Почечно-клеточный рак (ПКР) занимает 10-е место среди злокачественных новообразований во всем мире, а также является наиболее распространенным типом рака почки у взрослых [1]. Заболеваемость и смертность от ПКР растут со скоростью 2–3% в десятилетие, причем примерно 35% пациентов умирают в течение первых 5 лет после постановки диагноза [2]. Согласно данным статистики злокачественных новообразований, в 2012 г. в России зарегистрированы 19 675 новых больных ПКР [3]. В последние годы в связи с кардинальным улучшением диагностических возможностей наблюдается значительный рост выявляемости двустороннего ПКР, одинаково часто встречающегося как в правой, так и в левой почке. При этом, по данным Ю. Г. Аляева и соавт. [4], нередко рак в противоположной почке выявляют спустя значительный срок после выполнения первой операции, что диктует необходимость регулярного целенаправленного динамического наблюдения больных, оперированных по поводу рака почки. Даже после радикального лечения у 40–50% больных появляются метастазы, причем у 80% больных они возникают в течение первого года после хирургического вмешательства [5].

В случае раннего обнаружения, когда на момент постановки диагноза опухоль находится в пределах почечной капсулы, выживаемость после проведения радикального лечения может превышать 70% [6].

Благодаря последним достижениям в области генетики, молекулярной биологии, биохимии появилась возможность улучшить раннюю диагностику путем определения содержания опухолеспецифических субстратов в исследуемых образцах, полученных от пациента [7].

Наибольшая доказанная ценность в выявлении присущих ПКР изменений принадлежит тканевым маркерам и маркерам крови. M. Li и W. Rathmell в 2011 г. предложили классификацию биомаркеров ПКР в зависимости от цели их применения: биомаркеры раннего выявления позволяют осуществлять скрининг пациентов на наличие у них ПКР; диагностические биомаркеры – подтвердить либо исключить диагноз ПКР, а также определить его гистологический тип; прогностические биомаркеры – выявить определенные признаки, которые коррелируют с особенностями клинического течения ПКР и/или клиническим прогнозом; биомаркеры предсказания – предсказать уровень терапевтического ответа на лечение и осуществлять мониторинг эффективности медикаментозной терапии ПКР [8].

Матриксные металлопротеиназы (ММР) – это эндопептидазы, играющие ключевую роль в опухолевом прогрессировании заболевания, в том числе и в опухолевом ангиогенезе [9]. При патологических состояниях ММР-9 наряду с другими ММП участвует в генерализации процессов инвазии и метастазирования. Метастазы – самая большая проблема, с которой сталкиваются при лечении пациентов с ПКР [10]. При этом степень инвазивного роста и метастазирование опухолевых клеток определяются их способностью расщеплять компоненты экстраклеточного матрикса (ЭКМ). Разрушать все структуры ЭКМ могут только ММР, которые кроме этого участвуют в ангиогенезе [11]. Для MMР-9 доказана сильная корреляция между увеличенной экспрессией гена, стадией опухоли и ее агрессивностью [12].

В некоторых источниках появилось понятие васкулогенной мимикрии – новой модели системы микроциркуляции опухоли. Иммуногистохимическое исследование [13] продемонстрировало положительную корреляцию формирования васкулогенной мимикрии и сверхэкспрессии MMР-9 у больных ПКР с клинической стадией, патологическим классом и склонностью к метастазированию (р<0,01).

В исследовании [14] в образцах сыворотки крови от пациентов с ПКР уровень ММР-9 был в 2 раза выше, чем у пациентов с онкоцитомой. Подобные данные были получены П. В. Глыбочко и соавт. [15]: уровень MMР-9 у 75 пациентов с ПКР был повышен более чем в 10 раз по сравнению с таковым при другой патологии почек в контроле. При этом маркер ММР-9 продемонстрировал низкую диагностическую значимость при стадировании опухолевого процесса.

В исследовании [16] дисбаланс MMР/TIMР (тканевых ингибиторов матриксных металлопротеиназ), в том числе повышенная секреция ММР-2 и ММР-9 и снижение активности TIMР-1, служит одним из механизмов, с помощью которых избыточно продуцируемый онкогенный белок Skp2 в злокачественных опухолях человека и являющийся предиктором неблагоприятного прогноза путем стимуляции пролиферации клеток и повышения возможности метастазирования опухоли ускоряет его проникновение в клетку [16]. Кроме того, в исследовании [17] показано, что дисбаланс содержания ММР-9 и TIMP-2 в сыворотке крови может быть использован в качестве нового биомаркера прогнозирования прогрессирования заболевания у пациентов с метастатическим ПКР при таргетной терапии сунитинибом.

С учетом важной роли ММР в инвазии опухоли и метастазировании в настоящее время несколько фармацевтических компаний ведут разработку низкомолекулярных ингибиторов ММР для клинического применения [18, 19].

Также показано, что ММР-9 участвует в процессе роста опухоли и обеспечивает туморогенность путем деградации компонентов внеклеточного матрикса, следствием чего является повышенный выброс факторов роста [20]. Один из таких факторов – инсулиноподобный фактор роста 1 (insulin-like growth factor-1 – IGF-1)). Известно, что IGF-1 играет важную роль в защите от апоптоза и регуляции клеточного роста. В исследовании содержания IGF-1 in vitro установлено, что его повышенная экспрессия в клетках ПКР связана с плохим прогнозом [21]. Эксперименты на культуре клеток продемонстрировали, что уровень рецепторов к IGF-1 регулирует выживаемость и пролиферацию опухолевых клеток [22].

IGF-1 – профибротический медиатор, синтезируемый активированными макрофагами и лимфоцитами на начальном этапе воспалительного ответа, действующий как мощный митоген и стимулятор синтеза коллагена фибробластами [23]. В нормальных условиях IGF-1 не оказывает митогенного действия на клетки проксимальных канальцев [24]. Под влиянием IGF-1 на фоне ишемии и/или реперфузионной травмы почечной паренхимы происходит усиление синтеза ДНК в регенерирующих клетках проксимальных канальцев [25, 26].

В то же время ряд исследователей связывает изменения концентрации IGF-1 с угнетением почечной функции, протеинурией и развитием фиброза [27, 28]. При этом в случае возникающего почечного повреждения происходит увеличение экспрессии IGF-1, что косвенно указывает на снижение репаративных возможностей ткани почки [29]. В работе А. Н. Россоловского и соавт. [30] показано, что активация репаративных процессов на фоне операционной травмы сопровождается повышением уровня IGF-1. Кроме того, проанализирована взаимосвязь IGF-1 c различными факторами риска ренальной дисфункции, которая выявила корреляцию уровня IGF-1 с длительностью заболевания и наличием предшествовавших оперативных вмешательств на почке в анамнезе [30]. Продукция IGF-1 приводит к снижению сопротивления почечных сосудов с последующим повышением клубочковой перфузии, реабсорбции натрия и воды и в свою очередь способствует развитию отека мягких тканей и гипертрофии клубочков [31]. Кроме того, имеется опосредованное влияние IGF-1 на регуляцию скорости клубочковой фильтрации (СКФ) через активацию вазодилатационных механизмов [32].

В исследовании, проведенном на 280 пациентах с ПКР, которым выполнялась традиционная нефрэктомия, продемонстрировано, что у 70% пациентов с экспрессией IGF-1 присутствует повышенный риск смерти по сравнению с больными ПКР, которые имели опухоли, не сопровождавшиеся экспрессией IGF-1 [33]. Клетки ПКР с высоким уровнем экспрессии IGF-1 к химиотерапии более устойчивы, чем клетки с низкой экспрессией [34]. Обнаружение IGF-1 в почечной ткани на ранней стадии ПКР ассоциируется с повышенным риском высокого агрессивного роста и неблагоприятным прогнозом [35].

Несмотря на различные подходы к диагностике и ведению пациентов с ПКР, «золотым» стандартом в лечении локализованного РП на протяжении 50 лет считается радикальная нефрэктомия [36–38]. В последнее десятилетие наблюдается тенденция к увеличению частоты использования органосохраняющих вмешательств [39]. По данным реестра случаев рака Национального института рака (США), основанном на наблюдении, эпидемиологии и конечных результатах (SEER) исследований и охватывающем примерно 28% населения США, в 2009 г. впервые процент резекций почки превысил процент нефрэктомий у пациентов с ПКР, имеющих опухоль размером менее 4 см [40].

Совершенствование и широкое применение технологий визуализации обеспечили выявление опухолей меньших размеров и на более ранних стадиях, что позволило более широко использовать резекцию почки. Для пациентов с небольшой почечной кортикальной опухолью нефрэктомия служит независимым фактором риска развития хронической болезни почек (ХБП) [41]. Последние десятилетия ознаменовались началом новой эрой лечения локальных форм ПКР – эрой консервативного или нефронсохраняющего принципа хирургического лечения. В отношении большинства пациентов с небольшими (до 3 см) опухолями почечной паренхимы следует рассматривать органосберегающие варианты оперативного пособия, поскольку снижение функции почек увеличивает риск сердечно-сосудистых событий и общей смертности в долгосрочной перспективе [42].

Минимально инвазивная лапароскопическая нефрэктомия по сравнению с открытой лапаротомией позволяет существенно сокращать сроки госпитализации и время оперативного вмешательства, уменьшать объем кровопотери, снижать интенсивность болевого синдрома и возможность последующей инвалидизации; сохраняет почечную массу, обеспечивает более быстрое восстановление и долгосрочную почечную функцию в перспективе [43].

Проведенные за последнее десятилетие экспериментальные и клинические исследования указывают на то, что при наличии технической возможности резекция почки обеспечивает эквивалентной нефрэктомией онкологические результаты, максимально при этом сохраняя функцию почек, что приводит к предотвращению или замедлению начала ХБП и снижению связанной с ней сердечно-сосудистой заболеваемости и смертности [44].

С другой стороны, резекция почки технически более сложна по сравнению с традиционной нефрэктомией. Так, J. Simhan и соавт. [45], используя классификацию послеоперационных осложнений Clavien–Dindo, показали, что даже после небольших по объему резекций почечной ткани с опухолью возникают как малые, так и большие осложнения с частотой 26,7 и 11,5% соответственно.

В исследовании [46] отмечено значительное сокращение числа случаев почечной дисфункции у больных ПКР, подвергшихся органосохраняющему вмешательству, по сравнению с радикальной нефрэктомией в течение среднего периода наблюдения 6,7 года. Однако благотворное влияние на конечную СКФ не привело к улучшению общей выживаемости в течение среднего периода наблюдения 9,3 года в группе пациентов, перенесших органосохраняющее вмешательство [46]. В то же время данные об изменениях функции почек после нефрэктомии или резекции почки у пациентов с почечной опухолью размером более 4 см в настоящее время ограничены [47].

Таким образом, исследования в данном направлении могут послужить основой при разработке принципов лечения и позволят индивидуализировать подход к выбору хирургического вмешательства, чтобы улучшить общую выживаемость и качество жизни пациента [48].

Двунаправленная связь между раком почки и ХБП уже давно признана и стала предметом более пристального изучения после выделения новой субспециальности – онконефрология [49, 50]. Важными задачами онконефрологии стали диагностика функционального состояния почек у больных с ПКР, прогнозирование острого почечного повреждения (ОПП) и прогрессирования ХБП в послеоперационном периоде [51, 52].

Эпизоды ОПП, обусловленные хирургической травмой, приводят к развитию клеточного ответа, сопровождающегося каскадом иммунологических реакций, с исходом в нефросклероз [53]. Именно поэтому ранняя диагностика ОПП при хирургическом лечении приобретает первостепенное значение. При этом способам оценки объема поражения почечной паренхимы, адекватности маркеров почечных функций и статистическим методам обработки полученных данных также уделяется недостаточно внимания [54]. Классические методы оценки функции почек, остающиеся неизменными в течение нескольких десятилетий, недостаточно чувствительны, особенно в условиях ранней диагностики ОПП [55]. Традиционно в клинической практике ОПП диагностируется на основании гиперкреатининемии и снижения СКФ, как правило, сопровождающихся олигурией или анурией [56, 57].

В последние годы в литературе обсуждается возможность использования некоторых биомаркеров для прогнозирования развития и исходов ОПП [58–61]. В первом официальном документе, регламентирующем возможность их ограниченного использования в доклинических и клинических исследованиях, было рекомендовано 7 биомаркеров почечного повреждения (креатинин сыворотки крови, N-Acetyl-β-D-glucosaminidase, NGAL [neutrophil gelatinase–associated lipocalin], KIM-1, интерлейкин 18 [IL-18], netrin-1 и MCP-1) [62]. При этом диагностика ОПП достигается путем регистрации повышенного содержания в моче белков и ферментов секретирующихся эпителием проксимальных канальцев [63, 64].

Наибольшее внимание в настоящее время привлекает количественное определение в моче NGAL и IL-18 [65–67].

Впервые NGAL был выделен из супернатанта активированных нейтрофилов человека и был соответственно назван [68]. Дальнейшие исследования показали, что хотя NGAL действительно выходит в плазму из вторичных гранул активированных нейтрофилов, но синтезироваться он может в разных органах и в разных типах клеток [69]. NGAL служит переносчиком различных лигандов, в том числе сидерофоров, которые продуцируются бактериями с целью транспортировки слаборастворимых гидроксильных комплексов, содержащих необходимые для нормального функционирования бактериальной клетки ионы железа. Это свойство определяет бактериостатический эффект данной молекулы, поскольку, связывая сидерофоры микроорганизмов, NGAL ограничивает поступление в них железа, что ведет к уменьшению бактериального роста.

Повышенный синтез NGAL в деградирующих тканях позволяет считать, что этот белок принимает участие, с одной стороны, в процессе апоптоза,с другой – в повышении выживаемости поврежденных клеточных структур [70]. In vitro в культивируемых клетках собирательных трубок NGAL стимулирует преобразование эпителиальных клеток в тубулярные структуры [71]. В эксперименте NGAL проявляет себя одним из наиболее быстрореагирующих маркеров ранней фазы ишемического повреждения почек (в течение 2 ч), коррелирующих с длительностью ишемии [72]. Поскольку характерной чертой NGAL является способность в ответ на ренальные повреждения специфически связывать сидерофоры (железопереносящие белки), уровень NGAL в плазме, почках и в моче резко возрастает, что играет определяющую роль в обеспечении выживания поврежденных ренальных клеток и их дальнейшей пролиферации [73–75]. Таким образом, основной функцией NGAL при развитии повреждений ренального эпителия являются регенерация эпителия и предотвращение дальнейшего развития ОПП [76].

В ряде исследований показано, что при повреждении почечных канальцев происходит повышение уровня NGAL как в сыворотке крови (в 7–16 раз), так и в моче (в 25–1000 раз) [77, 78].

Увеличение концентрации NGAL, регистрируемое раньше, чем повышение уровня сКр (сывороточного креатинина), является также перспективным прогностическим маркером ХБП [79]. Принципиально важно, что при ХБП повышение уровней NGAL носит менее выраженный характер, чем при ОПП [80]. По данным D. Bolignano и соавт. [81], уровни NGAL в моче прямо коррелировали с тяжестью протеинурии и обратно – с остаточными функциями почек. При этом каждое повышение содержания NGAL в моче на 10 нг/мл связано с увеличением риска прогрессирования ХБП на 3%, а повышение сывороточного NGAL на 10 нг/мл повышает этот риск на 2%. Авторы полагают, что у пациентов с ХБП уровни NGAL достоверно отражают наличие ренальных повреждений и являются сильным и независимым маркером прогрессирования ХБП [82].

Предложена интересная теория «горящего леса», объясняющая связь NGAL и СКФ [83]. Согласно этой теории, рост уровня NGAL есть не только пассивное следствие снижения почечного клиренса, но и результат «горящих» (поврежденных) тубулярных клеток, тогда как рост концентрации сКр и снижение СКФ есть всего лишь пассивный результат потери функционирующих нефронов. Отсюда следует, что NGAL является индикатором в реальном времени активного повреждения почечной паренхимы при ХБП.

В то же время NGAL у людей был первоначально идентифицирован как белок массой 25 kDa, ковалентно связанный с ММР-9 в человеческих нейтрофилах [84], которые обычно обеспечивают основной клеточный источник циркулирующих молекул NGAL. Путем формирования комплекса ММР-9–NGAL NGAL защищает ММР-9 от протеолитической деградации, повышая ферментативную активность ММР-9, и в последующем способствует расширению зоны опухолевой инвазии [85]. Высокие концентрации комплекса ММР-9–NGAL в сыворотке крови ассоциировались с более короткой безрецидивной выживаемостью и низкими показателями общей выживаемости [86].

В работе A. Viau et al. (2010) было показано, что уменьшение числа функциональных нефронов вызывает молекулярные и клеточные события, способствующие компенсаторному росту остальных. При этом одним из механизмов отрицательного влияния NGAL на пролиферацию тубулярного эпителия и последующее прогрессирование ХБП является его опосредованный митогенный эффект за счет активации эпидермального фактора роста по рецепторзависимому механизму [87].

А. Di Carlo и соавт. [20], измерив концентрацию ММР-9 и NGAL в сыворотке крови и моче пациентов с ПКР с помощью ИФА, выявили статистически значимое повышение их уровня (p≤0,05). Однако не было выявлено какой-либо корреляции с типом заболевания, стадией или степенью инвазии. В то же время в работе [21] показатель NGAL в моче у больных ПКР<2,4 нг/мл указывает на достаточную сохранность нефронов. Проведение резекции почки таким пациентам не усиливает повреждения тубулярных клеток в пораженной ПКР почке и восстанавливает нормальную работу этих клеток в контралатеральной почке. Концентрация NGAL в моче до операции >3,0 нг/мл – неблагоприятный признак, свидетельствующий об отсутствии резервных возможностей нефрона. У таких больных тепловая ишемия приводит к еще большему повреждению тубулярных клеток в обеих почках, что может явиться дополнительным фактором развития ОПП, который должен учитываться при выборе тактики хирургического лечения [52].

Что касается изучения еще одного значимого маркера ОПП – IL-18, являющегося членом семейства цитокинов, в качестве маркера онкогенеза, то хотелось бы отметить, что первоначально он был описан в 1989 г. как интерферон-гамма-индуцирующий фактор [88]. Интерлейкин-18 продуцируется различными клетками, в том числе Т- и В-клетками, а также рядом антигенпредставляющих клеток, включая активированные моноциты, дендритные клетки и макрофаги, которые могут регулировать как врожденные, так и адаптивные иммунные реакции [89]. Показано, что IL-18 может обладать противоопухолевым эффектом, стимулировать естественные клетки-киллеры и Т-клетки, способствующие главным образом повышению иммунной защиты организма против опухолевых клеток путем активации и индукции продуцирования интерферона-γ. Механизмы защиты хозяина против рака весьма сложны, включая подавление роста опухоли, индукцию апоптоза раковых клеток и ингибирование ангиогенеза [90].

Более высокая экспрессия IL-18 обнаружена в различных раковых клетках по сравнению с контролем, что обусловлено способностью IL-18 индуцировать ангиогенез, миграцию, пролиферацию и иммунный ответ [91]. Эти данные подтверждают ассоциативные связи между геном IL-18 и риском развития рака, но остаются спорными.

По данным некоторых авторов, IL-18 весьма специфичен для ОПП, так как на его уровень не влияют большинство нефротоксинов, ХБП, инфекция мочевого тракта, нефротический синдром или преренальная азотемия [92]. Определение повышенного уровня IL-18 в моче предсказывает наличие ОПП за 24 ч до роста уровня сКр [93].

IL-18 может служить в качестве маркера травмы проксимальных канальцев при остром канальцевом некрозе и для более точной количественной оценки степени острого ишемического и/или канальцевого повреждения [94]. Раннее повышение IL-18 в моче коррелирует с тяжестью ОПП, а также со смертностью, однако не обладает способностью прогнозировать последующее развитие почечной недостаточности [95].

Систематические обзоры литературы и клинический опыт показывают, что почечно-клеточный рак является чрезвычайно гетерогенным заболеванием, имеющим разный прогноз. Традиционно используемые прогностические факторы при ПКР включают анатомические (классификации tnm, размеры опухоли), морфологические (класс по Фурман, подтип, гистологические исследования) и клинические данные. В связи с чем растет число разработок комбинированных моделей и номограмм, включающих в том числе маркеры молекулярных механизмов развития ПКР.

Вместе с тем до настоящего времени не предложен универсальный биомаркер для скрининга и последующей оценки прогрессирования ПКР и состояния почечной паренхимы. Идентификация конкретной биомолекулярной картины ПКР – сложная задача, что определяет необходимость разработки и выявление кластера биомаркеров ПКР, позволяющего как охарактеризовать степень инвазивности ПКР, так и оценить риск прогрессивного снижения функции почек после радикального удаления опухоли.