Обзор современных уринарных биомаркеров немышечно-инвазивного рака мочевого пузыря

Введение

Рак мочевого пузыря (РМП) – злокачественная опухоль, возникающая преимущественно из уротелия и характеризующаяся неконтролируемым ростом и пролиферацией атипичных клеток. Его распространенность коррелирует с уровнем социально-экономического развития и эпидемиологической ситуации в различных странах, при этом заболеваемость среди мужчин в четыре раза выше, чем среди женщин. Согласно данным, предоставленным GLOBOCAN, в 2022 г. во всем мире было диагностировано 614 298 новых случаев РМП, что привело к 220 596 смертям [1]. Как известно, с морфологической точки зрения наиболее распространенной формой РМП является переходно-клеточная карцинома (> 90%). С клинико-тактической точки зрения РМП подразделяется на два основных типа: мышечно-инвазивный (МИРМП) и немышечно-инвазивный (НМИРМП). При этом примерно 75–80% всех случаев являются немышечно-инвазивными, однако частота рецидивирования и прогрессирования данной формы достигают 60 и 55% соответственно, что зачастую требует выполнения органоуносящих операций по типу цистэктомии [2]. Остальные 20–25% случаев являются мышечно-инвазивными, то есть изначально более агрессивными, требующими системной противоопухолевой терапии и обширного хирургического лечения.

Курение и длительное воздействие определенных химических веществ, а также паразитарные инвазии мочевого пузыря повышают риск развития РМП [3]. Генные мутации, приводящие к нерегулируемой пролиферации клеток и нарушению апоптоза, как правило, считаются основными факторами риска развития рассматриваемого злокачественного новообразования и широко изучаются научным сообществом. В настоящее время для диагностики РМП используются цистоскопия, цитологическое исследование осадка мочи, а также данные о морфологических особенностях опухоли [4]. Цистоскопия, несмотря на высокую точность метода, относится к инвазивным процедурам, требующим специализированного оборудования, предварительной подготовки пациента и обученного узкопрофильного специалиста, что накладывает логистические и финансовые ограничения на широкое применение данной диагностической процедуры в рамках рутинного повсеместного скрининга здоровых людей и регулярного диспансерного наблюдения за пролеченными пациентами. С другой стороны, классическое цитологическое исследование мочи хотя и менее требовательно к выполнению и, следовательно, более доступно для пациентов, обладает недостаточной специфичностью для выявления РМП, особенно при низкой степени злокачественности клеток.

Таким образом, разработка метода целенаправленного выявления злокачественных опухолей мочевого пузыря, который позволит совместить в себе высокую степень чувствительности и специфичности, а также будет обладать минимальной инвазивностью и простотой реализации, несомненно, найдет широкое применение в клинической практике. С указанной целью активно развиваются молекулярно-генетические методы диагностики, основанные на детекции различных биомаркеров, позволяющих обнаружить как первичную опухоль, так и рецидив заболевания на этапе микроскопического распространения опухоли, спрогнозировать течение болезни и обеспечить персонализированный подход к ведению пациента.

Цитологический анализ мочи

Цитологический анализ мочи, принцип которого основан на обнаружении отслоившихся опухолевых клеток от стенок мочевого пузыря, признается одним из наиболее надежных методов определения РМП. Однако исследования демонстрируют достаточно низкую чувствительность метода, которая достигает лишь 48%, а специфичность составляет 86% [5]. Данное исследование на сегодняшний день активно используется как дополнительный инструмент для первичной диагностики, а также для динамического наблюдения за пролеченными пациентами с целью выявления рецидива заболевания. Однако для опухолей НМИРМП тяжелой степени дисплазии (G3), а также CIS, в особенности пролеченных инстилляциями внутрипузырной химиотерапии, чувствительность анализа достигает 90%, а специфичность – 98–100%. В то время как для высокодифференцированных опухолей (G1), которые встречаются значительно чаще при НМИРМП, чувствительность варьирует от 4 до 31%, а частота ложноположительных результатов достигает 12%, что значительно компрометирует рассматриваемый метод диагностики [5, 6].

BTA stat и BTA TRAK

Анализы stat и TRAK на bladder tumour antigen (BTA) представляют собой коммерческие тест-системы, предназначенные для количественного определения человеческого антигена РМП в образцах мочи методом иммуноферментного анализа с целью диагностики и мониторинга пациентов после лечения НМИРМП [7]. Принцип детекции опухоли основан на обнаружении человеческого фактора комплемента H и родственных ему белков, которые играют решающую роль в активации пролиферации злокачественных клеток мочевого пузыря, а также их защите от иммунной системы [8–10]. Считается, что уровень BTA повышается в процессе инвазии опухолевых клеток вглубь стенки мочевого пузыря, при этом заявленные производителем чувствительность и специфичность варьируют от 57 до 92% (для тест-системы BTA stat) и от 45 до 81% (для BTA TRAK) [11, 12]. Преимуществами по сравнению с цитологическим анализом мочи являются более высокая чувствительность метода, особенно для высокодифференцированных опухолей, и меньшее количество ложноположительных результатов. Однако ряд исследований указывает на снижение специфичности при наличии у пациента гематурии, инфекции и воспаления мочевыводящих путей, камней в мочевом пузыре и мочеточниковых стентов [12].

NMP22

Наборы для анализа РМП NMP22 и NMP20, производимые компанией Alere, основаны на иммунологическом анализе присутствия белка NMP22 в моче. Данный белок содержится в более высоких концентрациях в клетках РМП по сравнению с нормальной уротелиальной тканью и высвобождается во время гибели злокачественных клеток [13]. Для NMP22 чувствительность варьирует в пределах 52–59%, а специфичность – 87–89%; для NMP20 – 62–75 и 70–83% соответственно [14], что позволяет рассматривать данные тест-системы для диспансерного наблюдения за пролеченными больными в качестве дополнительного неинвазивного метода выявления рецидива и прогрессирования онкопатологии. Однако оба теста могут давать ложноположительные результаты при воспалительных урологических заболеваниях и доброкачественных опухолях, что ограничивает их диагностическую точность и сужает поле применения. Обладая более высокой чувствительностью, они уступают в специфичности стандартному цитологическому анализу мочи.

ImmunoCyt/uCyt+

ImmunoCyt/uCyt+ представляет собой уникальный диагностический инструмент, сочетающий цитологический анализ мочи и иммуногистохимические методы окрашивания с флуоресцентно меченными моноклональными антителами для мониторинга пациентов после лечения РМП. Этот анализ позволяет обнаружить рецидив и прогрессирование злокачественного новообразования на основании обнаружения раково-эмбрионального антигена (РЭА) и двух специфических муцинов, ассоциированных с РМП (LDQ10 и M344), в образце мочи. ImmunoCyt/uCyt+
в масштабных исследованиях продемонстрировал специфичность в диапазоне от 62 до 84% и чувствительность в пределах от 67 до 100%, что указывает на его эффективность для обнаружения распространенного и низкодифференцированного РМП без необходимости проведения цистоскопии в некоторых случаях [5]. Однако использование этого метода имеет определенные ограничения: для реализации требуется специализированное дорогостоящее оборудование, а для интерпретации результатов необходимы квалифицированные специалисты. Кроме того, ImmunoCyt/uCyt+ обладает меньшей специфичностью по сравнению со стандартным цитологическим анализом мочи и относительно высокой частотой ложноположительных результатов, особенно в случаях воспалительных заболеваний мочевыводящих путей. Показатель также снижается при гематурии и составляет приблизительно 67% [5].

UroVysion

Тест UroVysion, разработанный компаниями Vysis и Abbott Molecular Inc., представляет собой многоцелевой метод флуоресцентной гибридизации in situ (FISH), который выявляет анеуплоидию на хромосомах 3, 7, 17 и 9p21, а также потерю гена-супрессора опухоли P16 в клетках мочевого пузыря [15]. Этот тест обладает превосходной чувствительностью и специфичностью, которые варьируют в пределах от 57,1 до 84% и от 78 до 92% соответственно, что превосходит точность цитологического исследования мочи, особенно в случаях высокодифференцированного РМП (G1) [16].
Указанная тест-система наиболее актуальна для выявления РМП у лиц с сомнительными результатами цистоскопии и цитологическим анализом мочи; для подтверждения эффективности лечения внутрипузырными инстилляциями бациллой Кальметта – Герена (БЦЖ-терапии); для выявления рецидива опухоли после отрицательной цистоскопии, но при наличии подозрительных результатов цитологического исследования мочи у пациентов с НМИРМП [17]. К ограничениям этого метода относятся необходимость в специализированном лабораторном оборудовании, узкопрофильных патоморфологах для интерпретации результатов анализа, а также трудоемкость процесса подготовки образцов, которая ассоциирована с финансовой токсичностью исследования [18]. Кроме того, существует высокая частота ложноположительных результатов, особенно в течение первых 12 месяцев после проведения трансуретральной резекции мочевого пузыря [17]. Наличие других злокачественных опухолей с хромосомными аномалиями также может способствовать увеличению вероятности ложноположительных результатов [17].

Цитокератины

Цитокератины (ЦК, англ. cytokeratin (CK)) – это структурные белки, из которых состоят внутриклеточные промежуточные филаменты цитоскелета эпителиальных клеток. В процессе злокачественной трансформации клеток экспрессия ЦК повышается. Каждому виду эпителиальных клеток с определенной локализацией соответствуют разные молекулярные формы ЦК. Так, уротелиальные клетки мочевого пузыря специфически экспрессируют некоторые фрагменты ЦК в процессе малигнизации, наиболее изученными являются CK8, CK14, CK18, CK19 и CK20.

На основании анализа концентрации фрагментов данных белков в моче иммуноцитохимическим методом созданы различные тест-системы. В нашей стране наиболее распространены и доступны для применения в клинической практике UBC и CYFRA 21-1 [19, 20]. Заявлено, что определение ЦК в моче позволяет проводить раннюю диагностику и мониторинг течения РМП, что дает возможность прогнозировать появление метастазов и является дополнительным показателем эффективности лечения. Однако на практике концентрация ЦК повышается при воспалительных заболеваниях и инфекциях мочевыводящих путей, при воспалительных неурологических заболеваниях в острой фазе и прочих состояниях, которые могут дать ложноположительный результат.

Так, CYFRA 21-1, гидролизованный растворимый фрагмент ЦК19, считается опухолевым маркером для различных злокачественных новообразований, в том числе РМП [18]. В настоящее время механизм регуляции ЦК при РМП до конца не выяснен. Считается, что мертвые опухолевые клетки могут выделять ЦК и молекулярная форма ЦК может варьировать в зависимости от характера гибели клеток. Следуя этой теории, количественный показатель молекулярной формы ЦК18 может указывать на характер клеточной гибели (апоптоз или некроз). Считается, что мутации в гене Forkhead box A1 (FOXA1) увеличивают экспрессию некоторых ЦК, хотя для подтверждения этой гипотезы необходимы дальнейшие исследования [21]. Крупное исследование с участием 1262 пациентов с РМП и 1233 здоровых доноров продемонстрировало уровень чувствительности 82%, а специфичности до 80% [22]. При этом важно отметить, что наличие камней в мочевыводящих путях, инфекции мочевыводящих путей и применение внутрипузырной иммунотерапии БЦЖ могут привести к ложноположительным результатам. Эти данные свидетельствуют о том, что уровень ЦК в моче потенциально может быть ценным показателем для выявления РМП, однако необходимы дополнительные клинические исследования.

Сурвивин

Сурвивин – белок, ингибирующий апоптоз, – был впервые идентифицирован в 1997 г. Он высоко экспрессируется в терминально дифференцированных клетках опухолевых тканей, где играет решающую роль в стимулировании клеточной пролиферации, дифференцировке и ангиогенезе [23].
Сурвивин ингибирует белки, участвующие в процессе апоптоза, который является процессом, регулирующим клеточный цикл и переход от фазы G2 к фазе митоза (M). Исследования показали, что высокие уровни экспрессии сурвивина коррелируют с фосфорилированием фосфоинозитид-3-киназы (PI3K). Это фосфорилирование активирует фосфорилирование Akt, также известной как протеинкиназа В (PKB), и мишени рапамицина у млекопитающих (mTOR), которое может влиять на экспрессию гликопротеинов. Описанная цепь реакций может способствовать развитию множественной лекарственной устойчивости в опухолях по пути PI3K–Akt–mTOR. Результаты иммуноферментного анализа и связанных с ним ферментативных тестов подтвердили, что чувствительность и специфичность сурвивина для определения РМП колеблются в пределах от 70,6–77,2 до 89,2–91,8% соответственно [24]. Кроме того, высокие уровни экспрессии сурвивина, Ki-67, β-катенина и р53 связаны с худшими прогностическими показателями, такими как поздняя клиническая стадия и снижение общей выживаемости пациентов с РМП [25]. Кроме того, комбинация сурвивина и циклинзависимой киназы 4 (CDK4) активирует белок p21, который ингибирует запрограммированную гибель клеток. Следовательно, сурвивин отвечает критериям диагностического маркера, особенно с точки зрения специфичности. Этот биомаркер можно легко и удобно измерить с помощью наборов для иммуноферментного анализа.

Выводы

Цистоскопия остается «золотым стандартом» в диагностике РМП, но и у нее есть свои ограничения. Доступные в настоящее время биомаркеры мочи не позволяют выявить до 18–43% случаев РМП, а частота ложноположительных результатов составляет от 12 до 26%. Несмотря на эти недостатки, биомаркеры мочи играют решающую роль в преодолении ограничений цистоскопии и повышении точности диагностики. По сравнению с обычным цитологическим исследованием мочи современные тесты, такие как BTA stat, ImmunoCyt/uCyt+ и UroVysion, CYFRA 21-1 и UBC, обладают более высокой чувствительностью при диагностике и мониторинге РМП. Однако они также демонстрируют меньшую специфичность, особенно при выявлении опухолей высокой степени злокачественности (G3), по сравнению с традиционным цитологическим анализом мочи.