Ангиогенез в опухоли и его клиническое значение
Благодаря исследованиям последних 25 лет создана стройная теория опухолевого ангиогенеза.
Зависимость роста опухоли от развития сосудистой сети в ней на сегодня установленный факт.
Ангиогенез необходим для снабжения опухоли кислородом, питательными веществами, факторами роста, гормонами, ферментами и гемостатическими факторами, регулирующими процессы коагуляции и активность фибринолитической системы.
Показано, что динамика роста новообразований и их потенция к диссеминации зависит от степени развития и количества кровеносных сосудов. Выделены в химически чистом виде факторы ангиогенеза новообразований, продуцируемые клетками опухоли и клетками фонового воспалительного инфильтрата. Также синтезированы ингибиторы ангиогенеза, действие которых через редукцию капиллярной сети опухоли приводит к ее регрессу.
В условиях отсутствия достаточного кровоснабжения опухоль получает кислород и питательные вещества путем диффузи и и обычно не вырастает более 1-2 мм в диаметре. В бессосудистых опухолях темпы клеточного роста равны темпам их гибели, поэтому новообразование не растет до тех пор, пока в ней не начнется рост кровеносных сосудов из близлежащих капилляров.
Этот процесс принято называть ангиогенезом. Начало ангиогенеза ведет к формированию новой сети капилляров. Новообразованные капилляры в опухоли отличаются своим строением. Они имеют фрагментированную базальную мембрану, что создает условия для легкого проникновения опухолевых клеток в кровяное русло.
Доказано, что не только опухолевые клетки, но и макрофаги, лимфоциты, тучные клетки передают сигналы о необходимости начала ангиогенеза путем секреции ростовых факторов.
Ангиогенез — сложный динамический процесс, который регулируется рядом проангиогенных и антиангиогенных факторов. Ангиогенное переключение характеризуется дисбалансом между проангиогенными и антиангиогенными факторами и ведет к стимуляции образования кровеносных сосудов.
Повышение васкуляризации опухоли и экспрессия опухолью проангиогенных факторов ассоциируется с распространенной стадией опухоли и неблагоприятным прогнозом многих злокачественных новообразований.
Формирование новых сосудов происходит из уже существующих путем пролиферации, миграции, инвазии эндотелиальных клеток и формирования из них тубулярных структур.
Ангиогенные факторы выявляют в сыворотке крови и в моче больных онкологического профиля. Выраженное ангиогенное действие оказывают фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), основной и кислый фактор роста фибробластов (FGF), инсулиноподобный фактор роста I, фактор роста гепатоцитов (HGF), ангиопоэтин, плацентарный фактор роста (PGF), связываемый гепарином эпидермальный фактор роста (EGF), фактор роста тромбоцитов, трансформирующий фактор роста в (TGF-в).
Наиболее изучены факторы семейства VEGF, к которому относят 6 гликопротеинов: VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C, VEGF-D, VEGF-E, фактор роста плаценты (PIGF)-1 и 2. VEGF-A идентифицировали как фактор, индуцирующий проницаемость сосудов. VEGF-A является гомодимерным гликопротеином с молекулярной массой 45 кДа.
Выявлены 4 изоформы, каждый мономер которых состоит из 121, 165, 189, 206 а.о. VEGF-A121 свободно сскретируется, в то время как наиболее крупные изоформы (VEGF-A145, VEGF-A206) депонируются во внеклеточном матриксе. Для их активации необходимо расщепление протеазами.
Наиболее распространенная изоформа — VEGF-A165, представленный в растворимой и связанной формах. В ряде солидных опухолей отмечают его гиперэкпрессию. Доказано, что структура экспрессии опре деленных изоформ VEGF тканеспецифична. VEGF-A играет важную роль в развитии эмбриона, участвуя в формировании васкулогенеза и сердечно-сосудистой системы.
В постнатальный период имеет большое значение при заживлении ран, овуляции, менструации, поддержании уровня артериального давления, беременности. Повышая ангиогенез, VEGF-A принимает участие в формировании патологических состояний при артрите, псориазе, диабетической ретинопатии. VEGF-C и VEGF-D принимают участие в эмбриональном и постнатальном лимфоангиогенезе. Их значение в ангиогенезе опухоли не установлено. VEGF-E не относится к непосредственному гомологу VEGF, а является вирусным протеином, который кодируется парапокевирусом Orf.
Лиганды VEGF осуществляют ангиогенные эффекты посредством нескольких рецепторов/Активация рецепторов VEGF запускает процесс передачи множества сигналов, регулирующих выживание эндотелиальных клеток, их миграцию, инвазию, пролиферацию и дифференцировку, а также мобилизацию клеток — предшественниц эндотелиальных клеток из костного мозга в кровяное русло.
VEGF повышает проницаемость стенок сосудов, что приводит к отложению белков в интерстилиальной ткани и способствует ангиогенезу. VEGF также индуцирует экспрессию генов, связанных с обеспечением процесса свертывания крови и фибринолиза.
Два рецептора первоначально определяли на эндотелиальных клетках, которые характеризуются как специфические рецепторы тирозинкипазы VEGF-1, VEGF-2.
Доказано, что рецепторы экпрессирутотся на гемопоэтических клетках разных клеточных поколений у взрослых. Эти рецепторы состоят из 7 внеклеточных иммуноглобулиновых областей, единичного трансмембранного домена и домена тирозинкиназы. Недавно открыли еще один рецептор тирозинкиназы VEGF-3, принимающий участие в лимфоангиогенезе.
Все изоформы VEGF-A связываются с рецепторами VEGF-1 и VEGF-2, в то время как плацентарный фактор роста (PIGF)-1 и PIGF-2, VEGF-B связываются только с рецептором VEGF-1, VEGF-E — с рецептором VEGF-2, VEGF-C и VEGF-D — с рецепторами VEGF-2 и VEGF-3.
Гиперэкспрессия VEGF ассоциируется с опухолевой прогрессией и неблагоприятным клиническим исходом при многих карциномах, в том числе рак молочной железы (РМЖ).
VEGF обладает разнообразной биологической активностью посредством стимуляции соответствующих рецепторов, расположенных на эндотелиальных клетках.
Во-первых, он является одним из ключевых индукторов сосудистой проницаемости, которая в 50 тыс. раз мощнее гистамина. VEGF участвует в образовании выпота в брюшной и плевральных полостях при канцероматозе плевры и брюшины.
Точный механизм повышения проницаемости сосудов не определен. Одни исследователи считают, что проникновение макромолекул происходит через эндотелий посредством трансэндотелиальных каналов клеток, вовлекающих вези коваскулярные органеллы, индуцированные VEGF.
Другие считают, что VEGF индуцирует фенестрацию эндотелия, что приводит к формированию дополнительного трансклеточного пути, Есть мнение, что VEGF стимулирует путь внутри эндотелиальных клеток путем открытия синапсов между прилегающими эндотелиальными клетками.
Во-вторых, VEGF приводит к изменению морфологии эндотелиальных клеток, стимулирует их миграцию и рост. Он повышает экспрессию разнообразных генов эндотелиоцитов, включает прокоагулянтный тканевой фактор, фибринолитические белки, металлопротеазы матрикса, интегрины и митогены. VEGF является митогеном эндотелиальных клеток. Пролиферация эндотелия происходит с вовлечением VEGF-2, активации внеклеточных киназ Erkl/2 и JN K/SAPK.
В-третьих, VEGF угнетает апоптоз путем активации PI3K-Akt пути, антиапоптотических белков и тем самым способствует повышению выживаемости клеток.
В-четвертых, VEGF индуцирует ряд ферментов и белков, участвующих в процессе деградации базальной мембраны. Это способствует миграции эндотелиальных клеток.
VEGF также играет важную роль в эмбриональном кроветворении и васкулогенезе. Костный мозг содержит многочисленные чувствительные к VEGF клетки, среди которых эндотелиальиые клетки, стволовые клетки гемопоэза, остеобласты и остеокласты.
Роль клеток — предшественников эндотелиоцитов в васкуляризации опухоли окончательно не установлена. Однако известно, что клетки — предшественники эндотелиоцитов привлекаются в места ангиогенеза опухоли с помощью VEGF.
В настоящее время существуют коммерческие антитела щя определения различных рецепторов VEGF, а также разработаны иммуногистохимические методы как на замороженных срезах, так и на парафиновых.
Учение об апгиогенезе в опухолях практически применяют в онкоморфологии. По степени развития кровеносных сосудов в резецированной опухоли оказалось возможным определить риск развития рецидива и метастазов.
Следует отметить, что ангиогенез играет важную роль в активации дремлющих микрометастазов. Колонии опухолевых клеток, циркулируя в кровяном русле, попадают в органы и длительное время могут находиться в латентном состоянии.
Многие такие микроскопические скопления метастатических клеток погибают путем апоптоза. Однако после активации ангиогенеза происходит васкуляризация микрометастазов, которые начинают быстро расти.
Учитывая важное значение ангиогенеза для развития опухолевого процесса, подавление его путем блокады VEGF довольно перспективный метод лечения. Понимание системы VEGF рецептор — лиганд и ее биологии обусловило разработку различных терапевтических подходов, специфически нацеленных на эту систему. Данный подход к лечению является новым и чрезвычайно важным методом терапевтического вмешательства в онкологии.
Внутриопухолевая плотность микрососудов и ее клиническое значение
S. Brem и соавторы были первыми, предположившими, что количество микрососудов в опухоли может коррелировать с гистологическим вариантом рака и его агрессивностью. A. Srivastova и соавторы получили подтверждение этому, изучая количество кровеносных сосудов в 20 случаях меланомы кожи.
Тканевые срезы опухоли окрашивали специальными красителями, выявляющими сосуды, и визуально изучали их с помощью микроскопа. Затем считали плотность сосудов в опухоли. В 10 случаях меланомы с развитием метастазов в дальнейшем плотность сосудов в два раза выше по сравнению с клинически благоприятно протекающими случаями.
В 90-х годах прошлого столетия проведен ряд исследований по изучению микрососудов РМЖ. Доказано, что их высокий удельный вес отмечают в опухолях с агрессивным течением. Удельный вес (индекс) микрососудов в РМЖ — это количество микрососудов в поле зрения площадью 0,75 мм2.
Для выявления сосудов не существует идеального маркера. Чаще изучают эндотелиальные клетки сосудов, используя антитела к VIIT фактору свертываемости крови (фактор Виллебранда), CD31 и CD34 (фото 94).
Антитела к VIII фактору свертываемости крови (фактор Виллебранда) не выявляют все сосуды. Более чувствитеюн CD31, но это антитело окрашивает плазматические клетки, поэтому в опухолях с воспалительной инфильтрацией его использовать нецелесообразно. CD34 — более информативный для выявления кровеносных и лимфатических сосудов, таккак окрашивает эндотелиальные клетки всех сосудов.
Этот маркер основной во многих патологоанатомических лабораториях. Его недостаток — выявление перевезикулярных стромальных элементов.
Учитывая гетерогенность опухоли, в начале исследования необходимо отобрать участки с наиболее выраженным ангиогенезом. Для этого нужно просмотреть большое количество тонких срезов множественных участков опухоли, окрашенных гематоксилин-эозином.
N. Weidner и соавторы изучали плотность сосудов с помощью иммуногистохимического метода окрашивания эндотелия, используя антитела к VIII фактору свертываемости крови (фактор Виллебранда). При этом участки склероза, некроза, ткани нормального строения в исследовании не учитывали, а для анализа отбирали участки опухоли, содержащие наибольшее количество сосудов.
Эти участки могут быть в глубине, но чаще их определяли по краю опухоли. Любую группу или цепочку позитивно окрашенных клеток, не относящихся к опухоли и строме, рассматривали в качестве микрососуда.
Результатом считали самый высокий показатель плотности микрососудов после просмотра 200 полей зрения при увеличении 20×10 окуляр, площадь поля зрения микроскопа — 0,74 мм2. Среднее арифметическое не вычисляли. В агрессивных типах рака молочной железы определялии индекс микрососудов 101 и выше, в опухолях с благоприятным клиническим течением — в среднем 45 (р=0,003).
Таким образом в агрессивных типах РМЖ плотность микрососудов выше на 33%. У всех пациенток с РМЖ с индексом микрососудов 100 и более выявляли метастазы в течение 33 мес, в то время как в группе больных раком молочной железы с индексом микрососудов менее 33 только у 5%.
Риск метастазирования возрастает на 100% для пациентов с РМЖ с индексом микрососудов более 100. Показатель плотности микрососудов является важным прогностическим фактором общей и безрецидивной выживаемости пациентов.
Некоторые исследователи считают, что в случаях рака с высокой внутриопухолевой плотностью сосудов более эффективна внутриартериальная полихимиотерапия и лучевая терапия.
Во многих патологоанатомических лабораториях применяют подсчет плотности микрососудов в опухолях, однако данная методика, как и подсчет митозов, требует навыков и поэтому результаты различных лабораторий не всегда сопоставимы. М.К. Brawеrеt и соавторы попытались автоматизировать процесс подсчета сосудов. По его мнению автоматизированный подсчет дает более объективные данные, тесно коррелирующие с общей выживаемостью пациентов (р
План лечения составляют с учётом стадии опухолевого процесса, морфологической структуры опухоли, возраста больной, сопутствующих заболеваний, общего состояния пациентки. Применяют следующие методы лечения: хирургический, комбинированный (сочетание операции с лучевой или лекарственной терапией) и ком.
По данным многочисленных публикаций, этиология и патогенез РМЖ сложны и определяются сочетанием многих факторов. Гормональная регуляция функции молочных желез значительно сложнее, чем эндометрия. Помимо эстрогенов и прогесторона, развитие молочных желез в пубертатном периоде, их функция во время бер.
Гистологическую градацию рака молочной железы впервые ввел R.B. Greenough из Бостона, который в 1925 г. опубликовал анализ 73 случаев рака молочной железы. Несмотря на то что прошло много времени и опубликовано большое количество работ о применении гистологической градации рака молочной железы, ниче.
При анализе данных, получаемых с помощью ультразвукового исследования, целесообразно выделить ряд диагностических задач, решение которых позволит получить полный комплекс эхографических признаков рака молочной железы и метастатических лимфатических узлов, по которым в дальнейшем будет производиться .
Рак молочной железы развивается из эпителия млечных протоков и альвеол. Патоморофологическая характеристика рака молочной железы включает такие параметры, как размер первичного очага, его локализацию в молочной железе, тип роста, морфологическое строение, степень дифференцировки, наличие регионарных.
Патологические процессы в молочной железе отличаются многообразными клиническими проявлениями, что норой создает серьезные дифференциально-диагностические трудности. Для гипеколога важнее всего заметить (не пропустить!) патологию молочных желез, что приведет в движение систему методов уточня.
Доброкачественные изменения молочных желез относятся к наиболее распространенным заболеваниям и включают различные по клиническим, морфологическим и этиологическим признакам процессы. Отличительной особенностью молочной железы является сложность четкой дифференцировки физиологических и патологически.