Антиген 72−4 (СА 72−4) был впервые описан D. Colcher и соавт. [1] в 1981 г. Путем иммунизации мышей мембранообогащенной фракцией ткани печеночных метастазов рака молочной железы (РМЖ) авторы получили ряд поликлональных, а далее и моноклональных антител, одно из которых В72.3 взаимодействовало с неким белком опухолевых клеток на гистологических препаратах РМЖ и колоректального рака (КРР), но в то же время не связывалось с клетками нормальных тканей. Протеин, выявляемый антителом В72.3, получил название TAG-72 (tumor-associated glycoprotein-72; опухолеассоциированный гликопротеин-72) [2].

В последующие годы получено несколько моноклональных антител второго поколения к другим эпитопам TAG-72, одно из которых СС49 было использовано в сочетании с В72.3 для разработки радиоиммуноанализа (РИА) с целью выявления этого антигена в сыворотке крови [3]. В качестве иммобилизованного антитела в этом тесте выступало антитело В72.3, а радиоактивной меткой служило меченное ¹²⁵I антитело СС49. [3]. Сывороточная форма гликопротеина, выявляемая с помощью данной пары антител, получила название СА 72−4 (carbohydrate antigen 72−4). Известные недостатки РИА (необходимость в специализированной утилизации отходов, невысокая стабильность и большая длительность анализа) послужили обоснованием для разработки фотометрической ИФА-методики количественного определения СА 72−4, а в последующем и иммунохемилюминесцентного анализа [4], которые в настоящее время широко используются в лабораторной практике.

Несмотря на более чем три с половиной 10-летия, прошедшие с момента открытия TAG-72, знания о структуре и свойствах данного белка остаются фрагментарными. Значительная часть работ, посвященных исследованию структурно-функциональных особенностей этого гликопротеина, была опубликована во второй половине 80-х годов. Так, впервые частично очищенный TAG-72 был получен из ксенотрансплантата аденокарциномы толстой кишки линии LS-174T и охарактеризован в 1986 г. V. Johnson и соавт. [2]. Для выделения антигена использовали иммуносорбцию и применяли в качестве лиганда антитела В72.3. С целью дальнейшей очистки полученную белковую фракцию подвергали вестерн-блоттингу. Авторами установлено, что TAG-72 представляет собой высокогликозилированный белок с наличием большого количества О-связанных олигосахаридных остатков. Его молекулярная масса, оцененная с помощью иммуноблоттинга, варьировала в широком диапазоне (200—1000 кД), что, по всей видимости, связано с фрагментацией исходной молекулы. Плотность гликопротеина составила 1,45 г/мл. При применении моноклональных антител к специфическим антигенам групп крови показано, что на поверхности TAG-72 присутствуют олигосахаридные структуры Le^a, Le^b, H II типа и сиалированные Le^x [2]. На основании совокупности полученных данных (большая молекулярная масса, плотность, высокая степень гликозилирования с обилием О-связанных гликанов, наличие на поверхности молекулы антигенов Льюиса) авторы сделали вывод о принадлежности TAG-72 семейству муцинов [2].

В дальнейшем знания о структуре данного белка были расширены. Так, D. Sheer и соавт. [5] установили, что TAG-72 богат треонином, серином, пролином, глицином и аланином (в совокупности около 60% состава протеина) и в то же время содержит малое количество метионина, тирозина и фенилаланина. По этим признакам TAG-72 оказался сходным с муцинами толстого кишечника человека и крысы. Было также установлено, что молекулы TAG-72, выделенные из разных источников (рак яичников (РЯ), эндометрия, поджелудочной железы, КРР и клеточная линия LS-174T), обладают близким составом и антигенным профилем [6].

Информация о функциях TAG-72 сравнительно скудна. По всей видимости, этот гликопротеин выполняет сходные с другими муцинами функции, располагаясь на поверхности клеток и являясь барьером между клеточной мембраной и внешним окружением, защищающим клетку от микроорганизмов и токсинов [7]. Показано также, что TAG-72 способен связываться с маннозными рецепторами на поверхности CD1a⁺-дендритных клеток децидуальной оболочки, подавляя продукцию CD83, интерлейкина (ИЛ) 15 и интерферона-γ и проявляя, таким образом, противовоспалительные свойства [8]. В тканях злокачественных новообразований повышение продукции TAG-72 может служить защитной реакцией клеток в ответ на уменьшение рН клеточного микроокружения вследствие образования опухолевыми клетками большого количества лактата. Имеются также сведения о том, что избыточная продукция данного белка способна ослаблять клеточную адгезию, способствуя таким образом метастазированию [7]. Кроме того, свойство TAG-72 подавлять активность дендритных клеток и макрофагов рассматривается в качестве механизма снижения противоопухолевого иммунитета, способствующего локальному росту опухоли, инвазии в окружающие ткани и метастазированию в регионарные лимфатические узлы [9].

СА 72−4 выявляется в целом спектре злокачественных опухолей человека, отсутствуя в большинстве нормальных тканей. A. Thor и соавт. [10] и D. Stanick и соавт. [11] исследовали, является ли он онкофетальным антигеном. В тканях плода I триместра СА 72−4 не выявлялся. С 13-й до 34-й недели гестации его экспрессия была выявлена в эпителии желудочно-кишечного тракта плода (в кишке и несколько в меньшей степени в желудке и пищеводе), а также в эпителии бронхов, яичка и яичника, переходном эпителии почек и в тельцах Гассаля тимуса [11].

Спектр нормальных тканей взрослого организма, в котором выявляется экспрессия СА 72−4, гораздо более ограничен. Наибольшая экспрессия СА 72−4 наблюдается в железистом эпителии эндометрия в секреторную фазу цикла, в эпителии выводного протока слюнных желез, в эпителии бронхов [10]. Менее выражена экспрессия в переходном почечном эпителии, эпителии эндоцервикса, желчных протоков печени, желудка и пищевода [10]. Другие авторы дополнительно выявили этот гликопротеин в эпителии шейки матки, в подчелюстных, подъязычных и малых слюнных железах. Однако в слюне здоровых людей этот гликопротеин отсутствует. Кроме того, обнаружена экспрессия СА 72−4 в эпителии потовых и сальных желез. В отношении эпителия легочных альвеол представлены противоречивые данные. A. Thor и соавт. [10] не нашли в них экспрессию этого антигена, а J. Guzman и соавт. [12] обнаружили ее в секреторных пневмоцитах II типа.

Экспрессия СА 72−4 в нормальном эндометрии изучена более детально, чем в других органах. Установлено, что наиболее интенсивная экспрессия наблюдается в эндометрии дна матки и только в секреторной фазе цикла, менее интенсивная — в эндометрии нижнего сегмента матки. Эстрадиол дает ингибирующий эффект на секрецию этого гликопротеина эндометриальными клетками, а постменопаузальный эндометрий постоянно СА 72−4-негативен [13]. Однако различия в экспрессии СА 72−4 в эндометрии не приводят к изменению его уровня в крови в разные фазы менструального цикла. Считается, что гликопротеин СА 72−4, секретируемый клетками эндометрия в лютеиновой фазе, поступает в полость матки, где служит гистотрофом, необходимым для роста и развития бластоцисты. Обнаружено, что в начале беременности под влиянием стимулов эмбриона эпителий децидуальной оболочки матки в месте его имплантации теряет экспрессию СА 72−4 (хотя он присутствует под имплантируемым эмбрионом при эктопической беременности в эпителии трубы) [8]. Прекращение синтеза этого муцина имеет определенные последствия. СА 72−4 является естественным лигандом рецептора маннозы (РМ) на макрофагах и рецепторах адгезии дендритных клеток (DC-SIGN), на децидуальных незрелых дендритных клетках CD1а+. Связывание этих рецепторов муцином приводит к снижению количества зрелых дендритных клеток CD83+, уменьшению продукции провоспалительных цитокинов, интерферона-γ, ИЛ-15 и к снижению количества и цитотоксичности NK-клеток. Таким образом, СА 72−4 обладает противовоспалительными и иммуносупрессивными свойствами. Некоторые авторы полагают, что для успешной имплантации эмбриона необходимо локальное воспаление. В отсутствие СА 72−4 на поверхности между эпителием эндометрия и эмбрионом зрелые дендритные клетки осуществляют провоспалительный ответ, что необходимо для успеха имплантации и реорганизации ткани эндометрия [8]. В ходе дальнейшего развития беременности экспрессия СА 72−4 в клетках эндометрия возобновляется, что служит одним из механизмов избегания иммунного ответа матери на аллоантигены плода.

При иммуногистохимических исследованиях злокачественных новообразований экспрессия СА 72−4 была продемонстрирована в тканях РЯ (100% образцов), немелкоклеточном раке легкого (96%), КРР (94%), инвазивном протоковом РМЖ (84%), а также с несколько меньшей частотой в гистологических образцах рака желудка (РЖ), поджелудочной железы, пищевода и простаты [10, 14—16]. Следует отметить, что выраженность экспрессии СА 72−4 при РЯ коррелировала со стадией опухолевого процесса, а при РМЖ — с размером опухоли, поражением лимфатических узлов и степенью дифференцировки опухоли [14, 15]. Наличие данного гликопротеина отмечено также в гистологических образцах у половины пациентов с астроцитомой и у 80% с глиобластомой, при этом выраженность его экспрессии коррелировала со снижением степени дифференцировки опухолей [17]. В то же время данный антиген не обнаруживался при других неэпителиальных опухолях — лимфомах, тимомах, остеогенных саркомах и меланоме [10]. Кроме того, положительная реакция с антителами к СА 72−4 наблюдалась в части образцов доброкачественных новообразований молочной железы и толстого кишечника [10].

Острые инфекционные заболевания бактериальной или вирусной этиологии не влияют на уровень СА 72−4 в сыворотке крови [18], что согласуется с противовоспалительными свойствами этого гликопротеина. СА 72−4 связывает РМ на макрофагах, модулируя продукцию цитокинов макрофагами в направлении иммуносупрессивного профиля: увеличение ИЛ-10, отсутствие ИЛ-12 и снижение Th1-аттрактивного хемокина CCL3. Клинические наблюдения больных с ишемическим инсультом, имеющих повышенный риск развития пневмонии, показали обратную связь вероятности возникновения этого заболевания с сывороточным уровнем СА 72−4 [19]. Авторы предполагают, что СА 72−4 является маркером регенерации легочного эпителия, предотвращающей развитие пневмонии.

Таким образом, в физиологических условиях СА 72−4 ограничивает воспаление и сохраняет гомеостаз. Однако при заболевании эти свойства гликопротеина могут поддерживать неконтролируемый рост имеющейся опухоли и ее инвазию в окружающие ткани.

К заболеваниям, при которых отмечено повышение уровня СА 72−4 в крови, относятся эндометриоз, системная красная волчанка и некомпенсированный сахарный диабет. При эндометриозе в большинстве эндометриоидных имплантов присутствует СА 72−4, причем независимо от фазы цикла [20]. Авторы [21] связывают это со снижением уровня эстрадиола, характерным для этого заболевания. В отличие от здоровых женщин у больных эндометриозом сывороточные концентрации СА 72−4 во время менструации повышаются (более 10 ед/мл).

У больных сахарным диабетом с плохим гликемическим профилем (HbA_1c 11% и более) зарегистрировано увеличение уровня СА 72−4 в крови до 189,9 ед/мл [22]. Причины этого неизвестны. Однако, исходя из того что в жировой ткани среди макрофагов преобладают клетки так называемого иммуносупрессивного типа (М2-макрофаги) [23], который стимулируется в присутствии СА 72−4, можно предположить, что ожирение связано с повышенной экспрессией этого гликопротеина.

У 15% больных системной красной волчанкой также обнаружено увеличение сывороточного уровня СА 72−4 [18]. Возможно, причина этого состоит в вовлечении СА 72−4 в связь с рецептором адгезии дендритных клеток (DC-SIGN), ассоциированную с супрессией иммунитета.

В последние годы накапливаются данные о связи процесса фиброзирования в различных органах человека с активизацией в них макрофагов М2-типа (фиброз легочной ткани, печени, тканей десны и т. д.) [23, 24]. В то же время показано, что активность такого типа макрофагов стимулируется СА 72−4. Следовательно, возможна связь фиброза с уровнем экспрессии данного протеина, однако этот вопрос требует дальнейшего изучения.

При доброкачественных опухолях (гамартома легкого, серозная цистаденома яичников и псевдоцисты поджелудочной железы, гиперплазия эндометрия) СА 72−4 не экспрессируется [25]. Однако при атипичной гиперплазии эндометрия, которая представляет собой преднеопластическое состояние, повышенная экспрессия СА 72−4 в эндометрии выявляется в 67% случаев [13]. При муцинозных кистозных опухолях поджелудочной железы, которые рассматриваются как преднеопластические образования, сывороточные уровни СА 72−4 повышаются. Предполагается, что экспрессия СА 72−4 происходит в некой точке трансформации доброкачественной муцинозной опухоли в злокачественную и может служить маркером генетических событий, приводящих к канцерогенезу [26].

При пограничных опухолях яичников у больных уровень СА 72−4 в крови повышается в сравнении со здоровыми женщинами (медиана 2,3 и 0,8 ед/мл соответственно), не превосходя при этом в большинстве случаев верхней границы нормы [27].

Исследования клинической значимости СА 72−4 как серологического опухолевого маркера инициированы в начале 90-х годов прошлого века [28]. Повышенный уровень этого маркера обнаружен у больных с аденокарциномами желудка, КРР и РЯ [29].

Y. Negishi и соавт. [30] оценили уровень CA 72−4 у 106 пациенток с первичным Р.Я. Повышенный уровень маркера (более 4,0 ед/мл) обнаружен у 63,2% больных (67,6% с муцинозными и 66,7% с серозными цистаденокарциномами). При этом диагностическая чувствительность традиционного маркера выбора для РЯ СА 125 составила 64,7 и 93,3% для муцинозных и серозных опухолей соответственно. Комбинация С.А. 125 и СА 72−4 повышала чувствительность лабораторного метода только для муцинозных цистаденокарцином до 82,4%. Авторы также выявили прямую зависимость частоты превышения дискриминационного уровня (ДУ) СА 72−4 от стадии опухолевого процесса: 42,9, 75,0, 72,5 и 100% при I, II, III и IV стадии соответственно. Средний уровень маркера также возрастал с увеличением стадии: от 8,6±31,3 ед/мл при I до 123,9±225,5 ед/мл при IV стадии. У всех больных муцинозным РЯ (9/15) с достигнутой в результате лечения ремиссией отмечена нормализация уровня СА 72−4. Развитие рецидива сопровождалось повышением уровня данного маркера в 57,1% наблюдений [30]. Эта работа подтвердила ранние сообщения о более низкой диагностической чувствительности CA 72−4 для серозного РЯ в сравнении с CA 125 (66,7% против 93%). В то же время его можно рассматривать в качестве маркера выбора для мониторинга больных с опухолями яичников муцинозного типа [29].

S. Fayed и соавт. [31] наблюдали повышенный уровень СА 72−4 (более 8,5 ед/мл при заданной 95% специфичности) у 83% больных муцинозным РЯ, тогда как уровень СА 125 превышал 85 ед/мл лишь у 58% пациенток. При использовании этого же ДУ диагностическая чувствительность СА 125 и СА 72−4 для РЯ других гистологических типов в целом составила 100 и 72% соответственно [31].

По данным Y. Negishi и соавт. [30], специфичность СА 72−4 при РЯ относительно пациенток с доброкачественными опухолями яичников составила 91,1%. Кроме того, в отличие от СА 125 на уровень СА 72−4 у доноров не оказывали существенного влияния беременность и фаза менструального цикла у женщин репродуктивного возраста. Показано, что уровень СА 72−4 может незначительно повышаться при воспалительных процессах [32].

T. Granato и соавт. [32] также получили данные о высокой диагностической чувствительности СА 72−4 у больных РЯ — 72%, при этом в группе преобладали пациентки с серозными опухолями (53,4%). Это противоречит данным о высоком уровне СА 72−4 преимущественно у больных с опухолями муцинозного гистологического типа. По-видимому, данный факт можно объяснить высокой долей (69,2%) пациенток с IV стадией опухолевого процесса в обследованной группе, при которой значительно повышаются многие опухолевые маркеры, в том числе и СА 72−4 [32]. Эти авторы подтвердили, что в мониторинге данной группы больных РЯ СА 125, являясь маркером выбора, имел ожидаемую высокую чувствительность (69,2%) для доклинического выявления рецидивов. В то же время установлено, что использование сочетания двух других маркеров (СА 72−4 и НЕ 4) позволило добиться чувствительности в отношении раннего выявления рецидивов, равной 75%. Следует также отметить, что у 1 из 20 обследуемых больных РЯ развитие рецидива сопровождалось ростом только СА 72−4 [32].

С развитием современных вспомогательных репродуктивных технологий проблема дифференциальной диагностики злокачественных и доброкачественных заболеваний органов женского полового тракта потребовала дальнейшего совершенствования и лабораторных диагностических методов. В ряде случаев у женщин, планирующих экстракорпоральное оплодотворение, перед проведением стимуляции овуляции и переноса эмбриона необходимо исключить наличие злокачественного заболевания репродуктивного тракта и прежде всего яичников [33, 34]. Так, у части таких пациенток с подозрением на эндометриоз при детальном обследовании обнаружен РЯ [33, 35]. С этой целью наряду с маркером выбора для РЯ СА 125 изучали и СА 72−4 не только в качестве самостоятельного маркера, но и в комбинации с СА 125 и/или с еще одним маркером РЯ НЕ 4 [32, 36].

Е. Anastasi и соавт. [33] исследовали клиническую значимость СА 72−4 в сравнении с СА 125 для дифференциальной диагностики РЯ и эндометриоза. Сывороточная концентрация СА 72−4, незначительно превышающая верхнюю границу нормы (3,8 ед/мл), обнаружена в 13,8% случаев эндометриоза. При этом средний уровень маркера в данной группе больных оказался ниже ДУ — 3,1 ед/мл, а максимальное значение не превышало 10 ед/мл. У больных РЯ повышенные значения СА 72−4 обнаружены в 71% наблюдений, а средний уровень превышал дискриминационный в 8,5 раза (32,6 ед/мл) и оказался, таким образом, выше, чем у пациенток с эндометриозом, в 10,5 раза. Повышенный сывороточный уровень СА 125 (ДУ менее 35,0 ед/мл) обнаружены у 89,1% больных той же когорты, а его среднее значение составило 1976,3 ед/мл, превосходя ДУ в 56 раз. У больных эндометриозом концентрация СА 125, превышающая пороговое значение, встречалась в 54,1% наблюдений, а средний уровень маркера составил 45,0 ед/мл (диапазон 8,0—167,0 ед/мл) [33]. Таким образом, в этом исследовании подтвержден факт более высокой специфичности СА 72−4 (86,2%) против СА 125 (45,9%) при дифференциальной диагностике РЯ и эндометриоза, но более низкой диагностической чувствительности данного маркера по сравнению с СА 125 (71% против 89,1% соответственно).

По данным А. Tocchi и соавт. [37], чувствительность сывороточных опухолеассоциированных маркеров РЭА, СА 19−9 и СА 72−4 для РЖ составила 57,6, 38,9 и 18,6% соответственно. В желудочном соке повышенный уровень этих маркеров обнаружен в 62,7, 30,5 и 23,7% случаев соответственно [37]. Диагностическая чувствительность комбинации всех трех маркеров (измерение в сыворотке крови) составила 81,3%. Авторами отмечена значительная разница в прогнозе течения опухолевого процесса у пациентов с повышенным и нормальным исходным сывороточным уровнем РЭА и СА 19−9, но не СА 72−4, поэтому именно эти два маркера рассматриваются как независимые прогностические факторы общей выживаемости больных РЖ [37].

Zh. Sun и N. Zhang [38] обнаружили у больных РЖ (n=184) до начала лечения повышенный уровень РЭА, СА 72−4, СА 19−9 и СА 125 в 37,9, 36,4, 28,7 и 26,4% случаев соответственно. Хотя бы 1 из 4 указанных маркеров превышал ДУ в 63,9% наблюдений. Мультивариантный регрессионный анализ показал, что уровень СА 19−9, СА 72−4 и стадия pTNM являются независимыми факторами прогноза общей выживаемости больных Р.Ж. Так, у больных РЖ с нормальным исходным уровнем СА 19−9 и СА 72−4 медиана общей выживаемости оказалась выше (32,5±8,9 и 34,0±10,0 мес соответственно) в сравнении с таковой у пациентов, имеющих в начале лечения повышенный уровень этих маркеров (14,0±2,8 и 14,8±4,0 мес соответственно) [38].

В ряде других исследований [39, 40] подтвержден факт того, что повышенный уровень СА 72−4 при РЖ ассоциирован с распространенным опухолевым процессом.

При сравнении уровня СА 72−4 на старте лечения больных РЖ и после завершения неоадъювантной химиотерапии отмечено, что снижение концентрации маркера более чем на 70% от исходного уровня ассоциировано с полным ответом на лечение [38].

D. Ayude и соавт. [41] обнаружили повышенный уровень РЭА (более 10 нг/мл) и СА 72−4 (более 7,0 ед/мл) у 19,7 и 15,5% больных КРР в когорте из 71 больного соответственно. Такая низкая диагностическая чувствительность обоих маркеров, по-видимому, обусловлена большой долей (69%) в обследуемой выборке больных КРР с I и II стадией опухолевого процесса. Показано, что предоперационный уровень СА 72−4 является прогностическим фактором развития рецидива и длительности общей выживаемости. У больных КРР с повышенным предоперационным уровнем СА 72−4 рецидив возник в 72,7% случаев, тогда как в группе с нормальным уровнем маркера – лишь в 15%, при этом средняя продолжительность безрецидивного интервала в сравниваемых группах составила 57,12 мес против 24,11 мес соответственно. Для больных КРР с нормальным уровнем СА 72−4 и РЭА характерна низкая частота развития рецидивов (в 11,8% случаев) и смертности (в 3,9% случаев) при среднем времени наблюдения 59,0 и 62,5 мес соответственно. Среди больных с исходно повышенным уровнем одного из 2 маркеров доля рецидивов и случаев смерти возрастала до 46,7 и 40,0% соответственно (среднее время наблюдения 31,7 и 37,5 мес). И наконец, в группе пациентов с повышенным предоперационным уровнем обоих маркеров эти два показателя увеличились до 80 и 60%, а средняя безрецидивная и общая выживаемость составила 23,7 и 30,2 мес соответственно [41]. Таким образом, авторы показали, что исходный уровень СА 72−4 и РЭА является клинически значимым независимым фактором прогноза развития рецидива и общей выживаемости больных КРР.

Подводя итог вышесказанному, необходимо отметить, что СА 72−4 может использоваться в клинической практике у больных РЯ, КРР и РЖ как дополнительный серологический опухолевый маркер для прогноза течения опухолевого процесса, доклинического выявления рецидива болезни и как предиктор ответа на терапию. СА 72−4 обладает сравнительно высокой специфичностью, что позволяет его использовать в комплексе с СА 125 и НЕ 4 для уточняющей дифференциальной диагностики злокачественных новообразований и неопухолевых заболеваний яичников при наличии в малом тазе новообразований неясного генеза.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Сергеева Наталья Сергеевна — д.б.н., проф.; e-mail: prognoz.01@mail.ru; https://orcid.org/0000-0001-7406-9973;

Маршутина Нина Викторовна — к.б.н.; e-mail: prognoz.06@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-2997-4936;

Солохина Марина Павловна — к.б.н.; e-mail: prognoz.06@mail.ru;

Алентов Игорь Игоревич — к.б.н.; e-mail: igor@pushkino.tv; https://orcid.org/0000-0002-5920-5823;

Каприн Андрей Дмитриевич — д.м.н., акад. РАН; e-mail: kaprin@mail.ru; https://orcid.org/0000-0001-8784-8415

Сергеева Н.С., Маршутина Н.В., Солохина М.П., Алентов И.И., Каприн А.Д. Клиническая значимость СА 72-4 как серологического опухолеассоциированного маркера. Онкология. Журнал им. П.А. Герцена. 2019;8(2):120-125. https://doi.org/10.17116/onkolog20198021120