В последние годы все больше внимания в патогенезе онкологических заболеваний уделяется цитокинам, являющимся биологически активными веществами пептидной природы, обеспечивающими регуляцию межклеточного взаимодействия в лимфоидной ткани, моноцитарно-макрофагальной системе, а также мобилизацию специфических иммунологических механизмов защиты, освобождение гормонов адаптации при различных стрессорных ситуациях, в частности на фоне действия канцерогенных факторов [1, 2].
Интенсификация индуцибельного синтеза цитокинов возможна при онкологических заболеваниях за счет активации лимфомоноцитарых и соединительнотканных клеточных элементов зоны микроокружения под влиянием неоантигенов, экспрессируемых на мембране малигнизированных клеток в процессе активации протоонкогенов и синтеза цитоплазменных и мембранных онкобелков.
Повышение синтеза цитокинов при различных формах патологии, безусловно, не отражает специфику действия неоантигенов, но с большой вероятностью свидетельствует об активации опухолевого процесса и отсутствии эффективности адекватной комплексной терапии онкозаболевания или, наоборот, о развитии ремиссии [3].
В связи с изложенным очевидна диагностическая и прогностическая значимость мониторинга цитокинового спектра крови в развитии реакции адаптации при различных формах патологии, в том числе и онкогенной природы [4, 5].
Ввиду полиморфизма биологических эффектов цитокинов и плейотропности их действия до настоящего момента не установлены общие закономерности и особенности нарушений баланса цитокинов при злокачественных неоплазиях различной локализации, в том числе не выяснена значимость нарушения динамического взаимодействия про- и противовоспалительных цитокинов, обладающих прото- и антионкогенным действием и играющих роль в механизмах инициации опухолевого процесса.
В связи с этим целью данной работы явился анализ результатов клинико-лабораторных исследований, проведенных на базе теоретических и клинических кафедр Саратовского ГМУ им. В.И. Разумовского и Первого МГМУ им. И.М. Сеченова за последние годы по изучению закономерностей системных паранеопластических расстройств, в частности нарушений цитокинового статуса крови на начальных стадиях развития рака молочной железы (РМЖ), аденокарциномы восходящего отдела ободочной кишки (АВООК), хронического В-клеточного лимфолейкоза (В-ХЛЛ).
Материал и методы исследования
Оценка цитокинового статуса и субпопуляционного состава лимфоцитов проводилась в 3 группах наблюдений, включающих по 30–32 пациента. Первая группа включала пациентов с узловой формой рака молочной железы (T1-2N0M0), вторая группа включала пациентов с аденокарциномой восходящего отдела ободочной кишки (T1-2N0M0), третья группа – пациентов с хроническим В-клеточным лимфолейкозом (0–I стадии развития), находившихся на обследовании и стационарном лечении в НУЗ «Клиническая больница “РЖД-Медицина” города Саратов», а также в клинике профпатологии и гематологии СГМУ в период с 2007 по 2016 гг.
Рандомизация групп наблюдения производилась в соответствии с TNM-классификацией и общепринятыми методами клинико-лабораторного обследования.
Содержание уровня цитокинов в периферической крови пациентов определено на иммуноферментном анализаторе «СтатФакс» (г. Москва) с помощью иммуноферментных тест-систем «Вектор-Бест» (г. Новосибирск) в соответствии с инструкцией фирмы-производителя ООО «Цитокин» (г. Санкт-Петербург). Оценка субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови проводилась методом непрямой иммунофлюоресценции с использованием моноклональных антител производства «Медбиоспектр» (г. Москва).
Математическую обработку полученных результатов проводили с помощью программы Statistica for Windows (версия 6.0) с использованием общепринятых методов статистического анализа, позволивших определить критерии достоверности Стьюдента, провести расчет средней арифметической. Достоверными считали различия при р<0,05, р<0,01, р<0,001.
Первым этапом нашего исследования было проведение анализа изменений цитокинового статуса и субпопуляционного состава лимфоцитов крови в группе пациенток с РМЖ (Т1-2N0M0 стадии) с сохраненной овариально-менструальной функцией до начала комплексного лечения [2, 6]. Основанием для изучения цитокинового профиля крови при РМЖ был тот факт, что рядом авторов была установлена патогенетическая взаимосвязь между нарушением продукции и баланса цитокинов, а также усилением митогенной активности малигнизированных клеток и неоваскуляризации опухоли в связи с активацией ряда протоонкогенов (например, семейства Ras) [7, 8].
Для оценки цитокинового статуса крови определяли содержание таких цитокинов, как IL-1, IL-6, IL-8, IL-10 и TNF-α. Выбор указанных цитокинов для исследования при РМЖ связан с тем, что IL-1, IL-6, IL-8 являются провоспалительными цитокинами, а IL-10 и TNF-α в большей степени относятся к числу противовоспалительных цитокинов.
Результаты исследования и их обсуждение
Как показали результаты исследования, развитие стадий онкогенной трансформации и промоции у больных раком молочной железы возникало на фоне подавления клеточно-опосредованных механизмов элиминации опухолевых клеток, на что указывало снижение содержания в крови уровня моноцитов (p<0,01), а также CD3+4+T-хелперов. Содержание IL-6, основного регулятора хемотаксиса лимфоцитов, не претерпевало сколько-нибудь выраженных изменений по сравнению с показателями нормы. Уровень противовоспалительного цитокина IL-10 повышался так же, как и содержание в крови IL-1 и IL-8 (табл. 1).
Таблица 1
Содержание цитокинов в крови пациенток с узловой формой рака молочной железы (T1-2N0M0)
|
Изучаемые показатели |
Контрольная группа наблюдения |
Узловая форма рака молочной железы |
|
|
M+m |
M+m |
p |
|
|
IL-1 (пг/мл) |
14,6+1,05 |
22,7+1,35 |
р<0,05 |
|
IL-6 (пг/мл) |
4,1+0,33 |
7,2+0,64 |
р>0,5 |
|
IL-8 (пг/мл) |
57,2+3,58 |
72,3+5,82 |
р<0,05 |
|
IL-10 (пг/мл) |
8,9+0,84 |
15,5+1,32 |
р<0,001 |
|
TNF-α (пг/мл) |
10,2+1,04 |
17,3+1,64 |
р<0,05 |
Примечание: р рассчитано по отношению к соответствующим показателям группы контроля
Как известно, основным местом индуцибельного синтеза цитокинов при разных формах патологии, в том числе и при злокачественных неоплазиях, являются клетки микроокружения очага малигнизации, такие как тканевые макрофаги, моноциты, Т- и В-лимфоциты, гистиоциты, фибробласты и др. В то же время следует отметить и способность малигнизированных клеток к продукции различных биологически активных соединений, в том числе гормонов, вазоактивных соединений, цитокинов с различной направленностью биологического действия [9, 10].
Касаясь биологической значимости обнаруженной нами активации индуцибельного синтеза провоспалительных цитокинов на начальных стадиях развития РМЖ, следует отметить прежде всего их локальные эффекты, направленные на усиление межклеточного взаимодействия моноцитарно-макрофагальной и лимфоидной систем и соответственно на активацию иммунных механизмов защиты, а также системное действие указанных цитокинов, обеспечивающее выброс гормонов адаптации и формирование неспецифических механизмов защиты.
Анализируя особенности биологической значимости возрастания уровня IL-1 в крови при РМЖ на начальных стадиях развития онкопатологии, следует отметить гетерогенность его биологических эффектов на процессы канцерогенеза. С одной стороны, IL-1 подавляет экспрессию на малигнизированных клетках антигенов МНС II класса и вследствие этого блокирует эффект «двойного распознавания» малигнизированных клеток CD3+, CD3+4+ T-лимфоцитами и вовлечение в иммунный ответ В-системы лимфоцитов и/или Т-лимфоцитов эффекторов. Между тем IL-1 активирует процессы гемопоэза за счет стимуляции продукции IL-2 и CSF. С другой стороны, очевидна значимость IL-1 как важнейшего стимулятора специфических иммунологических механизмов защиты за счет активации дифференцировки и пролиферации клеток-эффекторов В- и Т-систем лимфоцитов [2, 11, 12].
Что касается роли IL-10 в развитии канцерогенеза, то по данным литературы этот цитокин обладает свойствами иммуномодулятора широкого спектра действия. Мощное иммуносупрессивное действие проявляется в подавлении пролиферации и активности Т-лимфоцитов, снижении активности макрофагов и моноцитов, что препятствует полноценному развитию клеточного ответа. В то же время IL-10, усиливая пролиферацию В-лимфоцитов, активирует синтез IgM и IgA, а также экспрессию антигенов главного комплекса гистосовместимости II класса (МНС II) [4, 13].
Относительно биологической значимости выявленного нами возрастания содержания в крови TNF-α на начальных стадиях злокачественной неоплазии молочной железы следует также отметить его противоречивые эффекты: с одной стороны, указанный цитокин нарушает процессы васкуляризации и трофики пролиферирующих малигнизированных клеток, стимулируя развитие явлений тромбоза, эмболии, а с другой – TNF-α продуцирует различные факторы роста и тем самым способствует развитию стадий промоции и опухолевой прогрессии [14, 15].
Для выявления особенностей нарушения баланса цитокинов при злокачественных неоплазиях различных локализаций далее была проведена оценка содержания уровня цитокинов IL-1, IL-6, TNF-α, G-CSF в сыворотке крови пациентов с аденокарциномой восходящего отдела ободочной кишки на начальных стадиях развития неоплазии.
Как оказалось, и в этих наблюдениях обнаруживались выраженные изменения баланса цитокинов в периоды онкогенной трансформации клеток и их активации. Последние характеризовались повышением уровня в крови таких цитокинов, как IL-1, TNF-α и G-CSF. В то же время уровень IL-6 на локальных стадиях аденокарциномы ободочной кишки не отличался от показателей группы контроля. Между тем на местно-распространенных стадиях опухолевого процесса отмечалось увеличение содержания в крови указанного показателя, что, безусловно, имеет диагностическое значение (табл. 2).
Таблица 2
Содержание цитокинов в крови пациентов с аденокарциномой восходящего отдела ободочной кишки
|
Изучаемые показатели |
Контрольная группа |
Аденокарцинома восходящего отдела ободочной кишки |
|||
|
I–II стадии неоплазии |
III–IV стадии неоплазии |
||||
|
M+m |
M+m |
p |
M+m |
p |
|
|
IL-1 (пг/мл) |
17,2+0,73 |
20,1+0,89 |
р<0,05 |
22,7+1,02 |
р<0,001 p1>0,05 |
|
IL-6 (пг/мл) |
5,1+0,14 |
5,8+0,18 |
р>0,05 |
6,4+0,22 |
р<0,01 p1>0,05 |
|
GCSF (пг/мл) |
3,6+0,06 |
4,2+0,09 |
р<0,05 |
16,8+0,71 |
р<0,001 p1>0,05 |
|
TNF-α (пг/мл) |
10,6+0,41 |
14,5+0,59 |
р<0,001 |
4,9+0,12 |
р<0,001 p1>0,05 |
Примечание:
р – рассчитано по отношению к соответствующим показателям группы контроля;
р1 – рассчитано по отношению к соответствующим показателям у больных с I–II стадиями развития этой же формы патологии.
В соответствии с данными изученной литературы обнаруженное нами возрастание уровня G-CSF имеет защитно-приспособительный характер, обеспечивая усиление лейкопоэза и соответственно фагоцитарную активность лейкоцитов. Относительно выявленного нами возрастания уровня TNF-α в крови пациентов с начальными стадиями аденокарциномы толстой кишки следует отметить способность этого фактора усиливать продукцию таких цитокинов, как IL-1, IL-6, а также аутокринно стимулировать продукцию TNF-α и активировать антителообразование В-лимфоцитами [4, 13].
Таким образом, одной из закономерностей системного действия аденокарциномы толстой кишки является усиление индуцибельного синтеза цитокинов, обеспечивающих развитие полиморфизма биологических эффектов, в том числе и развитие синдрома системного воспалительного ответа, включающего динамическое взаимодействие реакций адаптации и дезадаптации.
Последующие клинико-лабораторные исследования цитокинового статуса были проведены на начальных стадиях заболевания хронического В-лимфолейкоза. Аргументом целесообразности проведения данного исследования при В-ХЛЛ явились данные литературы о том, что в основе инициирующих механизмов развития этой патологии лежит перманентная антигенная стимуляция В-системы лимфоцитов, сопровождающаяся формированием «многошагового» канцерогенеза [14].
Как оказалось, в крови пациентов с 0–I стадией развития патологии при поступлении в стационар наблюдалось повышение уровня в крови всех изучаемых цитокинов: IL-4, IL-6, IL-7, IL-10 и TNF-α (табл. 3), сочетающееся с развитием количественных и качественных изменений состава белой крови. Последние характеризовались резким увеличением содержания лимфоцитов (р<0,001) в крови пациентов при одновременном падении уровня моноцитов (p<0,01).
Таблица 3
Содержание цитокинов в крови пациентов с хроническим В-лимфолейкозом (0–I стадии развития заболевания)
|
Изучаемые показатели |
Контрольная группа |
Группа наблюдения больных с хроническим В-клеточным лимфолейкозом |
|
|
M+m |
M+m |
p |
|
|
IL-4(пг/мл) |
1,23+2,25 |
3,70+4,50 |
р<0,001 |
|
IL-6 (пг/мл) |
1,09+1,80 |
12,15+13,30 |
р<0,001 |
|
IL-7(пг/мл) |
1,60+2,60 |
18,50+27,50 |
р<0,001 |
|
IL-10 (пг/мл) |
1,65+2,70 |
48,0+55,0 |
р<0,001 |
|
TNF-α (пг/мл) |
22,0+28,0 |
119,0+154,0 |
р<0,001 |
Примечание:
р – рассчитано по отношению к соответствующим показателям группы контроля
Касаясь биологических эффектов обнаруженного нами возрастания уровня IL-4 на начальных этапах развития В-ХЛЛ, следует отметить, с одной стороны, выраженные протоонкогенные эффекты, заключающиеся в подавлении процессов апоптоза малигнизированных клеток, а с другой – усиление активности их пролиферации. Кроме того, у больных ХЛЛ по данным литературы обнаружена повышенная восприимчивость лейкемических лимфоцитов к антиапоптотическому действию IL-4 [14].
Что касается биологических эффектов высоких концентраций IL-6, обнаруженных нами на начальных стадиях хронического В-лимфолейкоза, то следует отметить его протоонкогенное действие за счет усиления экспрессии ростовых факторов, стимуляции пролиферации опухолевых клеток и неоангиогенеза, подавления экспрессии антигенов гистосовместимости на малигнизированных клетках, а также ингибирования апоптоза опухолевых клеток [3, 8].
В связи с этим следует отметить, что и TNF-α, обнаруженный нами в высокой концентрации в крови пациентов с В-ХЛЛ, также подавляет активность процессов апоптоза, способствуя тем самым формированию безудержной пролиферации атипичных клеток [2, 5, 14].
Выявленный нами факт повышения IL-7 в крови пациентов с В-ХЛЛ в период инициации развития заболевания свидетельствует о возможности усиления под влиянием этого цитокина пролиферации про-В- и пре-В-лимфоцитов, ранних тимоцитов, а также зрелых Т-лимфоцитов, продуцирующих IL-2.
Резюмируя приведенные выше данные, следует отметить оригинальность данного исследования, поскольку до настоящего момента не проводилась сравнительная оценка про- и противовоспалительных компонентов цитокинового баланса крови пациентов на начальных стадиях канцерогенеза. В то же время перспективным направлением изучения молекулярно-генетических аспектов опухолевого процесса является установление закономерностей изменения цитокинового профиля крови в динамике опухолевой прогрессии и их прогностического значения при клинически не манифестирующих метастазах для оценки эффективности адекватной комплексной терапии.
Заключение
Оценка цитокинового статуса при злокачественных неоплазиях различной локализации позволила сделать ряд значимых выводов.
- Закономерной особенностью изменения цитокинового профиля крови на начальных стадиях развития таких онкозаболеваний, как РМЖ, АВООК, В-ХЛЛ, является увеличение содержания в сыворотке крови ряда цитокинов, обладающих не только локальными эффектами на моноцитарно-макрофагальные и лимфоидные клеточные элементы перифокальной зоны воспаления при злокачественных неоплазиях, но и системным действием на отдаленные органы и ткани.
- Усиление индуцибельного синтеза цитокинов моноцитарно-макрофагальной, лимфоидной системами и другими микроокружения неоплазии носит, безусловно, неспецифический характер, свидетельствуя об усилении экспрессии онкоантигенов на малигнизированных клетках и о развитии опухолевой прогрессии, что имеет диагностическое и прогностическое значение.
- В патогенезе различных неоплазий имеет место динамическое взаимодействие реакций адаптации и повреждения, обусловленное в значительной мере развитием прото- и антионкогеных эффектов различных цитокинов.
- Обращает на себя внимание тот факт, что возрастание уровня TNF-a имеет место при всех изучаемых формах онкопатологий на начальных стадиях. Последнее делает очевидной значимость усиления экспрессии указанного цитокина в процессе малигнизации клеток различной морфофункциональной организации и их активации.
- Одной из особенностей нарушения цитокинового статуса пациентов на начальных стадиях формирования В-ХЛЛ является возрастание уровня IL-6, в отличие от локальных форм злокачественных неоплазий. Последнее свидетельствует о том, что IL-6 не играет ведущей роли в инициирующих механизмах развития РМЖ и АВООК.
- Обнаруженные нами закономерности системных паранеопластических расстройств на начальных стадиях неоплазий при РМЖ, АКВВОК, В-ХЛЛ свидетельствуют о важной патогенетической значимости нарушений баланса цитокинов в механизмах развития стадий малигнизации и промоции, а динамическое наблюдение за содержанием в крови про- и противовоспалительных цитокинов может быть использовано в качестве дополнительных диагностических и/или прогностических критериев развития онкопатологии.
Библиографическая ссылка
Чеснокова Н.П., Барсуков В.Ю., Жевак Т.Н., Понукалина Е.В., Бизенкова М.Н., Агабеков А.И., Рзаева Т.Ш. ЗНАЧЕНИЕ НАРУШЕНИЙ БАЛАНСА ЦИТОКИНОВ В ПАТОГЕНЕЗЕ НАЧАЛЬНЫХ СТАДИЙ РАЗВИТИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НЕОПЛАЗИЙ // Современные проблемы науки и образования. 2019. № 2. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=28733 (дата обращения: 03.04.2025).