Характеристика фагоцитарного звена иммунной системы на ранних стадиях рака желудка

Рак желудка (РЖ) признан одним из наиболее распространенных онкологических заболеваний [1] и входит в первую тройку по частоте смертности от рака во всем мире [2, 3]. Этиология РЖ отличается многофакторностью, когда особое значение придается генетическим изменениям [4], нарушениям микробиотического состава желудка [1], хроническому атрофическому гастриту, ассоциированному с Helicobacter pylori [5—7], экологическим и социально-гигиеническим особенностям региона [8], наличию вредных привычек и ожирения [9] и др.

Несвоевременная выявляемость является серьезной проблемой многих онкологических заболеваний, в том числе и РЖ. Большая часть данной патологии диагностируется только на III—IV стадии, так как на ранних стадиях заболевание протекает, как правило, бессимптомно [10]. Значительный вклад в раннюю диагностику опухолевых заболеваний могут внести лабораторные показатели, поскольку это доступный и информативный метод [11]. Исследование иммунологических показателей позволяет оценить противоопухолевый ответ, прогноз заболевания и выживаемости, эффективности лекарственной терапии [12].

Нейтрофильные гранулоциты и моноциты — иммунные клетки с широким спектром иммунологических реакций, обеспечивающие в том числе и противоопухолевую защиту [13]. Установлено, что нейтрофилы в числе первых мигрируют к опухоли уже на ранних стадиях заболевания [14]. Снижение функциональных возможностей иммунных клеток закономерно отражается на противоопухолевых иммунных реакциях, что в свою очередь способствует трансформации клеток и развитию опухолевых процессов. Одним из механизмов реализации противоопухолевого ответа нейтрофильных гранулоцитов и моноцитов является формирование респираторного взрыва, в ходе которого образуются активные формы кислорода (АФК), обеспечивающие цитотоксический эффект [15]. Интенсивность респираторного взрыва и как следствие функциональной активности нейтрофильных гранулоцитов и моноцитов позволяет оценить хемилюминесцентный анализ.

Цель исследования — оценить информативность фагоцитарного звена иммунной системы в скрининге раннего РЖ.

Набор пациентов проводился на базе КГБУЗ «Красноярский краевой клинический онкологический диспансер им. А.И. Крыжановского». Были обследованы 45 больных РЖ на ранней (I—II) стадии. Диагноз РЖ ставили врачи Красноярского онкологического диспансера на основании соответствующего морфологического и инструментального исследований. В качестве контрольной группы проведено обследование 87 практически здоровых доноров. Обе группы были сопоставимы по полу и возрасту. Лабораторные исследования проводили в лаборатории клинической патофизиологии «Научно-исследовательского института медицинских проблем Севера» ФИЦ КНЦ СО РАН. Каждый обследуемый подписывал информированное согласие.

Все проводимые исследования соответствовали этическим нормам, предъявляемым Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (World Medical Association Declaration of Helsinki (2000 г., последний пересмотр, Сеул, октябрь, 2008)). Исследования были одобрены комитетом по биомедицинской этике «НИИ медицинских проблем Севера» ФИЦ КНЦ СО РАН.

В качестве метода изучения противоопухолевой активности нейтрофильных гранулоцитов и моноцитов использовали хемилюминесцентный анализ спонтанной и индуцированной продукции АФК больных РЖ. Оценку спонтанной и индуцированной хемилюминесценции (ХЛ) осуществляли в течение 90 мин на 36-канальном хемилюминесцентном анализаторе БЛМ 3607 (Россия). Регистрацию результатов и управление анализатором осуществляли при помощи персонального компьютера. Определяли следующие характеристики: время (Tmax) выхода кривой на максимум интенсивности ХЛ, максимальное значение (Imax) интенсивности ХЛ, площадь (S) под кривой ХЛ. В качестве усилителя ХЛ использовали люминол. Индуктором респираторного взрыва служил опсонизированный зимозан.

Параметры фагоцитоза определяли с помощью проточного цитометра FC 500 (Beckman Coulter, США), оценивали процент светящихся клеток, меченных FITC (fluorescein isothiocyanate).

Статистическую обработку данных проводили с помощью пакета прикладных программ Statistica 8.0 (StatSoft Inc., США, 2008). Для всех данных определяли медиану (Me) и персентили (P25—P75), статистическую значимость различий вычисляли с использованием непараметрического U-критерия Манна—Уитни. Проводили оценку показателя отношения шансов (oddsratio, ОШ), а также границ его 95% доверительного интервала (95% ДИ). Критический уровень значимости принимался при p<0,05.

Моноциты и нейтрофильные гранулоциты одними из первых мобилизуются к очагам воспаления или развития опухоли и от их функциональной активности зависит эффективность иммунологического ответа.

Анализируя исследуемые показатели, установлено, что у больных на начальных стадиях РЖ интенсивность спонтанной ХЛ нейтрофилов снижена по сравнению с контрольной группой (p<0,05; табл. 1). Тогда как площадь под кривой спонтанной ХЛ у больных РЖ в 6,5 раза (p<0,05; см. табл. 1) превышает контрольные значения. Исследуя индуцированную ХЛ, также было выявлено снижение максимальной интенсивности свечения (Imax) нейтрофилов в группе больных РЖ по сравнению с контрольной группой (p<0,05; см. табл. 1). Площадь под кривой индуцированной ХЛ при РЖ в 6,8 раза превышает аналогичный показатель в контрольной группе (p<0,05). Также у больных уже на I стадии рака желудка наблюдается снижение уровня гранулоцитарного фагоцитоза по сравнению с контрольной группой (p<0,05; см. табл. 1).

Таблица 1. Показатели хемилюминесцентной активности нейтрофилов у больных раком желудка I—II стадии по сравнению с контрольной группой (Me; P25—P75)

Примечание. Здесь и в табл. 2: *— p<0,05 — статистически значимая разница между больными раком желудка и контрольной группой.

При анализе хемилюминесцентной активности моноцитов у больных РЖ выявлены следующие особенности. В группе больных РЖ фиксируется снижение показателей спонтанной и индуцированной ХЛ (p<0,05; табл. 2) по сравнению с пациентами контрольной группы. Площадь под кривой спонтанной и индуцированной ХЛ у больных с РЖ была ниже в 2 и 1,4 раза соответственно по сравнению с контрольной группой (p<0,05; см. табл. 2). Значения показателя моноцитарного фагоцитоза в группе больных РЖ был снижен в 1,4 раза по сравнению с контрольной группой (p<0,05; табл. 2).

Таблица 2. Показатели хемилюминесцентной активности моноцитов у больных раком желудка I—II стадии по сравнению с контрольной группой (Me; P25—P75)

Применение метода отношения шансов позволило выявить, что вероятность развития РЖ увеличивается при наличии определенных изменений функциональной активности нейтрофильных гранулоцитов и моноцитов, а именно снижение максимальной интенсивности спонтанной и индуцированной ХЛ нейтрофилов (Imax_спонт. ≤17831 у.е. (ОШ=2,89, 95% ДИ [1,9—4,1]; p=0,0001), Imax_индуц. ≤30000 у.е. (ОШ=3,25, ДИ [2,4—4,5]; p=0,007)) и моноцитов (Imax_спонт. ≤454 у.е. (ОШ=2,63, ДИ [1,8—6,7]; p=0,001, Imax_индуц. ≤1186 у.е. (ОШ=3,31, 95% ДИ [1,4—4,6], p=0,03)), а также снижение гранулоцитарного (36% и менее (ОШ=3,1, 95% ДИ [1,7—5,2]; p=0,018)) и моноцитарного (34% и менее (ОШ=2,5, 95% ДИ [1,6—4,8]; p=0,0025)) фагоцитоза повышает риск развития раннего РЖ.

Проведенное исследование выявило снижение хемилюминесцентной активности клеток иммунной системы (нейтрофильных гранулоцитов и моноцитов) при развитии РЖ даже на ранних стадиях. Вероятно, данные изменения иммунитета вызваны длительными патогенетическими изменениями, происходящими в слизистой оболочке желудка, например, пролонгированное воспаление, появление атрофических изменений, инфицирование эпителиоцитов слизистой оболочки инфекцией Helicobacter pylori и т.д. Возникновение РЖ — сложный длительный процесс, обусловленный влиянием множества этиологических факторов, которые, возможно, со временем вызывают иммуносупрессию у будущего пациента. Снижение функциональной активности нейтрофильных гранулоцитов и моноцитов, уменьшение количества активных фагоцитирующих клеток является дополнительным фактором в трансформации здоровых клеток слизистой оболочки желудка в злокачественные при длительно существующих факторах риска. Видоизмененные клетки ускользают из-под иммунологического надзора, создавая клон себе подобных, участвующих в появлении опухоли. Кроме того, среди механизмов иммуносупрессии при онкологических заболеваниях выделяют способность самих опухолевых клеток вырабатывать цитокины, обладающие иммунодепрессивным действием (трансформирующий фактор роста β, ИЛ-10, простагландины) [16, 17], и нарушать дифференцировку и пролиферацию иммунных клеток [18]. Также отмечено, что инфильтрация опухоли клетками-супрессорами миелоидного происхождения (MDSC) приводит к ингибированию активации клеток иммунной системы и увеличивает их апоптоз [19].

На основании проведенного исследования у больных раком желудка на ранних (I—II) стадиях выявлено снижение интенсивности свечения спонтанной и индуцированной хемилюминесценции, снижение показателя фагоцитарной активности нейтрофильных гранулоцитов, а также увеличение площади под кривой спонтанной и индуцированной хемилюминесценции относительно контрольной группы, что свидетельствует о снижении функциональных возможностей нейтрофилов на фоне значительной выработки ими активных форм кислорода.

Обнаружены низкие показатели максимальной интенсивности свечения и площади под кривой моноцитов как при спонтанной, так и при индуцированной хемилюминесценции, а также низкие значения показателя фагоцитоза, что свидетельствует о выраженной иммуносупрессии данных клеток уже на ранней стадии развития рака желудка.

При этом снижение максимальной интенсивности спонтанной (менее 17831 у.е.) и индуцированной хемилюминесценции (менее 30 000 у.е.) нейтрофилов и моноцитов (интенсивность спонтанной менее 454 у.е., индуцированной менее 1186 у.е.), а также снижение гранулоцитарного (менее 36%) и моноцитарного (менее 34%) фагоцитоза увеличивают вероятность развития рака желудка. Выявленные особенности могут быть использованы при скрининге практически здоровых лиц с целью выявления ранних признаков иммунных нарушений, которые в дальнейшем, безусловно, требуют уточнений. Синдром иммунной недостаточности при опухолевых заболеваниях является неспецифическим и универсальным звеном патологического процесса, что еще раз подтверждается полученными результатами. Следовательно, признаки иммунной недостаточности при наличии симптомов желудочной патологии увеличивают вероятность выявления рака желудка на ранних стадиях.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — О.В. Смирнова, Э.В. Каспаров

Сбор и обработка материалы — А.А. Синяков

Статистическая обработка — О.В. Смирнова, А.А. Синяков

Написание текста — О.В. Смирнова, Е.С. Овчаренко

Редактирование — О.В. Смирнова, Е.С. Овчаренко, Э.В. Каспаров

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.