СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭСТРОГЕНОЗАВИСИМОСТИ ВЫСОКОДИФФЕРЕНЦИРОВАННОГО РАКА ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ Российский патент 2011 года по МПК G01N33/78 G01N33/574 

Изобретение относится к медицине, в частности к онкологии и онкологической эндокринологии.

Рак щитовидной железы (РЩЖ) принадлежит к числу тех злокачественных новообразований, которые, несмотря на относительную редкость, привлекают к себе внимание специалистов различного профиля, что объясняется как чисто медицинскими, так и некоторыми социальными причинами (включая роль дефицита йода, лучевого воздействия, связанного с деятельностью человека, и т.д.). Среди высокодифференцированных форм процесса ведущим морфологическим вариантом РЩЖ является папиллярный рак, варьирующий в пределах 55-75% от всех случаев заболевания. Существенно, что преимущественно за счет этой формы происходит и прирост заболеваемости, регистрируемый в целом ряде стран в течение конца ХХ-начала XXI века (Е.А.Валдина, 2005; L.Davies, H.G.Welsch, 2006).

Об определенных особенностях гормонозависимости РЩЖ на эпидемиологическом уровне говорит, в частности, то, что, во-первых, не менее 65% всех новообразований выявляется в возрасте до 55 лет (что нехарактерно для многих других локализаций опухолевого процесса (А.Ф.Романчишен и др., 2003; M.J.Schlumberger, 2007), во-вторых, среди заболевших доля женщин в 2-4 раза превосходит таковую у мужчин (Е.Ф.Лушников и др., 2003; В.М.Мерабишвили, 2007) и, в-третьих, средний возраст заболевших женщин на 2,5-3 года меньше, чем у мужчин (В.И.Чиссов, В.В.Старинский, 2006).

Хотя «классическая» концепция гормонального канцерогенеза в ткани щитовидной железы предполагает, в первую очередь, значимость тиреотропной гиперстимуляции (Л.М.Берштейн, 2000; Е.А.Валдина, 2005; M.Derwahl, H.Studer, 2002; M.J.Schlumberger, 2007), уже только что приведенные эпидемиологические данные свидетельствуют о возможности вовлечения и иных механизмов, ассоциированных, в частности, с ролью эстрогенов. В течение ряда лет наряду с косвенными наблюдениями такого рода появляются свидетельства, дополнительно характеризующие данную проблему и позволяющие делать на этом основании и некоторые предварительные выводы фундаментального и прикладного характера.

Так, в частности, в нормальной и малигнизированной ткани щитовидной железы выявлены цитоплазматические рецепторы эстрогенов и прогестерона, частота обнаружения и концентрация которых связана со степенью дифференцировки опухоли (W.Kawabata et al., 2003; Е.В.Цырлина, А.А.Порозова, 2008). По единичным сообщениям, в 50-60% случаев тиреоидных карцином иммуногистохимическим методом удается обнаружить ароматазу (эстрогенсинтетазу), что отражает способность к локальной продукции эстрогенов и может быть одним из факторов самоподдержания опухолевого роста (L.D.Valle et al., 1998). В экспериментах, проводившихся in vitro, эстрадиол в концентрации 10^-6-10^-8 М усиливал пролиферацию в ряде клеточных линий РЩЖ (D.Manole et al., 2001), а антиэстроген тамоксифен, по некоторым, но не всем данным, способен ограничивать этот эффект эстрогенов (M.L.Lee et al., 2005; A.Vivacqua et al., 2006). Наконец, по собственным данным (Л.М.Берштейн и др., 2008), прием в течение 6-12 дней эстрогенов (этинилэстрадиол, эстрадиол-валерат) или в течение 14 дней тамоксифена больными РЩЖ, ранее подвергавшимися экстирпации органа, примерно в каждом пятом случае сопровождался повышением уровня тиреоглобулина в крови. Это допускало вероятность прямого действия на синтез последнего в не уничтоженных клетках РЩЖ, но не исключало возможности воздействия через стимуляцию секреции тиреотропина (E.Marqusee et al., 2000; C.L.Garwood et al., 2006) и не отвечало на вопрос о том, оказывает ли тамоксифен в данной ситуации про- (как в эндометрии), или антиэстрогенный (как в эпителии молочной железы) эффект. Таким образом, существует целесообразность продолжения изучения роли эстрогенов и эстрогеноподобных веществ в поддержании роста опухолей щитовидной железы и поиска дополнительных критериев эстрогенозависимости ткани РЩЖ, доступных для оценки в клинических условиях, что и послужило стимулом для разработки предлагаемого способа. Поскольку в его основу легло определение активности тиреоидной пероксидазы (ТПО), отметим, что ТПО представляет собой фермент, локализующийся в ткани щитовидной железы, способствующий высвобождению йода и обеспечивающий тем самым связь последнего с тирозиновыми остатками тиреоглобулина в целях биосинтеза тиреоидных гормонов. Известные активаторы ТПО представлены тиреотропином, а инактиваторы - тионамидами, препаратами для лечения тиреотоксикоза (И.И.Дедов и др., 2000; L.Braverman et al., 1997).

В качестве прототипа предлагаемого способа следует рассматривать наблюдение, выполненное в эксперименте, в соответствии с которым эстрадиол, вводившийся интактным взрослым крысам в дозах 0,7 или 14 мкг/100 г массы тела в течение 10 дней, стимулировал у них активность ТПО в ткани щитовидной железы (Lima LP, Barros IA, Lisboa PC et al. Estrogen effects on thyroid iodide uptake and thyroperoxidase activity in normal and ovariectomized rats. Steroids. 2006; 71(8): 653-659). Определенным недостатком такого подхода является длительность введения препарата и возможный опосредованный характер его эффекта.

Техническим результатом заявляемого изобретения является установление показателя, ориентация на который позволит признать эстрогензависимым образец ткани рака щитовидной железы человека - таковым параметром является повышение активности тиреоидной пероксидазы в опухолевой ткани не менее чем на 50% от исходной в результате краткосрочного культивирования образца с эстрадиолом.

Для апробации заявляемого изобретения опухолевую ткань щитовидной железы максимально быстро после операции помещали в холодный физиологический раствор и транспортировали в лабораторию. В результате отработки процедуры остановились на следующем ее варианте. Ткань на холоду делили на три пробы массой по 100 мг, обозначая их «контроль» (К), «эстрадиол» (Е2) и «тамоксифен» (ТАМ) и используя последнюю пробу для сравнения с эффектом эстрадиола. Навески ткани тщательно промывали в холодном физиологическом растворе, промокали на фильтровальной бумаге, по отдельности переносили в чашки Петри, содержащие по 3 мл охлажденного физиологического раствора, и измельчали материал ножницами на мелкие кусочки размером приблизительно в 1-1,5 мм. В пробу К вносили 18 мкл 95% этанола, в пробу Е2-18 мкл 95% этанола, содержащего 1,8 мкг эстрадиола, «Fluka» (финальная концентрация - 2,21×10^-6 М), в пробу ТАМ - 18 мкл 95% этанола, содержащего 1,8 мкг тамоксифена, «Sigma» (финальная концентрация - 1,62×10^-6 М).

Чашки Петри с пробами загружали в шейкер и помещали на 4 часа в термостат с температурой 37°С. По завершении этого этапа образцы вынимали из раствора, просушивали на фильтровальной бумаге и переносили в ступки, где перетирали в жидком азоте с добавлением стеклянного песка. Затем в каждую ступку вносили по 1,5 мл 50 мМ Трис-HCl буфера (рН=7,2), содержащего 1 мМ KI, и перетирали пробы еще раз. Гомогенаты переливали в пластиковые пробирки типа «эппендорф» и центрифугировали в течение 60 мин со скоростью 27000 g (13000 об/мин) при 4°С. Надосадочную жидкость сливали, к осадку добавляли 1,5 мл 1% раствора дигитонина, тщательно перемешивали и оставляли на 16-18 час при 4°С.

На следующее утро пробы повторно центрифугировали при тех же условиях и приступали к оценке активности тиреоидной пероксидазы (ТПО). С этой целью 80 мкл полученной после повторного центрифугирования надосадочной жидкости вносили в 2 мл свежеприготовленного 50 мМ натрий-фосфатного буфера (рН=7,4), содержащего 24 мМ KI и 11 мМ глюкозу, и доводили объем до 4,0 мл, добавляя 50 мМ натрий-фосфатный буфер (рН=7,4). Измеряли экстинкцию проб на спектрофотометре при длине волны 353 нм против 50 мМ натрий-фосфатного буфера (рН=7,4), содержащего 24 мМ KI и 11 мМ глюкозу. Затем в каждую пробу добавляли по 10 мкл 0,1% раствора (1,87 ед.) глюкозоксидазы, Faizyme Labs., и через 4 мин измеряли экстинкцию при тех же условиях повторно. Параллельно в тестируемой надосадочной жидкости измеряли содержание белка по Лоури. Активность ТПО рассчитывали делением разницы экстинкций проб после и до добавления глюкозоксидазы на содержание белка (мг) и время (4 мин) и выражали результаты в ед. экстинкции/мг белка/мин.

Материал для исследования был получен во время операции от 12 больных высокодифференцированным раком щитовидной железы (9 женщин, 3 мужчин, ср. возраст 57,3±3,1 года). В 11 наблюдениях речь шла о первичной опухоли (10 случаев папиллярного РЩЖ и 1 случай фолликулярного варианта папиллярного рака), а в одном - о локальном рецидиве папиллярной карциномы. Во всех образцах ткани РЩЖ иммуногистохимическим методом параллельно определяли экспрессию рецепторов эстрогенов и прогестерона, используя, соответственно, мышиные моноклональные антитела («Novocastra») 6F11 и 16 в разведении 1:100. Основные результаты представлены в табл.1 и 2, первая из которых отражает активность ТПО в пробах К. Е2 и ТАМ, а вторая - сопоставление ответа ТПО на эстрадиол с содержанием цитоплазматических рецепторов стероидных гормонов в опухолевой ткани.

Табл.1 Активность тиреоидной пероксидазы, ТПО в исследованных образцах ткани рака щитовидной железы Инициалы Пол Возраст Диагноз ТПО, ед. экстинкции/мг белка/мин К +Е2 (2,21×10^-6 М) +ТАМ (1,62×10^-6 М) М.В.Д. Ж 61 ПК 156,25 1093,75 (+600) - М.Н.Б. Ж 64 ПК 234,38 117,19 (-50) 26,04 (-89) С.Т.В. Ж 63 ПК 52,08 390,63 (+650) 104,17 (+100) Б.Е.В. Ж 39 ПК 137,06 93,75 (-31) - Н.Х.А. М 46 ПК 729,2 319,4 (-56) 187,5 (-74) Я.Л.М. Ж 70 ПК 1759,3 925,9 (-47) 370,4 (-79) К.А.К. Ж 45 ПК 500,0 401,0 (-20) - К.В.В. Ж 53 ПК 156,0 285,0 (+83) 375,0 (+140) И.Ю.П. М 57 ПК 560,0 838,0 (+50) 696,0 (+25) Б.С.И. Ж 62 ПК 468,7 208,0 (-55) 191,0 (-59) С.Н.Н. М 53 ФВПК 937,5 185,2 (-80) 283,0 (-70) А.И.Н. Ж 75 РПК 19,2 55,0 (+189) 41,7 (+117) Примечания 1) Сокращения: Е2 - эстрадиол; ТАМ - тамоксифен; ПК - папиллярная карцинома; ФВПК - фолликулярный вариант папиллярной карциномы; РПК - рецидив папиллярной карциномы 2) В скобках - процент изменений активности ТПО по отношению к контрольной пробе

Табл.2 Сопоставление реакции активности тиреоидной пероксидазы на эстрадиол с содержанием рецепторов эстрогенов (ЭР) и прогестерона (ПР) в ткани рака щитовидной железы Вид рецептора Ответ ТПО Стимуляция эстрадиолом (не менее 50%) Отсутствие стимуляции эстрадиолом Инициалы обследуемого Рецепторы в баллах по Allred Рецепторы в процентах окрашенных клеток Инициалы обследуемого Рецепторы в баллах по Allred Рецепторы в процентах окрашенных клеток ЭР М.В.Д. 2 0,05 М.Н.Б. 3 13 С.Т.В. 2 0,01 Б.Е.В. 2 0,01 К.В.В. 2 0,01 Н.Х.А. 3 5 И.Ю.П. 0 0 Я.Л.М. 2 1 А.И.Н. 0 0 С.Н.Н. 2 1       К.А.К. 5 25       Б.С.И. 0 0 Среднее значение (М±m) 1,2±0,48 0,01±0,01 М±m 2,4±0,57 5,0±3,4 ПР М.В.Д. 2 0,05 М.Н.Б. 5 10 С.Т.В. 4 1 Б.Е.В. 5 35 К.В.В. 4 20 Н.Х.А. 5 10 И.Ю.П. 2 0,01 Я.Л.М. 7 40 А.И.Н. 5 20 С.Н.Н. 7 35       К.А.К. 5 15       Б.С.И. 4 10 Среднее значение (M±m) 3,4±0,60 8,2±4,8 М±m 5,4±0,42 22,1±5,21

Приведенные в таблицах 1 и 2 материалы могут быть суммированы следующим образом:

1. Стимуляция активности ТПО эстрадиолом (50% и более) в ткани РЩЖ человека выявляется почти в половине наблюдений (в 5 из 12 случаев);

2. Имеется соответствие в направленности эффектов эстрадиола и тамоксифена (в 5 случаях, где активность ТПО стимулировалась эстрадиолом, оценка эффекта тамоксифена производилась в 4 наблюдениях и во всех них выявлялось повышение активности фермента; напротив, в 7 случаях, где под влиянием эстрадиола активность ТПО не стимулировалась, действие тамоксифена in vitro изучалось у 5 больных и во всех этих наблюдениях повышения активности тиреоидной пероксидазы выявлено не было);

3. Стимулирующее влияние эстрадиола на активность ТПО в ткани высокодифференцированного рака щитовидной железы не коррелирует с наличием в этой ткани цитоплазматических рецепторов стероидных гормонов; в частности, в тех случаях, где эстрогенной стимуляции не наблюдалось, содержание ЭР и ПР в опухоли по средним данным было даже более высоким.

Пример 1: больная С.Т.В., 63 лет, папиллярная карцинома щитовидной железы. Стимуляция активности ТПО эстрадиолом+650% (стимуляция тамоксифеном +100%), содержание рецепторов эстрогенов в ткани опухоли низкое (2 балла по Allred).

Пример 2: больная М.Н.Б., 64 года, папиллярная карцинома щитовидной железы. Реакция активности ТПО на эстрадиол - 50% (на тамоксифен - 89%), содержание рецепторов эстрогенов в ткани опухоли низкое-умеренное (3 балла по Allred).

Следует отметить дополнительно два важных обстоятельства: а) содержание рецепторов эстрогенов и прогестерона в ткани РЩЖ и по собственным наблюдениям, и по данным литературы относительно невысоко и значимо уступает величине этого показателя в таких новообразованиях, как рак молочной железы и эндометрия (W. Kawabata et al., 2003; Е.В.Цырлина, А.А.Порозова, 2008); б) эффекты эстрогенов подразделяются на геномные, вовлекающие участие цитоплазматических рецепторов, и негеномные, основанные на передаче сигнала через внешнюю (плазматическую) мембрану клетки (A.Pedram et al., 2002). Действие эстрогенов на клеточные линии РЩЖ, как оказалось, преимущественно является негеномным (A.Kumar et al., 2010), и определенное подтверждение этому на ткани опухолей щитовидной железы человека можно видеть в представленных выше материалах.

Таким образом, в заявляемом изобретении представлен способ оценки эстрогенозависимости рака щитовидной железы, основанный на динамике активности тиреоидной пероксидазы в опухолевой ткани в присутствии эстрадиола и по сравнению с нагрузочными тестами, проводившимися ранее in vivo (Л.М.Берштейн и др., 2008), не требующий длительного времени для оценки результатов. Отнесение случаев рака щитовидной железы к эстрогенозависимым или эстрогенонезависимым по предлагаемому критерию может быть использовано в предсказании прогноза и, не исключено, при выборе консервативной терапии заболевания.

Изобретение относится к медицине, в частности к онкологии и онкоэндокринологии, и касается способа оценки эстрогенозависимости высокодифференцированного рака щитовидной железы. Сущность способа заключается в том, что образцы ткани инкубируют при 37°С в течение 4 час с эстрадиолом в концентрации 2,21×10^-6 М, осуществляют преципитацию дигитонином в течение ночи при 4°С и в гомогенате контрольной и культивированной с эстрогеном пробы определяют активность тиреоидной пероксидазы (ТПО) спектрофотометрическим методом. Если активность фермента в результате коинкубации с эстрадиолом повышается в пробе опухолевой ткани не менее чем на 50% по сравнению с контролем, такое новообразование рассматривается как чувствительное к действию эстрогенов. Подобное заключение делается вне зависимости от содержания в тестируемой ткани цитоплазматических рецепторов стероидных гормонов. Использование способа позволяет оценить эстрогенозависимость рака щитовидной железы при выборе консервативной терапии заболевания. 2 табл.

Способ оценки эстрогенозависимости высокодифференцированного рака щитовидной железы, отличающийся тем, что образцы, приготовленные из навесок опухолевой ткани, инкубируют при 37°С в течение 4 ч с эстрадиолом в концентрации 2,21×10^-6 М, осуществляют преципитацию дигитонином в течение ночи при 4°С, в гомогенате контрольной и культивированной с эстрогеном пробы определяют активность тиреоидной пероксидазы спектрофотометрическим методом и в случае превышения активности фермента в результате ко-инкубации с эстрадиолом не менее чем на 50% по сравнению с контролем, опухоль относят к классу новообразований, чувствительных к эстрогенам, причем такое заключение делают вне зависимости от содержания в тестируемой ткани цитоплазматических рецепторов стероидных гормонов.