Способ диагностики злокачественных опухолей

009007 Область техники Изобретение относится к медицине, а конкретно к онкологии, и касается способа ин витро диагностики злокачественных опухолей с использованием сыворотки беременных животных. Предшествующий уровень техники К настоящему времени из уровня техники известно большое количество методов диагностики опухолей, основанных на исследовании опухолевых маркеров для прогнозирования заболевания и мониторинга лечения, которые в той или иной мере позволяют получать информацию о состоянии диагностируемого пациента. Опухолевые маркеры, а их известно уже более 200, продуцируются опухолевыми клетками или организмом в ответ на развитие опухоли. Однако на ранних стадиях опухолевого процесса уровень опухолевых маркеров, как правило, не повышен, вследствие этого исследования онкомаркеров нельзя использовать для диагностики злокачественных опухолей независимо от локализации и гистогенеза. Известен способ диагностики злокачественной опухолей путем серологического исследования крови, включающий добавление к пробе цельной крови пациента антиидиотипической антиэмбриональной сыворотки, измерение скорости оседания эритроцитов пациента и в контроле, определение разницы между первым и вторым, умножение на максимальную из обеих величин СОЭ, деление на 50 и при величине полученного показателя более 1,5 диагностируют опухолевый рост [1]. Данный способ позволяет диагностировать злокачественные опухоли вне зависимости от особенностей их гистогенеза и локализации. Однако для получения антиидиотипической антиэмбриональной сыворотки необходима двукратная иммунизация мелких сингенных животных, что является достаточно сложным и трудоeмким процессом. Кроме того, использование мелких животных не обеспечивает получение необходимого достаточного количества сыворотки. Известен способ диагностики злокачественной опухоли путeм исследования скорости оседания эритроцитов под воздействием двух агентов - антиидиотипической антиэмбриональной сыворотки и контрольной сыворотки, при этом в качестве первого агента используют крысиную сыворотку, а в качестве второго - сыворотку крыс, которым предварительно вводят лимфоциты интактных сингенных животных,находят минимальный и максимальный градиент СОЭ, по полученным значениям определяют коэффициент злокачественности роста клеток по формуле где Кзр - коэффициент злокачественного роста; С макс - максимальный уровень градиента СОЭ; С мин - минимальный уровень градиента СОЭ; и при значении Кзр = 1,55-7,0 определяют злокачественную опухоль [2]. Данный способ диагностики позволил значительно расширить исследуемый спектр заболеваний опухолевой природы, а также дифференцировать именной злокачественный рост опухолевых клеток от заболеваний неопухолевой природы и нормы. Однако для получения антиидиотипической антиэмбриональной сыворотки необходимы также сингенные крысы, которых необходимо иммунизировать лимфоцитами сингенных животных. Это существенное ограничение делает невозможным использование для получения таких сывороток крупных животных, например таких, как лошади, чтобы обеспечить получение упомянутой сыворотки в достаточных количествах. Известен также способ диагностики злокачественных опухолей с использованием специфической антисыворотки к универсальному опухолевому антигену, включающий выделение тканей, приготовление клеточной взвеси, иммунизацию животных, получение из неe антисыворотки, введение еe в реакцию с кровью обследуемого, по результатам которой диагностируют опухоль, при этом проводят двухэтапную иммунизацию, а в качестве тканей на первом этапе у генетически однородных животных выделяют эмбрион на стадии fetus, готовят клеточную взвесь, после иммунизации которой у животного производят забор клеток селезeнки, выделяют из них лимфоциты и проводят второй этап иммунизации животного той же генетической линии взвесью этих лимфоцитов, после чего у животного получают антисыворотку,добавляют в неe клетки интактных органов тех же животных, смесь декантируют, отделяют надосадочную фракцию, фильтруют еe через миллипоровый фильтр с диаметром пор 20 мкм, фильтрат добавляют к крови обследуемого, а результат учитывают по иммунофлуоресценции или в реакции СОЭ и при величинах, достоверно отличающихся от контрольных значений, диагностируют опухоль. При проведении реакции СОЭ диагностический коэффициент определяют по формуле где- диагностический коэффициент, который при наличии опухоли составляет 1,5;-1 009007 А - величина СОЭ в опытной пробе (к цитратной крови обследуемого добавлена антисыворотка к антигену опухоли); В 1 и В 2 - величины СОЭ в контрольных пробах (к цитратной крови обследуемого добавлена антисыворотка того же вида животного, который использовался для получения антисыворотки);X - наибольшее значение СОЭ в анализе (или в пробе А, или среднее В 1 и В 2, т.е. (В 1+В 2)/2) [3]. Данный способ позволил повысить чувствительность и специфичность проводимой диагностики,однако, для его реализации требуется антисыворотка, процесс получения которой также достаточно сложен и весьма трудоeмок. Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому при использовании результату является способ диагностики злокачественных опухолей с использованием специфической антисыворотки к универсальному опухолевому антигену, включающий добавление упомянутой антисыворотки к тканям, крови или другим физиологическим жидкостям обследуемого, с последующим учeтом результатов по иммунофлоуресценции, в реакциях СОЭ, рассчитанных по формуле где- диагностический коэффициент; А - величина СОЭ в опытной пробе (к цитратной крови обследуемого добавлена антисыворотка к антигену опухоли); В 1 и В 2 - величины СОЭ в контрольных пробах (к цитратной крови обследуемого добавлена сыворотка того же вида животного, который использовался для получения антисыворотки);X - наибольшее значение СОЭ в анализе (или в пробе А, или среднее В 1 и В 2, т.е. (В 1+В 2)/2),и при полученных величинах диагностического коэффициента , достоверно отличающихся от контрольных значений (1,5), диагностируют опухоль [4]. Одним из существенных недостатков известного технического решения является сложность и трудоeмкость процесса получения антиидиотипической антиэмбриональной сыворотки. Кроме того, использование мелких лабораторных животных не обеспечивает возможности получения большого количества антисыворотки от одного животного, а следовательно, и широкого промышленного использования изобретения. Действительно, его трудно использовать на таких удобных для работы животных, как, например, лошадь. В соответствии с прототипом подопытным лошадям необходимо ввести эмбриональные ткани, выделить селезeнку и ввести другим лошадям суспензии клеток селезeнки - это достаточно дорогостоящая и непрактичная технология. Раскрытие изобретения Известно, что ранняя диагностика злокачественных опухолей существенно влияет на результаты лечения онкологических больных. При многих локализациях излечение больных начальными стадиями опухолевого процесса достигается более чем в 90% случаев. Однако в настоящее время у подавляющего большинства первичных онкологических больных диагностируется распространeнный опухолевый процесс. В этой связи создание теста для ин витро диагностики злокачественных опухолей, независимо от локализации и гистогенеза, является актуальной потребностью, а еe успешное разрешение позволит значительно улучшить результаты лечения онкологических больных. В основу заявленного изобретения положена парапартеногенетическая гипотеза онкогенеза, впервые предложенная А.В. Балюрой в 1983 г. [5, 6, 7, 23]. Согласно этой гипотезе при малигнизации в исходной дифференцирующейся соматической клетке происходит партеногенетическая активация генома(парапартеногенез), что приводит к последовательному включению двух генетически детерминированных программ: программы нормального развития соматической клетки, блокированной на том или ином этапе дифференцировки, а у части клеток - дополнительно программы нормального онтогенеза, начиная с самых ранних этапов. Было установлено, что в злокачественной опухоли существуют два вида клеток: одни клетки (стволовые опухолевые клетки) воспроизводят черты клеток исходной ткани, другие (дифференцирующиеся опухолевые клетки, происходящие из стволовых опухолевых клеток), воспроизводя черты клеток исходной ткани, по мере опухолевой прогрессии, приобретают всe большее сходство с дифференцирующимися клетками других органов и тканей, причeм темп такого приобретения будет наибольшим у низкодифференцированных опухолей, средним - у умеренно дифференцированных опухолей и низким - у высокодифференцированных опухолей. Автор считает, что роль любых канцерогенных воздействий сводится к запусканию механизма парапартеногенеза, который является общим для всех злокачественных опухолей, но в клетках доброкачественных опухолей не реактивируется программа онтогенеза. В качестве доказательства парапартеногенетической гипотезы онкогенеза автор приводит следующие доводы: существует особая злокачественная опухоль - тератокарцинома яичка, поражающая животных и че-2 009007 ловека. Эта опухоль состоит из смеси клеток, одна часть которых подобна клеткам эмбрионального яичка, а другая - 14 видам клеток различных органов и тканей. Было показано, что клетки, сходные с клетками эмбрионального яичка, мультипотентны: при пересадке одной такой клетки образуется опухоль,состоящая в свою очередь из клеток, подобных клеткам эмбрионального яичка и упомянутым 14 видам дифференцирующихся клеток, подобных почечным, нервным, мышечным и другим, а пересадка одной дифференцирующейся клетки к образованию опухоли не приводила [10, 17, 26, 27, 28, 29, 30]; экспрессия онкогенов (c-srk, c-myc, c-erb, crash, c-resk, c-sis, N-myc, L-myc) наблюдается как при опухолевом росте, так и на определeнных (самых ранних) стадиях эмбриогенеза. По-видимому, онкогены являются нормальным компонентом эмбриогенеза [13, 14, 19]; в цитоплазме клеток злокачественных опухолей обнаруживаются мРНК, сходные с таковыми у эмбриональных клеток на самых ранних стадиях развития [31]; опухолевые клетки синтезируют продукты именно раннего периода развития. Для человека эти продукты характерны для периода от гаметогенеза до 10 недель внутриутробного развития. С завершением органогенеза синтез по крайней мере части веществ, общих для эмбриональных и опухолевых клеток, прекращается [18, 20, 24]. Таким образом, на основании парапартеногенетической гипотезы онкогенеза можно заключить, что ключевым отличием клеток злокачественных опухолей от нормальных является то, что клетки злокачественных опухолей, даже на стадии нескольких клеток, продуцируют ранние эмбриональные антигены(стадиоспецифические антигены). Приведенные выше доводы были положены в основу создания нового метода ин витро диагностики рака независимо от локализации и гистогенеза. Ещe в 1864 г. Ф. Мюллер и в 1866 г. Э. Геккель сформулировали основной биогенетический закон,согласно которому в ходе индивидуального развития происходит краткое и сжатое повторение исторического развития предков данного организма [8, 9]. Как следует из упомянутого закона, в ходе развития зародыша появляются лягушечьи белки (антигены), затем змеиные, и, наконец, человеческие антигены [9]. Было выявлено определeнное сходство между клетками злокачественных опухолей и клетками эмбрионов на ранних стадиях развития. Так, более семидесяти лет назад Hirschfeld и Halber установили, что сыворотки кроликов, иммунизированных водными вытяжками из тканей эмбрионов крысы, положительно реагировали в реакции связывания комплемента с липоидными экстрактами из тканей крысиной плаценты, из саркомы Йенсена и ещe сильнее - с липоидными экстрактами человеческого рака, но с экстрактами из тканей нормальных органов человека эти сыворотки не реагировали [9, 11]. В дальнейшем эти данные были многократно подтверждены [9]. Известно также, что антигены крови плода, в том числе на самых ранних стадиях развития (ранние эмбриональные антигены, стадиоспецифические антигены), отсутствующие в тканях матери, могут проходить через плаценту и вызывать образование у матери соответствующих антител. Такие антитела обнаруживаются во всех случаях нормально протекающей беременности, оказывая, по мнению некоторых авторов, регулирующее и нормализующее действие на ход развития плода [8, 9]. Но в отдельных случаях при естественном ходе беременности между матерью и плодом возникают иммунологические конфликты, что нередко происходит у лошадей и особенно у мулов [9]. Отмечены случаи, когда при скрещивании кобылы с определeнным производителем рождались нежизнеспособные жеребята, либо бывали выкидыши. Оказалось, что это объясняется несовместимостью тканей матери и плода [9]. Особенно часто иммунологические конфликты проявляются в случае, когда плод кобылы, покрытой ослом, наследует антигены от осла. Эти антигены иммунизируют кобылу, в результате чего образуются соответствующие антитела, которые и губят плод [9]. В южных районах Франции отход потомства мулов достигает 15% [9]. Было установлено, что появление антител запускает целый каскад иммунологических реакций. В 1974 г. N.Jerne [25] разработал концепцию идиотипической сети, в соответствии с которой, в результате иммунного ответа на антиген образуются антитела, идиотипические детерминанты которых могут быть аутоиммуногенами. Иначе говоря, каждое антитело (Ат 1) может вызывать образование антиидиотипических антител (Ат 2), которые в свою очередь вызывают образование анти-антиидиотипических антител(Ат 3), а те в дальнейшем - синтез анти-анти-антидиотипических антител (Ат 4) и т.д. Антиидиотипичесикие антитела (Ат 2) и анти-анти-антиидиотипические антитела (Ат 4) несут внутренний образ антигена, т.е. имеют антигенные детерминанты и могут связываться с Ат 1 и Ат 3[15]. Было показано, что антигены и идиотипы экспрессируются на антигенсвязывающих рецепторах Ти В-лимфоцитов, адсорбируются на поверхности эритроцитов и содержатся в сыворотке крови [12, 15]. Автор полагает, что у больного злокачественной опухолью синтезируются ранние эмбриональные антигены (стадиоспецифические антигены), которые вызывают образование антител к ранним эмбриональным антигенам (Ат 1), вызывающие образование антиидиотипических антител (Ат 2), которые в свою очередь приводят к образованию анти-антиидиотипических антител (Ат 3), а те - к образованию антианти-антиидиотипических антител (Ат 4) и т.д. Эти ранние эмбриональные антигены, а также Ат 1, Ат 2,-3 009007 Ат 3, Ат 4 и т.д. экспрессируются на Т- и В-лимфоцитах, адсорбируются на эритроцитах и содержатся в сыворотке крови больного злокачественной опухолью. В сыворотке крови животных на ранних стадиях беременности содержатся такие же ранние эмбриональные антигены (стадиоспецифические антигены), Ат 1, Ат 2, Ат 3, Ат 4 и т.д., способные взаимодействовать с соответствующими антигенами и антителами в крови больного злокачественной опухолью. Таким образом, в соответствии с заявленным изобретением в процессе ин витро диагностики злокачественных опухолей у больного злокачественной опухолью выявляется наличие ранних эмбриональных антигенов (стадиоспецифических антигенов), антител к ранним эмбриональным антигенам (Ат 1), антиидиотипических антител к ранним эмбриональным антителам (Ат 2), анти-антиидиотипических антител к ранним эмбриональным антителам (Ат 3), анти-анти-антиидиотипических антител к ранним эмбриональным антителам (Ат 4), и т.д., экспрессированных на Т- и В-лимфоцитах, адсорбированных на эритроцитах и содержащихся в сыворотке крови. Существо заявленного способа диагностики заключается в том, что к тканям или крови прибавляют сыворотку, полученную от животных на ранних сроках беременности, с последующим учeтом результатов в реакции СОЭ, а также в других известных иммунологических реакциях, и при наличии достоверно отличающихся значений при добавлении нормальной сыворотки крови соответствующего животного диагностируется наличие злокачественной опухоли. Техническим результатом заявленного изобретения является создание способа диагностики злокачественных опухолей, который по сравнению с прототипом позволил значительно снизить трудоeмкость способа с одновременным значительным упрощением технологического процесса за счeт предложенного использования сыворотки беременных животных, а также снять проблемы, присущие прототипу и связанные с объeмом получаемой сыворотки. Существенным отличием заявленного способа является то, что в качестве диагностической сыворотки, отличной от контрольной, впервые предложено использовать сыворотку крови беременных животных, в частности сыворотку крови жеребых кобыл, взятую на 45-100 день жеребости, а в качестве контрольной сыворотки - нормальную лошадиную сыворотку. Упомянутый технический результат достигается в процессе реализации заявленного изобретения за счeт того, что в способе диагностики злокачественных опухолей, посредством серологического исследования крови, включающем добавление к одной пробе цельной крови пациента антиидиотипической антиэмбриональной сыворотки, а к другой пробе цельной крови пациента - нормальной сыворотки животного того же вида, измерение скорости оседания эритроцитов в обеих пробах, определение разницы в скорости оседания эритроцитов в обеих упомянутых пробах, вычисление, по полученным данным и известной расчeтной формуле, диагностического коэффициента, по величине которого диагностируют опухолевый рост, для выявления в сыворотке крови у обследуемого пациента ранних эмбриональных антигенов, антител к ранним эмбриональным антигенам, антиидиотипических антител к ранним эмбриональным антигенам, антиидиотипических антител к ранним эмбриональным антигенам, экспрессированных на Т- и В-лимфоцитах, адсорбированных на эритроцитах, в качестве антиидиотипической антиэмбриональной сыворотки, используют сыворотку беременных животных, содержащую ранние эмбриональные антигены, антитела к ранним эмбриональным антигенам, антиидиотипические антитела к ранним эмбриональным антигенам, анти-антиидиотипические антитела, анти-анти-антиидиотипические антитела и нормальную сыворотку таких же животных; а также тем, что в качестве сыворотки беременных животных используют сыворотку жеребых кобыл и нормальную лошадиную сыворотку; а также тем, что в качестве сыворотки жеребых кобыл используют сыворотку, полученную на 45100 день жеребости; а также тем, что сыворотку жеребых кобыл добавляют к тканям, крови или другим жидкостям обследуемого пациента и по полученным значениям в реакции СОЭ, или в других известных иммунологических реакциях, при величинах, достоверно отличающихся от значений, полученных при добавлении нормальной лошадиной сыворотки, диагностируют опухоль. Лучший вариант осуществления изобретения Способ реализуется следующим образом. В две пробирки вносят по 200 мкл гепаринизированной крови (20 ед. гепарина на 1 мл крови). В одну из пробирок добавляют 50 мкл сыворотки жеребых кобыл, а в другую - 50 мкл нормальной лошадиной сыворотки. Пробирки встряхивают в течение 1-2 мин, после чего кровь из первой пробирки с помощью микропипетки вносят в два стеклянных капилляра до отметки 50 и помещают их в аппарат Панченкова. Аналогичным образом вносят кровь из второй пробирки, и оба капилляра также помещают в аппарат Панченкова. В качестве капилляров используют стандартные капилляры с внутренним диаметром около 0,8 мм. Капилляры инкубируют в течение 1 ч при температуре 37 С. Через 1 ч измеряют СОЭ в капиллярах в мм, подсчитывают среднее арифметическое значение СОЭ в опыте и в контроле. Вычисляют диагностический коэффициент следующим образом: разницу в СОЭ между опытом и контролем делят на 50 и умножают на наибольший полученный показатель СОЭ. Верхняя граница нормы соответ-4 009007 ствует 1,5. У онкологических больных диагностический коэффициент может достигать 4,0-5,0 и выше. Предложенный способ диагностики был апробирован на группе пациентов, включающей онкологических больных, больных неопухолевыми заболеваниями и практически здоровых людей. Полученные результаты приведены в таблице. Таблица Как следует из приведенных данных, диагностический коэффициент у больных злокачественными опухолями, как правило, значительно больше 1,5, а у здоровых людей и больных неопухолевыми заболеваниями он значительно меньше 1,5. Предложенным способом диагностики было обследовано 86 онкологических больных и 16 здоровых людей и больных неопухолевыми заболеваниями, чувствительность способа составила 88%. Промышленная применимость Таким образом, в соответствии с заявленным изобретением предложен способ диагностики злокачественных опухолей, в котором удалось преодолеть недостатки, присущие упомянутым выше техническим решениям, представляющим известный уровень техники, упростить технологию самого процесса диагностики, существенно снизить его трудоeмкость, а также исключить ограничения, касающиеся объeма используемой сыворотки, с одновременным повышением чувствительности способа. Источники информации, принятые во внимание при оформлении изобретения 1. Патент СССР 1836640, МПК 5 G01N 33/80, 1992 г. 2. Патент РФ 2111495, МКИ 6 G01N 33/80, 1995 г. 3. Патент РФ 2137136, МПК 6 G01N 33/53, 33/96, 1998 г. 4. Патент РФ 2149023, МПК 7 А 61 К 39/395, G 01 N 33/531, 1998 г. 5. Балюра А.В. Парапартеногенетическая гипотеза канцерогенеза. М., 1983, с.10 (рукопись депонирована во ВНИИМИ МЗ СССР 7134-83). 6. Балюра А.В. Гипотеза возникновения злокачественных опухолей. Вестник медицины, 1995, 3,с.10. 7. Балюра А.В. Парапартеногенетическая гипотеза онкогенеза. Тезисы второго съезда онкологов-5 009007 стран СНГ Kyiv Onkology 2000, Киев, 23-26 мая 2000, 173. 8. Вязов О.Е. Иммунология эмбриогенеза. М., Медгиз, 1962, с.328. 9. Вязов О.Е. Новое в развитии зародыша. М., 1964, с.29. 10. Дыбан П.А. Экспер.Онкол. 1981, 3, 6, с.44-50. 11. Дэй Ю. Иммунология рака. М., Мир, 1966, с.15-24, 37-46. 12. Новицкий В.В., Степанова Е.А., Гольдберг В.В., Колосова М.В., Рязанцева Н.В., Корчин В.И. Эритроциты и злокачественные новообразования. Томск, 2000, с.286. 13. Киселeв Ф.Л., Павлиш О.Ф., Татосян Ф.Г. Молекулярные основы канцерогенеза у человека. М.,Медицина, 1990, с.317. 14. Копнин Б.П. Биохимия, 2000,1, с.5-33. 15. Пол У. Иммунология. М., Мир, 1988, с.476, 455, 360. 16. Ройт А., Бростофф Дж., Мейл Д. Иммунология. М., Мир, 2000, с.581. 17. Шапот B.C. Биохимические аспекты опухолевого роста. М., Медицина, 1975, с.304. 18. Эренпрейс Я.Г. Экспериментальная онкология. 1982,6, с.13-18. 19. Эренпрейс Я.Г. Вопросы онкологии. 1983, 7, с.109-114. 20. Эренпрейс Я.Г. Современные концепции опухолевого роста. Рига, Зинатне, 1987, с.120. 21. Эфрусси Б. Гибридизация соматических клеток. М., Мир, 1976, с.195. 22. Ярилин А.А. Основы иммунологии. М., Медицина, 1999, с.607. 23. Balyura A. A new hypothesis of oncogenesis. Вестник медицины, 1995, 4, c.1. 24. Fishman W.S., Singer R.M. In: Cancer. A Comprehensive Treatise. N.Y., London, 1975, 3, p.57-80. 25. Jerne N.K. Ann. Immunol. (Paris), 1974, 125C, p.373-380. 26. Kleinsmith L.J., Pierce G.B. Cancer Res. 1964, 24,9, p.1544-1552. 27. Pierce G.B. In: Can. Cancer Conf. 1961, N.Y., London, Acad. Press, 1967, 3, p.223-246. 28. Pierce G.B., Dixon F.J., Verney E. Cancer. 1959,3, p.573-584. 29. Pierce G.B. Current topics in developmental biology. N.Y., Acad. Press, 1967, 3, p.223-246. 30. Pierce G.B. In: Developmental aspects of carcinogenesis and immunity. N.Y., Acad. Press, 1974, p.322. 31. Rigbi P.W., Brickell P.R., Latohman D.S. et al. In: Transformed Phenotype. 1984, Gold Springer Harbor, p.97-104. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ диагностики злокачественных опухолей, заключающийся в том, что к одной пробе цельной крови пациента добавляют сыворотку крови беременных животных, содержащую ранние эмбриональные антигены, антитела к ранним эмбриональным антигенам (Ат 1), антиидиотипические антитела(Ат 2) и анти-антиидиотипические антитела (Ат 3), а к другой пробе цельной крови пациента в качестве контроля добавляют нормальную сыворотку животного того же вида, измеряют скорость оседания эритроцитов в обеих пробах, определяют разницу в скорости оседания эритроцитов в обеих пробах и вычисляют по полученным данным, как раскрыто в описании, диагностический коэффициент, по величине которого диагностируют злокачественную опухоль. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве диагностической сыворотки крови беременных животных используют сыворотку жеребых кобыл, а в качестве контрольной - нормальную лошадиную сыворотку. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве сыворотки жеребых кобыл используют сыворотку, полученную на 45-100 день жеребости.