Несмотря на предпринимаемые в течение последнего столетия попытки сформировать четкую концепцию канцерогенеза, в том числе при опухолях женской репродуктивной системы, следует признать, что сегодня еще не выработано единой этиологической схемы, способной объединить все многообразие злокачественных опухолей. С учетом накопленных знаний к настоящему моменту определены 3 последовательных этапа в формировании неоплазии: этап трансформации; этап неконтролируемого размножения трансформированных клеток; этап прогрессии [1, 2]. Понятно, что сегодня невозможно сформировать исчерпывающую картину по всем этапам канцерогенеза. Однако вследствие ряда общих моментов в развитии неоплазий репродуктивного тракта проблема патогенеза рака женских репродуктивных органов отлична от опухолей других локализаций. Выделяются факторы и группы риска именно для пациенток с заболеваниями органов женской репродуктивной системы. На наш взгляд, исходя из анализа многолетних исследований наиболее важным ключевым фактором является нарушение гормонального метаболизма в постменопаузальном периоде как пусковой механизм злокачественной трансформации.
Можно выделить 5 основных факторов инициации канцерогенеза в органах репродуктивной системы [3]:
■ терминальные мутации генов BRCA1 и BRCA2, обусловливающие наследственную предрасположенность к развитию ряда опухолевых заболеваний репродуктивных органов (рак молочной железы, яичников, эндометрия);
■ пониженное (меньше 2:1) соотношение физиологического и канцерогенного метаболитов эстрогенов -2-гидроксиэстрона (2-ОНЕ1) и 16α-гидроксиэстрона (16α-ОНЕ1), характеризующее состояние гормонального (эстрогенного) баланса в женском организме и определяющее риск развития опухолей в эстрогензависимых органах и тканях;
■ эпигенетические нарушения (аномальное метилирование) в опухоль-супрессорных генах, возникающие на ранних стадиях процесса опухолеобразования и способствующие повышению малигнизирующей активности клеток-мишеней;
■ хронические воспалительные заболевания в органе-мишени как одно из наиболее ранних событий в канцерогенезе;
■ инфекционный фактор.
К настоящему времени многочисленными исследованиями установлено, что в случае повышенного содержания 16α-ОНЕ1 патологические пролиферативные процессы в гормонозависимых органах и тканях многократно усиливаются. Нарушение гормонального баланса в организме - нарушение соотношения 2-ОНЕ1 и 16α-ОНЕ1 -становится актуальной эндокринологической составляющей канцерогенеза в женской популяции [1, 4].
Участие эстрогенов в развитии неоплазий в тканях женской репродуктивной системы является общепризнанным и рассматривается как один из ведущих факторов их возникновения (рис. 1).
)
Эстрадиол как один из наиболее активных женских половых гормонов оказывает существенное влияние на метаболическую и пролиферативную активность клеток. Согласно генотоксической теории, эндогенные и экзогенные эстрогены способствуют развитию новообразований, стимулируя размножение нормальных клеток, увеличение числа клеточных делений повышает вероятность случайных генетических повреждений. При накоплении 3-7 подобных мутаций, не ликвидированных иммунной системой, эстрогензависимая пролиферация трансформированных клеток приводит к развитию опухоли, которая поддерживается избыточной гормональной стимуляцией [5-8]. Эндокринная составляющая является основополагающей в развитии злокачественных опухолей гормонозависимых органов: молочной железы, эндометрия, яичников, шейки матки, вульвы.
За последние 15-20 лет сформировалась теория промоторного варианта гормонального канцерогенеза, связанная с действием некоторых метаболитов эстрогенов [9-11]. Выключение яичникового стероидогенеза после наступления менопаузы запускает компенсаторные механизмы внегонадной продукции эстрогенов. Классические эстрогены эстрадиол и эстрон, образуясь из андрогенных предшественников - тестостерона и андростендиона, способны к взаимопревращениям и формированию большого количества метаболитов. Наибольшее значение в реакциях обмена эстрогенов имеют окислительные процессы, в первую очередь гидроксилирование. Некоторые гидроксилированные производные эстрогены называются неклассическими фенолстероидами [12, 13]. Увеличение их продукции ряд исследователей [7, 10, 15] рассматривает как фактор предрасположенности к развитию некоторых опухолей, в частности рака эндометрия. 2-гидрокси-и 4-гидроксипроизводные сегодня обозначаются как катехолэстрогены [7, 13, 16]. Таким образом, гормональный канцерогенез, по сути, является метаболическим.
Метаболическая активность эстрогенов напрямую связана с активацией специфических рецепторов [14, 17]. В настоящее время выявлена четкая закономерность между активностью метаболитов эстрогенов и развитием опухолей в эстрогензависимых тканях. В основном это происходит по двум направлениям: эстроген может стимулировать деление клеток молочной железы или эндометрия, которые уже имели какие-либо мутации в ДНК (индуцируемые онкогеном или вирусом) или вновь приобрели какую-то мутацию. Это могут быть спонтанные мутации, вызванные канцерогенами или радиацией. Независимо от того, чем вызваны эти мутации, эстроген стимулирует пролиферацию этих клеток и приводит к росту измененной клетки (опухоли) [15]. Согласно современным представлениям, основным фактором, стимулирующим клетки эстрогензависимых органов и тканей к патологическому росту, является не сам уровень эстрогенов, а нарушение баланса его метаболитов, имеющих разную способность к активации клеточной пролиферации [1]. Эксперименты in vivo доказали необходимость в поддержании такого баланса между этими метаболитами, при котором концентрация 2-ОНЕ1 должна превышать 16α-ОНЕ1 более чем в 2 раза. Отношение 2-ОНЕ1 к 16α-ОНЕ1 (2-ОНЕ1/16α-ОНЕ1) является биомаркером, надежным диагностическим критерием при определении риска и прогноза развития эстрогензависимых опухолей [3, 16, 17]. Установлено, что при повышенном содержании в организме женщины 16α-ОНЕ1 патологические пролиферативные процессы в органах и тканях репродуктивной системы многократно усиливаются [1, 4].
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
В нашем исследовании были обследованы следующие группы пациенток, лечившихся в Российском научном центре рентгенорадиологии с января 1999 г. по май 2010 г.: 90 женщин в периоде постменопаузы без анамнестических данных о наличии рака любой локализации и группы больных раком женских половых органов в постменопаузальном возрасте, в том числе 60 больных раком молочной железы (РМЖ), 60 больных раком эндометрия (РЭ), 67 больных со злокачественными эпителиальными опухолями яичников (ЗЭОЯ). Средний возраст обследуемых пациенток составил 60,2±1,0 год.
Для количественного определения соотношения метаболитов эстрогенов в моче (2-ОНЕ1/16α-ОНЕ1) в настоящей работе был использован иммуноферментный набор ESTRAMET 2/16 ELISA (Mirax-Pharma). С помощью набора ESTRAMET 2/16 определяли индивидуальные концентрации 2-ОНЕ1 и 16α-ОНЕ1 в моче. Принцип исследования основан на конкурентном методе твердофазного иммуноферментного анализа. 2-ОНЕ1 и 16α-ОНЕ1 в моче обнаруживаются в форме 3-глюкуронида и 3- или 16α-глюкуронидов соответственно. Значения уровня метаболитов эстрогенов в моче: 16α-ОНЕ1 - 0,6-10 нг/мл; 2-ОНЕ1 - 1-20 нг/мл; среднее значение соотношения 2-ОН/16α-ОН для здоровых женщин соответствует 2.
Полученные данные обрабатывали с помощью пакета статистических программ SPSS 19.0 для Windows. Для графического представления данных использовался MS Excel. При этом соблюдались общие рекомендации для медицинских исследований. Определялись арифметические величины (М), их ошибки (т). Для оценки статистической значимости различий (р-оценка) количественных данных применяли t-тест для сравнения двух групп; метод Ньюмена-Коулса (аналог ί-теста) применяли для сравнения нескольких групп. Различия в полученных показателях считались достоверными при р<0,05 (95% уровень значимости).
РЕЗУЛЬТАТЫ
Рак молочной железы. Согласно классической схеме, основную роль в патогенезе данного заболевания играет избыточная, не встречающая противодействия эстрогенная стимуляция эпителия протоков и железистой ткани. Данная концепция остается ведущей и в настоящее время, объясняя механизмы действия ряда факторов, ассоциируемых с повышением риска развития РМЖ. В постменопаузальном возрасте при угасании и изменении функции яичников трансформируются механизмы возникновения гормоноиндуцируемого рака, прежде всего связанные с особенностями метаболизма эстрогенов. Для изучения этого вопроса мы обследовали 60 пациенток с РМЖ и 30 пациенток контрольной группы, определяя уровень метаболитов в моче (2-ОН, 16α-ОН) и их соотношение. Данные приведены в табл. 1.
Из приведенных данных следует, что средний уровень метаболита 2-ОН в группе больных РМЖ в 2,6 раза ниже, чем в контрольной группе. В то же время средний уровень метаболита 16α-ОН оказался выше, чем в контрольной группе, в 2,1 раза. Соотношение метаболитов в группах также демонстрировало существенные статистически достоверные различия (р<0,01). В контрольной группе величина 2-ОН/16α-ОН более чем в 5 (5,7) раз превышала этот же коэффициент для больных РМЖ.
Группы исследования (основная и контрольная) были подразделены на подгруппы в зависимости от уровня соотношения метаболитов 2-ОН/16α-ОН в значениях: <1; 1-1,5; 1,5-2 и >2 (рис. 2).
)
У пациенток контрольной группы соотношение метаболитов 2-ОН/16α-ОН <1 не выявлено. При РМЖ данное соотношение установлено у 28 пациенток. Коэффициент 1,0-1,5 в контрольной группе наблюдался у 4 пациенток, что в 5 раз ниже числа наблюдений для РМЖ. Коэффициент >2 имел место у большинства больных контрольной группы (20), в то время как при РМЖ он отмечен лишь в 2 случаях.
Мы провели анализ соотношения метаболитов 2-ОН/16α-ОН в зависимости от индекса массы тела (ИМТ) (рис. 3). Обращает на себя внимание, что в группе больных с низким ИМТ (отсутствие клинически выраженных проявлений метаболического синдрома) отмечен низкий (0,8) коэффициент соотношения метаболитов. Иными словами, при РМЖ участие агрессивных метаболитов в формировании баланса гормонов более значительно у пациенток и без ожирения. Можно предположить, что у этих больных вклад общего пула эстрогенов более высок и реализация канцерогенного эффекта идет по промоторному физиологическому варианту. Эти данные могут дополнить и расширить понимание механизмов возникновения опухоли при гормонозависимом РМЖ.
)
Отчетливо прослеживается и следующая тенденция: по мере нарастания ИМТ снижается соотношение метаболитов, о чем свидетельствует более высокий уровень экспрессии 16α-ОН. В то же время в группе контроля соотношение этих двух метаболитов при различных ИМТ подвержено меньшим колебаниям. Однако следует особо отметить, что при ИМТ >30 кг/м2 в группе контроля зафиксировано падение коэффициента ниже 2. Можно констатировать, что любое увеличение ИМТ свидетельствует о формировании целого комплекса метаболических нарушений, а повышенная экспрессия 16α-ОН - один из факторов. Учет этого фактора формирует совершенно новые принципы профилактики, мониторинга и ранней диагностики рака репродуктивных органов. Смещение эстрогенного баланса в сторону продукции метаболита 16α-ОН создает предпосылки для усиленного образования устойчивого гормон-рецепторного комплекса (16α-ОН + ER), индуцирующего в свою очередь пролонгированный пролиферативный сигнал. Именно поэтому повышенное содержание 16α-ОН в настоящее время можно рассматривать как фактор риска развития РМЖ.
Рак эндометрия. РЭ давно и устойчиво относят к гормонозависимым опухолям человека [1, 3, 5]. Несомненный интерес представляют особенности реализации различных механизмов гормонального канцерогенеза. С целью изучения этого вопроса мы обследовали 60 больных РЭ и 30 пациенток контрольной группы с атрофией эндометрия, определяя уровень метаболитов в моче (16α-ОНЕ1, 2-ОНЕ1) и их соотношение. Данные приведены в табл. 2.
)
Из приведенных данных следует, что средний уровень метаболита 2-ОН в группе больных РЭ (6,82 нг/мл) на 26,8% ниже, чем в контрольной группе (9,31 нг/мл). В то же время средний уровень метаболита 16α-ОН оказался выше, чем в контрольной группе (6,66 и 4,43 нг/мл соответственно), -на 33,5%. Соотношение метаболитов в группах также демонстрировало существенные статистически достоверные (р<0,001) различия. При РЭ величина 2-ОН/16α-ОН находилась на уровне 1,16, в то время как в контрольной группе этот показатель был 2,1. Снижение величины 2-ОН/16α-ОН при РЭ составило 51,5% по сравнению с пациентками контрольной группы. В контрольной группе уровни метаболита 2-ОН находились в пределах от 1 до 20 нг/мл, а уровни 16α-ОН - от 0,6 до 10 нг/мл, что соответствовало результатам, полученным другими исследователями [18-22]. В группе больных РЭ показатель 2-ОН также был в вышеуказанных границах у всех пациенток. Уровень 16α-ОН был выше обозначенных пределов у 6 (19,3%) больных. Полученные данные свидетельствуют о том, что в группе больных РЭ в постменопаузе метаболизм эстрона ориентирован на продукцию агрессивного метаболита 16а-ОН. В контрольной группе вероятность подобного пути метаболизма представляется весьма низкой.
Для более наглядного примера мы разбили наши группы исследования (основную и контрольную) на подгруппы в зависимости от уровня соотношения метаболитов 2-ОН/16α-ОН в значениях: <1; 1-1,5; 1,5-2 и >2 (рис. 4). Из полученных данных следует, что при соотношении уровня метаболитов 2-ОН/16α-ОН <1 атрофия эндометрия не выявлялась (0%), тогда как РЭ диагностирован в 42% случаев. При соотношении 1,0-1,5 частота атрофии эндометрия составила 13,3%, что примерно в 2,4 раза выше числа наблюдений РЭ (32,3%). Следует обратить внимание на то, что в группе, где соотношение уровня метаболитов 2-ОНЕ1/16α-ОНЕ1 было 1,5-2, частота РЭ и атрофии приблизительно одинаковы (19,4 и 20,0% соответственно), то есть примерно у каждой 5-й женщины. И наконец, при соотношении >2 частота атрофии составила 66,7%, тогда как РЭ -6,5% (все данные статистически достоверны, р=0,0006).
)
Таким образом, соотношение 2-ОНЕ1/16α-ОНЕ1 можно считать адекватным маркером и диагностическим критерием при определении риска и прогноза развития эстрогензависимых опухолей, в частности РЭ.
Столь значимые различия в метаболизме у больных РЭ и женщин контрольной группы могут быть объяснены частотой метаболического синдрома, рассматриваемого многими исследователями [18, 19, 21, 23, 24].
С этой точки зрения мы провели анализ соотношения метаболитов 2-ОН/16α-ОН в зависимости от ИМТ. ИМТ в группе больных РЭ превышал 30 кг/м2 в 41,7%, был равен 25,00-29,99 кг/м2 в 20% и соответствовал норме в 38,3% случаев. ИМТ в контрольной группе превышал 30 кг/м2 в 13,5%, был равен 25,00-29,99 кг/м2 в 19,8% и соответствовал норме в 66,7% случаев (р<0,05) (табл. 3). У больных прослеживается тенденция увеличения значения соотношения метаболитов по мере нарастания ИМТ. В группе контроля соотношение этих двух метаболитов при различных ИМТ практически не меняется. Однако разница статистически недостоверна, поэтому говорить о каком-либо качественном различии невозможно.
)
Таким образом, при РЭ участие агрессивных метаболитов в формировании баланса гормонов представляется более значительным у пациенток без ожирения. Эти данные могут дополнить и расширить понимание механизмов возникновения опухоли при гормононезависимом РЭ.
Рак яичников. Злокачественные эпителиальные опухоли яичников представляют неоднородную группу новообразований, сложную для интерпретации при выяснении путей этиопатогенеза. Наше исследование направлено на исследование баланса метаболитов эстрогенов при раке яичников (РЯ). Проанализированы результаты измерения уровня метаболитов эстрогенов у 67 больных ЗЭОЯ и 30 пациенток контрольной группы (табл. 4).
)
Из приведенных данных следует, что средний уровень метаболита 2-ОН в группе больных РЯ (8,25 нг/мл) на 11,4% ниже, чем в контрольной группе (9,31 нг/мл). В то же время средний уровень метаболита 16α-ОН оказался выше, чем в контрольной группе (8,69 и 4,43 нг/мл соответственно), на 49,03%, то есть был выше практически в 2 раза. Соотношение метаболитов в группах также демонстрировало существенные статистически достоверные (р<0,001) различия. При РЯ величина 2-ОНЕ1/16α-ОНЕ1 находилась на уровне 1,04, в то время как в контрольной группе этот показатель был 2,32. Снижение величины 2-ОНЕ1/16α-ОНЕ1 при РЯ составило 55,2% по сравнению с данными пациенток контрольной группы.
Мы провели анализ соотношения метаболитов 2-ОНЕ1/16α-ОНЕ1 в зависимости от ИМТ. ИМТ в группе больных РЯ был >30 кг/м2 в 31,3%, равен 25,00-29,99 кг/м2 -в 50,7% и в норме - в 18,0% случаев. Полученные данные приведены в табл. 5.
В контрольной группе наблюдается некоторая вполне объяснимая тенденция к снижению соотношения метаболитов при увеличении ИМТ. При РЯ наиболее низкое (более чем в 2 раза меньшее, чем в контрольной группе) соотношение выявлено при повышенном ИМТ (25,00-29,99). И хотя ожирение и нормальный ИМТ представлены значительно более низкими, чем в контрольной группе, но не столь различными показателями. Возможное объяснение кроется в длительном малосимптомном течении опухолей яичников (70% выявляется при III-IV стадиях заболевания), сопровождающемся снижением аппетита и потерей веса. Таким образом, на момент установки диагноза многие больные весят меньше, чем до болезни.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При анализе результатов соотношения метаболитов при раке различных органов женской репродуктивной системы в зависимости от ИМТ, характеризующего соотношение жировой и мышечной ткани в организме женщин, видно, что коэффициент соотношения метаболитов при всех локализациях неоплазий находится в обратной зависимости от ИМТ - при нарастании массы тела, а следовательно, количества жировой ткани, происходит уменьшение данного соотношения. В группе контроля также имеется некоторое снижение коэффициента при увеличении веса, но оно не столь выражено.
Таким образом, у большинства больных раком органов женской репродуктивной системы, особенно при наличии метаболического синдрома, в отличие от здоровых пациенток, метаболизм эстрогенов, который осуществляется через систему цитохромов Р-450, ориентирован на синтез канцерогенных метаболитов, что в свою очередь создает предпосылки для образования устойчивого комплекса гормон-рецептор, индуцирующего длительный пролиферативный сигнал.
Очевидно, что в постменопаузе формируются 4 варианта состояния гормональной системы. При первом, протекающем на фоне высокой экспрессии 16α-ОНЕ1 при сохраненном рецепторном статусе, формируется патогенетическая база гиперпластических процессов. Остальные варианты ассоциируются с инволютивными, атрофическими процессами, низким ИМТ, остеопенией и остеопорозом.
Определяя вероятную модель канцерогенеза в постменопаузе, мы столкнулись с тем, что вся физиология постменопаузы формирует ряд существенных нарушений, способствующих увеличению фактора хронической патологической пролиферации (рис. 5).
)
При этом можно выделить 2 основных вектора:
■ вектор, способствующий развитию пролиферативных процессов через систему гормональной регуляции (сохраненный рецепторный статус, высокий уровень экспрессии агрессивных метаболитов);
■ вектор, индуцирующий пролиферацию через этап инволютивно-атрофических процессов с нарушением трофики тканей, ее травматичностью, явлениями хронического воспаления, выраженными нарушениями микробиоценоза, индуцирующих мутированные стволовые клетки органов-мишеней.
Из полученных результатов следует, что необходимо блокировать указанный ключевой путь патологической пролиферации в гормонозависимых органах. Один из способов - применение антиметаболических препаратов, обладающих антиэстрогенным эффектом вследствие стимуляции выработки 2-ОНЕ1. Учет этих особенностей постменопаузального периода формирует дифференцированные подходы к реализации профилактических мероприятий, и профилактика приобретает патогенетическую направленность.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ашрафян Л.А., Киселев В.И., Муйжнек Е.Л. Патогенетическая профилактика рака репродуктивных органов. М. : Димитрейд График Групп, 2009. 176 с.
2. Берштейн Л.М. Рак гормонозависимых тканей в системе основных неинфекционных заболеваний человека. СПб. : Эскулап, 2009. 128 с.
3. Ашрафян Л.А., Киселев В.И. Опухоли репродуктивных органов (этиология и патогенез). М. : Димитрейд График Групп, 2008. 216 с.
4. Clemons M., Goss P. Estrogen and risk of breast cancer. // N. Engl. J. Med., 2001. Vol. 344, N 4. P. 276-285.
5. Берштейн Л.М. Циркулирующие стволовые клетки: сравнение рака молочной железы и патологии сердечнососудистой системы // Вопр. онкол. 2009. Т. 55, № 5. С. 528-533.
6. Бохман Я.В., Рыбин Е.П. Полинеоплазии органов репродуктивной системы. СПб. : НИИО им. проф. Н.Н. Петрова, 2001. 221 с.
7. Берштейн Л.М. Гормональный канцерогенез. СПб. : Наука, 2000. 198 с.
8. Киселев В.И., Свешников П.Г., Барановский П.М. и др. Онкобелок Е7 вируса папилломы человека - новый маркер ранних стадий канцерогенеза // Terra Medica. 2011. № 1. С. 35-39.
9. Henderson B.E., Feigelson H.S. Hormonal carcinogenesis // Carcinogenesis. 2000. Vol. 21. P. 427-433.
10. Дильман В.М. Четыре модели медицины. Л. : Медицина, 1987. 287 c.
11. Дильман В.М. Эндокринологическая онкология. Л. : Медицина, 1983. 62 c.
12. Lauritzen C., Studd J. Current Management of the Menopause. London : Taylor and Frances, 2005. 448 p.
13. Kanodia S., Fahey L.M., Kast W.M. Mechanisms used by human papillomaviruses to escape the host immune response // Curr. Cancer Drug Targets. 2007. Vol. 7. P. 79-89.
14. Seeger H., Mueck A.O. The effect of estradiol metabolites and progestogens on the proliferation of human ovarian cancer cells // Panminerva Med. 2006. Vol. 48, N 1. Р. 13-17.
15. Frasor J., Danes J.M., Komm B. et al. Profiling of estrogen up- and down-regulated gene expression in human breast cancers cells: insights into gene networks and pathways underlying estrogenic control of proliferation and cell phenotype // Endocrinology. 2003. Vol. 144. P. 4562-4574.
16. Киселев В.И., Ляшенко А.А. Молекулярные механизмы регуляции гиперпластических процессов. М., 2005. 348 с.
17. Jordan V.C. Selective estrogen receptor modulation: concept and consequences in cancer // Cancer Cell. 2004. Vol. 5. P. 2007-2013.
18. Ашрафян Л.А., Харченко Н.В., Акопова Н.Б. и др. Изменение показателя минеральной плотности костной ткани в постменопаузе // "Алгоритмы в лучевой диагностике и программы лучевого и комплексного лечения больных" : материалы VIII Всероссийского съезда рентгенологов и радиологов. М., 2001. С. 14.
19. Балан В.Е., Сметник В.П., Анкирская А.С., Муравьева В.В. и др. Урогенитальные расстройства в климактерии : руководство по климактерии. М. : Мед. информ. агентство, 2007. С. 194-264.
20. Башмакова М.А., Савичева А.М. Папилломавирусная инфекция. Н. Новгород : НГМА, 2002. 21 с.
21. Беляева Л.Е., Шебеко В.И. Гинекологическая эндокринология. Патофизиологические основы. М. : Мед. лит., 2009. 256 с.
22. Беляков Н., Мазуров В.И. Ожирение. СПб. : СПбМАПО, 2003. 300 с.
23. Беркетова Т.Ю., Кулыгина М.А., Хорошева Г.А. Заместительная гормональная терапия в пери- и постменопаузе: комплаентность пациента // Леч. врач. 2002. № 5. С. 32-35.
24. Аксель Е.М. Злокачественные новообразования молочной железы: состояние онкологической помощи, заболеваемость и смертность. // Опухоли женской репродуктивной системы. 2006. № 1. С. 9-13.