14 листопада, 2016
Интегральные клинико-патогенетические подходы в диагностике и терапии рака
13-15 июня текущего года на базе Института экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии им. Р.Е. Кавецкого НАН Украины (ИЭПОР) состоялась конференция с международным участием «Интегральные клинико-патогенетические подходы в диагностике и терапии рака». Основными научными направлениями, которые рассматривались на конференции, стали молекулярная и клеточная патобиология, метастазирование опухолей и роль клеточного микроокружения, поиск новых маркеров для диагностики опухолей различного генеза, выявление потенциальных мишеней для направленной терапии. Кроме того, обсуждалась парадигма персонифицированного лечения в онкологии. Представляем вниманию читателей обзор ключевых докладов.
Профессор I. Ernberg отвечает на вопросы участников конференции
Участников конференции приветствовал директор ИЭПОР, академик НАН Украины Василий Федорович Чехун. Он вспомнил значимые вехи в истории ИЭПОР, повлиявшие на развитие института и прогресс основных направлений исследований. Работы академика Р.Е. Кавецкого заложили основы для изучения взаимоотношения опухоли и организма – и хотя ИЭПОР в значительной степени занимается фундаментальными вопросами онкологии, сформированы мощные научные школы, одновременно возрастает доля исследований, результаты которых могут быть внедрены в клиническую практику. Неслучайно среди основных задач ИЭПОР сегодня – развитие трансляционных исследований.
Одним из перспективных направлений трансляционной медицины является использование противоопухолевых аутовакцин, которые уже доказали свою эффективность в клинической практике, существенно улучшая результаты комплексного лечения. Разработаны и другие методы, способные внести существенный вклад в диагностику и персонифицированную терапию онкологических заболеваний, а ведь персонифицированный подход – ключевая составляющая медицины будущего.
Академик В.Ф. Чехун подчеркнул, что основные усилия института сконцентрированы на изучении молекулярной и клеточной биологии рака. Большое внимание уделяется исследованию роли эпигенетических механизмов, показано значение гипо- и гиперметилирования ДНК в экспрессии генов, определяющих трансформацию клетки из нормальной в злокачественную. Постоянно расширяются представления о роли сигнальных молекул и ключевых сигнальных путей, участвующих в процессе канцерогенеза, а также функционировании опухолевых клеток. Идентифицированы молекулы, которые, с одной стороны, могут быть использованы в диагностике опухолевого процесса, а с другой – являются перспективными мишенями для терапии. Активно изучается роль микроокружения опухоли в патологическом процессе и возможности терапии путем воздействия на микроокружение.
В течение десятилетий в ИЭПОР проводятся исследования, посвященные изучению стволовых опухолевых клеток; первый симпозиум, посвященный этой теме, состоялся в институте еще в 1977 г. Описаны фенотипы стволовых опухолевых клеток, характерные для различных онкологических заболеваний. Эти исследования позволяют прогнозировать течение патологического процесса и способны влиять на выбор тактики лечения.
Специалисты ИЭПОР внесли огромный вклад в разработку технологии моноклональных антител, результаты этих исследований признаны во всем мире. В ИЭПОР создан банк гибридом и имеется государственное разрешение на получение диагностических антител.
Комплексно изучается роль факторов окружающей среды в канцерогенезе; разработаны прогностические модели, позволяющие предсказать риск развития опухолей определенных локализаций у носителей конкретных мутаций при воздействии тех или иных неблагоприятных факторов эндогенного и экзогенного происхождения. Один из важных аспектов исследований – выявление в организме человека диагностических показателей, позволяющих осуществить доклинический прогноз развития патологического процесса. Внесен большой вклад в развитие нанотехнологий, отработана технология создания нанокомпозита на основе наночастиц оксида железа (III). И все это – далеко не полный перечень исследований, которые проводятся в ИЭПОР. Результаты этих исследований опубликованы как в Украине, так и в ведущих зарубежных изданиях.
Эксперт в области исследования биологии рака, профессор Каролинского института Ingemar Ernberg (г. Стокгольм, Швеция) обсудил современные представления об инфицировании вирусом Эпштейна-Барр (ВЭБ), гетерогенности опухолевых клеток и иммунном контроле вирусной инфекции.
Докладчик отметил, что с вирусом ВЭБ связан ряд биологических парадоксов. Этот вирус является наиболее распространенным в человеческой популяции – им заражены более 90% людей; вирус персистирует в течение всей жизни человека, поражая В-лимфоциты и приводя к их гибели. Около 80% носителей вируса секретируют биологически активные вирусные частички, передача вируса осуществляется со слюной (в том числе при поцелуе). Известна связь этого вируса с возникновением некоторых онкологических заболеваний. При заражении вирус реплицируется в орофарингеальном эпителии, впоследствии заражая В-лимфоциты, которые также являются резервуаром латентной инфекции. При латентном течении инфекции может выявляться один инфицированный В-лимфоцит на 10 мл крови (0,1-10 инфицированных на 100 тыс. В-клеток). Таким образом, в крови здоровых носителей вируса может присутствовать одновременно до 5 тыс. инфицированных В-лимфоцитов; увеличение их количества наблюдается в группах высокого риска.
Заражение ВЭБ в раннем детском возрасте не сопровождается клиническими проявлениями; первичное инфицирование детей старше 5 лет на 35% повышает риск развития инфекционного мононуклеоза. У лиц с иммуносупрессией под воздействием ВЭБ развивается иммунопролиферативный синдром. Развитие лимфом или эпителиальных опухолей является следствием сложного взаимодействия вируса с организмом человека. В условиях общего иммунодефицита латентная персистенция вируса может изменить нормальную регуляцию процессов в клетке, приводя к злокачественной трансформации. Считается, что латентная инфекция ВЭБ становится прямой причиной 200 тыс. онкологических заболеваний ежегодно во всем мире. Среди этих заболеваний – лимфомы Беркитта и Ходжкина, Т-клеточные лимфомы, недифференцированная назофарингеальная карцинома, карциномы слюнных желез и даже (в 5-10% случаев) аденосаркомы желудка. Известно, что именно латентная инфекция ВЭБ приводит к развитию лимфом и лейомиосарком у пациентов, ранее перенесших трансплантацию органов (т.е. в условиях иммуносупрессии).
В настоящее время при непосредственном участии докладчика созданы экспериментальные системы для изучения in vitro процесса трансформации лимфоцитов под воздействием ВЭБ. С помощью таких моделей были обнаружены три уровня гетерогенности опухолевых клеток: генетическая (возникновение генетически новых клонов), эпигенетическая (возникновение новых клонов с обратимыми фенотипическими изменениями), а также стохастические вариации. Последний вид гетерогенности может быть описан как динамические состояния, сосредоточенные вокруг точки аттрактора в области экспрессии гена, определяемой балансом между способностью клетки к гомеостазу и стохастическими флуктуациями. Используя уравнение Фоккера-Планка, такое поведение клеточной популяции может быть описано как две противоположные влияющие на клетки силы: одна привлекает к центру, другая способствует диффузии в пространство состояний. Анализ транскриптома показал, что эти силы являются результатом высокой регуляторной динамики генной сети.
Динамика опухолевых клеток в пределах аттрактора позволила выявить их гетерогенность и определенные пределы стабильности. Каждая субпопуляция меняет свои состояния в пределах аттрактора. Изменение ключевых регуляторных генов индуцирует переход к соседнему аттрактору. В результате этих исследований получены принципиально новые знания о негенетической межклеточной гетерогенности и ее динамике в пределах генетически однородной популяции опухолевых клеток. Создана концептуальная модель опухолевого аттрактора, которая позволяет описать поведение бессмертных линий малигнизированных В-клеток, носителей ВЭБ. Эта концепция открывает путь к более глубокому пониманию поведения опухолевых клеток в целом.
Под руководством докладчика оценивалось влияние вирусной нагрузки на выживаемость носителей ВЭБ, которые перенесли трансплантацию гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК). Пациенты с очень высоким или очень низким содержанием вирусной ДНК в лимфоцитах имели меньшую общую выживаемость (ОВ), чем пациенты с умеренной вирусной нагрузкой: показатель 5-летней ОВ составил 67% против 90%. Отмечена связь между нагрузкой ВЭБ и динамикой восстановления общих и ВЭБ-специфических Т-клеток у некоторых пациентов.
Таким образом, экстремально высокая или низкая вирусная нагрузка у пациентов после ТГСК является фактором плохого прогноза, а при определенных заболеваниях предсказывает 100% терапевтическую неудачу. Среди носителей ВЭБ, относящихся к группам риска, рекомендуется профилактика посредством воздействия на иммунную систему. Целевая популяция для вакцинирования не определена, кроме того, до настоящего времени неизвестна продолжительность протективного эффекта существующей сегодня эффективной вакцины rec gp350, разработанной против ВЭБ.
Докладчик подчеркнул, что поведение ВЭБ в организме человека и его связь с развитием опухолей представляет большой научный интерес, в этом направлении продолжаются активные исследования. Следует отметить, что профессор I. Ernberg является председателем Cancer Research Network Каролинского института, объединяющей 120 исследовательских групп, а также координатором сотрудничества института с другими странами в области изучения рака. Неслучайно его выступление вызвало много вопросов и сопровождалось активной дискуссией.
Wojciech M. Wysocki (отдел хирургической онкологии онкологического центра Мемориального института Марии Склодовской-Кюри, г. Краков, Польша) посвятил свое выступление презентации деятельности Европейской школы онкологов (ESO), официальным представителем которой он является. Он отметил, что миссия ESO – обеспечивать повышение уровня навыков и знаний всех специалистов, чья работа связана с оказанием помощи онкологическим больным, и быстрое внедрение достижений науки в клиническую практику, а также отстаивать принципы междисциплинарности и гуманизма в онкологии. Эта организация включает в себя ряд департаментов; координаторами обучающих программ являются ведущие европейские эксперты. Председатель научного комитета ESO – научный директор Института онкологии Южной Швейцарии (г. Беллинцона) профессор Franco Cavalli (который неоднократно посещал Украину для участия в международных конференциях. – Прим. ред.).
Научная независимость ESO обеспечивается благодаря постоянной поддержке частных фондов; около 25% финансирования осуществляется по программе Sharing Progress in Cancer Care. Образовательные мероприятия этой организации включают мастер-классы, специализированные курсы, семинары и симпозиумы, конференции, посвященные внедрению научных инноваций в клиническую практику, образовательные сессии в рамках крупных конгрессов и т.п. Ежегодно под эгидой ESO проводится 20-25 образовательных мероприятий, в которых участвуют 2700 специалистов из 104 стран мира. Кроме того, ESO уделяет большое внимание дистанционному обучению и другим видам онлайн-активности. На сайте www.e-eso.net специалистам доступен целый ряд образовательных мероприятий; специалисты собираются для обсуждения новостей ключевых международных онкологических форумов, дебатов и дискуссий, рассмотрения и обсуждения клинических случаев и т.д.
Докладчик кратко рассмотрел перечень основных обучающих программ ESO, представляющих интерес для украинских ученых (включая специалистов в области экспериментальной онкологии) и практических врачей, а также анонсировал конкретные образовательные мероприятия, которые пройдут в течение 2016 года.
Заведующий проктологическим отделением Ривненского областного онкологического диспансера, доктор медицинских наук Виктор Евгеньевич Жильчук посвятил свой доклад современным взглядам на процессы метастатического поражения костной ткани и диссеминации опухолевых клеток в костный мозг, а также влиянию этих процессов на течение онкологического заболевания. Он представил результаты исследований, проведенных совместно со специалистами ИЭПОР.
Костное метастазирование встречается при всех локализациях солидных опухолей, но особенно актуально для рака грудной железы (РГЖ), рака предстательной железы (РПЖ) и рака легкого. Данные Американской ассоциации онкологов свидетельствуют, что по результатам аутопсии у 90% больных РПЖ, половина из которых находилась в состоянии ремиссии, обнаруживались костные метастазы. Костную и медуллярную (поражение костного мозга) форму метастазирования выделяли еще в 70-х гг. прошлого века. В 2009 г. в VII версию классификации TNM был впервые введен индекс, отражающий наличие микрометастазов в регионарных лимфоузлах и костном мозге (одиночных опухолевых клеток или их скоплений размером 0,2 мм). В Украине до сих пор используется VI версия TNM; проблема костного метастазирования остается существенно недооцененной практическими врачами.
В то же время исследования показывают, что у 30‑40% больных РГЖ до начала лечения выявляются диссеминированные опухолевые клетки в костном мозге; у таких пациентов повышен риск прогрессирования заболевания, чаще всего возникают костные метастазы. Показано, что, независимо от варианта первичного лечения РГЖ, в течение первых 24 мес риск прогрессирования и смерти минимален, но на 3-й год риск прогрессирования увеличивается экспоненциально.
В ИЭПОР при изучении особенностей костного прогрессирования РПЖ выделен определенный фенотип опухолевых стволовых клеток, который ассоциируется с плохим прогнозом и высоким риском прогрессирования. Это может иметь большое значение в клинической практике, ведь сегодня выбор тактики лечения РПЖ – предмет острых дискуссий. Многие специалисты считают, что при условно резектабельной стадии Т2 оптимальной является консервативно-выжидательная тактика, предполагающая проведение системной медикаментозной и, возможно, лучевой терапии; их оппоненты настаивают на радикальной простатэктомии. В этой ситуации важна тщательная оценка факторов неблагоприятного прогноза. Исследование фенотипа опухолевых стволовых клеток может стать значимым показателем, способным повлиять на выбор подхода к лечению конкретного пациента с РПЖ.
Общение в кулуарах: Е. Кашуба, I. Ernberg и С. СидоренкоБолее глубокое понимание проблемы костного метастазирования важно для четкого разделения онкологической и паллиативной помощи. Больных с костными метастазами относят к IV клинической группе и автоматически – к паллиативным больным, подлежащим только симптоматическому лечению. Хотя возможности специализированного лечения расширяются, единого мнения по этому вопросу нет, а исследования продолжаются.
Целесообразность выявления диссеминированных опухолевых клеток и микрометастазов объясняется появлением новых данных о возможности воздействовать на них медикаментозными методами. Показано, что терапия бисфосфонатами может приводить к уменьшению или элиминации опухолевых клеток в костном мозге. Известно, что выработка микрометастазами провоспалительных цитокинов запускает порочный круг патологических реакций, приводящих к изменению активности остеокластов и остеобластов и формированию метастазов. Бисфосфонаты способны предотвращать адгезию и активацию остеокластов в метастатической нише; исследования, проведенные при участии докладчика, показали, что концентрация в костной ткани провоспалительных цитокинов, в частности TNF, существенно снижается при терапии золедроновой кислотой.
Сегодня нет четких рекомендаций относительно адъювантной терапии бисфосфонатами для предотвращения метастазирования, эти препараты показаны только при наличии подтвержденных метастазов или при терапии ингибиторами ароматазы у больных РГЖ. Некоторые исследования показывают, что бисфосфонаты способны снизить риск костного прогрессирования при РГЖ и РПЖ (хотя другие исследователи говорят лишь о замедлении процесса метастазирования). Накопленный опыт специализированного лечения больных с метастатическим поражением костей и суставов посредством комбинации системной терапии и методов локального воздействия (предоперационная лучевая терапия, хирургическое лечение с протезированием) достоверно улучшает качество жизни пациентов, повышает их общую выживаемость и уровень социальной адаптации. С учетом вышесказанного лечение пациентов с костными метастазами не должно рассматриваться как проблема из области паллиативной помощи.
Ведущий научный сотрудник лаборатории онкоиммунологии и конструирования противоопухолевых вакцин ИЭПОР, доктор медицинских наук, профессор Нинель Михайловна Бережная представила доклад «Физиологическая система соединительной ткани – ключевой фактор микроокружения опухоли». По ее словам, прототип учения о роли микроокружения в патогенезе злокачественного роста разработал еще С. Пэджет, выдвинувший в 1889 г. гипотезу «семени и почвы». Понятие «физиологической системы соединительной ткани» было предложено академиком А.А. Богомольцем – в работах этого выдающегося ученого соединительная ткань была впервые охарактеризована как регуляторная, обладающая широким спектром влияний.
Сегодня накоплен большой массив данных о роли микроокружения в развитии опухоли и процессе метастазирования. Основные характеристики микроокружения, тесно взаимосвязанные с ростом опухоли, – это гипоксия, воспаление и иммуносупрессия. Вследствие гипоксии увеличивается количество провоспалительных цитокинов, повышается миграционная активность опухолевых клеток. Также гипоксия способствует формированию злокачественного фенотипа опухолевых и индукции определенных супрессорных клеток. Для разных опухолей характерен разный уровень гипоксии.
Под воздействием сигналов опухоли клетки микроокружения изменяют свое поведение, способствуя опухолевому росту. Клетки стромы реализуют свое регуляторное влияние за счет изменения уровней секреции регуляторных молекул соединительной ткани, которые принимают участие в поддержании нормального гомеостаза. Медиаторами регуляторных влияний клеток соединительной ткани являются хемокин SDF‑1 (или CXCL‑12), фибробласт-специфический протеин, фактор роста фибробластов, фактор роста соединительной ткани, фактор стимуляции миграции, тимус-зависимый стромальный протеин, а также многочисленные цитокины, эндотелиальный фактор роста, экстрацеллюлярный матрикс (ЭЦМ) и др.
Профессор Н.М. Бережная обсудила современные данные, касающиеся роли отдельных из перечисленных факторов, подчеркнула многоплановость их эффектов и их роль в опухолевой прогрессии. Некоторые из перечисленных молекул тщательно исследуются в Украине и за рубежом, рассматриваясь в качестве перспективных мишеней для терапевтического воздействия. Интересно, что ЭЦМ выступает как резервуар регуляторных молекул и сам по себе оказывает влияние на иммунные клетки, процесс эпителиально-мезенхемального перехода и ангиогенез, участвует в формировании метастатических ниш, регуляции гипоксии, формировании химиорезистентности. Процесс злокачественной трансформации клеток сопровождается деградацией ЭЦМ.
В целом современные данные позволяют утверждать, что приобретение клетками злокачественного фенотипа, их последующий инвазивный рост и метастазирование происходят в тесной взаимосвязи с микроокружением, включая ЭЦМ, клетки иммунной системы и стромы. К клеткам стромы относят фибробласты, миофибробласты, эндотелиальные, мезенхимальные и тучные клетки, перициты, макрофаги.
В рамках конференции прозвучало еще много интересных докладов, отражающих разные направления экспериментальной онкологии и аспекты их взаимосвязи с клинической практикой. Ведь в мировой онкологии разрыв между новыми результатами фундаментальных исследований и практической медициной постоянно уменьшается, расширение понимания биологии опухолевой клетки быстро порождает новые методы лечения. Проводящиеся в ИЭПОР исследования соответствуют современным тенденциям; Институт является единственным учреждением, представляющим Украину в составе Европейского союза противораковых институтов (OECI), и постоянно развивает международное сотрудничество. Отражением этих процессов стала текущая конференция. Программа форума включала сателлитные мероприятия: воркшоп «Экспериментальная онкология для практической медицины» и мастер-класс «Генная экспрессия».
Подготовила Катерина Котенко
Фото: Катерины Котенко и Валерии Мезенцевой