Способ прогнозирования онкологической эффективности циторедуктивных операций у больных IV стадией рака толстой кишки с нерезектабельными метастазами в печени
METHOD FOR PREDICTING THE ONCOLOGICAL EFFECTIVENESS OF CYTOREDUCTIVE OPERATIONS IN PATIENTS WITH STAGE IV COLON CANCER WITH UNRESECTABLE LIVER METASTASES

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для прогнозирования эффективности циторедуктивных операций у больных раком толстой кишки с синхронными метастазами в печени с целью уточнения тактики их лечения и увеличения продолжительности жизни данной категории пациентов.
Оказание хирургической помощи больным IV стадией колоректального рака остается одним из наиболее актуальных и в тоже время сложных вопросов онкологии. В первую очередь, это связано с тем, что злокачественные новообразования толстой кишки занимают лидирующие позиции по распространенности и уровню смертности в общей структуре онкологических заболеваний среди всего населения нашей планеты. Ежегодно в мире регистрируется более полутора миллионов новых случаев колоректального рака и около 800000 летальных исходов от этой патологии [1]. Основной преградой на пути к улучшению результатов лечения больных раком толстой кишки остается поздняя диагностика заболевания, которая приводит к доминированию его распространенных форм. Так, почти в половине случаев первичный диагноз колоректального рака устанавливается уже при наличии отдаленных метастазов [2, 3].
Основной мишенью гематогенной диссеминации при аденокарциномах толстой кишки является печень, вторичное поражение которой наблюдается у 80-90% больных IV стадией, [3, 4]. Полихимиотерапия, считавшаяся до недавнего времени единственным вариантом лечения пациентов с отдаленными метастазами колоректального рака, как правило, не обеспечивает длительной стабилизации неопластического процесса. Так, средняя продолжительность жизни больных с IV стадией рака толстой кишки без применения активной хирургической тактики не превышает 11 месяцев даже при использовании современных схем противоопухолевой терапии [5].
Высокий удельный вес диссеминированных форм колоректального рака, относительно низкая эффективность химиотерапии, наряду с возросшими возможностями анестезиологического обеспечения и интенсивной терапии привели к пересмотру вопроса о роли хирургического пособия в лечении этой категории больных. В настоящее время существенно возрос интерес к выполнению данным пациентам циторедуктивных операций. Целым рядом авторов доказана онкологическая эффективность одномоментных комбинированных операций, в ходе которых удаляются как первичная опухоль, так и отдаленные метастазы, то есть обеспечивается полная макроскопическая циторедукция [3, 4]. Однако по данным крупных мультицентровых исследований резектабельность метастазов в печени при IV стадии колоректального рака не превышает 20% [5].
Таким образом, у большинства больных IV стадией рака толстой кишки в качестве циторедуктивных вмешательств могут применяться только паллиативные резекции, объем которых, как правило, ограничивается удалением первичной опухоли. Ситуация с оказанием хирургической помощи данной категории пациентов представляется наиболее сложной. В первую очередь, это обусловлено тем, что до настоящего времени не выработаны четкие показания к выполнению циторедуктивных вмешательств при нерезектабельных синхронных метастазах колоректального рака в печени. Как следствие позиции специалистов к решению данного вопроса зачастую носят диаметрально противоположный характер, вплоть до полного неприятия активной хирургической тактики [3, 5]. Вместе с тем, по мнению ряда авторов, активно применяющих паллиативные резекции, удаление первичной опухоли позволяет не только избежать жизнеугрожающих осложнений, но и обеспечивает прирост продолжительности жизни больных за счет снижения пула неопластических клеток, деблокирования противоопухолевого иммунитета, а также увеличения чувствительности резидуального новообразования к химиотерапии. Так, по их данным, удаление первичной опухоли толстой кишки с последующим проведением химиотерапии позволяет увеличить медиану выживаемости пациентов с нерезектабельными метастазами колоректального рака до двух лет, что свидетельствует об онкологической эффективности этих вмешательств [6, 7]. Однако другими специалистами приводятся существенно менее благоприятные показатели, указывающие на необоснованность активной хирургической тактики у данной категории пациентов [8].
Обобщая вышеизложенное необходимо отметить, что существенная неоднородность показателей выживаемости у больных с нерезектабельными метастазами колоректального рака в печени после идентичных по объему циторедуктивных вмешательств объясняется отсутствием системного подхода к их выполнению. В немногочисленных работах, посвященных поиску критериев отбора пациентов к данным вмешательствам, основное внимание уделяется анализу таких факторов, как: локализация и размер метастазов, а также общий объем метастатического поражения [4, 7]. Вместе с тем, учитывая основные аспекты канцерогенеза более важное значение для определения показаний к выполнению циторедуктивных вмешательств с позиции их онкологической эффективности имеет информация о молекулярно-биологических свойствах опухоли. Исходя из этого наиболее перспективным направлением в обосновании показаний к циторедуктивной хирургии при метастатическом раке толстой кишки представляется изучение иммунофенотипа аденокарциномы. Благодаря иммуногистохимической диагностике можно получить важную информацию о молекулярно-биологических свойствах опухоли, отражающих степень ее агрессивности, а, следовательно, определяющих обоснованность выполнения циторедуктивных вмешательств через призму прогноза заболевания [9, 10, 11, 12].
Несмотря на очевидные преимущества иммуногистохимического исследования оно до сих пор не входит в стандартную диагностическую программу при колоректальном раке. Однако в последнем издании международной классификации злокачественных новообразований иммуногистохимические маркеры рассматриваются как перспективные и многообещающие прогностичепские факторы [13]. Вместе с тем, в настоящее время отсутствуют протоколы и рекомендации, определяющие перечень конкретных маркеров для использования в клинической практике у больных раком толстой кишки. По данным немногочисленных фундаментальных работ, посвященных данному вопросу, большой интерес представляет популяция стволовых раковых клеток, которые, согласно иерархической теории канцерогенеза играют важную роль в инициации и прогрессировании неопластического процесса [14]. Кроме того, результаты ряда исследований указывают на то, что рецептор к хемокинам CXCR4 обеспечивает один из наиболее важных пусковых механизмов процесса гематогенной диссеминации опухолевых клеток [9, 10].
Учитывая отсутствие общепринятых показаний к хирургическому лечению при метастатическом колоректальном раке с нерезектабельными вторичными очагами в печени нами предлагается способ прогнозирования онкологической эффективности циторедуктивных операций у больных IV стадией рака толстой кишки с нерезектабельными метастазами в печени путем иммуногистохимической оценки пролиферативной активности стволовых раковых клеток и уровня экспрессии рецептора к хемокинам CXCR4. Применение данной методики обеспечивает более обоснованный подход к выбору тактики лечения у данной категории пациентов, благодаря оценке потенциала агрессивности опухоли на основании определения уровня экспрессии прогностически значимых иммуногистохимических маркеров. Это, позволяет уточнить показания к выполнению циторедуктивных операций, что, с одной стороны, способствует реализации их положительного потенциала, а, с другой, исключает напрасные операционно-анестезиологические риски у пациентов с неблагоприятным прогнозом.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе прогнозирования онкологической эффективности циторедуктивных операций у больных IV стадией рака толстой кишки с нерезектабельными метастазами в печени проводят иммуногистохимическую оценку пролиферативной активности стволовых раковых клеток и уровня экспрессии рецептора к хемокинам CXCR4, после биопсии аденокарциномы толстой кишки готовят препараты для иммуногистохимического исследования с использованием соответствующих антител, которые изучают с помощью световой микроскопии, экспрессию рецептора к хемокинам CXCR4 оценивают как долю позитивных клеток на 500 учтенных и трактуют следующим образом: низкая  менее 30%, средняя от 30 до 70%, высокая - 70-100%, исследование пролиферативной активности стволовых раковых клеток осуществляют с применением метода двойного иммуногистохимического окрашивания с использованием кроличьих моноклональных антител к альдегиддегидрогеназе и мышиных к протеину Ki-67, из которых готовят смесь в соотношении 1:1, после чего полученный коктейль наносят на исследуемые образцы, стволовые пролиферирующие раковые клетки идентифицируют по характерной окраске: коричневое ядро на фоне ярко-розовой цитоплазмы, далее определяют их долю в общей популяции, в случаях, когда она превышает 50% пролиферативную активность стволовых раковых клеток оценивают как высокую, а при значении 10-50% - как среднюю, а при значении данного показателя менее 10% - как низкую, балльную оценку полученных результатов оценивают следующим образом: низкий, средний и высокий уровень экспрессии CXCR4 и пролиферативной активности стволовых раковых клеток оценивают как 1, 2 и 3 балла соответственно, полученные баллы суммируют, после чего производят итоговую интерпретацию результатов, и: сумму баллов, равную 6, расценивают как предиктор неблагоприятного прогноза циторедуктивных операций у больных IV стадией рака толстой кишки с нерезектабельными метастазами в печени, сумму баллов 4-5 трактуют как промежуточный прогноз, сумму баллов 3 и менее расценивают, как фактор хорошего прогноза.
Изобретение поясняется фиг. 1, на которой представлена схема иммуногистохимического исследования биоптатов опухоли: оценка пролиферативной активности стволовых раковых клеток и уровня экспрессии рецептора к хемокинам CXCR4. На фиг. 2 представлена выживаемость больных IV стадией рака толстой кишки после циторедуктивных вмешательств, в зависимости от пролиферативной активности стволовых раковых клеток и уровня экспрессии рецептора к хемокинам (%). На фиг. 3 представлены относительные риски 12-ти месячной летальности у больных IV стадией рака толстой кишки после циторедуктивных вмешательств, в зависимости от уровня экспрессии маркеров и соответствующие им весовые коэффициенты. На фиг. 4 показан суммарный балл риска летальности (СБРЛ) у больных IV стадией рака толстой кишки в зависимости от продолжительности жизни после циторедуктивных вмешательств. На фиг. 5 представлена оценка эффективности прогностической модели риска развития летального исхода в первый год после циторедуктивных операций.
Изобретение осуществляется следующим образом.
Способ прогнозирования онкологической эффективности циторедуктивных операций у больных IV стадией рака толстой кишки с нерезектабельными метастазами в печени (см. фиг.1) осуществляется после биопсии аденокарциномы толстой кишки, из полученного материала готовятся препараты для иммуногистохимического исследования с использованием соответствующих антител, которые изучаются с помощью световой микроскопии, оценка иммуногистохимического окрашивания осуществляется путем подсчета позитивных клеток относительно их общего числа, для каждого анализируемого антигена определяется локализация продукта реакции в клетке, экспрессия CXCR4 оценивается как доля позитивных клеток на 500 учтенных и трактуется следующим образом: низкая (<30%), средняя (30-70%), высокая (>70%), исследование пролиферативной активности стволовых раковых клеток осуществляется с применением метода двойного иммуногистохимического окрашивания с использованием кроличьих моноклональных антител к альдегиддегидрогеназе и мышиных к протеину Ki-67, из которых готовится смесь в соотношении 1:1, после чего полученный коктейль наносится на исследуемые образцы, стволовые пролиферирующие раковые клетки идентифицируются по характерной окраске: коричневое ядро на фоне ярко-розовой цитоплазмы, далее определяется их доля в общей популяции, в случаях, когда она превышает 50% пролиферативная активность стволовых раковых клеток оценивается как высокая, а при значении данного показателя менее 10% как низкая, балльная оценка результатов иммуногистохимического исследования осуществляется следующим образом: низкий, средний и высокий уровень экспрессии каждого из двух оцениваемых маркеров равнозначен 1, 2 и 3 баллам соответственно, полученные баллы суммируются, после чего производится итоговая интерпретация результатов, при этом: Σ баллов = 6 расценивается как предиктор неблагоприятного прогноза, который указывает на низкую ожидаемую онкологическую эффективность циторедуктивных операций, значение данного показателя в диапазоне 4-5 баллов трактуется как промежуточное, Σ баллов ≤ 3 расценивается, как фактор хорошего прогноза, способствующий реализации активной хирургической тактики.
С целью подтверждения эффективности предлагаемого нами способа был произведен статистический анализ влияния уровня экспрессии рецептора к хемокинам CXCR4 и пролиферативной активности стволовых раковых клеток на продолжительность жизни больных IV стадией колоректального рака после циторедуктивных вмешательств. В исследование были включены 35 пациентов с синхронными метастазами аденокарциномы толстой кишки в печени (IVa стадия согласно международной классификации злокачественных новообразований). Во всех случаях был диагностирован нерезектабельный характер поражения печени множественными вторичными очагами, локализующимися в обеих долях органа. Всем пациентам были выполнены паллиативные резекционные операции в объеме удаления только первичной опухоли. На операционном материале определялась экспрессия приведенных выше иммуногистохимических маркеров. Полученные данные сопоставлялись с отдаленными результатами лечения, и на основании статистического анализа оценивалось влияние отдельных маркеров на показатели выживаемости. По итогам исследования были установлены следующие закономерности: высокая пролиферативная активность стволовых раковых клеток (ALDH+Ki67+ >50%) наряду с высокой экспрессией рецептора к хемокинам (CXCR4 >70%) коррелировали с быстрым прогрессированием заболевания и наступлением летального исхода после хирургического лечения (фиг. 2). Медиана продолжительности жизни у больных с таким иммунофенотипом аденокарциномы толстой кишки составила менее 9 месяцев, в то время как у пациентов с низким уровнем экспрессии данных маркеров аналогичный показатель превысил 24 месяца (р<0,05).
Таким образом, была прослежена статистически значимая обратная связь между уровнем экспрессии рецептора к хемокинам CXCR4, а также пролиферативной активностью стволовых раковых клеток и продолжительностью жизни больных IV стадией рака толстой кишки после выполнения циторедуктивных вмешательств.
Для дифференцированной оценки степени влияния экспрессии каждого из маркеров на отдаленные результаты хирургического лечения рассчитывались относительные риски (ОР) наступления летального исхода в течение 12 месяцев после выполнения вмешательства. При определении ОР сравнение параметров производили между группами больных с низким, средним и высоким уровнем экспрессии соответствующего маркера. Пропорционально полученным результатам каждому фактору присваивался весовой коэффициент (ВК) (фиг. 3).
Для последующего статистического анализа и построения прогностической модели было введено понятие суммарного балла риска летальности (СБРЛ), который исходя из величин полученных весовых коэффициентов находился в диапазоне от 2 до 6. Медиана и квартили СБРЛ у больных IV стадией рака толстой кишки в зависимости от продолжительности жизни после циторедуктивных вмешательств представлены на фиг. 4.
Результаты интервальной оценки полученных показателей продемонстрировали достоверные различия риска канцерспецифической летальности в течение 12 месяцев после хирургического пособия у больных с выделенными диапазонами значений СБРЛ, на основании чего была разработана прогностическая модель (табл.1).
Приведенные выше результаты статистического анализа позволили разработать прогностическую модель риска развития летального исхода в первый год после циторедуктивных операций. Для оценки ее эффективности (качества) был использован метод бинарной логистической регрессии посредством ROC-анализа (фиг. 5).
Чувствительность и специфичность модели составили 70,6% и 92,3% соответственно (AUC=0,878). Таким образом, полученные значения ключевых показателей свидетельствуют о ее надежности и возможности применения в клинической практике для прогнозирования онкологической эффективности циторедуктивных вмешательств у больных IV стадией рака толстой кишки с нерезектабельными метастазами в печени.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
1. Bray F., Ferlay J., Soerjomataram, I. et al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries // CA: a cancer journal for clinicians. - 2018. - T. 68. - №. 6. - C. 394-424.
2. Каприн А.Д., Старинский А.Д., Петрова Г.В. Состояние онкологической помощи населению России в 2016 году. - М: МНИОИ им. П.А. Герцена - филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России, 2017. - 236 с.
3. Афанасьев СТ., Добродеев А.Ю. Циторедуктивные операции (Нужно ли удалять первичную опухоль? Где предел разумной циторедукции?) // Практ. онкология. - 2014. - Т. 15, №2. - С. 93-95.
4. Stillwell А.Р., Buettner P.G., Но. Y.H. Meta-analysis of survival of patients with stage IV colorectal cancer managed with surgical resection versus chemotherapy alone // World J. Surg. - 2010. - Vol. 34, N. 4. - P. 797-807.
5. Aslam M.I., Kelkar A., Sharpe D., Jameson J.S. Ten years experience of managing the primary tumors in patients with stage IV colorectal cancers // Int. J. Surg. -2010. - Vol. 8, N. 4. - P. 305-313.
6. Куликов Е.П., Бубликов И.Д., Головкин Е.Ю., Семионкин Е.И. Различные хирургические подходы к лечению больных распространенным раком толстой кишки // Онкохирургия. - 2011. - Т. 3, №5. - С. 29-32.
7. Ferrand F., Malka D., Bourredjem A. et al. Impact of primary tumor resection on survival of patients with colorectal cancer and synchronous metastases treated by chemotherapy // Eur. J. Cancer. - 2013. - Vol. 49, №1. - P. 90-97.
8. X. Wang, M. Mao, G. Xu et al. The incidence, associated factors and predictive nomogram for early death in stage IV colorectal cancer // International Journal of Colorectal Disease. - 2019. - Vol. 34, №7. - P. 1189-1201.
9. Перфильева Ю.В., Абдолла H.H., Кустова E.A. и др. Экспрессия маркеров адгезии CD62L, CD44 и CXCR4 на NK-клетках при онкологических заболеваниях // Цитокины и воспаление. - 2012. - №1. - С. 86-90.
10. Раскин, Г.А. Клинико-морфологическая оценка прогностических и предиктивных факторов при аденокарциноме толстой кишки: Дисс.…док. мед. наук. - СПб., 2015. - 238 с.
11. Brabletz Т., Jung A., Reu S. et al. Variable β-catenin expression in colorectal cancers indicates tumor progression driven by the tumor environment // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. - 2012. - Vol. 98. - P. 10356-10361.
12. Xu X., Pan Y., Feng Z. Low tumour PPM1H indicates poor prognosis in colorectal cancer via activation of cancer-associated fibroblasts // Br. J. of Cancer. - 2019. - Vol. 120, №10. - P. 987-995.
13. Brierley J.D., Gospodarowicz M.K., Wittekind Ch. TNM Classification of Malignant Tumors. - New-York: Wiley Blackwell, 2017. - 208 p.
14. Boman B.M., Huang E. Human colon cancer stem cells: a new paradigm in gastrointestinal oncology // J. Clin. Oncol. - 2008. - Vol. 26. - P. 2828-2838.