pT3-4N0). Эти больные представляют неоднородную клинико-гистологическую и молекулярно-генетическую группу, в связи с чем их принято делить на подгруппы высокого и низкого риска.

К клинико-гистологическим прогностическим факторам отдаленных результатов (выживаемость, рецидив, метастазирование) относятся адекватность хирургического вмешательства (R0-резекция), TNM-стадия (включая васкулярную, периневральную и лимфатическую инвазию), прорастание опухолью окружности кишки и дистальных краев, G-градация опухоли, количество и удаленных, и исследованных (!) лимфатических узлов (не менее 12), а также ответ на неоадъювантную терапию (если она проводилась). Факторами, повышающими риск рецидива, являются также ургентные ситуации (обструкция и перфорация опухоли).

Уже сегодня к факторам, влияющим на риск рецидива и выживание, принято относить некоторые молекулярно-генетические характеристики опухоли:  анэуплодию, процент клеток в S-фазе цикла, микросателлитную нестабильность, уровень тимидилат-синтетазы, уровень белков Pgp 170, MRP, LRP, мутации p 27, p53, гиперэкспрессию Bcl-2, уменьшение экспрессии CD95, экспрессию эпидермальных факторов роста (EGFR1,2), экспрессию эндотелиальных факторов роста (VEGF).

До последнего времени эти факторы не учитывались в повседневной клинической практике, однако в скором времени клиницистам придется пересмотреть свое отношение к молекулярным факторам прогноза.

Первым клиническим исследованием по изучению  больных ранними стадиями рака ободочной кишки, в котором последующее лечение зависело от молекулярных особенностей опухоли, было исследование Intergroup trial (E5202). Сейчас дизайн всех клинических исследований формируется с учетом генной сигнатуры. В исследовании Intergroup trial были установлены молекулярные маркеры повышенного риска рецидива заболевания (эпигенетические механизмы канцерогенеза) — микросателлитная нестабильность и утрата гетерозиготности по длинному плечу хромосомы 18. Оказалось, что при микросателлитной нестабильности прогноз заболевания лучше, однако больные резистентны к химиотерапии.  Выводом из данного исследования является необходимость изучать наличие в опухолевой ткани маркеров микросателлитной и хромосомной нестабильности: MSI–тест или ИГХ-тест-hMLH1, (доступное иммуногистохи­мическое исследование).

Следует иметь в виду, что при гиперметилировании  hMLH1 происходит нарушение репарации ДНК и больные не отвечают на терапию 5-ФУ, хотя хорошо отвечают на иринотекан-содержащие режимы (здесь кроется определенное противоречие, поскольку иринотекан не рекомендован для адъювантного лечения колоректального рака).

Лечение диссеминированного колоректального рака в постгеномную эру

Характерной тенденцией лечения больных с диссеминированным колоректальным раком в течение последнего десятилетия является расширение показаний к хирургическому и медикаментозному лечению. Основанием для активной тактики у больных с продвинутой стадией заболевания являются несомненные успехи хирургии и химиотерапии в лечении метастатического колоректального рака. Хирургические достижения выражаются в снижении послеоперационной летальности, низком проценте осложнений, широком внедрении малоинвазивных хирургических вмешательств (в частности, радиочастотной термоабляции), и хороших отдаленных результатах. Достижения химиотерапии и таргетной терапии базируются на новых данных о молекулярной биологии опухоли, преодолении феномена лекарственной резистентности и принципах персонифицированной терапии.

Результаты нескольких основных исследований (Colon Cancer Collaborative Group, BMJ 2000 / Tournigand, JCO 2004) показали, что отдаленная выживаемость больных метастатическим колоректальным раком существенно отличалась  в зависимости от вида терапии. В случаях симптоматического лечения (BSC) 1-годичная выживаемость больных составила 25% и была практически идентичной группе больных, получавших только 5-ФУ. Терапия схемами FOLFOX и FOLFIRI увеличивала продолжительность жизни долее 20 месяцев. Если же больные подвергались комбинированному лечению (резекция метастазов печени после химиотерапии), они демонстрировали не только 5-летнюю (33-48%), но и 10-летнюю выживаемость (23-30%) —  R.Adam, Ann Surg 2004.

Целесообразность резекции метастазов колоректального рака в печени (если они резектабельны) сегодня не вызывает сомнений ни у кого.

Большую тактическую проблему представляют больные при наличии синхронной первичной опухоли с дистантными гематогенными метастазами. Оперировать подобных больных, лечить консервативно или вообще отказывать в специальном лечении? До сих пор этот вопрос окончательно не решен. На выбор лечебной тактики будет оказывать влияние не столько четвертая стадия заболевания по TNM, сколько соматический статус больного по Karnofsky, локализация первичной опухоли (ободочная или прямая кишка), симптомы первичной опухоли (есть, нет, незначительные) и характер метастатического поражения (минимальное, выраженное, один, два или несколько пораженных висцеральных органов). Если принято решение произвести хирургическое вмешательство, какой объем операций применить – паллиативный или симптоматический? В одном из недавно опубликованных исследований было показано, что в случае выполнения симптоматических операций, выживаемость больных не превышает 12-14 месяцев, в случае выполнения паллиативных операций она приближается к 48 месяцам.

Возможности современного противоопухолевого лечения позволяют ставить перед онкологами амбициозные цели – добиваться отдаленных результатов выживания больных с диссеминированным колоректальным раком, практически сопоставимых с излечением (R.Adam).

Сегодня стратегия лечения больных с метастатическим колоректальным раком основана на решении двух принципиальных вопросов: есть ли шанс вылечить больного (именно в такой форме ставится вопрос в ведущих онкологических центрах, имеющих доступ к мультимодальному лечению), или шанса на излечение нет. В зависимости от ответа может быть проведено агрессивное лечение (пациенты с потенциально резектабельными метастазами)  или терапия изначально может носить сугубо паллиативный характер. Причем паллиативная терапия у больных с большими симптомными опухолями, когда нужен быстрый объективный ответ для спасения жизни больного, будет отличаться от терапии у больных с индолентным течением заболевания, когда нет необходимости в максимально быстром ответе, или пациент не перенесет агрессивное лечение (Expert discussion at ESMO/WCGIC June 2009, Barcelona).

Подобные «сверхзадачи» стало возможно формулировать только в эру развития современных биотехнологий, когда в схемы химиотерапии с доказанной эффективностью были интегрированы таргетные анти-EGFR и анти-VEGFR антитела.

Терапия метастатического рака толстой кишки должна начинаться сразу после постановки диагноза. Доказано, что пациенты, получившие все 3 химиопрепарата (5-ФУ, оксаллиплатин, иринотекан) живут достоверно дольше. Известно, что клиническая эффективность схем  FOLFOX и FOLFIRI равна, а эффективность схем FOLFOX и XELOX примерно равна.

Современной тенденцией персонифицированного лечения является изучение предиктивных молекулярных маркеров перед выбором схемы химиотерапии. Так, токсичность при терапии флуопиримидинами, в том числе пролекарством капецитабином, определяется уровнем трех ферментов биотрансформации: dihydropyrimidine dehydrogenase (DPD), thymidine phosphorylase (TP) и thymidylate synthase (TS). Наиболее распространенные токсические эффекты этих препаратов включают ладонно-подошвенный синдром, диарею, стоматит, тошноту и рвоту.

Нарушения в системе репарации ДНК (dMMR) определяет резистентность к флуопиримидинам, однако последнее молекулярное повреждение при колоректальном раке встречаются не часто и имеет меньшее клиническое значение. Предиктивными онкомаркерами ответа на терапию oxaliplatin и irinotecan являются тесты  «cross-complementing gene ERCC1» и «topo-isomerase-1 (Topo1)». Позитивные результаты этих тестов определяют выбор не в пользу алкилирующих агентов и ингибиторов топо-изомеразы I. Мутация в гене UGT1A1 предсказывает развитие тяжелой токсичности при приеме иринотекана (диарея и нейтропения) и исключает возможность использование этого цитостатика при колоректальном раке (тест применяется уже несколько лет и рекомендован FDA).

При длительном неоадъювантном лечении схемами FOLFOX и FOLFIRI перед планируемой резекцией метастазов печени следует учитывать факт цитотоксической гепатотоксичности (вено-окклюзионное поражение или стеатогепатоз, в зависимости от выбора препарата), что может повысить частоту послеоперационных осложнений и летальность за счет развития функциональной печеночной недостаточности и нарушенной способности к регенерации.

Добавление бевацизумаба к химиотерапии увеличивает время до прогрессирования, а добавление цетуксимаба к химиотерапии увеличивает и время до прогрессирования, и проявляется объективным ответом со стороны опухоли, что повышает частоту резекций первично неоперабельных метастазов в печени. Все это является несомненным достижением современной онкологии. Однако мы еще многого не знаем о пользе таргетных препаратов при метастатическом колоректальном раке. Например, не определены оптимальная последовательность и режимы, до сих пор ведутся дискуссии, всегда ли использовать биотерапию в 1-й или 2-3-й линиях лечения, применять ли одновременно или последовательно анти-EGFR и анти-VEGFR антитела (недавно закончившееся исследование вообще показало нецелесообразность этого сочетания). Принципиально не выяснена оптимальная продолжительность терапии антителами, и, нако­нец, неизвестно, как продолжать лечение после прогрессирования заболевания на фоне применения таргетных препаратов. Особо остро стоят вопросы первичной и приобретенной резистентности к Mab, а также проблема предиктивных молекулярных маркеров опухо­левого роста, предска­зывающих эффективность терапии.

О неоднозначности проблемы может свидетельствовать история использования анти- EGFR моноклонального антитела cetuximab как при терапии диссеминированного колоректального рака, так и при лечении опухолей с высоким уровнем экспрессии EGFR других локализаций (плоскоклеточные раки «головы и шеи» и немелкоклеточный рак легкого). Клинический опыт свидетельствует, что несмотря на, казалось бы, схожую биологическую характеристику опухолей (экспрессия рецептора EGFR), терапия моноклональными антителами к этому рецептору, а также предиктивные онкомаркеры такой терапии резко отличаются друг от друга. Это лишний раз свидетельствует о биологической гетерогенности опухолевого процесса и недопустимости обобщений и предсказаний клинического эффекта на основании присутствия в опухолевой ткани всего лишь одного молекулярного маркера канцерогенеза.

Известно, что цетуксимаб блокирует передачу сигнала от рецептора EGFR, угнетая тем самым нисходящие внутриклеточные сигналы, а также уничтожает раковые клетки путем механизма антителозависимой цитотоксичности. Эффективность препарата зависит от KRAS-статуса опухоли (исследование CRYSTAL). KRAS (онкоген Kirsten) – это ген, кодирующий информацию о белке, играющем важную роль в биохимическом сигнальном пути рецептора EGFR, а белок KRAS регулирует другие белки, находящиеся ниже по цепи. В опухолях выявляют «дикий» и мутантный тип гена KRAS. При диком типе белок активируется лишь временно, в ответ на стимул от рецептора EGFR, при мутантном типе белок KRAS постоянно находится во «включенном» состоянии, что приводит к «короткому замыканию» и непрекращающейся стимуляции сигнальной цепи. До последнего времени было известно, что препарат эффективен при опухолях с «диким» типом, а резистентность к цетуксимабу обусловлена наличием мутации в гене KRAS.

Однако мутации KRAS выявляются только у 30-40% больных, у которых лечение цетуксимабом оказывается неэффективным. Каковы же другие причины резистентности к цетуксимабу? Оказалось, что основные эффекты KRAS осуществляются посредством активации белка BRAF (серин-треониновая киназа), а мутации BRAF встречаются у 10% больных колоректальным раком и они также связаны с резистентностью к цетуксимабу. Поэтому блокада онкогенной активации сигнального пути KRAS/BRAF комбинированной терапией ингибиторами EGFR и BRAF/MAPK может  восстановить чувствительность клеток к моноклональным антителам.

Если ранее перед планируемой терапией ингибиторами EGFR в стандарт диагностики входило только определение гена K-RAS, которое позволяло выявить до 40% опухолей, не чувствительных к цетуксимабу, то в обновленные стандарты персонифицированной терапии колоректального рака NCCN уже вошло определение мутации гена BRAF (Источник: The NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology™ for Colon Cancer and for Rectal Cancer v.1. 2010). Определение мутаций генов K-RAS и BRAF V600E позволяет, в свою очередь, выявить до 60-70% случаев резистентности к такой терапии. Внесение BRAF в стандарт диагностики является очередным важным шагом на пути к развитию персонализованной медицины в онкологии.

Сегодня известно также, что у 40% больных колоректальным раком мутации KRAS и BRAF V600E отсутствуют, а резистентность к цетуксимабу все же имеется. В ближайшее время, по-видимому, будет объявлено о новых обязательных предиктивных маркерах анти-EGFR терапии. Таковыми, по всей видимости, будут аmphiregulin (AREG) и epiregulin (EREG) – лиганды рецептора EGFR (высокий уровень экспрессии этих лигандов обеспечивает опухолевую  прогрессию за счет избыточной активации рецептора); PTEN (phosphatase and tensin homologue) -  низкая экспрессия обусловливает резистентность к анти-EGFR терапии; PI3K (phosphatidylinositol 3-kinase) – мутация также обусловливает резистентность к анти-EGFR терапии.

Активно изучаются и другие механизмы резистентности ингибиторов EGFR, не связанные с генетическими мутациями. К таковым относятся:  потеря рецептором внеклеточного домена, который связывается соответствующим лигандом (такой рецептор называется EGFR variant III – EGFRvIII), интернализация и деградация рецептора с последующим его убиквитинированием и активацией пути HER3-PI3K/AKT, транслокация мембранного рецептора EGFR в ядро с активацией SFKs, эпителиально-мезенхимальный переход злокачественной клетки с утратой эпителиальных антигенов и активацией мезенхимальных путей AKT и STAT3.

Новая эра в онкологии, связанная с терапией моноклональными антителами, началась после того, как будущий лауреат Нобелевской премии Stanley Cohen в 1962 году изолировал и охарактеризовал протеин, стимулирующий пролиферацию эпителиальной клетки (эпидермальный фактор роста, EGF). Сразу за этим открытием Graham Carpenter открыл мембранный протеин – рецептор эпидермального фактора роста (EGFR), с которым связывается лиганд EGF. В 80-х годах XX столетия было установлено, что многие эпителиальные раковые клетки экспрессируют рецептор EGFR и это дало повод John Mendelsohn и его коллегам начать разработку серии моноклональных антител для лечения рака, включая и mAb225 (C225) – будущий препарат цетуксимаб.

Ближайшие перспективы биотерапии рака толстого кишечника.
Терапия против рецепторов факторов роста

Наиболее существенным недостатком монотерапии антителами является то, что Mab блокирует только один из многочисленных мембранных рецепторов клетки и не влияет на ту популяцию клеток, в которых данного рецептора нет. Это создает благоприятные условия для выживания и репопуляции отдельных клеточных клонов в опухоли. Таким образом, высокая специфичность моноклональных антител, являющаяся их несомненным преимуществом,  одновременно является и их недостатком, поскольку не может обеспечить всю полноту терапевти­ческого эффекта из-за биологической гетерогенности опухоли. К тому же большие размеры молекул моноклональных антител ограничивают их проникновение в глубину опухолевой ткани. Одной из перспективных стратегий лечения, альтернативной терапии Mab, является использование малых молекул – ингибиторов киназ, которые блокируют внутриклеточный киназный домен мембранного рецептора злокачественной клетки.

При проведении анти-EGFR терапии моноклональным антителом к эпитопу только лишь одного рецептора не следует забывать, что существует целая семья рецепторов эпидермального роста: ErbB1 (EGFR), ErbB2 (HER2), ErbB3 и ErbB4 и окончательная их роль в механизмах канцерогенеза той или иной опухоли до конца не изучена. Опухолевая ткань неоднородна и характеризуется вариабельностью набора антигенов. Например, появляется все больше данных о роли рецептора HER3 во время прогрессии рака толстого кишечника (коэкспрессия с EGFR, обусловливающая резистентность к терапии Mab). Этот рецептор уже является объектом таргетной терапии в некоторых клинических исследованиях.

Предпринимаются и другие активные попытки преодолеть резистентность опухоли к  анти-EGFR терапии: изучается эффективность Cetuximab в сочетании с Lenalidomide при мутантном KRAS,  новое антитело GA201 – при мутантном типе KRAS, смесь двух антител Sym004 к рецепторам EGFR1 и EGFR3.

Объектом для таргетной терапии при метастатическом колоректальном раке являются не только семья рецепторов эпидермального фактора роста, но и другие мембранные рецеп­то­ры факторов роста (IGFR, C-Met, PDGFR, ETa, ETb) и рецепторы ангиогенеза (VEGFR1,2,3; PDGFR).

Инсулиноподобный фактор роста (IGF) является важнейшим фактором роста в эмбриогенезе и в пубертатном периоде, а также играет критическую роль в пролиферации, дифференциации, апоптозе, трансформации и метастазировании злокачественной клетки. Подтверждено наличие гиперэкспрессии IGFR1,2 при колоректальном раке. Рецепторы IGFR1,2 уже являются объектом таргетной терапии по двум направлениям: моноклональные антитела и малые молекулы. Активно изучаются комбинации МК0646+FOLFIRI при диком типе KRAS, МК0646 + эрбитукс при рефрактерном раке при диком типе KRAS, а также секвенсинг-терапия (цитотоксические агенты и Mab).

Фактор роста гепатоцитов (HGF/SF) является большим мультимодальным протеином и лигандом рецептора с-Mеt (был открыт в 1980 г как протоонкоген). Активация лигандом, димеризация и фосфорилирование этого рецептора индуцирует пролиферацию, выживание и миграцию/инвазию, т.о. активация пути c-Met  стимулирует многие функции клетки — митогенез, мотогенез, морфогенез. Это касается многих типов клеток (эпителиальных, эндотелиальных, гемопоэтических, нейроцитов, меланоцитов, гепатоцитов).

Гиперэкспрессия/амплификация c-Met часто встречается при колоректальном раке и обусловливает рост первичной опухоли и метастазов (особенно при сочетании с мутацией KRAS), а также ассоциируется с высокой стадией и плохой выживаемостью.

Уже существуют две перспективные терапевтические стратегии блокирования рецептора c-Met: моноклональные антитела к эктодомену c-Met (AMG102, AV-299 и SCH-900105), и малые молекулы TKIs  (ARQ197, XL880 – дуальный ингибитор c-MET/VGFR2). Во II фазе изучается также комбинация panitumumab с AMG-102 или AMG-479 при диком типе KRAS.

Рецептор тромбоцитарного фактора роста (PDGFr) является трансмембранным протеином, вовлеченным в процессы канцерогенеза. Он участвует в аутокринной стимуляции роста, стимулирует ангиогенез и формирует строму за счет регуляции функции фибробластов. PDGFr существует в виде 5 димерических изоформ (хотя функция всех рецепторов схожа: димеризация, активация, фосфорилирование, передача сигнала). Гиперэкспрессия рецепторов обнаруживается при многих опухолях, в т.ч. при колоректальном раке.

В клинике широко известны и с успехом применяются три неселективных ингибитора тирозинкиназы PDGFr: иматиниб, сорафениб и сунитиниб. Для лечения диссеминированного колоректального рака сейчас изучаются следующие терапевтические схемы: XELOX (CapOX)+Beva+/-Иматиниб; Иматиниб + Panitumumab; Сорафениб + FOLFOX (FOLFIRI); Сорафениб + Эрбитукс; Сунитиниб + FOLFIRI. Следует отметить, что данные схемы изучаются в качестве терапии 2-3-линий у больных с предварительно активно леченным метастатическим колоректальным раком, т.е. в условиях приобретенной лекарственной резистентности. Это делает результаты исследований особенно интересными.

Антиангиогенная терапия

Начало учения об опухолевом неоангиогенезе связано с именем Dr Volkman (концепция была сформулирована на протяжении 1960-1971 гг). В 1983 году Dr Dvorac изолировал эндотелиальный фактор роста (VEGF), а Napoleon Ferrara из компании Genentech очистил и клонировал VEGF.

Эндотелиальный фактор роста (VEGF) и его рецептор (VEGFr1) играют ключевую роль в регуляции ангиогенеза и принимают непосредственное участие в пролиферации, миграции и адгезии эндотелиоцитов, формирования новых капилляров, увеличении сосудистой проницаемости, а также выступают в качестве основного фактора выживания вновь образованных сосудов опухоли. Ингибиция опухолевого ангиогенеза (формирование новых сосудов) и васкулогенеза (образование сосудов из уже имевшихся ранее) с помощью бевацизумаба (Avastin) является общепринятой и перспективной лечебной стратегией при раках различных локализаций, в том числе при диссеминированном колоректальном раке.

Эндотелиальный фактор роста (VEGF) и его рецептор VEGFr1, который блокирует бевацизумаб, являются основными, но не единственными участниками патологического неоангиогенеза. К проангиогенным факторам, запускающим каскад неоангиогенеза, особенно на стадии опухолевой прогрессии, относятся и другие многочисленные факторы роста: PDGFs (platelet-derived growth factors), PIGF (placental growth factors), TGF-α, TGF-β (transforming growth factors), bFGF (basic fibroblast growth factors), EGF (epidermal growth factors), HGF (hepatocyte growth factors), ANGs (angiopoietins), IL-4, IL-8 (interleukins). Эти лиганды действуют через собственные мембранные рецепторы. Очень стимулирует неоангиогенез и гипоксия опухолевой ткани.

К этому надо добавить, что ангиогенез, лимфангиогенез и пролиферация реализуются не через один, а через целое семейство рецепторов эндотелиальных факторов роста VEGFr1,2,3 (причем у каждого рецептора имеются свои лиганды). Рецептор PDGFr вовлечен в процессы и ангиогенеза, и пролиферации. Рецептор VEGFr3 отвечает исключительно за процессы лимфангиогенеза.

Из сказанного следует, что эффективно заблокировать опухолевый неоангиогенез и лимфангиогенез с помощью одного моноклонального антитела проблематично. Кроме того, при реализации эффекта блокады неоангиогенеза лекарственным путем, наружные слои солидной опухоли будут получать кислород способом диффузии.

Мишенями современной антиангиогенной терапии являются рецептор VEGFr1 и его лиганд VEGF, однако путей реализации этой проблемы несколько. Кроме моноклональных антител к рецептору (бевацизумаб), разрабатываются антитела к эндотелиальному фактору роста, которые связывают и нейтрализуют свободный  VEGF. Перспективным является создание малых молекул TKIs, воздействующих непосредственно на внутриклеточный домен рецептора (тирозинкиназу VEGFr) и блокирующих соответствующий внутриклеточный сигнальный путь. Интересным направлением является создание растворимого  VEGFr, который связывает и нейтрализует VEGF. Уже изучаются рибозимы, расщепляющие мРНК рецептора VEGFr и олигонуклеотидные аптамеры, предупреждающие синтез VEGF.

Почему все же необходимо настаивать на изучении предиктивных биологических онкомаркеров при проведении/планировании антиангиогенной терапии? Клинические наблюдения показывают, что проводимое лечение одинаково эффективно не у всех больных, доза и режим введения бевацизумаба могут отличаться, некоторые пациенты первично резистентны к антиангиогенной терапии, у других резистентность чаще возникает уже в процессе лечения. Наконец, для здравоохранения и самого пациента важны такие критерии терапии, как стоимость/эффективность.

Поскольку пока еще реально существует единственный фармакологический путь блокады неоангиогенеза с доказанной клинической эффективностью (бевацизумаб), необходимо изучать биомаркеры для прогнозирования эффективности антиангиогенной терапии именно этим моноклональным антителом. На ASCO 2009 активно обсуждались фармако­динамические, прогностические, предиктивные и суррогатные маркеры антиан­гиогенной терапии. Среди наиболее важных были системное артериальное давление (АД), циркулирующий эндотелиальный фактор роста (VEGF), предиктивные молекулярные маркеры (TSP2, KRAS), циркулирующие опухолевые клетки, функциональные маркеры (rGBM), маркеры токсичности, определяющие риск гипертензии и риск перфорации полых органов (VEGF-634CC и VEGF-1498TT), а также молекулярные маркеры лекарственной резистентности – rGBM и CPCs.

Казалось бы, наиболее информативным онкомаркером могла бы стать концентрация VEGF в плазме, однако было установлено, что она коррелирует только с выживаемостью без прогрессирования при немелкоклеточном раке легкого, выживаемостью без прогрессирования при раке почки и временем до прогрессирования при распространенном раке молочной железы. Уровень концентрации VEGF в плазме не является прогностическим/предиктивным фактором для других видов рака, в том числе и для колоректального.

Поскольку VEGF играет ведущую роль в регенерации печеночной паренхимы, следует учитывать также тот факт, что дооперационная антиангиогенная терапия может увеличить количество осложнений после резекции метастазов колоректального рака печени.

Заключение

Хирургическая операция как терапевтическая опция, будучи интегрированной в общую парадигму лечения онкологического пациента, еще долго будет оставаться основой лечения рака большинства локализаций. В то же время, системная противоопухолевая терапия, становясь все более эффективной, модифицирует течение онкологического процесса, тем самым изменяя и дополняя объем хирургического вмеша­тельства. Сегодня  неоадъювантное и адъювантное лечение опухоли все больше основано на геномных и протеомных технологиях, позволяя приблизиться к реализации концепции индивидуализированной терапии.

В свою очередь, уже не вызывает сомнений тот факт, что хирургическое вмешательство при раке обладает системным биологическим эффектом и может как улучшить, так и ухудшить индивидуальный прогноз у онкологического больного. Это требует проведения более тщательной селекции пациентов не только в зависимости от клинической стадии заболевания, но и на основании молекулярных прогностических и предиктивных онкомаркеров.

Чем дальше онкология будет эволюционировать в сторону совершенно новой науки, основанной на принципах системной биологии, тем больше будут меняться и усложняться требования к онкохирургии.

Категория: 2012, №3, Онкология, Хирургия Метки: cancer, metastasis, oncology, surgery, treatment, лечение, метастазирование, онкология, рак, хирургия

Ваше мнение о представленной работе (выберите наиболее подходящую оценку):
1 балл
- Констатация известных фактов
2 балла
- Решение частной научной задачи
3 балла
- Исследование вносит значительный вклад в онкологию и/или хирургию
4 балла
- Решение крупной научной проблемы
5 баллов
- Инновационное исследование мирового уровня
(Проголосовали: 4, средний балл: 4,25 out of 5)

Смотрите также:

  • Перитонеальный канцероматоз – новый взгляд на проблемуПеритонеальный канцероматоз – новый взгляд на проблему Ш.Х. Ганцев Научно-исследовательский институт онкологии Башкирский государственный медицинский университет, г. Уфа, Российская Федерация Ганцев Шамиль Ханафиевич, Директор […]
  • Принципы построения учебных руководств <br />по онкологииПринципы построения учебных руководств
    по онкологии А.А. Шайн Кафедра онкологии, Тюменская государственная медицинская академия, г. Тюмень Шайн Айзик Абрамович, доктор медицинских наук, профессор кафедры онкологии Тюменской […]
  • О классификации рубцовой деформации шейки маткиО классификации рубцовой деформации шейки матки Ф.Ф. Бадретдинова, В.Б. Трубин, А.Г. Хасанов Башкирский государственный медицинский университет, г. Уфа Бадретдинова Фларида Фуатовна, ассистент кафедры акушерства и гинекологии […]

Оставить комментарий Нажмите здесь, чтобы отменить ответ.

Имя

Email

Сайт

Комментарий


Подтвердите, что Вы не спам-робот — выберите человечка с поднятой рукой:

Назад Вперед

Поиск по журналу

Open Access Journal



Реклама

Рейтинговые статьи

Рубрики

  • Онкология
  • Презентации
  • Хирургия
  • Юбилеи и поздравления

Ключевые слова

breast cancer cancer cervical cancer colorectal cancer diagnosis epidemiology galactose melanoma metastasis mortality oncology peritoneum prevention treatment брюшина галактоза диагностика заболеваемость клинический случай колоректальный рак лечение меланома онкология профилактика рак рак молочной железы рак печени рак шейки матки смертность эпидемиология

Архив статей

  • 2011, №1
  • 2012, №1
  • 2012, №2
  • 2012, №3
  • 2012, №4
  • 2013, №1
  • 2013, №2
  • 2013, №3
  • 2013, №4
  • 2014, №1
  • 2014, №2

Полезная информация

  • Как сделать ссылку на электронный ресурс (библиографическую сноску на сетевой источник информации)?
"Креативная онкология и хирургия" © 2014 Св-во о регистрации Эл № ФС 77-46295


Яндекс.Метрика


Креативная онкология и хирургия