Воспалительные белки в качестве молекулярных маркеров при диагностике онкопатологии шейки матки

Введение

Рак шейки матки (РШМ) является одной из самых частых опухолей у женщин во всем мире. В России в 2018 г. на долю этой патологии приходилось 5,2% в структуре онкологической заболеваемости, что соответствует третьему месту после рака молочной железы и рака кожи. Заболеваемость РШМ в нашей стране за последние 10 лет выросла на 23,3%, при этом смертность увеличилась на 2,84%. В 2019 г. показатель активной выявляемости составил 41,1% с учетом опухолей визуальной локализации; у 33,4% больных заболевание было диагностировано в запущенных формах [1, 2].

В настоящее время в нашей стране скрининг РШМ проводится с 21 года: в возрастной группе женщин 21–29 лет — с применением цитологического исследования с периодичностью 1 раз в 3 года, в возрасте 30–65 лет — дополнительно с использованием ВПЧ-тестирования 1 раз в 5 лет.

Однако в последние годы появляется все больше критических публикаций об эффективности цитологического исследования в качестве метода цервикального скрининга и диагностики РШМ.

В первую очередь это касается организации проведения цервикального скрининга, что связано с низким охватом населения скрининговой программой. Во-вторых, имеет место несовершенство самого метода: большое количество цитологических классификаций; низкая чувствительность (30–87%), что требует проведения реисследований или уточняющей диагностики; ошибки в технике забора материала и интерпретации его результатов. В-третьих, наблюдается гипердиагностика РШМ на основании ВПЧ-тестирования, что связано с возможностью спонтанной элиминации вируса у большинства инфицированных [3, 4].

Техническое усовершенствование Pap-теста, такое как жидкостная цитология, не привело к значимому улучшению качественных показателей результативности цервикального скрининга [4].

В некоторых странах применяются методики компьютерно-ассоциированного скрининга, который включает аппаратную подготовку цитологического материала. В настоящее время известны системы ThinPrep (Hologic, Inc., США) и SurePath (BD, США), которые применяются в диагностике цервикальных интраэпителиальных неоплазий, в том числе высокой степени. Однако в описании результатов исследований по их использованию не указывается влияние данных технологий на показатель смертности от РШМ в качестве главного индикатора эффективности скрининговых программ [5].

Все вышесказанное обусловливает актуальность поиска альтернативных методик цервикального скрининга и диагностики патологии шейки матки.

Известно, что в патогенезе предопухолевых поражений и РШМ основную роль играют механизмы хронического вирусиндуцированного воспаления, в которых принимают активное участие некоторые воспалительные белки:

SAA — белок острой фазы воспаления, участвующий как в хроническом воспалении, так и в канцерогенезе путем индукции каскада метастазирования (потенцирование опухолевой адгезии и миграции, стимуляция ангиогенеза, активация ряда сигнальных митотических путей ERK1/2, p38 и JNK) [6];

ICAM-1 и VCAM-1 — молекулы межклеточной и клеточной адгезии, регулирующие контакты между опухолевыми клетками, клетками иммунной системы и эндотелием сосудов, являются непосредственными участниками опухолевой прогрессии [7];

sCD27 — растворимая форма трансмембранного белка CD27. При его взаимодействии с лигандом CD70 запускается противоопухолевый иммунный ответ [8].

Целью данного исследования послужила оценка эффективности использования названных белков в качестве молекулярных маркеров при диагностике онкологической патологии шейки матки.

Материалы и методы

Проведено проспективное контролируемое исследование, в которое были включены три группы женщин: с предопухолевой патологией (цервикальной интраэпителиальной неоплазией III степени) — 1-я группа (n=13), возраст пациенток — 32,0 [28,3; 36,5] года; с РШМ — 2-я группа (n=49), возраст пациенток — 39,0 [35,6; 42,3] года; контрольная — 3-я группа (n=13) из гинекологически здоровых женщин (возраст пациенток — 30,0 [25,5; 35,7] года).

Рандомизацию в группы осуществляли на основании морфологически (для групп сравнения) и цитологически (для контрольной группы) подтвержденного статуса цервикального эпителия.

Все обследуемые были информированы о проводимой работе и дали свое письменное согласие на участие в ней. Исследование выполнено с соблюдением принципов Хельсинкской декларации (2013) и одобрено локальным Этическим комитетом Читинской государственной медицинской академии.

Материалом для исследования послужил цервикальный эпителий, который был забран по стандартной методике с помощью цитощетки с зоны стыка эпителиев шейки матки.

Методом проточной цитометрии с использованием панелей Human Vascular Inflammation Panel 1-S/P (12-plex) with Filter Plate (Канада) и HU Immune Checkpoint Panel 1-S/P (10-plex) w/FP (Канада) в цервикальном эпителии определяли уровни воспалительных белков: сывороточного амилоида А (serum amyloid A, SAA); молекулы межклеточной адгезии 1 (intercellular adhesion molecule 1, ICAM-1); сосудистой молекулы клеточной адгезии (vascular cell adhesion molecule 1, VCAM-1); растворимой формы рецептора sCD27.

Статистический анализ результатов исследования выполняли согласно принципам Международного комитета редакторов медицинских журналов (ICMJE) и рекомендациям «Статистический анализ и методы в публикуемой литературе» (SAMPL) [9, 10]. Анализ нормальности распределения признаков с учетом численности исследуемых групп, равной менее 50 женщин, проводили путем оценки критерия Шапиро–Уилка. Учитывая ненормальное распределение признаков в вариационном ряду, статистический анализ выполняли с помощью методов непараметрической статистики: три исследуемые группы сравнивали путем оценки H-критерия Краскела–Уоллиса с последующим попарным сравнением статистически значимых показателей с помощью U-критерия Манна–Уитни. Учитывая поправку Бонферрони, статистически значимыми считали различия при р<0,017 [26]. Результаты исследования представлены в виде медианы, первого и третьего квартилей — Me [Q1; Q3].

Для оценки вероятности наличия онкопатологии шейки матки использовали метод бинарной логистической регрессии. Диагностическую ценность разработанной модели определяли путем построения ROC-кривой с последующим расчетом площади под ней. Статистическую обработку результатов исследования осуществляли с помощью пакета программ IBM SPSS Statistics v. 25.0 (США).

Результаты и обсуждение

В исследовании были получены следующие данные (табл. 1).

---

Таблица 1. Уровень белков цервикального эпителия в исследуемых группах (Me [Q1; Q3])

---

Уровень SAA в 1-й группе был в 3,10 [1,31; 3,28] раза (U=41,0; р=0,02) выше, чем контрольный показатель, однако статистически значимо не отличался от соответствующего показателя во 2-й исследуемой группе (U=256,0; р=0,78). Такие результаты указывают на то, что уровень SAA является неспецифическим маркером диагностики злокачественной трансформации шейки матки, это объясняется участием данного белка как в механизмах хронического воспаления, так и в канцерогенезе.

Значение ICAM-1 было максимальным во 2-й группе, что выше соответствующей величины в группе контро­ля в 2,62 [2,79; 3,50] раза (U=137,0; р=0,001), но не отличалось от значений в 1-й группе (U=224,5; р=0,37).

Уровень VCAM-1 во 2-й группе был выше, чем в контрольной, в 5,20 [3,84; 12,37] раза (U=138,5; р=0,001), при этом статистически значимых различий со значениями в 1-й группе не выявлено (U=248,5; р=0,67).

Полученные нами данные указывают на активное участие молекул ICAM-1 и VCAM-1 в цервикальном канцерогенезе.

Количество sCD27 было максимальным во 2-й группе и превышало его значение в группе контро­ля в 4,32 [2,07; 5,02] раза (U=109,0; р<0,001), но не отличалось от данных 1-й группы (U=241,0; р=0,57). Выявленное повышение количества sCD27 в цервикальном эпителии у больных с предопухолевыми заболеваниями и РШМ указывает на активацию клеточного иммунитета, однако этого, как можно предположить, недостаточно, чтобы избежать прогрессирования РШМ.

На основании бинарной логистической регрессии было составлено уравнение вероятности наличия онкологической патологии шейки матки (COP, cervical oncoproblem):

где 1,2 — константа (регрессионный коэффициент b₀); 0,2; 0,02; 0,5 и 0,1 — нестандартизованные коэффициенты b; e — основание натурального логарифма (е~2,72). Значение коэффициента COP, равное 0,7 и более, свиде­тельствовало о наличии онкопатологии шейки матки. Значение, равное 0,5 и менее, соответствует здоровому состоянию цервикального эпителия.

На основании анализа уравнения логистической регрессии определена значимость показателей в структуре диагностической модели (табл. 2).

---

Таблица 2. Значимость показателей логистической регрессии в структуре диагностической модели

---

Чувствительность разработанной диагностической модели составляет 0,95, специфичность — 0,73. Площадь под ROC-кривой — 0,89 (95% CI 0,80–0,98); p<0,001. Стандартная ошибка — 0,04 (рис. 1).

---

Рис. 1. Площадь под ROC-кривой для разработанной модели

---

С учетом сложности необходимых расчетов и для упрощения использования предлагаемой технологии в повседневной клинической практике создано приложение для Android в среде разработки Delphi (Delphi 10.3.3 Rio, Embarcadero, США), которое позволяет подтвердить факт наличия онкологической патологии шейки матки у конкретной пациентки за кратчайший промежуток времени (рис. 2).

---

Рис. 2. Вид рабочего окна разработанного приложения

---

Несмотря на до конца не признанную функциональную связь между уровнем исследуемых маркеров и фактом наличия онкологической патологии шейки матки, полученная модель позволяет прогнозировать около 90% истинно-положительных случаев. Вероятно, данная цифра обусловлена персистенцией воспалительного ответа в зоне злокачественной трансформации в цервикальном эпителии на момент забора материала. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о высокой информативности разработанной технологии в сравнении с результатами традиционного цитологического исследования (рис. 3).

---

Рис. 3. Площадь под ROC-кривой для разработанной модели и для цитологической диагностики

---

Следует обратить внимание на тот факт, что площадь под ROC-кривой для цитологического исследования составляет 0,38 (95% CI 0,24–0,53; p=0,2), что не позволяет считать данный метод статистически значимым.

На рис. 4 представлен алгоритм диагностических мероприятий для определения наличия РШМ.

---

Рис. 4. Алгоритм-схема обследования пациентки на рак шейки матки

---

Заключение

Молекулярными критериями наличия предопухолевой патологии и рака шейки матки может служить повышение значений SAA в 3,10 [1,31; 3,28] раза (U=41,0; р=0,02), ICAM-1 — в 2,62 [2,79; 3,50] раза (U=137,0; р=0,001), VCAM-1 — в 5,20 [3,84; 12,37] раза (U=138,5; р=0,001) и sCD27 — в 4,32 [2,07; 5,02] раза (U=109,0; р<0,001) в цервикальном эпителии по сравнению с данными контрольной группы.

Разработанный коэффициент COP позволяет рассчитать вероятность наличия онкологической патологии шейки матки с точностью до 90%, что превышает таковую при цитологической диагностике более чем в 2,2 раза.

Использование разработанного алгоритма диагностики позволит не только своевременно выявить онкопатологию шейки матки, но и оптимизировать лечебно-диагностический процесс.

Источники финансирования. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых МК-6143.2018.7 (соглашение №075-02-2018-547).

Конфликт интересов отсутствует.