СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ДОБРОКАЧЕСТВЕННЫХ И ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ КОСТНОЙ СИСТЕМЫ
DIAGNOSTIC TECHNIQUE FOR BENIGN AND MALIGNANT OSSEOUS GROWTHS

Изобретение относится к области медицины, а именно онкологии, травматологии, ортопедии, и может быть использовано при дифференциальной диагностике злокачественных новообразований среди лиц с доброкачественной патологией и злокачественными опухолями костно-мышечной системы.
Новообразования костей являются одними из первых описанных опухолей, но, несмотря на это, литература, посвященная этим разделам, скудна и фрагментирована. Злокачественные опухоли костей встречаются относительно редко, составляя 0,2-2,1% в общей структуре всех онкологических заболеваний человека, однако в диагностическом плане это один из труднейших разделов клинической онкологии [Васев Р.В. Костные саркомы (эпидемиология, состояние помощи больным и пути ее совершенствования по материалам Свердловской области). Автореферат на соискание степени кандидата медицинских наук, Уфа. 2006 г.].
Пик заболеваемости костными опухолями приходится на социально значимый возраст, например при остеосаркоме и саркоме Юинга - 10- 25 лет, при хондросаркоме - 35-40 лет, при этом более половины больных выявляются на поздней стадии опухолевого процесса, когда выполнение радикальных оперативных вмешательств становится невозможным.
Одним из возможных подходов к дифференциальной диагностике костных опухолевых новообразований могли бы стать серологические маркеры. По данным анализа отечественных и зарубежных литературных источников на роль специфичных маркеров костной резорбции и остеообразования претендуют одна из изоформ тартратрезистентной кислой фосфатазы (TRAP-5b) и костная фракция щелочной фосфатазы (КФЩФ). Показано, что TRAP-5b в процессе резорбции кости секретируется остеокластами в кровь, отражает их активность в реальном времени и, как следствие, скорость разрушения костной ткани. КФЩФ является специфичным маркером остеобластов, за счет которых происходит синтез новой костной ткани [Державин В. А. Диагностический алгоритм использования серологических маркеров остеосинтеза и остеолизиса у больных первичными местнораспространенными и диссеменированными опухолями костей. Автореферат на соискание степени кандидата медицинских наук, Москва. 2010 г.].
Однако определение сывороточной концентрации маркеров метаболизма костной ткани, таких как тартратрезистентная кислая фосфатаза и костная фракция щелочной фосфатазы, имеет ограниченное значение вследствие своей низкой специфичности у больных с первичными местнораспространенными и диссеминированными опухолями костей вследствие возможности продукции данных маркеров в растущей кости, а также при наличии переломов костей и замедленной их консолидации.
Известно также, что в механизмах роста, апоптоза, пролиферативной активности и ангиогенеза при опухолях костей участвует ряд цитокинов - низкомолекулярных пептидов, секретируемых клетками воспаления, иммунного ответа и самой опухоли. Клетки злокачественных опухолей и их микроокружение могут сами секретировать некоторые цитокины, в том числе IL-6, и экспрессировать соответствующие рецепторы. При этом чрезмерная продукция IL-6 может благоприятствовать росту опухоли и усилению ее васкуляризации, что способствует распространению регионарных и отдаленных метастазов. В связи с этим имеются сведения о том, что в сыворотке крови больных с опухолями костей, в частности остеосаркомой и хондросаркомой, наблюдается повышение уровня IL-6, причем секреция последнего возрастает при диссеминации опухолевого процесса [Тарасова Т.А. Интерлейкин-6 и его рецептор в сыворотке крови больных опухолями и опухолеподобными поражениями костей. Автореферат на соискание степени кандидата медицинских наук, Москва. 2010 г.].
Однако изолированное определение концентрации IL-6 не позволяет достоверно осуществлять дифференциальную диагностику доброкачественных и злокачественных опухолей, а также степени прогрессии злокачественных опухолей ввиду влияния различных неспецифических факторов на содержание данного интерлейкина в сыворотке крови. Согласно литературным данным, повышение концентрации IL-6 может быть связано с неспецифическими и специфическими локальными и генерализованными инфекционно-воспалительными процессами, аутоиммунными заболеваниями, травматической болезнью, аллергическими реакциями.
Известно также, что у больных со злокачественными опухолями костей наблюдается значительное повышение уровня фактора некроза опухоли TNF-α, определенного методом иммуноферментного анализа в периферической крови, чем у группы контроля (значения показателя в норме) [Xiao Т. et al. Determination and significance of patients with malignant bone tumors. Hunan Yi Ke Da Xue Bao. 1998$ 23(6): 596-598].
Однако исследования были проведены на клетках крови (моноцитах) больных опухолями, которые были индуцированы липополисахаридом, что позволяет считать полученные доказательства участия TNF-α в патогенезе опухолей костей косвенными. Это связано с тем, что в условиях отсутствия опухолевого процесса липополисахарид сам по себе может стимулировать выброс TNF-α.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является «Способ диагностики опухолей костной системы» [патент RU на изобретение №2454665, основными авторами которого являются авторы заявляемого изобретения]. В сыворотке крови спектрофотометрически определяют количественное значение уровня неоптерина. При значении выше 2,6 нг/мл до 7,0 диагностируют доброкачественный опухолевый процесс, при значении выше 7,1 нг/мл - злокачественный опухолевый процесс.
Однако в данном способе учитывается только один компонент, который отражает лишь частично взгляд на взаимодействие между отдельными цитокинами и иммунокомпетентными клетками, что приводит к понижению объективности и чувствительности способа диагностики.
Задачей заявляемого изобретения является повышение объективности способа дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных новообразований костной системы.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в способе диагностики доброкачественных и злокачественных новообразований костной системы, включающем взятие венозной крови, подготовку образцов проб сыворотки крови, исследование полученных образцов методом иммуноферментного анализа ИФА на планшетах с определением количественного значения уровня неоптерина NP, дополнительно определяют количественные значения уровней молекулы адгезии сосудистого эндотелия vCAM, молекулы межклеточной адгезии ICAM, фактора некроза опухоли TNF-α, интерлейкина-6 IL-6, анализируют полученные данные, рассчитывают с их учетом коэффициент К по формуле:
<mrow><mi>K</mi><mo>=</mo><mi>N</mi><mi>P</mi><mo>+</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><mi>v</mi><mi>C</mi><mi>A</mi><mi>M</mi></mrow></msqrt></mrow><mrow><msqrt><mrow><mi>I</mi><mi>C</mi><mi>A</mi><mi>M</mi></mrow></msqrt></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><mi>T</mi><mi>N</mi><mi>F</mi><mo>−</mo><mi>α</mi></mrow></msqrt></mrow><mrow><msqrt><mrow><mi>I</mi><mi>L</mi><mo>−</mo><mn>6</mn></mrow></msqrt></mrow></mfrac></mrow>
и при значении К≤12,5 диагностируют доброкачественный процесс, при значении К>12,5 - злокачественный процесс.
Технический результат заявляемого изобретения. Повышение объективности диагностики достигается путем использования комплекса выбранных иммунологических маркеров, отражающих этапы онкогенеза при развитии доброкачественных и злокачественных опухолей костной системы, а именно секрецию различных цитокинов, стимулирующих онкогенез, молекул клеточной адгезии, активирующих неоваскулогенез, а также биологически активных веществ, обеспечивающих взаимодействие популяции моноцитов и макрофагов. Выбор маркеров, распределение их по группам и отражение патогенетической взаимосвязи между ними путем разработки расчетной математической формулы позволяет всесторонне оценивать состояние как клеточного, так и гуморального звеньев иммунной системы организма, дисбаланс которых приводит не только к активации процесса онкогенеза, но и к прогрессированию опухолевой агрессии. Анализ вышеперечисленных признаков способствует повышению точности и чувствительности проводимой диагностики.
Способ диагностики доброкачественных и злокачественных новообразований костной системы осуществляют следующим образом. Первоначально осуществляют клиническое обследование больных с помощью стандартных методов, т.е. с оценкой жалоб и соматического статуса, детальным сбором анамнеза с выявлением факторов, влияющих на иммунный статус, и проведением обзорной рентгенографии исследуемой части скелета не менее чем в двух взаимоперпендикулярных проекциях. При необходимости результаты рентгенологического исследования дополняют прицельными снимками и томограммами.
После клинического обследования у больных с наличием новообразований костной системы производят взятие образца венозной крови в пробирку порядка 5 мл. С помощью центрифугирования готовят образцы проб сыворотки крови.
<mrow><mi>K</mi><mo>=</mo><mi>N</mi><mi>P</mi><mo>+</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><mi>v</mi><mi>C</mi><mi>A</mi><mi>M</mi></mrow></msqrt></mrow><mrow><msqrt><mrow><mi>I</mi><mi>C</mi><mi>A</mi><mi>M</mi></mrow></msqrt></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><mi>T</mi><mi>N</mi><mi>F</mi><mo>−</mo><mi>α</mi></mrow></msqrt></mrow><mrow><msqrt><mrow><mi>I</mi><mi>L</mi><mo>−</mo><mn>6</mn></mrow></msqrt></mrow></mfrac></mrow>
Исследуют полученные образцы сыворотки крови методом твердофазного иммуноферментного анализа ИФА на планшетах. При этом определяют в сыворотке крови количественные значения уровней опухолей неоптерина NP, молекулы адгезии сосудистого эндотелия vCAM, молекулы межклеточной адгезии ICAM, фактора некроза опухоли TNF-α, интерлейкина-6 IL-6. Для этого измеряют с помощью планшетного спектрофотометра оптическую плотность раствора в лунках при длине 450 нм и рассчитывают количественные значения уровней вышеперечисленных параметров. Анализируют полученные данные и рассчитывают с их учетом коэффициент К по формуле:
. При значении К≤12,5 диагностируют доброкачественный процесс, при значении К>12,5 - злокачественный процесс.
Пример 1.
Больной К., 26 лет, поступил в стационар ортопедического отделения с жалобами на боль, увеличение объема конечности, нарушение функции правого коленного сустава, хромоту. После клинического обследования выявленоналичие костного новообразования.
У больного было взято 5 мл венозной крови. Произвели определение количественного значения NP (нг/мл), vCAM и ICAM (пг/мл), TNF-α IL-6 (нг/мл) в сыворотке крови по описанному в данной заявке способу ИФА-методом на ридере «Anthos 2020» (Австрия) с помощью наборов «Bender MedSystems» (Австрия). Рассчитали коэффициент К по предлагаемой в данной заявке формуле:
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>K</mi><mo>=</mo><mi>N</mi><mi>P</mi><mo>+</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><mi>v</mi><mi>C</mi><mi>A</mi><mi>M</mi></mrow></msqrt></mrow><mrow><msqrt><mrow><mi>I</mi><mi>C</mi><mi>A</mi><mi>M</mi></mrow></msqrt></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><mi>T</mi><mi>N</mi><mi>F</mi><mo>−</mo><mi>α</mi></mrow></msqrt></mrow><mrow><msqrt><mrow><mi>I</mi><mi>L</mi><mo>−</mo><mn>6</mn></mrow></msqrt></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>6,8</mn><mo>+</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><mn>29,3</mn></mrow></msqrt></mrow><mrow><msqrt><mrow><mn>17,6</mn></mrow></msqrt></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><mn>622,0</mn></mrow></msqrt></mrow><mrow><msqrt><mrow><mn>300,3</mn></mrow></msqrt></mrow></mfrac><mo>=</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mo>=</mo><mn>6,8</mn><mo>+</mo><mfrac><mrow><mn>5,41</mn></mrow><mrow><mn>4,2</mn></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><mn>24,9</mn></mrow><mrow><mn>17,3</mn></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>6,8</mn><mo>+</mo><mn>1,29</mn><mo>+</mo><mn>1,44</mn><mo>=</mo><mn>9,53</mn></mtd></mtr></mtable>
Больному диагностировали доброкачественный опухолевый процесс. Диагноз доброкачественной опухоли - хондрома у больного был подтвержден морфологически.
Пример 2.
Больная М., 32 лет, поступила в стационар ортопедического отделения с жалобами на боль, нарушение функции правого тазобедренного сустава. После клинического обследования выявлено наличие костного новообразования. У больной было взято 5 мл венозной крови. Произвели определение количественного значения NP (нг/мл), vCAM и ICAM (пг/мл), TNF-α и IL-6 (нг/мл) в сыворотке крови по описанному в данной заявке способу ИФА-методом на ридере «Anthos 2020» (Австрия) с помощью наборов «Bender MedSystems» (Австрия). Рассчитали коэффициент К по предлагаемой в данной заявке формуле:
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>K</mi><mo>=</mo><mi>N</mi><mi>P</mi><mo>+</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><mi>v</mi><mi>C</mi><mi>A</mi><mi>M</mi></mrow></msqrt></mrow><mrow><msqrt><mrow><mi>I</mi><mi>C</mi><mi>A</mi><mi>M</mi></mrow></msqrt></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><mi>T</mi><mi>N</mi><mi>F</mi><mo>−</mo><mi>α</mi></mrow></msqrt></mrow><mrow><msqrt><mrow><mi>I</mi><mi>L</mi><mo>−</mo><mn>6</mn></mrow></msqrt></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>27,5</mn><mo>+</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><mn>36,3</mn></mrow></msqrt></mrow><mrow><msqrt><mrow><mn>16,7</mn></mrow></msqrt></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><mn>595,6</mn></mrow></msqrt></mrow><mrow><msqrt><mrow><mn>198,2</mn></mrow></msqrt></mrow></mfrac><mo>=</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mo>=</mo><mn>27,5</mn><mo>+</mo><mfrac><mrow><mn>6,025</mn></mrow><mrow><mn>4,09</mn></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><mn>24,4</mn></mrow><mrow><mn>14,08</mn></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>27,5</mn><mo>+</mo><mn>1,47</mn><mo>+</mo><mn>1,73</mn><mo>=</mo><mn>30,7</mn></mtd></mtr></mtable>
У больной диагностировали злокачественный опухолевый процесс. Диагноз злокачественной опухоли - хондросаркома у больной был подтвержден морфологически.