В последнее время большое внимание уделяется изучению эндотелиальной дисфункции в патогенезе различных заболеваний [1], в том числе и онкологических [2, 3], что вполне обосновано, так как диффузно распределенная масса эндотелиальных клеток рассматривается как единый многофункциональный эндокринный орган [4, 5], основная задача которого связана с поддержанием гомеостаза. Будучи морфологическим субстратом гистогематического барьера, эндотелиальные клетки являются важной частью иммунной системы, играя ключевую роль в инициировании и развитии защитных и повреждающих воспалительных реакций. Об этом, в первую очередь, свидетельствует поверхностная экспрессия эндотелиоцитами молекул адгезии, обеспечивающих специфическое взаимодействие с циркулирующими лейкоцитами [6, 7].
Состояние эндотелия оценивают по содержанию биомаркеров, имеющих непосредственное отношение к той или иной её функции. Так, о регуляции адгезии лейкоцитов судят по концентрации Р- и Е-селектина, молекул адгезии сосудистого эндотелия I типа (VCAM-1) и межклеточных молекул адгезии I типа (ICAM-1), о регуляция роста сосудов – по уровню фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), факторов роста фибробластов (FGFs) и других ростовых факторов [8]. Гипер- или гипопродукция этих биомаркеров свидетельствует о наличии эндотелиальной дисфункции.
Важность определения VEGF-А в нашем исследовании определена заинтересованностью данного цитокина в развитии неопластического процесса за счёт стимуляции опухолевого ангиогенеза и экспрессии механизма антиапоптоза опухолевых клеток [9, 10, 11], а неоптерина – в связи с тем, что этот птеридин рассматривается как интегральный показатель цитокинзависимой активации моноцитов/макрофагов и является неспецифическим маркером активации клеточного звена иммунитета [12]. Более того, уровень неоптерина в крови повышается по мере прогрессирования опухоли и её метастазирования [13, 14]. Участие неоптерина в опухолевой прогрессии объясняется его стимулирующим влиянием на продукцию ангиогенных факторов роста, атакжеспособностьюингибироватьсинтезоксидаазотавэндотелиисосудов, что приводит к торможению процесса апоптоза опухолевых клеток [15].
Учитывая, что эндотелиальная дисфункция является неотъемлемой стороной патогенеза неопластического процесса, состояние эндотелиального барьера при онкологической патологии из теоретической плоскости переходит в практическую, связанную с выбором адекватной таргетной терапии, оценкой её эффективности и прогнозом течения заболевания. Вместе с тем вопрос поиска биомаркеров, позволяющих целенаправленно (и, возможно, персонализировано) определять лечебную тактику улучшения функционального состояния эндотелия у онкологических больных в зависимости от характера неопластического образования, остается актуальным.
Целью исследования является изучение содержания биомаркеров, отражающих эндотелиальную функцию сосудов, в зависимости от вида и характера костных опухолей.
Материал и методы. Обследовано 64 пациента (31 мужчина и 33 женщины) с новообразованиями костной ткани (с костной кистой – 28, фиброзной дисплазией – 9, гигантоклеточной опухолью – 7, остеосаркомой – 4, хондросаркомой – 6, метастазами в кость – 6, миеломной болезнью – 4), находившихся на стационарном лечении в Саратовском НИИ травматологии и ортопедии в период с 2013 по 2016 г.
Критериями включения больных в исследование было наличие гистологически верифицированных доброкачественных и злокачественных новообразований кости, отсутствие других хронических заболеваний или их наличие в стадии ремиссии, возраст пациентов от 14 до 65 лет; критериями исключения – отказ от участия в исследовании, наличие хронических заболеваний в стадии обострения. В контрольную группу вошли 10 практически здоровых лиц в возрасте 24–60 лет (6 мужчин и 4 женщины).
Забор крови для исследования проводили в день поступления больного в институт. Полученную сыворотку крови хранили в морозильнике при -20 °С. Концентрацию биомаркеров в ней определяли иммуноферментным методом с использованием ридера «ANTOS 2020» (Австрия) и иммуноферментных наборов для количественного определения неоптерина (кат. № RE59321) фирмы «IBLHamburg» (Германия), растворимых межклеточных молекул адгезии I типа – sICAM-1 (кат. № BMS201), растворимых молекул адгезии сосудистого эндотелия I типа – sVCAM-1 (кат. № BMS232) фирмы «BenderMedSystems» (Австрия), васкулоэндотелиального фактора роста А «HumanVEGF-APlatinumELISA» (кат. № BMS277/2).
Статистическая обработка результатов исследования проведена с применением пакета прикладных программ Statistica (версия 12) фирмы StatSoft@ Inc., USA. После проверки вариационных рядов на нормальность распределения методом Шапиро – Уилка наличие различий между ними определяли с помощью t-теста для 2-х независимых выборок с вычислением средней арифметической (М), её среднеквадратичного отклонения (±SD) и t-критерия Стьюдента. Различия считали значимыми при показателе вероятности р≤0,05.
Результаты. Доброкачественные новообразования кости (костная киста, фиброзная дисплазия, гигантоклеточная опухоль) демонстрируют однотипные сдвиги в изучаемом цитокиновом профиле. Так, усиление ангиогенеза, подтвержденное повышенным содержанием фактора роста эндотелия сосудов VEGF-A (P<0,001 при всех нозологиях), и активация клеточного звена иммунитета, установленная по увеличенному уровню неоптерина (P<0,001, P<0,05, P<0,05, соответственно перечисленным доброкачественным новообразованиям), не сопровождаются значимыми изменениями концентраций растворимых молекул адгезии sICAM и sVCAM (табл.1).
Аналогичные изменения в содержании неоптерина (P<0,05) и фактора роста эндотелия сосудов (P<0,001) отмечены у пациентов с остеосаркомой. Более выраженные сдвиги выявлены у больных с такими злокачественными поражениями костей, как хондросаркома, метастазы опухолей в кость и миеломная болезнь. При хондросаркоме, наряду с повышенными уровнями неоптерина (P<0,01) и VEGF-A(P<0<05) в сыворотке крови, отмечается значимое снижение содержания молекул адгезии сосудистого эндотелия VCAM-1 (P<0,01). Метастазы опухолей в кость и миеломная болезнь сопровождаются однотипной картиной изучаемого цитокинового профиля: на фоне значимого увеличения уровней неоптерина (P<0,01 и P<0,01, соответственно), VEGF-A(P<0,01 и P<0,001, соответственно) и межклеточных молекул адгезии sICAM(P<0,001 и P<0,01, соответственно) наблюдается выраженное снижение sVCAM(P<0,01 и P<0,001, соответственно).
Таблица 1
Содержание неоптерина, sICAM, sVCAM и VEGF-A у больных с различными видами опухолей и опухолевидными образованиями кости
Группы больных |
Цитокины (М±SD) |
||||
неоптерин, нмоль/л |
sICAM, |
sVCAM, нг/мл |
VEGF-A, |
||
Контрольная группа (n=10) |
6,3±3,8 |
189,7±44,5 |
849,5±189,4 |
77,0±29,9 |
|
По видам опухолей костей |
Костная киста (n=28) |
13,3±5,6*** |
199,9±42,2 |
751,2±181,7 |
269,2±126,4*** |
Фиброзная дисплазия (n=9) |
12,2±6,6* |
164,4±45,7 |
748,7±145,2 |
255,3±123,9*** |
|
Гиганто-клеточная опухоль (n=7) |
14,2±7,7* |
187,8±46,5 |
741,6±198,2 |
286,1±81,4*** |
|
Остеосаркома (n=4) |
14,2±6,32* |
225,3±26,4 |
702,2±154,7 |
189,7±83,5* |
|
Хондросаркома (n=6) |
18,1±8,1** |
226,2±27,9 |
648,0±49,9** |
409,0±283,1* |
|
Метастазы |
18,5±8,7** |
276,3±39,0*** |
635,0±140,6* |
431,6±290,6** |
|
Миеломная болезнь (n=4) |
18,8±8,1** |
295,2±63,1** |
581,5±91,7** |
414,6±63,1*** |
Примечание: значимая разница между группой больных и контрольной группой
(* – p<0,05; ** – p<0,01; *** – p<0,001).
Таким образом, недостаточное количество наблюдений, особенно среди больных злокачественными новообразованиями костей, исключает возможность рекомендации по использованию полученных данных для проведения дифференциальной диагностики изучаемых нозологических форм. В то же время анализ результатов позволил выявить закономерности в количественных изменениях компонентов этого цитокинового комплекса, что внушает уверенность в полезности его изучения для дифференциации доброкачественности и злокачественности неопластического процесса в костной ткани. В связи с этим нами проведена статистическая обработка численного материала, представленного вариационными рядами доброкачественных и злокачественных опухолей костей (табл. 2).
Таблица 2
Содержание неоптерина, sICAM, sVCAM и VEGF-A у больных с различным характером неопластического процесса кости
Группы больных |
Цитокины (М±SD) |
|||
неоптерин, нмоль/л |
sICAM, |
sVCAM, нг/мл |
VEGF-A, пг/мл |
|
Контрольная группа (n=10) |
6,3±3,8 |
189,7±44,5 |
849,5±189,4 |
77,0±29,9 |
Группа пациентов |
13,2±6,0 |
190,9±44,8 |
749,2±173,8 |
275,1±118,0 |
P1 |
<0,001 |
>0,05 |
<0,05 |
<0,001 |
Группа пациентов |
17,8±7,3 |
254,8±47,7 |
641,6±111,9 |
373,0±232,3 |
P1 |
<0,001 |
<0,001 |
<0,001 |
<0,001 |
P2 |
<0,05 |
<0,001 |
<0,01 |
<0,05 |
Примечание: P1 – значимая разница по сравнению с данными контрольной группы;
P2 – значимая разница между группами пациентов.
Как видно из данных, представленных в таблице 2, в группе пациентов с доброкачественными новообразованиями костной ткани отмечаются изменения в изучаемом цитокиновом профиле, характеризующиеся увеличением содержания неоптерина (P<0,001) и фактора роста эндотелия сосудов (P<0,05), снижением уровня вазоэндотелиальных молекул адгезии (P<0,001). У пациентов со злокачественными опухолями кости на фоне высоких значений неоптерина (P<0,001), фактора роста эндотелия сосудов (P<0,001), межклеточных молекул адгезии (P<0,001) наблюдаются низкие показатели содержания молекул адгезии сосудистого эндотелия (P<0,001). Следует отметить, что при злокачественных опухолях костной ткани наблюдаемые сдвиги более выражены, чем при доброкачественных.
Обсуждение. У больных с доброкачественными новообразованиями костной ткани о прогрессировании опухолевого образования говорит фактор роста эндотелия сосудов VEGF-A, увеличение уровня которого способствует ангиогенезу и улучшению питания опухолевых клеток. В то же время выявленный диссонанс между высоким уровнем неоптерина в сыворотке крови и нормальными величинами содержания sICAM и sVCAM позволяет предположить, что данная ситуация отражает адекватность реагирования системы иммунитета на наличие патологического очага усилением активности макрофагально-моноцитарной системы крови; при этом эндотелий сохраняет свои барьерные функции. Можно предположить, что такой вариант функционирования клеточного иммунитета обеспечивает контроль опухолевого процесса, ограничивая его локальным развитием. Однако в нашем исследовании у больных остеосаркомой цитокиновые регуляторы клеточного звена иммунитета демонстрируют подобную картину, хотя четко прослеживается тенденция к увеличению уровня sICAM и снижению концентрации sVCAM. Вероятно, причиной получения данного результата является малое количество наблюдений. В случаях с поражениями кости хондросаркомой, метастазами в кость опухолей других органов и миеломной болезнью явно прослеживается вовлеченность эндотелия в патогенез опухолевого процесса, особенно это наглядно видно у пациентов с метастазами в кость и миеломной болезнью, когда на фоне высокого содержания неоптерина и VEGF-A появляются «ножницы» между ростом уровня sICAM и падением концентрации sVCAM. Создается впечатление, что драматизм ситуации распространился и на эндотелий, в результате чего создались благоприятные условия для транспозиции опухолевых клеток через эндотелиальный барьер в кровь и затем в интактные органы. Произошла генерализация патологического процесса, чему способствовали, с одной стороны, повышенная межклеточная адгезия фагоцитирующих мононуклеаров, существенно снижающая, если не сказать, исключающая их функциональную активность, а с другой – дисфункция эндотелиальной выстилки, сопровождающаяся нарушением барьерной функции, одной из причин которой может быть снижение адгезивной привлекательности эндотелия для иммунокомпетентных клеток.
Анализ результатов исследования содержания цитокинов, принимающих участие в регуляции макрофагально-моноцитраного звена иммунитета, показал, что у пациентов с доброкачественными и злокачественными новообразованиями костей выраженность количественных изменений компонентов, входящих в изучаемый цитокиновый комплекс, подчиняется определенной закономерности и отражает характер неопластического процесса в костной ткани. Не исключено, что дальнейшие исследования позволят включить данные тесты в дифференциальную дооперационную диагностику злокачественных и доброкачественных опухолей, в частности костей. Однако уже сейчас следует констатировать, что динамическое исследование изучаемых цитокинов может быть полезным для оценки прогрессирования заболевания и эффективности проводимого лечения.
Выводы
- Дисфункция эндотелия сосудов является неотъемлемой частью патогенеза доброкачественных и злокачественных новообразований кости.
- Выявлена закономерность экспрессии неоптерина, молекул адгезии лейкоцитов и фактора роста эндотелия сосудов-А при доброкачественных и злокачественных новообразованиях костей, что позволяет расширить представления о роли эндотелиальной дисфункции в патогенезе неопластического процесса при доброкачественном и злокачественном его течении. Доброкачественный процесс сопровождается повышенными уровнями неоптерина и VEGF-A, снижением содержания sVCAM при отсутствии сдвигов со стороны sICAM, злокачественный – более выраженными количественными изменениями в цитокиновом профиле: на фоне высоких величин содержания в сыворотке крови неоптерина, VEGF-A, sICAM отмечается значимое снижение концентрации sVCAM.
Библиографическая ссылка
Пучиньян Д.М., Павленко Н.Н., Коршунов Г.В., Понамарев И.Р., Галашина Е.А., Гладкова Е.В. СОДЕРЖАНИЕ НЕКОТОРЫХ БИОМАРКЕРОВ ЭНДОТЕЛИАЛЬНОЙ ФУНКЦИИ СОСУДОВ У ПАЦИЕНТОВ С ОПУХОЛЯМИ И ОПУХОЛЕПОДОБНЫМИ ПОРАЖЕНИЯМИ КОСТЕЙ // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 5. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=26897 (дата обращения: 16.02.2025).