Способ прогнозирования выживаемости пациентов после энуклеации по поводу начальной меланомы хориоидеи, распространяющейся на диск зрительного нерва
Владельцы патента RU 2778965:
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней имени Гельмгольца" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ГБ им. Гельмгольца" Минздрава России) (RU)
Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для прогнозирования выживаемости пациентов после энуклеации по поводу начальной меланомы хориоидеи, распространяющейся на диск зрительного нерва (ДЗН). Способ включает определение степени накопления в микроокружении меланомы миелоидных супрессорных клеток. При их накоплении 2 степени осуществляют прогнозирование выживаемости от 5 до 7 месяцев. Использование изобретения позволяет определить сроки выживаемости пациентов после энуклеации по поводу начальной меланомы хориоидеи, распространяющейся на ДЗН, для выбора соответствующей тактики послеоперационного ведения пациентов. 2 пр.
Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и предназначено для прогнозирования выживаемости пациентов после энуклеации по поводу начальной меланомы хориоидеи, распространяющейся на диск зрительного нерва (ДЗН).
Выживаемость онкологических больных является одним из критериев оценки деятельности онкологической службы и эффективности противоопухолевых лечебно-профилактических мероприятий [Каприн А.Д., Старинский В.В., Петрова Г.В. (ред.). Состояние онкологической помощи населению России в 2015 г.М.: МНИОИ им. П.А. Герцена - филиал ФГБУ НМИРЦ Минздрава России; 2016, Мерабишвили В.М. Наблюдаемая и относительная выживаемость онкологических больных (популяционное исследование). Российский онкологический журнал. 2012;3:25-29.]. В конце XX века Международное агентство по изучению рака (МАИР) создало проект Eurocare для оценки выживаемости онкологических пациентов в Европе [Sant Μ., Allemani С, Santaquilani Μ., Knijn Α., Marchesi F., Capocaccia R. EUROCARE-4. Survival of cancer patients diagnosed in 1995-1999. Results and commentary. Eur. J. Cancer. 2009; 45:931-991]. Сравнительные данные на популяционном уровне оценивают на основании показателей относительной выживаемости [Siegel R.L., Miller K.D., Jemal Α. Cancer statistics, 2019. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 2019;69(1): 7-34]. В Российской Федерации публикуются результаты анализа наблюдаемой выживаемости и данные относительной выживаемости по ограниченной группе локализаций опухолей [Сдвижков А.М., Васильева И.Д., Ядыков О.А. Злокачественные новообразования в России в 2006 г. (заболеваемость и смертность). Под ред. В.И. Чиссова и др. М., 2008: 243-246, Саакян С.В., Мякошина Е.Б., Захарова Г.П., Гарри Д.Д. Выживаемость пациентов с увеальной меланомой малых и средних размеров. Эффективная фармакотерапия. 2020; 16(21): 18-22.].
Меланома хориоидеи - первичная злокачественная внутриглазная опухоль, сопровождающаяся гематогенным метастазированием, которое диагностируют на ранних стадиях у 12-16% пациентов [Бровкина А.Ф., Вальский В.В., Зарубей Г.Д. Метастатическое поражение печени у больных с увеальной меланомой. Вестник офтальмологии. 1998; 1:21-2.].
Онкогенез - сложный патофизиологический процесс зарождения и развития новообразования, вызывающий появление клеточного микроокружения, перепрограммированного для ее прогрессии и ускорения метастазирования [Зибиров Р.Ф., Мозеров С.А. Характеристика клеточного микроокружения опухоли. Онкология. Журнал им. П.А. Герцена. 2018; 2:67-72, Roma-Rodrigues С, Mendes R., Baptista P. V., Fernandes A. R. Targeting Tumor Microenvironment for Cancer Therapy.Int. J. Mol. Sci. 2019; 20(4): 840.].
«Воспалительное клеточное микроокружение» включает лимфоциты, макрофаги (гистиоциты), тучные клетки, плазмоциты, фибробласты, миелоидные супрессорные клетки - myeloid-derived suppressor cells (MDSC) (промиелоциты, эозинофилы, нейтрофилы) [Bronkhorst I.H.G., Jager M.J. Uveal Melanoma: The Inflammatory Microenvironment. J. Innate Immun 2012;4:454-462, Саакян С.В., Захарова Г.П., Мякошина Ε.Б. Клеточное микроокружение увеальной меланомы: клинико-морфологические корреляции и предикторы неблагоприятного прогноза. Молекулярная медицина. 2020; 18(3): 27-33.]
Миелоидные супрессорные клетки (myeloid-derived suppressor cells (MDSC)) - гетерогенная популяция зрелых (гранулоцитарных (нейтрофилов, эозинофилов) и агранулоцитарных) и незрелых миелоидных клеток (промиелоцитов), обладающих супрессорной активностью в отношении иммунных клеток и у здоровых лиц расположены преимущественно в костном мозге без распространения в тканях организма [Gabrilovich D.I., Nagaraj S. Myeloid-derived suppressor cells as regulators of the immune system. Nat. Rev. Immunol. 2009; 9(3): 162-174.]. Повышение уровня факторов роста, хемокинов и цитокинов при опухолях ускоряет выход MDSC из костного мозга и приводит к накоплению этих клеток в органах и тканях [Diaz-Montero С.М., Finke J., Montero A.J. Myeloid-derived suppressor cells in cancer: therapeutic, predictive, and prognostic. Semin Oncol. 2014; 41 (2): 174-84.]. Появление этих клеток свидетельствует о нарушении регуляции иммунной системы под воздействием опухолевого процесса.
Хроническое воспаление является риском развития опухоли и ее прогрессирования [Coussens L.M., Werb Ζ. Inflammation and cancer. Nature. 2002;420 (6917): 860-7.]. Асептическое воспаление является фактором противоопухолевой защиты и индуцироваться в ответ на злокачественную инвазию. Основным участником воспаления являются нейтрофилы - форменные элементы крови, которые выявляют и в ткани опухоли. Эозинофилы - подвид гранулоцитарных лейкоцитов, взаимодействующих с клетками в участках воспаления и секретирующих хемоаттрактанты, которые регулируют Т-лимфоциты, направляя их в опухоль. Эти клетки изменяют микроокружение, поляризуют макрофаги и способствуют усилению васкуляризации [Carretero R., Sektioglu I.Μ., Garbi Ν., Salgado О.С, Beckhove P., Hammerling G.J. Granulocytes: Eosinophils enable the antitumour Τ cell response. Nature Immunol. 2015; 16 (6): 609-17.].
Индуцированная MDSC иммуносупрессия играет важную роль в прогрессировании опухолей, кроме того, доказано вовлечение таких клеток в онкогенез и метастазирование [Yang L., Huang J., Ren X., Gorska Α.Ε., Chytil Α., Aakre Μ., Carbone D.P., Matrisian L.M., Richmond Α., Lin P.С, Moses H.L. Abrogation of TGF beta signaling in mammary carcinomas recruits Gr-1+ CD11b+ myeloid cells that promote metastasis. Cancer Cell. 2008; 13(1): 23-35.].
В онкологии проводили работы по изучению влияния MDSC на прогрессию злокачественных опухолей и отметили, что их увеличение коррелирует с развитием метастазирования и снижением общей выживаемости [Balch С, Riley L., Bae Т., Salmeron Μ.Α., Platsoucas C.D., von Eschenbach Α., Itoh K. Patterns of human tumor infiltrating lymphocytes in 120 human cancers. Arch. Surg. 1990; 125 (2): 200-5, Yang J., Li X., Liu X., Liu Y. The role of tumor-associated macrophages in breast carcinoma invasion and metastasis. Int. J. Clin. Exp.Pathol. 2015; 8 (6): 6656-6664.].
Одним из инструментов прогнозирования выживаемости больных со смертельно опасными заболеваниями - злокачественными опухолями - является математическое моделирование [Стрункин Д.Ю., Абдарахманов Э.Ф. Система прогнозирования индивидуальной выживаемости пациентов на основе нечеткой нейронной сети. Математические методы и модели в здравоохранении. 2012; 5: 63-67.].
До настоящего времени не разработан способ прогноза выживаемости пациентов после энуклеации по поводу начальной меланомы хориоидеи, распространяющейся на ДЗН с использованием математической модели.
Известны способы прогнозирования течения увеальной меланомы по наличию экссудата и уровня абсолютного количества и относительного содержания Т-цитотоксических лимфоцитов с фенотипом CD3+ CD8+ в периферической крови (RU 2698797, 30.08.2019); наличию в сыворотке крови до проведения органосохранного лечения уровня трансформирующего ростового фактора TGF-β2 (RU 2733577, 05.10.2020); по иммуногистохимическому анализу клеток удаленной опухоли с определением процента иммунопозитивных клеток, экспрессирующих рецептор Flt в ядре (RU 2193200, 20.11.2002). Однако эти способы являются довольно трудоемкими и дорогостоящими.
Известен способ прогнозирования течения начальной меланомы хориоидеи, отличающийся тем, что до лечения проводят оптическую когерентную томографию, определяют площадь и объем экссудата над опухолью и при объеме экссудата более 65,7 мм2 и площади - более 5,26 мм2 прогнозируют тяжелое течение (2645644, 26.02. 2018).
Однако эти способы предназначены для прогнозирования течения увеальной меланомы и начальной меланомы хориоидеи. Существует особая категория пациентов, у которых имеются начальные меланомы хориоидеи, распространяющаяся на диск зрительного нерва ДЗН. При этом офтальмоскопически опухоль перекрывает область ДЗН, тем самым не предоставляется возможность выполнить органосохранное лечение и полностью разрушить опухоль, что диктует необходимость провести только энуклеацию.
Изученные нами источники информации не позволяют утверждать, что задача прогнозирования выживаемости пациентов после энуклеации по поводу начальной меланомы хориоидеи, распространяющейся на ДЗН, ставилась ранее.
Задачей настоящего изобретения является прогнозирование выживаемости пациентов после энуклеации по поводу начальной меланомы хориоидеи, распространяющейся на ДЗН.
Техническим результатом предлагаемого способа является определение сроков выживаемости пациентов после энуклеации по поводу начальной меланомы хориоидеи, распространяющейся на ДЗН для выбора соответствующей тактики послеоперационного ведения пациентов.
Технический результат достигается за счет определения связи между степенью накопления миелоидных супрессорных клеток в микроокружении меланомы и выживаемостью пациентов.
Были изучены 15 энуклеированных глаз с начальной меланомой хориоидеи, распространяющейся на ДЗН (90 гистологических препаратов). Возраст пациентов составил от 35 до 65 (в среднем 54±2,7) лет.
Аналитическими критериями являлись определенные параметры клеточного микроокружения: 1) степень инфильтрации лимфоцитами опухолевого узла, 2) концентрация лимфоцитов вокруг ткани меланомы, 3) распространенность лимфоцитов на протяжении от опухолевой ткани, 4) количество тучных клеток в опухоли и вокруг нее, 5) наличие нейтрофилов, 6) присутствие плазмоцитов, 7) наличие миелоидных супрессорных клеток, 8) присутствие эозинофилов.
Степень накопления клеток в микроокружении определяли по их количеству в ткани меланомы и вокруг нее (1 степень - 1-5 клеток, 2 степень - 6 и более клеток). «0» - отсутствие изучаемых клеток в микроокружении опухоли. Понятие «степень накопления клеток» впервые предложена в патенте Саакян С.В., Захарова Г.П., Мякошина Е.Б. «Способ прогнозирования неблагоприятного течения увеальной меланомы, связанного с опухолевым микроокружением» (патент RU 2709214 от 17.12.2019).
Для анализа были определены даты энуклеации с точностью до дня и жизненный статус (жив или умер пациент) на дату фиксации (05.11.2020 г.). Интервал от дня операции до дня фиксации или дня смерти округляли с точностью до недель и преобразовывали в столбец таблицы данных.
Определена формула функции риска.
Формула зависимости функции риска от времени представляется в виде:
h (t) = h0 (t) exp [b1Χ1 + b2X2 + … + bpXp)
Xj - объясняющие переменные, a bj - подбираемые коэффициенты. На основе полученной формулы была создана программа, включающая в себя параметры клеточного микроокружения начальной меланомы хориоидеи, распространяющейся на ДЗН, в зависимости от которых возможно прогнозировать выживаемость каждого пациента. Электронным адресом модели является http://service.antshealth.tech/medical-predicts/lifelen-bv-uvenal-measured-tabular
Пароль - WH76n3wZ
Доверительный интервал статистически достоверных факторов отделен от нуля, что позволяет однозначно сделать выводы, что наличие миелоидных супрессорных клеток в ткани опухоли является фактором, повышающим риск смерти пациента от метастатической болезни при начальной меланоме хориоидеи, распространяющейся на ДЗН. Наличие плазмоцитов, напротив, оказалось фактором, снижающим риск гибели больного.
Патоморфологическое исследование проводили следующим образом. Энуклеированные глаза фиксировали в 10% забуференном формалине в течение суток. После вскрытия глазного яблока центральную колодку и кусочек опухоли из боковой колодки пускали в проводку в автоматический тканевой процессор для проведения обезвоживания и затем заключали в парафин с использованием современной станции для заливки в парафин с микропроцессорным управлением (фирма Leica, Germany). После микротомии парафиновые срезы (5-6 мкм) окрашивали гематоксилин-эозином и пикрофуксином по методу Ван-Гизона. Кроме того, проводили специальное окрашивание срезов специфическим красителем для выявления ТК - толлуидиновым синим. Гистологические исследования проводили с помощью микроскопической системы фирма Leica, Germany с увеличением от 50 до 630 раз. Количественный подсчет проводился в 8 полях зрения, что соответствует площади 1 мм2.
Создание прогностической компьютерно-электронной модели включало несколько этапов:
1. Оценка показателей неблагоприятного течения опухолевого процесса и выживаемости и у пациентов с начальной меланомой хориоидеи, распространяющейся на ДЗН.
2. Проведение однофакторного анализа с определением типа функции зависимости фактора и результативного признака (неблагоприятного течения опухолевого процесса и выживаемости).
3. Создание многомерной корреляционной матрицы отобранных при однофакторном анализе детерминант, дающих информацию о степени влияния на неблагоприятное течение опухолевого процесса и выживаемость при начальной меланоме хориоидеи, распространяющейся на ДЗН, каждой переменной, а также об эффекте взаимодействия этих переменных между собой.
4. Проведение многофакторного анализа с использованием регрессионной модели Кокса для выявления независимых предикторов, значимо влияющих на неблагоприятное течение опухолевого процесса и выживаемость пациентов с начальной меланомой хориоидеи, распространяющейся на ДЗН.
5. Создание реализованной в среде программирования интеллектуальной научно-обоснованной системы визуализации функции неблагоприятного течения опухолевого процесса и выживаемости для заданных независимых предикторов пациентов с начальной меланомой хориоидеи, распространяющейся на ДЗН.
С помощью модели прогнозирования удалось установить ведущую роль супрессорных миелоидных клеток в выживаемости пациента после энуклеации по поводу начальной меланомы хориоидеи, распространяющейся на ДЗН при отсутствии лечения.
Способ осуществляют следующим образом.
У пациента с начальной меланомой хориоидеи после энуклеации определяют степень накопления в микроокружении меланомы миелоидных супрессорных клеток. При их накоплении 2 степени осуществляют прогнозирование выживаемости от 5 до 7 месяцев.
Пример 1. Пациент К., 56 лет обратился с жалобами на появление искажения формы предметов перед правым глазом. Проведенные офтальмологические исследования:
Тонометрия: ВГД OD - 17 мм. рт. ст., OS - 17 мм. рт. ст.
Биомикроскопия: OD - спокоен, среды прозрачны.
Прямая офтальмоскопия:
OD - На глазном дне - ДЗН бледно-розовый, границы четкие. Юкстапапиллярно с распространением на ДЗН по меридианам с 13 до 15 часов определяется проминирующее образование серого цвета, с нечеткими, неровными границами, гладкой поверхностью. На поверхности поля оранжевого пигмента.
OS - ДЗН бледно-розовый, границы четкие. В макулярной зоне - рефлекс четкий. На периферии очаговой патологии не выявлено.
Эхография:
OD - «+» ткань с проминенцией 2,5 мм, диаметром основания 8,7 мм,
OS - «+» ткань не определяется.
В связи с наличием начальной меланомы хориоидеи, распространяющейся на ДЗН, проведена энуклеация правого глаза.
Проведены патоморфологические исследования. Выявлен эпителиоидноклеточный тип меланомы хориоидеи, в микроокружении опухоли определены миелоидные супрессорные клетки 2 степени. Проведен подсчет по предложенной модели. Установлено время возникновения метастазов - 5 месяцев. Пациенту было предложено проведение иммунотерапии, от которой он отказался по социальным причинам.
Через 7 месяцев пациент погиб от метастатической болезни. Наблюдение за больным показало, что через 5 месяцев после энуклеации появились метастазы в печени, что свидетельствовало о неблагоприятном течении опухолевого процесса и подтверждало проведенное прогнозирование.
Пример 2. Пациент Α., 51 год обратился с жалобами на появление искажения формы предметов перед правым глазом. Проведенные офтальмологические исследования:
Тонометрия: ВГД OD - 19 мм. рт. ст., OS - 19 мм. рт. ст.
Биомикроскопия: OD - спокоен, среды прозрачны.
Прямая офтальмоскопия:
OD - На глазном дне - ДЗН бледно-розовый, границы четкие. Юкстапапиллярно с распространением на ДЗН по меридианам с 20 до 22 часов определяется проминирующее образование аспидного цвета, с нечеткими, неровными границами, гладкой поверхностью. На поверхности притуморальная отслойка сетчатки.
OS - ДЗН бледно-розовый, границы четкие. В макулярной зоне - рефлекс четкий. На периферии очаговой патологии не выявлено.
Эхография:
OD - «+» ткань с проминенцией 1,9 мм, диаметром основания 9,6 мм,
OS - «+» ткань не определяется.
В связи с наличием начальной меланомы хориоидеи, распространяющейся на ДЗН, проведена энуклеация правого глаза.
При патоморфологическом исследовании выявлен смешанноклеточный тип меланомы хориоидеи, в микроокружении опухоли миелоидные супрессорные клетки 2 степени. Установлено время гибели пациента - 7 месяцев.
Пациенту провели иммунотерапию в сочетании с таргетными препаратами, действие которых направлено на миелоидные супрессорные клетки. Дальнейшее наблюдение за больным показало, что метастазы в печени отсутствовали, пациент жив, что указывает на адекватность прогнозирования предложенным способом.
Предложенный способ прогнозирования выживаемости пациентов после энуклеации по поводу начальной меланомы хориоидеи, распространяющейся на ДЗН, при меньших сроках выживаемости диктует также необходимость более частых обследований внутренних органов и консультации специалистов: осмотр онкологом с целью планирования иммунотерапии и офтальмологом.
Таким образом, способ позволяет прогнозировать выживаемость пациентов после энуклеации по поводу начальной меланомы хориоидеи, распространяющейся на ДЗН с целью выбора соответствующей тактики послеоперационного ведения пациентов.
Способ прогнозирования выживаемости пациентов после энуклеации по поводу начальной меланомы хориоидеи, распространяющейся на диск зрительного нерва (ДЗН), включающий определение степени накопления в микроокружении меланомы миелоидных супрессорных клеток и при накоплении 2 степени прогнозирование выживаемости от 5 до 7 месяцев.
