Типы онкомаркеров и методы их исследования

Наличие в крови или моче пациента онкомаркеров позволяет при лабораторной диагностике опухолей выявить наличие злокачественного новообразования на самых ранних стадиях. Для людей, прошедших курс лечения от рака, существуют рекомендации ВОЗ по поводу того, когда сдавать анализы на онкомаркеры, также могут быть назначены подобные исследования и для тех, кто входит в группу риска онкологических заболеваний. Так что же определяют онкомаркеры, и как их используют для осуществления мониторинга?

Что такое онкомаркеры, и что они определяют

Благодаря использованию методов определения опухолевых маркеров (онкомаркеров) гораздо чаще, чем посредством применения общепринятых методов диагностики обнаруживают рецидив и/или метастазирование опухоли. Это в среднем позволяет сберечь время, равное 3-6 мес., а в отдельных случаях — и более года.

На протяжении длительного времени проводится поиск лабораторных тестов идентифицикации таких компонентов биологических жидкостей, которые бы указывали на присутствие в организме пациента злокачественного процесса. Что же такое онкомаркеры и как их используют в диагностике? Под онкомаркерами обычно понимаются вещества, представляющие собой продукты измененного метаболизма трансформированных клеток. Они могут быть определены либо при помощи цитологических методов исследования (это так называемые клеточные онкомаркеры), либо с использованием биохимических методов анализа сыворотки крови или других биологических жидкостей.

В настоящее время под опухолевыми маркерами (онкомаркерами) понимаются специфические вещества (разной химической природы), являющиеся продуктами жизнедеятельности злокачественных клеток или клеток, ассоциированных со злокачественным ростом, и обнаруживающиеся в крови и/или моче онкологических пациентов. В большинстве случаев это простые либо модифицированные белковые молекулы, относящиеся к глико- и липопротеинам. Некоторые из них характерны только для одной опухоли (т.е. обладают опухолевой специфичностью), другие встречаются при различных опухолях.

Онкомаркеры, образующиеся в самих опухолевых клетках (опухолеассоциированные онкомаркеры), высвобождаются из них в кровь в ходе развития онкологического заболевания. Однако есть и такие вещества, которые, будучи ассоциированы с опухолью, встречаются также и в нормальных клетках, т.е. могут в низких концентрациях присутствовать в организме здорового человека. При этом онкомаркеры могут находиться внутри или на поверхности клетки, их часть секретируется в кровь, что позволяет определять их методом иммунологического (иммуноферментного, радиоиммунного) анализа.

Далее вы узнаете, какие бывают онкомаркеры крови, и как их используют для мониторинга опухолевых заболеваний.

Диагностика рака: какие бывают виды онкомаркеров крови

Все типы онкомаркеров можно подразделить на различные классы:

• ассоциированные с опухолью антигены или антитела к ним (определяемые методами иммунологического анализа);
• продукты распада опухолей белковой природы;
• гормоны (например, хорионический гонадотропин человека, адренокортикотроцный гормон);
• ферменты (фосфатазы, изоферменты лактатдегидрогеназы и др.); продукты азотистого обмена (креатин, гидроксипролин, полиамины);
• нуклеиновые кислоты (свободная ДНК);
• специфические белки плазмы крови (ферритин, церулоплазмин, бета-2-микроглобулин).

Известны следующие виды онкомаркеров для диагностики:

• рака яичников,
• рака тела и шейки матки,
• рака молочной железы,
• рака предстательной железы,
• рака органов желудочно-кишечного тракта,
• рака легкого,
• некоторых других злокачественных новообразований.

Лабораторная диагностика опухолей: определение биохимических маркеров в крови

Метод определения онкомаркеров позволяет не только диагностировать онкологическое заболевание на ранних стадиях его формирования, но и судить об эффективности и тактике проводимого лечения, о прогнозе заболевания, т.е. осуществлять мониторинг течения заболевания. Определение вида онкомаркеров при диагностике рака в динамике онкологического заболевания дает несравненно большую информацию, чем его единичное определение. Установление уровня онкомаркеров в крови весьма важно для принятия решения о прекращении или продолжении консервативной терапии.

Говоря о том, какие бывают онкомаркеры, стоит отметить, что в настоящее время известно более 200 соединений, относящихся к опухолевым маркерам, однако диагностическую значимость приобрело определение около двадцати биологически важных веществ (главным образом, белков и других макромолекул).

Для окончательного подтверждения диагноза методы исследования онкомаркеров обычно сочетаются с проведением других диагностических процедур.

Поскольку основные клинические симптомы заболевания подчас не проявляются на ранних стадиях его формирования, представляется особенно важной ранняя диагностика онкологической патологии — прежде всего с использованием лабораторных тестов на онкомаркеры. К тому же нередко даже после выполнения ранних и радикальных операций наблюдаются рецидивы и метастазы опухоли. Их выявлению способствует определение онкомаркеров при лабораторной диагностике. Темп возрастания уровня опухолевого маркера обычно позволяет делать заключение о характере развития заболевания, в частности о метастазировании.

При регулярном наблюдении за показателями анализов на онкомаркеры, информативных для опухоли конкретной локализации, можно обнаружить метастазы за 4-6 мес. до их клинического выявления. Если после оперативного лечения или в процессе специфической терапии не наблюдается снижения концентрации опухолевых маркеров, то это означает неэффективность выбранного способа лечения либо проведенной операции (нерадикально осуществленной).

Когда сдают кровь на онкомаркеры: сроки анализов

Согласно рекомендациям ВОЗ, существуют определенные сроки, когда сдают кровь на онкомаркеры. Частота взятия проб крови для определения уровня онкологических маркеров должна составлять:

• 1 раз в месяц в течение первого года после лечения;
• 1 раз в 2 месяца в течение второго года после лечения;
• 1 раз в 3 месяца в течение третьего года наблюдения;
• в течение последующих 3-5 лет сроки анализов на онкомаркеры – дважды в год либо ежегодно;
• после 6 лет — ежегодно.

Время выполнения первой послеоперативной детекции концентраций онкомаркера зависит от периода его полужизни в организме. Как правило, первую послеоперативную детекцию онкомаркера выполняют через 2-14 сут. после проведения операции. График определений онкомаркера должен соответствовать клиническому состоянию конкретного пациента.

Повышение концентрации онкомаркера в сыворотке крови следует подтверждать при помощи повторной его детекции в следующей пробе крови, взятой несколько позже (т.е. через 14-30 сут.). Весьма желательно подтвердить повышение концентраций в сыворотке крови онкомаркера путем нескольких повторных его определений.

Приведенные рекомендации, когда сдавать анализы на онкомаркеры, являются приблизительными, поскольку время взятия проб крови для определения биохимических опухолевых маркеров при различных злокачественных новообразованиях варьируется.

График определения концентраций онкомаркера должен всегда соответствовать клиническому состоянию конкретного пациента. Во всех случаях он должен разрабатываться на основании анализа динамики изменения его концентраций в плазме (сыворотке) крови.

Отклонения в уровнях одного или более маркеров опухолевого роста отмечаются обычно у 80-90% пациентов, страдающих онкологическими заболеваниями.

К сожалению, до сих пор не охарактеризован ни один опухолевый маркер, обладающий 100% диагностической чувствительностью и 100% диагностической специфичностью по отношению к какому-либо одному органу.

Диагностические показатели анализа крови на онкомаркеры

Диагностическая надежность определения опухолевых маркеров оценивается рядом показателей (диагностической чувствительности, диагностической специфичности и др.).

Такой показатель анализа крови на онкомаркеры, как диагностическая чувствительность (ДЧ) лабораторного теста, характеризует процент положительных результатов исследований у онкологических больных. Например, в случае рака желудка онкомаркер СА 12-4 характеризуется диагностической чувствительностью 95%, это означает, что у 95 больных раком желудка можно лабораторным путем установить повышенный уровень онкомаркера, следовательно, у 5% пациентов с данной опухолью уровень СА 72-4 не увеличивается или не определяется.

Такой показатель крови на онкомаркеры, как диагностическая специфичность (ДС), отражает процент выявления отрицательного результата теста у практически здоровых людей (и/или больных с иными формами патологии). Повышение уровня онкомаркера может наблюдаться не только при злокачественном росте, но и при некоторых других патологических и даже физиологических процессах, и ДС отражает процент здоровых индивидуумов, у которых результаты детекции онкомаркера в плазме крови являются истинно отрицательными. ДС онкомаркера указывает на адекватность его использования в качестве скринингового параметра.

Идеальной ситуацией является та, при которой величина диагностической специфичности теста равна 100% (т.е. отсутствуют ложноположительные результаты данного теста), сочетающаяся с максимально возможной величиной диагностической чувствительности (т.е. детекцией относительно большой части пациентов, страдающих онкологическими заболеваниями).

Принято считать, что оптимальным вариантом для онкомаркера является 95% величина ДС при соответствующей ей величине ДЧ. Если несколько онкомаркеров обладают в отношении данной опухоли приблизительно одинаковой ДЧ, более предпочтительным из них является тот тест, который обладает наибольшей ДС.

О диагностической ценности онкомаркера представляется возможным судить на основании характера так называемой ROC-кривой (ROC — receiver operating characteristics). Это диаграмма, отражающая связь между показателями диагностической специфичности и диагностической чувствительности.

При анализе концентраций онкомаркеров в сыворотке крови более правильно говорить не об их нормальных (референтных) величинах, а о величинах их точек отсечки (cutoff) на уровне высшей границы ROC-кривой. Обычно в качестве точки отсечки теста используют величину, соответствующую 95 перцентилям нормальной популяции (здоровых доноров).

В зависимости от поставленных целей величину установленной точки отсечки можно изменять. Например, если ставится задача идентифицировать наибольшее число пациентов, страдающих злокачественным новообразованием, точку отсечки онкомаркера снижают (повышая тем самым ДЧ исследования); однако это неизбежно приведет к увеличению количества ложноположительных результатов (т.е. к снижению ДС исследования).

С другой стороны, если ставится задача определить истинность всех полученных положительных результатов, следует увеличить значение точки отсечки теста, таким образом, повышая ДС исследования, но вместе с тем одновременно снижая его ДЧ.

Вследствие того, что повышение концентрации ряда опухолевых маркеров может иметь место и при некоторых доброкачественных заболеваниях, для таких онкомаркеров часто определяют так называемый диапазон концентраций пограничной («серой») зоны — интервала значений от верхней границы нормы (точки отсечки) до значения, характерного только для злокачественного новообразования. Концентрация онкомаркера, находящаяся в пределах «серой зоны», указывает на необходимость исключения присутствия в организме пациента воспалительного процесса или доброкачественной опухоли.

Во многих случаях величины концентрации онкомаркеров коррелируют со степенью распространенности в организме злокачественной опухоли либо со стадией ее роста.

Какие должны быть результаты тестов на онкомаркеры: допустимые показатели

Ниже описано, какими должны быть результаты «идеальных» онкомаркеров.

Характеристика и использование тестов определения онкомаркеров.

«Идеальный онкомаркер» должен:

• обладать способностью в 100% случаев дифференцировать здоровых индивидуумов от пациентов, страдающими злокачественными опухолями;
• выявлять всех онкологических пациентов и по возможности — на самой ранней стадии развития злокачественной опухоли;
• обладать достаточной органной специфичностью, т.е. такой, которая бы позволяла на основании определения концентраций этого маркера в сыворотке крови судить о точной органной локализации злокачественной опухоли;
• обладать тесной прямой корреляционной зависимостью между величинами концентрации онкомаркера в сыворотке крови и стадиями развития (роста) злокачественной опухоли;
• отражать все изменения, происходящие в опухоли, в процессе проведения онкологическому пациенту противоопухолевой терапии;
• обладать достаточно высокой прогностической значимостью.

Онкомаркер, отвечающий первым двум из перечисленных требованиям, может быть использован для скрининговых целей. Однако, поскольку среди известных в настоящее время онкомаркеров таковых не существует, ни один из идентифицированных онкомаркеров не пригоден для скрининга нормальной, здоровой популяции.

Поскольку «идеального онкомаркера» пока не обнаружено, применение в клинической практике известных допустимых показателей онкомаркеров не рекомендовано для проведения общего скрининга. Исключением из этого правила можно считать простатспецифический антиген, который в ряде стран используется для скрининга РПЖ у пожилых мужчин совместно с пальцевым ректальным исследованием.

Принципы мониторинга онкомаркеров

Определение опухолевых маркеров в крови может использоваться для осуществления мониторинга пациентов, принадлежащих к группам высокого риска. К таким онкомаркерам, в частности, относится АФП — для обследования пациентов, носителей HBsAg или страдающих циррозом печени, и кальцитонин — для пациентов с наследственной предрасположенностью к С-клеточному (медуллярному) раку щитовидной железы. При соответствующем применении онкомаркеров для диагностики рака рецидив опухоли либо ее метастазирование часто идентифицируют за месяцы до их клинических проявлений, что позволяет либо инициировать, либо корректировать пациентам проведение противоопухолевой терапии в оптимальное для этого время.

Установлено, что на последующих стадиях опухолевого роста показатели концентрации практически всех онкомаркеров в сыворотке крови имеют более высокие значения, чем на предшествующих стадиях. О возможности прогнозировать развитие заболевания принято судить по показателям предсказательной ценности положительного и отрицательного результатов теста.

Как правило, онкомаркеры не обладают органоспецифичностью. Локализация опухоли устанавливается методами иммунной сцинтиграфии, базирующейся на применении моноклональных антител.

Не всякая злокачественная опухоль, локализованная в определенном органе, экспрессирует один и тот же опухолевый маркер. Для выяснения того, какие именно онкомаркеры подходят для мониторинга противоопухолевой терапии у конкретного пациента, целесообразно перед проведением ему хирургической операции осуществить определение не одного, а нескольких онкомаркеров (так называемой панели онкомаркеров), что позволяет выбрать тот из них, показатели концентрации которого будут более повышены. Однако и те онкомаркеры, показатели концентрации которых оказываются в пределах нормы, могут впоследствии указывать на возможность присутствия в организме пациента позднего рецидива опухоли либо ее метастазирования.

Повышенные концентрации опухолевых маркеров в сыворотке крови пациента могут быть обнаружены при ряде доброкачественных заболеваний. В частности, это относится к ряду веществ, в норме содержащихся в тканях печени, это связано с нарушениями процессов катаболизма и выведения вещества из организма (как правило, с желчью). Обычно при этом концентрации онкомаркеров находятся в пределах низкого патологического диапазона (в «серой зоне»). Такое повышение концентрации онкомаркера в плазме (сыворотке) крови может быть предвестником печеночной недостаточности или заболеваний билиарного тракта.

В раннем послеоперационном периоде либо в процессе проведения пациенту химио-или лучевой терапии может происходить некроз ткани опухоли, что сопровождается кратковременным высвобождением из нее онкомаркеров в кровяное русло. Такое изменение концентрации онкомаркера не является индикатором увеличения ее злокачественности.

Зависимость результатов определения содержания онкомаркеров от методологии и технологии исследования

Показатели концентрации онкомаркеров в сыворотке крови пациента, установленные при помощи разных тест-систем, могут иногда существенно отличаться. Эти различия обусловлены использованием антител, взаимодействующих с разными эпитопами одного и того же антигена (например, РЭА).

Различия в результатах исследования можно ожидать и в случае применения в тест-системах одинаковых антител — вследствие гетерогенной структуры исследуемого антигена, соответствующих эффектов матрицы и других причин.

В случае если в клинико-диагностической лаборатории начинают применяться тест-системы иных организаций-производителей, желательно выполнить параллельное определение концентрации онкомаркера в динамике наблюдения (в 2-3 пробах крови пациента).

Повышенные концентрации опухолевых маркеров в сыворотке крови пациента также могут быть следствием интерференций, возникающих в процессе выполнения теста.

Выбор необходимых для выполнения лабораторно-диагностических исследований °нкомаркеров определяется существующими представлениями о механизмах возникновения и развития злокачественных опухолей, т.е. о канцерогенезе.

Определение опухолевых маркеров наиболее целесообразно на фоне проведения пациенту противоопухолевой терапии (т.е. хирургической, химио-, лучевой или гормональной терапии).

Базисный принцип мониторинга заключается в том, что первоначальную концентрацию онкомаркера всегда определяют перед началом лечения.

Во многих случаях величины концентраций предоперативно детектируемого онкомаркера коррелируют с прогнозом, показателями общей и безрецидивной выживаемости пациентов. Тем не менее следует отметить, что и «отрицательный» результат определения не всегда исключает возможность присутствия в организме пациента злокачественной опухоли.

Если первоначальные показатели маркеров онкологических заболеваний в сыворотке крови пациента были повышены, быстрый темп их снижения указывает на то, что проведенная этому пациенту хирургическая операция была успешна, тогда как частичное снижение концентрации либо повторное ее повышение указывают на то, что хирургическая операция осуществлена неуспешно. Устойчивое повторное повышение концентрации онкомаркера после проведенных пациенту курсов противоопухолевой химиотерапии может указывать на необходимость ее прерывания либо на внесение изменений в тактику проводимой терапии.

Повторное повышение в сыворотке крови пациента концентрации онкомаркера спустя несколько месяцев после удачно проведенной ему хирургической операции часто является индикатором рецидива опухоли либо ее метастазирования. Причем такое повышение концентрации онкомаркера может быть обнаружено до клинических проявлений этих осложнений.

О рецидиве или метастазировании опухоли можно судить по характеру динамики увеличения концентрации онкомаркера и прежде всего — по степени ее возрастания. Так, незначительное повышение концентрации РЭА («низкая» динамика увеличения концентраций онкомаркера) может указывать на локальный рецидив опухоли либо на ее метастазирование в перитонеальную полость или в мягкие ткани, в то время как «крутая» динамика возрастания концентраций этого онкомаркера (интенсивная динамика повышения концентраций онкомаркера) отчетливо указывает на процесс метастазирования опухоли в печень и кости.

Определение онкомаркеров имеет огромное значение в мониторинге течения заболевания у онкологических пациентов, получающих противоопухолевое лечение. В ситуации, когда злокачественные опухоли не отвечают на проводимую терапию, а у клинициста в распоряжении имеются альтернативные варианты ее проведения, определение соответствующего, подходящего для данного органа онкомаркера, часто в комбинации с другим онкомаркером, может внести решающий вклад в успешное проведение противоопухолевой терапии и тем самым значительно повысить эффективность лечения и улучшить шансы пациента на выживание.

Далее вы узнаете, какие анализы сдают на онкомаркеры, и как это делается правильно.

Какие анализы делают на онкомаркеры и как их правильно сдавать

Определение концентрации онкомаркеров может производиться в сыворотке (плазме) крови, моче, цереброспинальной, семенной, амниотической и других биологических жидкостях организма.

Чтобы сдать анализ крови на онкомаркеры, накануне нельзя употреблять алкоголь, медикаменты, курить. Анализ выполняется натощак.

Для получения сыворотки венозную кровь, взятую, как правило, из локтевой вены, следует сразу после взятия поместить в воду со льдом и немедленно доставить в лабораторию.

Сыворотка крови стабильна при 2-8°С в течение 24 ч и более длительный период времени — при замораживании до температуры 20°С (или более низкой). Следует избегать повторных циклов замораживания-размораживания.

Для некоторых тестов необходимо ввести в полученную сыворотку антикоагулянт. В качестве последнего обычно используются ЭДТА (этилендиаминтетраацетат) или гепарин.

А как правильно сдавать анализ мочи на онкомаркеры? Для получения пригодной для исследования мочи следует освободить мочевой пузырь (утренняя моча для анализа непригодна), выпить 200 мл воды, собрать часовую порцию мочи, поместить в воду со льдом и немедленно доставить в лабораторию; в случае выполнения отсроченных исследований пробу мочи заморозить и доставить в лабораторию. Устанавливают pH мочи около 6,0 (обычно внесением в нее гидроксида натрия). Далее пробу суточной мочи следует отцентрифугировать и довести pH до 7,0. Проба мочи (свежий образец) должна быть использована для исследования в течение 2-3 ч (на анализ обычно требуется 10 мл мочи).

Мало сдать анализы на онкомаркеры – образцы цереброспинальной жидкости следует перед исследованием отцентрифугировать. Образец стабилен при -20°С до 6 мес., при -70°С — неопределенно долго. Предпочтительно использовать образцы цереброспинальной жидкости без липемии или гемолиза.