Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

СОПОСТАВЛЕНИЕ КИНЕТИКИ РОСТА РЕЦИДИВОВ И МЕТАСТАЗОВ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ

Базанов К.В. 1
1 ГБУЗ Нижегородский областной онкологический диспансер
В статье проводится сравнительный анализ кинетики роста рецидивных и метастатических опухолей различных локализаций. Исследовано 130 пациентов с различными видами опухолей. Для исследования выбраны пациенты с: саркомами мягких тканей, колоректальным раком, меланомами, раком молочной железы, плоскоклеточным раком головы и шеи. Всем больным проводилось морфометрия гистологических препаратов исследуемых опухолей. Разработана оригинальная математическая модель опухолевого роста, учитывающая баланс между делящимися клетками и клеточными потерями. Кинетические параметры роста вычислялись с помощью специально разработанной компьютерной программы. Выявлено, что рецидивные опухоли обладают более быстрым ростом и агрессивным течением по сравнению с метастазами. Причина этому – более низкие показатели клеточных потерь в рецидивных опухолях.
скорость роста
рецидивы
метастазы
1. Барышников А.Ю. Программированная клеточная смерть (апоптоз) / А.Ю. Барышников, Ю.В. Шишкин // Российский онкологический журнал. – 1996. – № 1. – С.58-61.
2. Давыдов М.И. Статистика злокачественных новообразований в России и странах СНГ в 2012 г. / М.И. Давыдов, Е.М. Аксель. – М.: РОНЦ им Н.Н. Блохина РАМН, 2014. – 226 с.
3. Колобов А.В. Влияние случайной подвижности злокачественных клеток на устойчивость фронта опухоли / А.В. Колобов, А.А. Полежаев // Компьютерные исследования и моделирование. – 2009. – T. 1. – № 2. – С. 225–232.
4. Моисеенко В.М. Естественная история роста рака молочной железы / В.М. Моисеенко // Практическая онкология: Избранные лекции / под ред. С.А. Тюляндин и В.М. Моисеенко. – М., 2004. – С.22-23.
5. Эмануэль Н.М. Кинетика экспериментальных опухолевых процессов / Н.М. Эмануэль. – М.: Наука, 1977. – 419 с.
В последние несколько десятилетий в нашей стране и во всем мире отмечается рост заболеваемости и смертности от злокачественных новообразований (ЗНО) [2]. Смерть при прогрессировании ЗНО обусловлена прежде всего ростом рецидивных и метастатических опухолей. Рецидивные и метастатические опухоли растут из одной раковой клетки, оторвавшейся от материнской опухоли. При этом локальный рецидив растет из клетки паренхимы опухоли, которая переместилась из периферии опухолевого очага в окружающие опухоль ткани. Известно, что периферию опухоли составляют наиболее пролиферативно активные клетки [3]. Метастаз растет из клетки паренхимы, которая попадает в просвет сосуда и с кровотоком или лимфотоком перемещается в анатомически отдаленные от первичного очага участки тела.

Рост опухоли происходит вследствие удвоения клеток ее паренхимы в процессе митоза. Считается, что когда количество клеток паренхимы достигает 1012, пациент погибает, такое количество клеток не совместимо с жизнедеятельностью человека [4]. Продолжительность жизни больного при диссеминированном раке определяется прежде всего тем промежутком времени, за который вторичные опухолевые очаги достигнут критической массы. Это зависит от скорости роста рецидивных и метастатических опухолей.

Известно, что в опухоли одновременно с увеличением числа клеток в процессе их деления идут процессы убыли клеток вследствие их некроза и апоптоза (фактор клеточных потерь - ФКП) [1]. Клетки опухоли неоднородны по своим пролиферативным возможностям. Как уже было указано выше, наиболее пролиферативно активные клетки находятся на периферии опухоли. Ближе к центру опухолевого очага сосредоточены в основном клетки в состоянии пролиферативного покоя. На каждые 100 вновь образовавшихся клеток в процессе митоза в опухолях в среднем приходится 98-99 гибнущих опухолевых клеток [4]. Оставшихся 1-2 % опухолевых клеток достаточно для того, чтобы сдвинуть баланс кинетических процессов в сторону роста опухоли.

Таким образом, скорость роста опухоли определяется соотношением доли клеток в состоянии митоза и фактором клеточных потерь (ФКП) [5]. Рост опухоли обеспечен при ФКП меньше 100 %. При ФКП более 100 % наступает регрессия опухоли. В  основе роста опухоли лежит удвоение ее клеток. Это определяет экспоненциальный характер кривой роста опухоли. Этот факт определил то, что в качестве параметров скорости роста опухоли мы выбрали время ее удвоения (ВУО). Чем меньше время удвоения опухоли, тем быстрее ее рост.

Цель настоящего исследования: сравнить кинетические свойства рецидивов и метастазов ЗНО различных видов.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

  • Морфометрическое исследование рецидивных и метастатических опухолей различных локализаций. Определение в паренхимах этих опухолей доли клеток в состоянии митоза и пролиферативного покоя.
  • Построение математической модели опухолевого роста, учитывающей изложенные выше теоретические выкладки.
  • На основании разработанной математической модели изучение и сравнительный анализ кинетики роста исследуемых опухолей.

Всего на базе Нижегородского областного онкологического диспансера в период с 2009 по 2012 г. нами было обследовано 130 пациентов с рецидивными и метастатическими опухолями 5 локализаций: сарком мягких тканей (СМТ), колоректального рака (КРР), меланом кожи, рака молочной железы (РМЖ) и плоскоклеточного рака головы и шеи (ПРГШ). Информация о количественном соотношении больных в разных группах приведена в таблице 1. Каждому из исследуемых пациентов удалялись рецидивные или метастатические очаги (при технической невозможности или нецелесообразности их удаления бралась биопсия из нескольких участков очагов (преимущественно из их периферических отделов)).

Таблица 1

Распределение клинических наблюдений по локализациям первичных очагов и типу вторичных поражений

 

Локальный рецидив

Отдаленные и регионарные метастазы

Саркомы мягких тканей

30

5

Колоректальный рак

17

19

Меланомы

8

19

Рак молочной железы

14

28

Плоскоклеточный рак головы и шеи

6

6

Всего

75

55

Проводилось морфометрическое исследование  полученных гистологических препаратов. Определялись следующие структурные параметры опухолей: доля клеток паренхимы в состоянии митоза, доля клеток в интерфазе, доля клеток  в состоянии пролиферативного покоя. Также определялись те доли объема, которые занимают в опухоли строма и некрозы.

Нами совместно с сотрудниками кафедры математики Нижегородского университета имени Н.И. Лобачевского разработана математическая модель опухолевого роста. На базе разработанной модели с использованием  языка программирования С++ создана компьютерная программа, позволяющая на основании данных морфометрии, а также таких клинических данных, как размер опухолевого очага и давность его роста, рассчитать время удвоения опухоли (ВУО) и ФКП для каждого клинического случая.

Результаты вычислений представлены в таблице 2. Из таблицы 2 видно, что наибольшей скоростью роста обладают СМТ и меланомы кожи. Это обусловлено, по нашему мнению, прежде всего низкими клеточными потерями. Наименьшей скоростью роста обладают рак молочной железы и колоректальный рак. Митотическая активность этих опухолей оценивается как умеренная, а клеточные потери сравнительно высокие.

Таблица 2

Сопоставление кинетических параметров опухолей различных локализаций

 

СМТ

КРР

Меланомы

РМЖ

ПРГШ

МАО

3,56%±0,46%

7,32%± 0,93%

9,42%± 1,23%

5,90%±0,62%

5,88%±0,88%

ФКП

90,35%±2,40%

94,38%±2,63%

89,99%±4,20%

96,21%±0,92%

93,64%±1,88%

ВУО (сутки)

12,88±2,02

33,04±5,48

18,42±7,38

29,37±6,66

15,71±4,85

 

Рецидивы

Метастазы

Рецидивы

Метастазы

Рецидивы

Метастазы

Рецидивы

Метастазы

Рецидивы

Метастазы

МАО

3,25%±

0,50%

5,44%±

0,83%

7,05%±

0,88%

7,59%±

1,66%

8,83%±

1,58%

9,85%±

1,83%

6,02%±

0,74%

5,79%±

1,03%

4,81%±

1,10%

6,96%±

1,31%

ФКП

89,1%±

2,73%

98,04%±0,89%

97,74%±0,62%

91,02%±5,17%

83,34%±9,28%

94,84%±2,35%

96,82%±0,92%

95,60%±1,61%

91,91%±3,45%

95,36%±1,56%

ВУО (сутки)

11,59±

2,07

20,61±

6,29

28,81±

5,85

37,27±

9,36

6,93±

3,48

26,78±

12,10

27,06±

8,62

31,67±

10,45

17,06±

8,51

14,37±

5,51

В целом, пролиферативный потенциал метастатических опухолей выше, чем у рецидивных, на 0,5 %-2 %. Исключение составляет только рак молочной железы. При этой патологии МАО рецидивов  (6,02 %±0,74 %) и метастазов (5,79 %±1,03 %) практически одинакова.

ФКП достигает максимальных значений при раке молочной железы (ФКП 96,21 %±0,92 %). Минимальные клеточные потери в среднем во вторичных очагах сарком мягких тканей (90,35 %±2,40 %)  и меланомах (89,99 %±4,20 %).  В рецидивных очагах сарком мягких тканей, плоскоклеточного рака головы и шеи,  а также меланом средний ФКП значительно ниже, чем аналогичный показатель в метастазах этих локализаций. При раке молочной железы  наблюдается обратная тенденция.

Наибольшей скоростью роста обладают рецидивные и метастатические саркомы мягких тканей (среднее ВУО 12,88±2,02 суток).  Умеренная скорость роста, в целом, характерна для вторичных очагов колоректального рака  (среднее ВУО 33,04±5,48 суток) и рака молочной железы (среднее ВУО 29,37±6,66 суток). Средняя скорость роста вторичных очагов ПРГШ и метастатических очагов меланомы занимают промежуточные позиции.

Как правило, рецидивные очаги растут быстрее метастатических очагов. В максимальной степени это различие выражено  для меланом (рецидивные очаги этого вида опухоли в среднем растут в 3,86 раза быстрее метастатических) и СМТ (различие между средней скорости роста рецидивных и метастатических очагов в 1,77 раза). Клиническим  подтверждением того, что рецидивы ЗНО, обладая более быстрым ростом по сравнению с метастатическим процессом, определяют более агрессивное развитие и более неблагоприятный прогноз онкологического заболевания, являются  более низкие показатели выживаемости больных с локальными рецидивами ЗНО по сравнению с метастазами. Средняя продолжительность жизни больных с рецидивными опухолями в нашем исследовании составила 12,03±1,38 месяца, с метастатическим 17,95±2,00 месяца. Медиана выживаемости больных с рецидивными ЗНО составила 8 месяцев, а с метастатическими ЗНО 13,5 месяцев.

Можно сделать следующие выводы из проделанного исследования: несмотря на то, что митотическая активность метастатических опухолей в среднем выше митотической активности рецидивных опухолей, в целом рецидивы растут быстрее метастазов, что обуславливает более неблагоприятный клинический прогноз при развитии локального рецидива. Механизм этого явления, согласно нашей модели - более низкие показатели ФКП при рецидивных опухолях, которые в значительной степени компенсируют их низкую митотическую активность. Этот факт объясняется еще и описанным выше явлением роста рецидивных очагов из пролиферативно активных клеток периферии опухолевого очага.

Рецензенты:

Базаев А.В., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой Общей хирургии, Нижегородская государственная медицинская академия, г. Нижний Новгород;

Кузнецов С.С., д.м.н., профессор кафедры Патологической анатомии, Нижегородская государственная медицинская академия, г. Нижний Новгород.


Библиографическая ссылка

Базанов К.В. СОПОСТАВЛЕНИЕ КИНЕТИКИ РОСТА РЕЦИДИВОВ И МЕТАСТАЗОВ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1-1. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=18025 (дата обращения: 25.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074