Анализ опухолеспецифических форм белка В23/нуклеофозмина

РОССИЙСКИЙ  ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА

ФАКУЛЬТЕТ ТОХФ

Кафедра Химической технологии производства биомедицинских препаратов (ХТ БМП) 

Раздел  по охране окружающей среды к дипломной  работе

«Анализ опухолеспецифических форм белка В23/нуклеофозмина» 
 
 

Студентки учебной группы О-66

Писаревой М.А. 
 

Руководитель  дипломной работы:

 

Консультант по охране ОС от

промышленных  загрязнений:

 
 
 
 

Москва 2011

  Содержание 

1. Введение 3

2. Использование онкомаркеров 4

3. Наиболее часто определяемые онкомаркеры 7

    4. Токсическое и экотоксическое действие применяемых веществ…….16

5. Нуклеофозмин – как потенциальный онкомаркер………………...…..24

6. Список литературы 27

  7.       Приложение. Расчет ХПК используемых соединений 28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение 

    Опухолевые маркеры (онкомаркеры, ОМ) – важная составляющая диагностического комплекса в онкологии. Злокачественный рост сопровождается продукцией абнормальных типов или уровней биологических веществ. В 1988 г. в Стокгольме на 5-й Международной конференции по ОМ человека было использовано следующее определение: «Биохимические опухолевые маркеры – это вещества, образуемые опухолевыми клетками и секретируемые в биологические жидкости, в которых они могут быть количественно определены неинвазивными методами». В настоящее время измерение уровня ОМ широко используется в диагностике, лечении, при мониторинге состояния онкологических больных и доклинического выявления рецидивов. К ОМ относится большая группа факторов, концентрация которых в сыворотке зависит от развития злокачественного процесса. Они представляют собой макромолекулы, в основном белки с углеводным или липидным компонентом. От соединений, продуцируемых нормальными клетками, они отличаются или качественно (опухолеспецифичные) или количественно (ассоциированные с опухолью, но присутствующие также и в нормальных клетках). Они формируются внутри или на поверхности злокачественно трансформированных клеток, или же в результате индукции образуются в нормальных клетках. Часть ОМ секретируется в кровь, благодаря чему их концентрацию можно определить с помощью иммуноферментного анализа. 
 
 
 
 
 

    Использование онкомаркеров 

    Онкомаркеры  представляют собой специфические вещества, которые образуется в результате жизнедеятельности раковых (а иногда  и нормальных) клеток  и обычно обнаруживаются в крови и /или моче онкологических пациентов. Они чрезвычайно многообразны по своей структуре, хотя в большинстве случаев являются белками или их производными. Некоторые из них обладают высокой специфичностью, т.е. характерны для одного  вида  опухоли, некоторые могут обнаруживаться при различных типах рака.

      Специфичность  и  чувствительность признанных  онкомаркеров  оставляет желать лучшего. Во-первых, почти у каждого человека можно обнаружить в крови небольшое количество  онкомаркеров, а потому важна именно ранняя  диагностика  опухолей, когда они еще небольших размеров  и  ограничены местом образования. Значительное повышение уровня  онкомаркера  нередко наблюдается на более поздних стадиях, когда опухоль уже достаточно развита. Во-вторых, даже при достаточно высоком уровне  онкомаркеров  в крови, многие из них являются неспецифичными: CEA, изначально открытый как маркер  рака  толстой кишки, может быть повышен у пациентов с раком легких  и молочных желез, а высокий уровень CA 125 встречается у женщин с гинекологическими заболеваниями неопухолевой природы.

    Известно огромное количество различных классов веществ, которые могут рассматриваться как ОМ при различных локализациях рака. К ним относятся ассоциированные с опухолью антигены или антитела к  ним, гормоны, ферменты, продукты обмена – креатин, гидроксипролин, полиамины, белки плазмы – ферритин, церулоплазмин, β2-микроглобулин, цитокины, молекулы адгезии, металлопротеиназы, маркеры клеточного цикла, апоптоза, деградации внеклеточного матрикса и т.д. В настоящее время неизвестно ни одного ОМ, соответствующего идеальным параметрам. В клинической практике используют около двух десятков ОМ, обладающих достаточной диагностической значимостью и рекомендованных к использованию группами экспертов различных стран. Но даже такие рекомендации по использованию ОМ остаются иногда противоречивыми [1].

    Несмотря  на то, что онкомаркеры  разрабатывались именно для ранней (еще на бессимптомной стадии)  диагностики   рака, на практике только простато-специфический антиген (PSA) соответствует своему предназначению. Во всех остальных случаях достоверный диагноз рака  устанавливается только по результатам изучения под микроскопом биоптата (кусочка ткани) опухоли.

    ОМ  имеют прогностическую значимость, т.е. уровень маркера до начала лечения или концентрация и скорость/степень ее изменения после первичной терапии соответствуют прогнозу. Это логично следует из того факта, что величина уровня ОМ при многих опухолях соответствует массе опухоли. Агрессивная, быстро растущая опухоль, с множественными метастазами продуцирует очень высокий уровень ОМ в сыворотке, указывающий на плохой прогноз. Хорошо дифференцированная опухоль, менее агрессивная, продуцирует меньшие количества маркера.

    Оценка  эффективности терапии и мониторинг - это наиболее важная область применения ОМ. Профиль концентрации ОМ наиболее быстро и ясно отражает эффективность проведенной хирургической операции, различных видов и схем терапии, указывает на полную или частичную ремиссию, позволяет выявлять рецидивы задолго до их клинического предъявления.

    Определение большинства  онкомаркеров  позволяет решать в настоящее время следующие задачи: выявить группы повышенного риска развития  рака; указать предполагаемый источник опухоли у пациентов еще до начала углубленного обследования (то есть помогает определиться с перечнем действительно необходимых диагностических методов), у пациентов с запущенными формами заболевания, когда имеется опухолевый конгломерат прорастающий многие ткани и весьма сложно разобраться даже на операционном столе, из какого органа исходит опухоль диагностика  рецидивов  рака  (признается не всеми специалистами, поскольку нередко появление симптомов  рака   и  рост маркеров в крови часто совпадают по времени); оценка радикальности проведенного оперативного лечения, а именно удалена или нет вся опухоль (чаще при  раке  простаты, гестационной трофобластической неоплазии,  раке  яичников  и яичек из эмбриональных  и  эпителиальных клеток), а также контроль  эффективности лечения вообще (намного проще и дешевле оценить концентрацию маркеров в крови, чем многократно повторять различные лабораторные  и инструментальные методы  диагностики). Однако, следует знать, что в тех случаях, когда опухоль оказывается чувствительной к химиотерапии, в результате быстрой и массивной гибели раковых клеток в кровяное русло поступает большое количество  онкомаркеров. А потому повышение уровня  онкомаркеров  в крови на фоне химиотерапии может быть  и благоприятным прогностическим признаком.

Методика  определения. В образец крови (мочи), взятой у пациента, добавляются специфические антитела, образующие с белковой структурой  онкомаркера  (антигеном) специфические комплексы (антиген-антитело), которые определяются специальными лабораторными методами. Если  онкомаркеры  не связаны с белками (так называемые свободные маркеры) их определяют с помощью других методик. Поскольку многие здоровые люди имеют в крови небольшие концентрации большинства  онкомаркеров, результаты должны оцениваться очень аккуратно и подтверждаться другими методами исследования. 
 
 

Наиболее  часто определяемые  онкомаркеры 

    Альфа-фетопротеин (AFP) – повышается у 2/3 пациентов с гепатоцеллюлярным  раком  (рак  печени). Нормальная концентрация - менее 20 нг/мл (нанограмм/мл). Уровень AFP повышается с ростом опухоли. Кроме того, AFP повышается при острых  и хронических гепатитах (редко более 100 нг/мл), некоторых видах   раков яичников  и яичек (в 5% случаев).

    β2-Микроглобулин (β2-МГ) - идентичен легкой цепи белков HLA и обнаруживается на поверхности различных эпителиальных клеток, лимфоцитов, макрофагов. Как свободный, так и связанный β2-МГ в биологических жидкостях в норме выявляется лишь в незначительных количествах. Определение β2-МГ рекомендуется использовать для подтверждения диагноза и мониторинга пациентов со множественной миеломой или неходжкинскими лимфомами. Увеличение концентрации маркера зависит от стадии заболевания, степени злокачественности и типа клеток. У больных с прогрессирующей патологией концентрация β2-МГ значительно выше, чем у пациентов в период стабилизации. Высокий уровень белка коррелирует с плохим прогнозом. Кроме того, у больных хроническим лимфолейкозом наблюдается корреляция между количеством лимфоцитов периферической крови и концентрацией β2-МГ. У пациентов с лейкемией повышение уровня β2-МГ в спинномозговой жидкости свидетельствует о вовлечении в патологический процесс ЦНС. Так как уровень β2-МГ возрастает при различных аутоиммунных заболеваниях, нарушениях клеточного иммунитета, в том числе при СПИДе и после трансплантации органов, этот тест применим и для наблюдения за состоянием таких больных [2].

    СА15-3 - в основном используется для мониторинга лечения и диагностики рецидивов при РМЖ. Иногда отмечается небольшое повышение маркера при циррозе, гепатите, аутоиммунных расстройствах, доброкачественных заболеваниях яичников и молочной железы. При других опухолях, таких как карцинома яичников, шейки матки, эндометрия, повышенный уровень СА15-3 отмечается только на поздних стадиях заболевания.

    CA 125 – стандартный маркер  рака  яичников. Более 90% пациентов, страдающих данным заболеванием, имеют уровень CA 125 более 30 Ед/мл, а потому этот маркер использовали как скрининговый (просеивающий) метод диагностики . Однако, в дальнейшем было обнаружено, что такая концентрация СА125 выявляется у многих здоровых женщин, а также у женщин с эндометриозом (заболевание, характеризующееся появлением клеток, выстилающих внутреннюю поверхность матки вне ее ), выпотом в плевральную и брюшную полости, у лиц с раком легких  и  перенесших ранее  рак [3].

    CA 19-9 – определение концентрации СА19-9 применяют для диагностики, мониторинга лечения и раннего обнаружения метастазирования опухолей поджелудочной железы, желудка, толстой и прямой кишки. Ненормальным уровнем считают показатель выше 37 ЕД/мл. CA 19-9 может повышаться при некоторых видах   рака  кишечника,  раке  желчных проходов. СА19-9 выводится из организма только с желчью. Поэтому даже незначительный холестаз приводит к увеличению содержания маркера в крови. Повышение концентрации СА19-9 может также наблюдаться при доброкачественных и воспалительных заболеваниях ЖКТ и печени, при муковисцидозе.

    Карциноидоэмбриональный антиген (CEA) – онкомаркер   рака  прямой кишки, но может использоваться в оценке  рака  легких  и молочных желез, а также иной локализации: щитовидной железы, печени, мочевого пузыря, шейки матки, поджелудочной железы  и даже у здоровых курильщиков. Именно поэтому данный маркер отнесен к разряду неспецифических  онкомаркеров. Ненормальным уровнем считают значение выше 5 ЕД/мл.  И  все же, наиболее часто CEA используется для подтверждения выявленного другими методами  рака  прямой кишки.

    Хорионический гонадотропин,свободная β-субъединица (ХГЧ) – гормон, состоящий из двух субъединиц, из которых именно β-субъединица наиболее специфична. В норме ХГЧ образуется в синцитиотрофобласте плаценты, он обнаруживается стандартными методами в сыворотке беременных женщин через 6-10 дней после оплодотворения, нарастает до конца первого триместра беременности, а затем падает. У мужчин и небеременных женщин повышение концентрации ХГЧ является достоверным признаком развития злокачественного процесса. Определение ХГЧ рекомендуется для диагностики, мониторинга эффективности терапии и раннего выявления рецидивов трофобластических опухолей, хорионкарцином яичника или плаценты, хорионаденом, семином. Повышение уровня ХГЧ также наблюдается при раках ЖКТ, у небольшого процента больных РЛ, на поздних стадиях при раке толстой и прямой кишки. Наиболее высокая концентрация маркера отмечается при хорионэпителиоме. При подготовке проб следует помнить, что гемолиз или липемия могут значительно завышать результаты исследований [4].

    Простато-специфический антиген (PSA) – гликопротеин, секретируемый клетками эпителия канальцев предстательной железы. Он относится к семейству калликреиновых сериновых протеаз и является химотрипсинподобной гликопротеазой. Синтез белка контролируется действием андрогенов через рецепторы эпителиальных клеток протоков предстательной железы простаты. Считают, что андрогены непосредственно регулируют транскрипцию гена PSA. Синтезируемый PSA поступает непосредственно в кровяное русло, где находится в свободном и связанном состояниях. Исследования ПСА применяют для диагностики и мониторинга лечения рака простаты. Следует помнить, что содержание PSA в норме увеличивается с возрастом. Подъем уровня PSA наблюдается после таких процедур, как пальцевое ректальное исследование, цистоскопия, колоноскопия, тепловые процедуры, трансуретральная биопсия, лазерная терапия и др. Забор крови на исследование PSA в этих случаях следует проводить не ранее, чем через 5-6 дней; и не ранее, чем через несколько недель после излечения простатита или инфекции мочеполовых путей [5].