Исследование сывороточной концентрации цитокинов у первичных больных раком желудка

В 2020 г. рак желудка (РЖ) был диагностирован у 1,1 млн человек, а число зарегистрированных случаев смерти составило около 770 000 [1]. Низкие показатели 5-летней выживаемости — около 20—30%, по разным источникам, — связаны с тем, что в большинстве диагностированных случаев у пациентов выявляют метастазы [2].

В последние годы внимание исследователей все чаще сосредоточено на микроокружении опухоли и его роли в прогрессии рака и развитии метастазов. Под микросредой понимают условно нормальные клетки, рекрутируемые опухолевыми клетками и способствующие инициации, росту и распространению рака [3]. В понятие «микроокружение» опухоли включают внеклеточный матрикс, неопухолевые клетки, в том числе T- и B-клетки, опухолевые макрофаги, а также выделяемые клетками хемокины, цитокины и факторы роста [4].

Функция цитокинов в воспалительном процессе, способствующем опухолевой прогрессии, уточняется. Данные литературы [5, 6], описывающие модели желудка у мышей, указывают на роль провоспалительных цитокинов IL-1β, IL-6, IL-8 и TNF-α в развитии гиперплазии желудка. Их выработка связана с активацией макрофагов при гастрите, опосредованном H. pylori. Воспалительный процесс, развивающийся при участии упомянутых цитокинов, ассоциирован с развитием предраковых изменений, включая клеточную атрофию и метаплазию [7, 8].

Участие воспалительных цитокинов в развитии рака позволяет рассматривать воздействие на них как потенциальную стратегию лечения [9]. В части исследований [10, 11] оценивается экспрессия мРНК у компонентов микроокружения, выявляется диагностическая ценность цитокинов в стадировании РЖ. Другие данные [12] указывают на значение компонентов микроокружения для раннего обнаружения опухоли.

Цель настоящего исследования — охарактеризовать изменения профиля цитокинов сыворотки крови на разных стадиях РЖ, чтобы провести оценку диагностической значимости этих параметров.

В проспективное исследование включено 80 пациентов с I–III стадией РЖ. Средний возраст пациентов составил 64,5±7,8 года (от 39 до 78 лет, медиана 65 лет). Мужчин было 42 (52,5%), женщин — 38 (47,5%).

В большинстве случаев опухоль локализовалась в нижней трети желудка — 60 (75%) пациентов, в средней трети — 10 (12,5%), в верхней трети — 7 (8,75%). У 3 (3,75%) пациентов наблюдался тотальный рак желудка.

По степени злокачественности опухолевых клеток (G-градация) высокодифференцированная аденокарцинома (G1) диагностировалась у 4 пациентов (5%), умеренно дифференцированная (G2) — у 8 (10%), низкодифференцированная аденокарцинома (G3) — у 59 (73,75%). У 7 (8,75%) пациентов наблюдался недифференцированный РЖ, у 2 (2,5%) — перстневидно-клеточный рак (ПКР).

Глубина инвазии T1—2 отмечена у 22 (27,5%) пациентов, T3—4 — у 58 (72,5%). По количеству метастазов в регионарных лимфатических узлах больные распределились следующим образом: N0 — 41 (51,25%), N1 — 13 (16,25%), N2 — 20 (25%), N3 — 6 (7,5%).

При гистологическом исследовании образцов опухоли инвазия в клетчатку отмечалась у 41 (51,25%) пациента. У 65 (81,25%) пациентов выявлены признаки периваскулярной инвазии, у 52 (65%) — периневральной инвазии.

Критерии исключения: IV стадия РЖ, злокачественные образования других локализаций, острые инфекционные заболевания, хронические заболевания в стадии обострения, другие тяжелые сопутствующие заболевания, исключающие возможность участия в исследовании.

Группу сравнения составили 80 здоровых мужчин и женщин в возрасте от 30 до 64 лет. В ходе проведенных клинико-лабораторных и инструментальных исследований у них не было выявлено злокачественных новообразований, острых инфекционных и хронических заболеваний в стадии обострения.

Пациенты распределялись на группы в соответствии со стадированием РЖ по системе TNM (2009).

В 1-ю группу вошло 20 пациентов: с впервые выявленной IA стадией 8 и IB стадией 12, T1—2N0—1M0. Во 2-ю группу включено 25 пациентов с впервые выявленной II стадией заболевания (T1—4N0—3M0), из них у 9 была диагностирована IIA стадия и у 16 — IIB. В 3-й группе было 35 пациентов с впервые выявленной III стадией РЖ (T2—4N1—3M0): IIIA наблюдалась у 12, IIIB — у 17 и IIIC — у 6.

Всем пациентам выполнено оперативное вмешательство, из них 44 (55%) субтотальная дистальная резекция, 36 (45%) гастрэктомия.

Больным РЖ до начала лечения и здоровым участникам методом твердофазного иммуноферментного анализа в сыворотке крови определяли уровни IL-1β, IL-6, IL-8 и TNF-α. Исследование проводилось следуя приложенным инструкциям на планшетном иммуноферментном анализаторе Stat Fax 2100 с использованием набора реагентов АО «Вектор-Бест» (Новосибирск). За норму принимали указанные фирмой-производителем значения (в нг/мл): IL-1β — 0—11, IL-6 — 0—10, IL-8 — 0—10, TNF-α — 0—6.

Забор крови осуществляли из периферической вены утром, натощак в пробирки с активатором свертывания. Сыворотку крови отделяли методом центрифугирования при 3000 об/мин в течение 5 мин. Быстро аликвотировали, замораживали и до постановки теста хранили при температуре -20 ^оС.

Для статистической обработки данных использовали программу Statistica 13.0 компании StatSoftInc. Так как признак имеет распределение, отличное от нормального, значение концентрации цитокина в сыворотке крови выражали в виде медианы (Me) и интерквартильного интервала (Q25%–Q75%). При сравнении двух независимых групп с непараметрическим распределением признака использовали критерий Манна–Уитни. Для оценки связи между показателями рассчитывали коэффициент ранговой корреляции Спирмена. За достоверную статистическую значимость принимали значение p<0,05.

Превышение допустимых значений концентрации в случае IL-1β обнаружено у 25 (31,25%) пациентов, IL-6 — у 75 (93,75%), IL-8 — у 73 (91,25%), а TNF-α — у 3 (3,75%).

Сывороточный уровень IL-1β достоверно повышался во 2-й (p=0,001) и 3-й группах (p=0,001) по сравнению с контрольной. Статистически значимые различия между 1-й и контрольной группой не обнаружены.

Сывороточный уровень цитокинов IL-6, IL-8 и TNF-α достоверно повышался во всех 3 группах по сравнению с контрольной выборкой (p=0,001).

При попарном сравнении групп, отличающихся стадией заболевания, статистически значимые различия не обнаружены, за исключением IL-6. Достоверное повышение выявили при сравнении 1-й группы, характеризующейся локальным ростом опухоли, и 3-й с распространенным опухолевым процессом (p=0,002). Данные представлены в таблице.

Сывороточная концентрация цитокинов у обследованных пациентов

Примечание. Статистически значимые различия при сравнении p_к с контрольной группой больных; p1 с 1-й.

Содержание IL-1β в сыворотке крови больных во 2-й и 3-й группах превысили значения контрольной группы в 3,01 и 1,77 раза соответственно. Сывороточная концентрация этого цитокина возрастала с 0,3 нг/мл при I стадии РЖ до 61 нг/мл при III стадии заболевания. Сывороточная концентрация IL-6 для всех 3 групп значительно превысила уровень цитокина в контрольной группе в 66,6, 32,3 и 26,5 раза соответственно, причем наибольшее повышение зарегистрировано для I стадии. Интервал вариации значений IL-6 во исследуемых группах составил 1,5 до 232,6 нг/мл. Аналогично для IL-8 значения 1-й группы превысили контрольные в 7,6 раза, во 2-й — в 10,8 раза, в 3-й — в 9,9 раза. Концентрация IL-8 в исследуемых группах изменялась с 4,6 до 110,5 нг/мл. Для сывороточной концентрации TNF-α отмечено увеличение в 3 группах в 5, 4,5 и 9 раз соответственно. Диапазон значений для TNF-α составил от 0,02 до 7,5 нг/мл. Распределение сывороточной концентрации цитокинов в контрольной и исследуемых группах представлено на рисунке.

Распределение сывороточной концентрации цитокинов IL-1β, IL-6, IL-8 и TNF-α в контрольной группе (0) и исследуемых группах (1, 2, 3).

Для IL-6 обнаружена отрицательная корреляция со стадией РЖ (r=-0,339). Для остальных цитокинов связи между значениями сывороточной концентрации и стадией заболевания не выявлено.

Изменения профиля цитокинов сыворотки крови при РЖ может свидетельствовать о пролиферации опухолевых клеток, возрастании инвазии опухоли и об индуцировании воспалительного ответа при сопутствующей активации макрофагов и опухолеассоциированных фибробластов [13].

Уровень исследуемых цитокинов IL-1β, IL-6, IL-8 и TNF-α достигал наиболее высоких значений при локальном росте опухоли, т.е. при I и II стадиях.

Наибольшая диагностическая значимость отмечена для IL-6 и IL-8, содержание которых при всех стадиях РЖ превысило нормальные значения. Показатели IL-1β и TNF-α достоверно отличались от таковых в группе здоровых лиц, но преимущественно оставались в пределах нормы, указанной фирмой-производителем, что может затруднять интерпретацию результатов.

В литературе также встречаются данные, указывающие на связь изменения профиля цитокинов и опухолевой прогрессии при РЖ.

В работе D. Thong-Ngam и соавт. [14] было обследовано 68 пациентов, среди которых РЖ был гистологически подтвержден у 51 пациента. Уровень IL-6 был значительно выше у пациентов с отдаленными метастазами.

В другом исследовании X. Li и соавт. [15], проведенном с участием 335 пациентов, выявлено высокое содержание IL-8 в сыворотке крови до начала лечения. Исследователи обнаружили, что пациенты с высоким уровнем IL-8 были более склонны к рецидиву опухоли. Авторы отмечают, что IL-8 может служить терапевтической мишенью при РЖ.

Таким образом, в ходе проведенного исследования выявлено достоверное повышение уровня цитокинов сыворотки крови у пациентов с РЖ при I–III стадии заболевания по сравнению с контрольной группой.

При этом наибольшее увеличение концентрации отмечается при I и II стадии, которые соответствуют локальному росту опухоли.

В качестве потенциальных опухолевых биомаркеров РЖ и терапевтических мишеней выделены IL-6 и IL-8. Ограничением настоящего исследования является небольшое количество пациентов, поэтому уточнение роли цитокинов в прогрессии опухоли и оценка влияния их продукции на выживаемость пациентов с РЖ планируются на большей выборке.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования —Микуляк Н.И., Кинзирский А.С., Юртаев О.А.

Сбор и обработка материала —Юртаев О.А., Журавлёв Д.И.

Статистическая обработка —Юртаев О.А.

Написание текста —Юртаев О.А.

Редактирование —Микуляк Н.И., Кинзирский А.С.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.