БИОХИМИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ НЕЙРОЭНДОКРИННЫХ ОПУХОЛЕЙ

Нейроэндокринные опухоли (НЭО) — гетерогенная группа новообразований, локализующихся в любом органе и способных продуцировать биологически активные соединения, которые проявляют себя различными клиническими синдромами и симптомами [5, с. 439]. Данная тема актуальна для современной медицины, так как статистические показатели заболеваемости составляют 2-3 человека на 100 тысяч населения, однако в процессе аутопсии нейроэндокринные опухоли обнаруживаются у 8-9 человек на 100 тысяч населения, что свидетельствует о низком уровне диагностики [2].

К основным типам НЭО следует отнести эпителиальные новообразования, которые происходят из клеток диффузной гормональной системы органов дыхания и пищеварения, способных продуцировать пептидные гормоны и биологически активные амины. К нейроэндокринным новообразованиям относятся карциноид, мелкоклеточный рак, медуллярный рак щитовидной железы, феохромоцитома, опухоли гипофиза, легких, средостения и наиболее частые опухоли ЖКТ [4, с. 3].

Причины возникновения НЭО недостаточно изучены, однако главными из них считаются генетическая предрасположенность и чрезмерная активность ферментов, участвующих в метаболизме гормонов [1, с. 193].

Для диагностики НЭО используют следующие методы: изучение семейного анамнеза; оценка клинического течения заболевания при обследовании пациента;  биопсия пораженного органа с  гистологическим (микроскопическое исследование) и иммуногистохимическим исследованием (основана на реакции антиген-антитело для выявления опухолевой трансформации); функциональные нагрузочные тесты (для исключения вторичного генеза синдромов); инструментальные методы исследования, такие как ультразвуковое исследование, компьютерная томография, магнитно-резонансная томография; сцинтиграфия (с аналогами соматостатина, меченными In-111, так как НЭО содержат рецепторы соматостатина).

Главным методом диагностики НЭО является лабораторное исследование, так как особенностью этих новообразований является их способность секретировать различные гормоны и другие биологически-активные соединения. Эти вещества и являются специфическими биохимическими маркерами НЭО, они обнаруживаются при биохимическом исследовании крови и мочи. Перечень маркеров постоянно растет и в данный момент включает более 30 показателей (см. таблицу 1).

Таблица 1.

Биохимические маркеры нейроэндокринных опухолей [1]

Деление биохимических маркеров в зависимости от пораженного конкретного органа или системы органов [5, с. 440-441]:

1. При нейроэндокринных опухолях ЖКТ: гастрин, глюкагон, инсулин, проинсулин, С-пептид, панкреатический полипептид, вазоактивный интестинальный пептид, соматостатин и гистамин.
2. При нейроэндокринных опухолях легких: кальцитонин, гистамин, нейрон-специфическая енолаза (НСЕ), паратиреоидный гормон и адренокортикотропный гормон.
3. При феохромоцитоме: основные катехоламины (адреналин и норадреналин в крови или моче) и их метаболиты.
4. При опухолях гипофиза: пролактин, лютеинизирующий гормон, фолликулостимулирующий гормон, тестостерон (у мужчин), эстрадиол (у женщин).
5. При нейроэндокринных опухолях щитовидной железы: кальцитонин, тиреотропный гормон, трийодтиронин и тетрайодтиронин.
6. При АКТГ-эктопическом синдроме: АКТГ и кортизол.

Общие маркеры нейроэндокринных опухолей

1. Хромогранин A (ХгА) — это кислый гликопротеин массой 49 кДа, состоит из 439 аминокислот. Это основной маркер общей группы хромогранинов, часто подвергающийся проверке в связи с хорошей биодоступностью [3, с. 4-6]. Для первичной структуры ХгА характерно распределение 10 пар основных аминокислот по всей длине молекулы, которые являются участками, доступными для специфических эндогенных протеаз. В соответствии с этим циркулирующий в крови ХгА представлен разными молекулярными формами, состоящими из 20 – 113 аминокислот. Функция хромогранинов – это образование, созревание и транспорт секреторных гранул в нейроэндокринных клетках. Хромогранины стали рассматриваться в качестве иммуноцитохимических маркеров нейроэндокринных тканей, а затем и опухолей нейроэндокринной природы после того, как была подтверждена связь фосфорилирования ХгА с секреторной активностью хромаффинных клеток. Норма ХгА в крови до 100 нг/мл или 4,5 ммоль/л.

2. Панкреатический полипептид (ПП) – это линейный полипептид из 36 аминокислотных остатков, молекулярной массой 4,2 кДа. ПП продуцируется в PP-клетках слизистой кишечника и островков поджелудочной железы [1, с. 197-198]. Основные функции: торможение выброса трипсина, желчи, билирубина; расслабление гладких мышц желчного пузыря; угнетение продукции пищеварительных панкреатических ферментов. Повышение уровня ПП регистрируется у большинства больных с функционирующими опухолями, а также у пациентов с нефункционирующими опухолями поджелудочной железы. Норма в крови здорового человека 50-280 пг/мл.

3. Нейронспецифическая енолаза (НСЕ) является изоферментом цитоплазматического гликолитического фермента енолазы (2-фосфо-D-глицерат-гидролаза). По молекулярной структуре представляет собой димер из полипептидов γ-типа с молекулярной массой 80 кД. Обладает сродством к субстрату 2-фосфоглицерату, превращая его в фосфоенолпируват (одна из реакций анаэробного гликолиза, которая показана выше).  Норма в крови до 13,2 нг/мл.

Специфические маркеры нейроэндокринных опухолей

1. Серотонин (5-гидрокситриптамин, 5-HT) – промежуточный продукт метаболизма незаменимой аминокислоты триптофана. Его синтез идет в два этапа, который представлен на схеме 1:

1 этап - гидроксилирование в 5-м положении, осуществляемое триптофангидроксилазой, превращает триптофан в 5-гидрокситриптофан;

2 этап - декарбоксилирование 5-гидрокситриптофана с образованием 5- гидрокситриптамина.

Схема1. Реакция синтеза серотонина.

Функции: облегчение двигательной активности, благодаря усилению секреции субстанции Р в окончаниях сенсорных нейронов; регуляция гормональной функции гипофиза; увеличение секреции гормонов передней доли гипофиза; участие в регуляции сосудистого тонуса. Повышен при карциноидном синдроме [5, с. 440]. Норма в сыворотке крови 0,22-2,05 мкмоль/л (40-80 мкг/л); в цельной крови - 0,28-1,14 мкмоль/л (50-200 нг/мл).

2. 5-окси-3-индолилуксусная кислота (5-ОИУК, 5-ГИУК, 5-HIAA) – является метаболитом серотонина, выводящимся с мочой. [4] Первый этап синтеза: под действием фермента моноаминооксидазы серотонин превращается в 5-гидроксииндолальдегид. Второй этап: необратимый синтез из 5-гидроксииндолальдегид под действием ацетальдегиддегидрогеназы 5-гидроксииндолуксусной кислоты, которая выводится с мочой. Основная функция – указывать на обмен серотонина в организме, так как это более стабильный и менее подверженный вариабельности показатель, чем концентрация серотонина. В норме суточное выделение составляет 2—10 мг.

3. Гистамин (β-имидазолэтиламин) является одним из важнейших медиаторов, на схеме 2 показано его образование при декарбоксилировании гистидина.

Схема 2. Образование гистамина из гистидина способом декарбоксилирования.

Функции: стимуляция секреции желудочного сока, подавление высвобождения нейромедиаторов, повышение секреции гормонов гипофизом. Гистамин продуцируется энтерохромаффиноподобными клетками желудка (ECL-клетками). Повышен при НЭО легких, медиастинума, ЖКТ. Норма в цельной крови - 180-900 нмоль/л (20-100 мкг/л); в плазме крови - 250-350 нмоль/л (27,8-38,9 мкг/л).

4. Вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП) — полипептид, состоящий из 28 аминокислотных остатков, нейромедиатор и паракринный регулятор клеток желудочно-кишечного тракта. Образуется из молекулы-предшественника с сигнальной пептидной последовательностью из 22 аминокислот. Функции: стимулирует кровоток в стенке кишки, гладкую мускулатуру кишечника; ингибирует выделение HCl; стимулирует продукцию пепсиногена [1, с. 199]. Уровень ВИП повышается при гастроэнтеропанкреатических опухолях. Норма в крови до 200 пг/мл.

5. Соматостатин (СС) — пептидный гормон, вырабатываемый дельта-клетками поджелудочной железы и гипоталамусом. В организме может находиться в двух активных формах, состоящих из 14 и 28 N-концевых аминокислотных остатков. Функции: в желудочно-кишечном тракте угнетает секрецию гастрина, энтероглюкагона, мотилина, секретина, холецистокинина, ВИП, в поджелудочной железе — инсулина, глюкагона; вне ЖКТ ингибирует секрецию гормона роста. Наиболее характерен для новообразования в головке поджелудочной железы. Норма в крови до 100 пг/мл.

6. Инсулин — гормон бета-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы. Каждая молекула инсулина построена из двух пептидных цепей: цепь А и цепь Б, которые содержат 21 и 30 аминокислотных остатков соответственно. Между А и Б цепью располагается две дисульфидные связи.  Инсулин образуется из проинсулина, протеолиз которого приводит к образованию эквимолярных количеств инсулина и С-пептида. Функции: снижении уровня сахара в крови; облегчение поглощения и использования глюкозы мышечными и жировыми клетками и торможение образование новых молекул глюкозы в печени. Повышен при гастроэнтеропанкреатических опухолях. Норма в крови 3 – 30 мкЕд/мл (до 240 пмоль/л).

7. Пролактин (маммотропин, лактотропный гормон, ЛТГ) – пептид из 198 аминокислот с молекулярной массой 23 кДа, имеет 3 дисульфидные связи [6, c. 565]. Синтезируется в ацидофильных клетках передней доли гипофиза. Функции: у женщин стимулирует рост молочной железы и ее лактацию в период кормления; поддерживает активность желтого тела и секрецию прогестерона; принимает участие в поддержании материнского инстинкта; у мужчин в клетках Лейдига увеличивает синтез тестостерона; стимулирует предстательную железу и ее секрецию. Повышено содержание гормона при опухолях гипофиза [5, с. 440]. Норма пролактина в крови у мужчин: 53-360 мЕд\л, у женщин вне беременности 4-23 нг/мл.

8. Адренокортикотропный гормон (АКТГ) – пептидный гормон, состоящий из 39 аминокислот, синтезируется в клетках передней доли гипофиза [6, с. 566]. Функции: стимуляция липолиза в жировой ткани, образование белка и нуклеиновых кислот в надпочечниках, активация синтез холестерола. Синтез усиливается при гастроэнтеропанкреатических опухолях, легких и  средостения и АКТГ-эктопическом синдроме [5, с. 440]. Норма в сыворотке 7,2 - 63,3 пг/мл.

Заключение

Несмотря на большое количество различных методов диагностики нейроэндокринных опухолей, главным из них считается лабораторное исследование, так как особенностью данного вида опухолей является их способность секретировать различные гормоны и другие биологически-активные вещества. Биохимический анализ крови и/или мочи указывает на конкретную локализацию опухолевого роста. Для повышения эффективности биохимической диагностики НЭО может быть применен расширенный спектр исследуемых маркеров, как универсальных, так и специфических, в соответствии с опухолевой локализацией и имеющейся у больного клинической картиной.

Список литературы:

1. Гуревич Л.Е. Диагностика нейроэндокринных опухолей желудочно-кишечного тракта // Практическая онкология.  -2005 - № 4.
2. Делекторская В.В., Павловская А.И. Морфологическая характеристика основных типов нейроэндокринных опухолей // Нейроэндокринные опухоли, морфологическая и лабораторная диагностика. -2010. - №7.
3. Кушлинский Н.Е., Любимова Н. В. Биохимические маркеры в диагностике нейроэндокринных опухолей // Клиническая лабораторная диагностика. -2014. - №7.
4. Любимова Н.В., Костылева О.И., Маркович А.А. Биохимические маркеры нейроэндокринных опухолей: методические и клинические аспекты // Современные вопросы диагностики и лечения опухолей.- 2016.
5. Любимова Н.В., Кушлинский Н.Е. Биохимические маркеры сыворотки крови и мочи при обследовании больных нейроэндокринными опухолями //Альманах клинической медицины. -2016 - №44 (4).
6. Северин Е. С. Биохимия: Учебник для вузов - ГЭОТАР-Медиа, 2003 – 779 с.