Рак яичников, злокачественный асцит и микросреда. Обзор литературы

Рак яичников (РЯ) является одним из самых грозных онкологических заболеваний, тяжело поддающихся лечению. Его наиболее распространенным подтипом – около 75% наблюдений – является серозный рак высокой степени злокачественности. РЯ – гетерогенное заболевание с точки зрения генетических мутаций и фенотипов – делится на опухоли I и II типа [1]. Опухоли II типа высокой степени злокачественности – наиболее распространенные, сопровождаются асцитом и являются основной причиной смерти от злокачественных опухолей женской половой системы [1].

ПУТИ МЕТАСТАЗИРОВАНИЯ ПРИ РАКЕ ЯИЧНИКОВ

Метастазирование при РЯ происходит тремя основными путями: имплантационным (распространение через брюшную полость), лимфатическим и гематогенным [2]. Наиболее распространенный путь метастазирования при РЯ – имплантационный, в результате образуются перитонеальные метастазы, наблюдаемые примерно у 70% пациенток. Имплантационные метастазы ассоциированы с образованием злокачественного асцита, характеризующегося наличием клеток опухоли в асцитической жидкости и представляющего собой «пассивный» путь распространения опухоли [3–5]. Перитонеальная жидкость, омывающая яичники и являющаяся основой будущего асцита, способствует диссеминации опухолевых клеток по всей брюшной полости и малому тазу, такой путь метастазирования приводит к обширному канцероматозу, который влияет на хирургическую резектабельность [2].

Специфической особенностью РЯ служит локализация метастатических очагов в органах и тканях, максимально контактирующих с асцитом: большой сальник, правая поддиафрагмальная область и наиболее низкорасположенный карман брюшины – дугласово пространство [6]. Имплантационные метастазы и асцитическая жидкость обычно присутствуют у пациентов с III–IV стадиями РЯ и связаны с повышенной смертностью, в том числе из-за их способности воздействовать на окружающие органы, например на желудочно-кишечный тракт [4][5].

Асцит представляет при РЯ ценный биологический материал, который легко получить путем лапароцентеза, пункции брюшной полости через задний свод влагалища или во время диагностической лапароскопии [7].

РЯ является самой частой причиной злокачественного асцита – до 38% случаев, другими его причинами могут быть злокачественные эпителиальные опухоли поджелудочной железы и желудка – 21 и 18,3% случаев соответственно, реже – рак толстой кишки, эндометрия и опухоли экстраабдоминальной локализации – рак молочной железы, легких, лимфома [3, 8].

Цитологическое исследование для определения опухолевых клеток в асцитической жидкости является золотым стандартом для диагностики перитонеального канцероматоза [9]. Чувствительность этого метода при РЯ составляет до 69%, специфичность – до 94% [10]. Заподозрить злокачественный асцит можно по высокой концентрации белка в асцитической жидкости и низкому сывороточно-асцитическому альбуминовому градиенту (менее 1,1 г/дл) [11].

АССОЦИАЦИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННОГО АСЦИТА СО СТАДИЯМИ ЗАБОЛЕВАНИЯ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ВЫЖИВАЕМОСТЬ

Наличие асцитической жидкости при РЯ наиболее часто наблюдается при II типе и III–IV стадиях заболевания, характеризуется повышенным метастатическим потенциалом, субоптимальной циторедуктивной хирургией (оставление любых видимых опухолевых узелков размером > 1 см), снижением показателей безрецидивной и общей выживаемости.

Появление асцита во время химиотерапии (ХТ) или сразу после ее завершения считается прогностически неблагоприятным фактором [12][13].

A. Ayhan и соавт. [12], обследовав 372 пациентки с РЯ, установили, что асцитическая жидкость присутствует у 16,7% со стадиями I–II и у 46,3% со стадиями III–IV (р< 0,001). Медиана общей выживаемости составила 3,8 года у пациенток без асцита; 2,3 года при наличии асцита объемом менее 5000 мл и 1,5 года – при объеме асцита более 5000 мл. Объем асцитической жидкости также прямо коррелировал с количеством метастазов опухоли [12].

В исследовании H. Huang и соавт. [14] проанализированы истории болезни 333 пациенток с РЯ и установлено, что объем асцитической жидкости увеличивается со стадией заболевания: 300 мл (стадия I), 530 мл (стадия II), 2460 мл (стадия III) и 2810 мл (стадия IV). В этой же работе отмечена ассоциация между объемом асцитической жидкости и медианой выживаемости, которая составила 4,8 года при объеме асцита менее 1800 мл и 2,4 года при объеме более 1800 мл [14].

В исследование J. Krugmann и соавт. [13] была включена 191 пациентка, которым по поводу предполагаемого диагноза РЯ исследовалась асцитическая жидкость. Диагноз РЯ подтвержден у большинства – 180 (94,2%) пациенток: у 134 (70,1%) диагностирован серозный рак высокой степени злокачественности, у 17 (8,9%) – серозный рак низкой степени злокачественности, у 10 (5,3%) – муцинозный рак, у 9 (4,7%) – эндометриоидный РЯ, у 6 (3,1%) – светлоклеточная карцинома, у 4 (2,1%) – нейроэндокринные опухоли. Злокачественный асцит чаще обнаруживался у пациенток с серозно-папиллярной карциномой яичников высокой степени злокачественности – 123/134 (91,8%) и только у 3/17 (17,7%) с серозными карциномами низкой степени злокачественности (р < 0,00001). Опухолевые клетки в асцитической жидкости были обнаружены у 5 из 10 пациенток с муцинозной карциномой, у 1 из 6 – со светлоклеточной карциномой и ни у одной с эндометриоидной карциномой [13].

МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ И СВОЙСТВА АСЦИТИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ

Предполагаемые механизмы развития злокачественного асцита включают лимфатическую обструкцию и повышенную проницаемость сосудов. Ранее обсуждалось, что скопление перитонеальной жидкости вызывается внутрибрюшными опухолями, закупоривающими лимфатические сосуды [3][15]. Другие исследователи доказали, что факторы роста, такие как васкулоэндотелиальный фактор роста (vascular endothelial growth factor, VEGF) и цитокины: интерлейкины (interleukin) IL-6, IL-8, присутствующие в микросреде опухоли, могут увеличивать проницаемость сосудов, что приводит к накоплению жидкости в брюшной полости [16][17]. Повышенная проницаемость сосудов, в свою очередь, увеличивает потерю белка, особенно сывороточного альбумина, концентрация которого имеет обратную зависимость от объема асцита [3][12].

Асцит способствует распространению опухоли путем подавления перитонеальных воспалительных реакций, индукции ангиогенеза, стимулирования пролиферации раковых клеток [18, 19] и их миграции, влияет на трансмезотелиальную инвазию опухолевых клеток за счет снижения экспрессии некоторых соединительных белков (коннексин 43, Е-кадгерин, окклюдин и десмоглеин) в перитонеальных мезотелиальных клетках, что приводит к повышенной проницаемости мезотелия [20]. Повышение инвазивных свойств опухолевых клеток при РЯ, подвергшихся воздействию асцитической жидкости, было выявлено и другими авторами, которые дополнительно доказали, что жидкость может индуцировать образование клеточных сфероидов [6].

Асцитическая жидкость способствует эпителиально-мезенхимальному переходу (ЭМП), активируя трансформацию опухолевых клеток в сторону фенотипа, подобного опухолевым стволовым клеткам (ОСК) [21], что приводит к более агрессивному течению злокачественного процесса. ЭМП считается одним из основных факторов инвазии, метастазирования и химиорезистентности РЯ [22][23].

Асцитическая жидкость является уникальной формой микросреды опухоли, состоит из клеточных и бесклеточных компонентов, которые участвуют в создании микроокружения, способствуют росту опухоли и иммуносупрессии. Прогрессирование рака и ответ на химиотерапию зависят в том числе и от микроокружения опухоли, а не только от генетических и эпигенетических особенностей самих опухолевых клеток.

За последние десятилетия изучены клеточные и бесклеточные компоненты асцитической жидкости, их влияние на прогрессирование РЯ. При этом роль этих компонентов в развитии химиорезистентности и метастазирования злокачественной опухоли остается объектом исследований во всем мире [24].

КЛЕТОЧНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЗЛОКАЧЕСТВЕННОГО АСЦИТА

Клеточные компоненты злокачественного асцита включают стромальные клетки, опухольассоциированные фибробласты, мезенхимальные стволовые клетки, иммунные и эндотелиальные клетки, а также популяцию туморогенных ОСК [24].

ОСК – это субпопуляция опухолевых клеток со свойствами самообновления и дифференцировки, способных поддерживать рост и воспроизводить гетерогенную опухоль [25].

В 2005 г. было доказано существование ОСК при РЯ, когда был выделен онкогенный клон из злокачественного асцита у пациентки с РЯ [26]. Но даже внутри одной и той же опухоли популяция ОСК, как правило, не является однородной и состоит из нескольких генотипически и функционально различных клеточных клонов (подтипов). В асцитической жидкости ОСК существуют в виде отдельных клеток и в виде сфероидов. Сфероиды могут различаться по размеру и структуре [27]. Именно сфероиды ограничивают эффективность классических цитотоксических препаратов, по данным одних авторов – за счет гипоксии клеток внутри сфероидов, по данным других – за счет преобладания внутри сфероида мезотелиальных клеток. Выявлены различия в стабильности дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), транскрипции генов, эпигенетических нарушениях между сфероидами и отдельными опухолевыми клетками яичников, что обуславливает их различную чувствительность к лекарственным препаратам и метастатический потенциал [27–29].

Маркерами ОСК являются поверхностные мембранные антигены CD44 (cluster of differentiation, кластер дифференцировки), CD133, CD24, участвующие в межклеточных взаимодействиях и клеточной миграции, CD117 – рецептор фактора роста стволовых клеток, семейство альдегиддегидрогеназ, EpCAM (epithelial cell adhesion molecule, молекула адгезии эпителиальных клеток), некоторые из которых экспрессируются и нормальными стволовыми клетками [30–33]. Высокая экспрессия маркеров ОСК связана с химиорезистентностью и неблагоприятным прогнозом.

Асцит, являясь уникальной провоспалительной средой для опухолевых стволовых и химиорезистентных клеток, способствует их обширной диссеминации по брюшной полости и возникновению рецидивных опухолей, которые не отвечают на стандартную химиотерапию [34].

При рецидивах РЯ или резистентности к ХТ в асцитической жидкости ОСК намного больше, чем при первичном РЯ и химиочувствительных злокачественных опухолях [35][36].

ОСК, являясь компонентами стромального опухолевого микроокружения, оказывают влияние на растущие опухолевые очаги, способствуют стромальному провоспалительному ответу и выработке цитокинов, хемокинов, факторов роста, иммуносупрессоров, способствующих опухолевой прогрессии [37][38].

Полученные из асцитической жидкости опухолевые клетки могут служить субстратом для анализа мутаций, участвующих в развитии химиорезистентности [6][39].

В дополнение к опухолевым клеткам злокачественный асцит содержит циркулирующую свободную ДНК опухолевого происхождения, которую используют для анализа генома опухоли и диагностики рецидива [40].

БЕСКЛЕТОЧНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЗЛОКАЧЕСТВЕННОГО АСЦИТА

К бесклеточным компонентам опухолевого асцита также относятся провоспалительные и противовоспалительные цитокины IL-6, IL-8, IL-1β, IL-10, IL-15, фактор некроза опухоли (tumor necrosis factor, TNF), метаболиты и белки – рецепторы тромбоцитарного фактора роста (platelet-derived growth factor receptor, PDGFR), иммуномодуляторы, проангиогенные факторы роста: ангиогенин, ангиопоэтин 2, эпидермальный фактор роста (epidermal growth factor, EGF), VEGF, молекула межклеточной адгезии – 1 (the cell-cell adhesion molecule 1, C-CAM1) [41].

Бесклеточные факторы, выделенные из асцитической жидкости при РЯ, способствуют метастазированию за счет снижения прочности контактов между мезотелиальными клетками (за счет подавления экспрессии Е-кадгерина), тем самым способствуя трансмезотелиальной миграции опухолевых клеток [42].

Основными компонентами асцита являются провоспалительные цитокины и хемокины. В нашем исследовании [7] и в зарубежных работах [20][43][44] в асцитической жидкости обнаружена высокая концентрация основных провоспалительных цитокинов, таких как IL-1β, IL-6, IL-8, и противовоспалительного цитокина IL-10, которые коррелировали с неблагоприятным прогнозом у этих пациенток. На фоне проводимой неоадъювантной химиотерапии (НХТ), а также при прогрессировании опухоли концентрация данных цитокинов в асцитической жидкости существенно менялась [7][20], поэтому цитокины и хемокины могут использоваться как диагностические маркеры опухолевого процесса.

IL-8 способствует пролиферации опухолевых клеток при РЯ, его уровень коррелирует с их онкогенным потенциалом и с образованием асцитической жидкости. При РЯ высокая концентрация IL-8 и IL-6 в асците ассоциирована с плохим прогнозом [45].

IL-6 стимулирует рост опухоли, способствует инвазии и неоангиогенезу, химиорезистентности, участвует в переходе от острого воспаления к хроническому. У пациенток, не отвечавших на стандартную ХТ, уровень IL-6 в асците значительно выше, чем у больных, отвечающих на лекарственную терапию [46].

Значительные уровни цитокинов IL-6 и IL-10 в асцитической жидкости способствуют возникновению раннего рецидива РЯ, причем IL-10 является самым ярким индикатором неблагополучного исхода. Также IL-10 влияет на микроокружение опухоли, способствуя ее росту, и подавляет Т-клеточный иммунный ответ [47].

В ранее проведенном нами исследовании [7] на фоне НХТ с использованием препаратов платины и таксанов при приеме препаратов, содержащих индол-3 карбинол и эпигаллокатехин-3-галлат, отмечена четкая тенденция к снижению на 20–91% концентрации большинства цитокинов в асцитической жидкости: IL-6, IL-8, G-CSF (Granulocyte colony-stimulating factor, гранулоцитарный колониестимулирующий фактор), MCP-1 (monocyte chemotactic Protein 1, моноцитарный хемотаксический белок 1), TNF-α. При рецидиве РЯ в асцитической жидкости определялась более высокая концентрация цитокинов по сравнению с уровнем, который был достигнут сразу после завершения НХТ (увеличение IL-6 на 86,6%, IL-8 и IL-2 на 73,3% и IL-1β на 72,7%, р < 0,05) [7].

Ангиогенез является ключевым фактором прогрессирования рака, так как по мере увеличения размеров опухоли растет потребность в крови и кислороде [48]. Опухоли могут приобретать ангиогенные свойства за счет взаимодействия с клеточными и бесклеточными компонентами злокачественного асцита. В асцитической жидкости и плазме крови, особенно у пациентов с III–IV стадиями РЯ, сигнальные белки ангиогенеза, такие как VEGF и EGF, часто присутствуют в повышенных концентрациях по сравнению с пациентами с доброкачественными опухолями или здоровыми людьми [49][50]. Оба сигнальных белка играют ключевую роль в распространении и метастазировании опухоли.

Несколько исследований показали существенную роль VEGF-опосредованного роста опухоли, инвазии и метастазирования при раке. VEGF, экспрессируемый первичной опухолью, является основным фактором неоваскуляризации опухоли и повышенной проницаемости капилляров, что, в свою очередь, способствует накоплению асцита [51]. N. Zhan и соавт. [49] установили, что концентрация VEGF была существенно выше при злокачественном (676,59 ± 303,86 пг/мл) по сравнению с доброкачественным асцитом (218,37 ± 98,15 пг/мл), р < 0,001. Концентрация VEGF более 613,38 пг/мл в злокачественном асците при РЯ была ассоциирована с более низкой выживаемостью: медиана составила 8,3 мес. против 15,1 мес. для меньших концентраций VEGF [49]. Полученные данные свидетельствуют о том, что секреция VEGF опухолями оказывает влияние на рост, выработку асцита и перитонеальную диссеминацию.

Рецептор EGF (EGFR, epidermal growth factor receptor) является ключевым молекулярным маркером, участвующим в пролиферации, росте и выживании опухолевых клеток. H. Lassus и соавт. [52] и А. Psyrri и соавт. [53] в своих работах доказали, что сверхэкспрессия EGFR при серозном РЯ была ассоциирована с массивным распространением опухоли, большим размером остаточной опухоли, плохим прогнозом, коротким безрецидивным периодом и снижением общей выживаемости.

Таким образом, клеточные и бесклеточные факторы, содержащиеся в асцитической жидкости при РЯ, создают для опухоли благоприятную среду для роста и метастазирования, способствуют уклонению от иммунной защиты, обеспечивают опухолевым клеткам микроокружение, что приводит к фенотипическим изменениям в популяциях опухолевых клеток и химиорезистентности (табл.) [24].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Асцитическая жидкость при РЯ – это доступный уникальный источник опухолевого материала. В его составе большое количество различных клеточных популяций, белков, цитокинов, иммунных клеток, которые по отдельности и при взаимодействии друг с другом отвечают за канцерогенез, способствуют прогрессированию и метастазированию опухоли и развитию химиорезистентности. Изменения количественного, молекулярного и генетического профиля этих компонентов на фоне лечения РЯ могут рассматриваться как маркеры эффективности проводимой терапии.

Дальнейшие исследования асцитической жидкости будут способствовать выявлению факторов прогноза, точек приложения таргетных препаратов и мониторингу эффективности лекарственной терапии.