Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Биохимия Р.Марри

.pdf
Скачиваний:
451
Добавлен:
20.05.2015
Размер:
31 Мб
Скачать
☆

360

Глава 57

А

Б

 

Провирус

 

I

 

I

туе

LТA + LТA туе

---_.......... -----

---~.........._--

 

+

 

~ мРНК гена туе

 

~

Рис. 57.3. Схематическое изображение процесса активации протоонкогена в результате вставки промотора. А. Нормаль­ ная хромосома курицы содержит неактивный ген туе. Б. Вирус лейкоза птиц интегрирован в хромосоме в виде провируса

в области, соседней с геном туе. Правый длинный концевой повтор провируса (LTR). содержащий сильный промотор, ло­ кализован до гена туе. активирует его. и в результате начинается транскрипция туе-мРНК. Для простоты изображена лишь одна цепочка днк.

57.4). В данном случае активацию нельзя объяснить

скую хромосому. В ее образовании участвуют хро­

вставкой промотора, так как последний должен на­

мосомы 9 и 22.

 

 

 

 

ходиться до гена, транскрипция которого усиливае­

Реципрокная транслокация выявлена у некото­

тся, а последовательность должна иметь правиль­

рых

пациентов

с

 

лимфомой

Беркитта­

ную ориентацию (от 5' к 3'). Следовательно, актива­

быстрорастущей опухоли В-лимфоцитов человека

ция объясняется, по-видимому, присутствием энхан­

(рис. 57.5). Эта транслокация иллюстрирует меха­

серов в длинных концевых повторах ретровирусов

низм активации потенциальных клеточных онкоге­

(см. гл. 39 и 41).

нов. В транслокации участвуют хромосомы 8 и 14.

Приведенные два механизма (вставка промотора

Фрагмент хромосомы 8. присоединяющийся к хро­

и энхансера) можно назвать обычными для вирусно­

мосоме 14. содержит ген туе. Как показано на ри­

го канцерогенеза.

сунке 57.6, в результате такого перемещения (тран­

В. хромосомны e транслокации. Как отмечалось

спозиции) неактивный ген попадает под контроль

ранее, во многих опухолевых клетках можно наблю­

энхансера, усиливающего транскрипцию генов, ко­

дать хромосомные аномалии. Один из видов таких

дирующих тяжелые цепи иммуноглобулинов. В резу­

аномалий- транслокация. Суть ее состоит в том.

льтате ген туе активируется. По-видимому, синтез

что фрагмент одной хромосомы отщепляется и при­

больших количеств дик-связывающего белка, ко­

соединяется к другой хромосоме. Если эта последняя

дируемого геном туе, вызывает малигнизацию кле­

хромосома в свою очередь отдает соответствующий

ток, возможно влияя на регуляцию митозов. Этот

фрагмент первой хромосоме, то происходит так на­

механизм сходен с механизмом вставки энхансера,

зываемая «реЦИПРОКН8J1 транслокация». В целом ряде

однако в рассматриваемом случае хромосомная

опухолевых клеток найдены характерные транслока­

транслокация (а не интеграция провируса) «ставип)

ции. Например, при хроническом гранулоцитарном

протоонкоген (в данном случае туе) под контроль

лейкозе в клетках можно обнаружить Филадельфий-

энхансера.

 

 

 

 

А

Б

 

Провирус

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

LTR

I

LTR

 

туе

 

туе

t

 

------ .......... --------

--_...........~---

 

 

~

 

 

 

 

 

 

~

~--MPHK гена туе

 

 

 

~

 

 

 

 

Рис. 57.4. Схематическое изображение процесса активации протоонкогена в результате вставки энхансера. А. Нормальная

хромосома курицы содержит неактивный ген туе. Б. Вирус лейкоза птиц встраивается в хромосому в форме провируса

в области. соседней с геном туе. В данном случае. однако, сайт интеграции расположен за геном туе и не может работать как промотор (рис. 57.6). Определенная последовательность провируса в данном случае выступает в роли :)Нхансера. что ведет к активации гена туе и транскрипции его. Для простоты изображена лишь одна цепочка ДНК.

 

 

Рак, онкогеuы, факторы роста

361

 

8

 

8

8

 

 

 

р

 

p ---....~

 

·Н_азр:Н

 

 

 

 

Q ---.....~

 

 

 

 

 

 

I

I

 

 

14

 

14

14

p----t.~:

 

. .

...:.

 

е•• :

Q----t~~:

 

 

 

Гены

 

 

 

;4-н.цепи

 

 

 

~ Разрыв

'..-гентуе

 

 

 

 

Рис. 57.5. Схематическое изображение реципрокной транслокации, обнаруживаемой в клеl ках лимфомы Беркитта. Уча­

ствуют хромосомы 8 и 14. Конец q-плеча 8-й хромосомы переходит к 14-й хромосоме, гомологичный фрагмент хромосо­ мы 14 переходит к 8-й хромосоме. Ген туе находится в том сегменте хромосомы 8, который попадает на хромосому 14; он встраивается вслед за генами, кодирующими тяжелые цепи молекул иммуноглобулинов, и активируется.

г. Амплификация генов. Амплификация некото­ когенов (например. c-ras) в результате амплифика­

рых генов (см. гл. 38) обнаружена в клетках ряда

ции может играть роль в повышении злокачествен­

опухолей. Как выяснилось, ее можно вызвать введе­

ности опухолевых клеток (см. ниже «Прогрессия

нием противоопухолевого препарата метотрекса­

опухолей»).

 

та-ингибитора дигидрофолатредуктазы. В резуль­

д. Точечные мутации. Онкоген v-ras был впервые

тате опухолевые клетки становятся резистентными

обнаружен в некоторых ретровирусах грызунов (на­

к действию метотрексата. Причиной резистентности

пример, крыс и мышей). Продукт этого гена- белок

является амплификация гена дигидрофолатредукта­

с мол. массой 21 000 (р21)- близок О-белкам, регу­

ЗЫ, при этом активность фермента повышается при­

лирующим активность аденилатциклазы, и. следова­

мерно в 400 раз. Амплифицированные гены, имею­

тельно, играет ключевую роль в ответных реакциях

щие суммарную длину 1000 т. п. н. или даже больше,

клеток на гормоны и лекарства. Сравнение последо­

выявляются в виде rOMor'elIHoокрашенных участков

вательности днк протоонкогена c-ras из нормаль­

на соответствующих хромосомах. Амплифициро­

ных клеток человека и онкогена c-ras из клеток опу­

ванные гены могут обнаруживаться также в двойных

холи мочевого пузыря показало. что они отличаю­

мини-хромосомах, не содержащих центромер. В на­

тся лишь по одному основанию и, следовательно, по

стоящее время исследуется связь гомогенно окра­

одной аминокислоте (положение 12 белка p21). Этот

шенных участков и двойных мини-хромосом. Про­

интересный результат был подтвержден анализом

цесс амплификации, а следовательно, и активации,

генов c-ras других опухолей человека. Во всех слу­

может затрагивать и некоторые клеточные онкоге­

чаях были получены одни и те же результаты: ген,

ны. Имеются данные, позволяющие предполагать,

выделенный из клеток опухоли, содержал лишь одну

что увеличение количества продукта некоторых он-

точковую мутацию

по сравнению с с-rаs-про-

Гены Н-цепи

Гены Н·цепи

туе

-------- .......... -------

------_...........~

 

~

~

~MPHK

Рис. 57.6. Схематическое изображение процесса активации mус-протоонкогена при транслокации в клетках лимфомы Бер­

китта. Небольшой фрагмент 14-й хромосомы перед транслокацией. Указанный фрагмент содержит гены, кодирующие участки тяжелых цепей иммуноглобулинов. После транслокации первично неактивный ген тус оказывается под контро­

лем энхансера. локализованного в области генов, кодирующих тяжелые цепи. В результате ген т}'с активируется. Показа-

на лишь одна цепь днк.

362

Глава 57

тоонкогеном из нормальных клеток. Посколь­

ку положение такой мутации варьирует, меняется

и положение аминокислотной замены. Мутации р21 меняют конформацию белка и уменьшают его

GТРазную активность. Понижение активности этого фермента влечет за собой стимуляцию активности

аденилатциклазы, которая тормозится при образо­

вании GDP из ОТР (см. гл. 44). В результате стиму­

ляции аденилатциклазы возрастает количество

сАМР, что влияет на активность различных сАМР­

зависимых протеинкиназ. Это в свою очередь сдви­

гает баланс процессов клеточного метаболизма в на­ правлении трансформации или ее стабилизации.

Общие замечания относительно

активации онкогенов

Из пяти рассмотренных механизмов активации онкогенов в первых четырех (вставка промотора.

вставка энхансера, хромосомные транслокации и ам­

плификация генов) имеет место усиление транскрип­

ции и вследствие этого повышение количества про­

дукта онкогена. При этом его структура не меняется. Возможно, именно увеличения концентрации про­ дукта оказывается достаточно, чтобы запустить про­ цесс малигнизации клеток. Пятый механизм актива­ ции (точечные мутации) подразумевает изменение

структуры продуктC:i онкогена, при этом количество

sis

!

Фактор роста_

mbВ~I---_:

ВНЕКЛЕТОЧНАЯ

ЖИДКОСТЬ

ПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ

МЕМБРАНА

 

ИТФ

ДAГ~

 

сАМР

/

 

ЦИТОЗОЛЬ

 

11L _Л_ип_аз_а_

 

 

t

 

 

 

Арахидонат

 

~ Простагландины.

лейкотриены

еа2+

ДНК

ЯДРО

ДН К·СВRзывающие

белки

t

туе

Рис. 57.7. Схема механизмов, с помощью которых продукты онкогенов могут влиять на клеточный метаболизм и тем Ccl- мым стимулировать рост. сАМР влияет на клеточные процессы, активируя cAMP-зависимые протеинкиназы. Тирозино­

вая протеИНКИН(1за и протеинкиназа С могут активировать целый ряд белков-мишеней. На клеточные реакции влияют ио­

ны Са2 +, простагландины и леЙкотриены. образующиеся из арахидоновой кислоты. Р-рецептор; G-G-бе_lОК: лц -

аденилатциклаза: ФИ-фосфатидилинозитол; ПКС-протеинкиназа с: ТПК-тирозиновая протеинкиназа; ИТФинозитолтрифосфат; ДЛГ -диацилглицерол; ЭР-эндоплазматический ретикулум.

 

 

Рак, онкогены, факторы роста

363

его может не меняться. Таким образом, для процесса .

киназой, продукт гена ras, стимулирующий (опосре­

трансформации может оказаться достаточным нали­

дованно) активность аденилатциклазы, или продукт

чие структурно аномального регуляторного белка.

гена туе- ДНК-связывающий белок. В каждом из

При обсуждении роли онкогенов в процессе во­

этих примеров онкоген может оказывать воздей­

зникновения

злокачественных

новообразований

ствие на процесс митоза (продукты первых двух он­

стоит иметь ввиду, что онкогены выделены лишь из

когенов путем влияния на фосфорилирование ключе­

15% опухолей человека. Возможно, в некоторых слу­

вых регуляторных белков). Существенный пробел

чаях активация онкогена- это следствие трансфор­

в нашем понимании процесса клеточного роста со­

мации, а не причина ее. Участие онкогенов в разви­

стоит в том, что очень мало известно о молекуляр­

тии экспериментальных опухолей, вызванных хими­

ных аспектах регуляции митоза даже в нормальных

ческими канцерогенами, лишь начинает изучаться.

клетках. 2. Продукты онкогенов могут имитировать

Так, недавно было показано, что при индукции опу­

действие полипептидвых факторов роста. 3. Продук­

холи молочной железы крысы нитрозометилмочеви­

ты онкогенов могут имитировать ситуацию, возни­

ной наблюдается активация гена c-ras, при этом

кающую при взаимодействии рецептора с соответ­

выявлена мутация типа транзиции G-+A. Этот факт

ствующим фактором роста.

 

свидетельствует о том, что онкогены участвуют в хи­

 

 

мическом канцерогенезе. Поскольку в данных экспе­

ПОЛИПЕПТИДНЫЕ ФАКТОРЫ

 

риментах канцероген применяли

одиократно (без

РОСТА

 

промотора),

обнаруженная мутация могла быть

 

 

 

компонентом стадии инициации химического канце­

рогенеза. Для выяснения возможной роли онкогенов

впроцессах инициации, промотирования, прогрес­

сии опухолей и их метастазирования необходимы

дальнейшие исследования.

Механизмы действия онкогенов

Существуют по меньшей мере три механизма,

спомощью которых онкогены стимулируют рост

клеток (рис. 57.7). 1. Онкогены могут действовать на

ключевые внутриклеточные процессы, участвующие

в контроле роста клеток. При этом оказывается нену­ жным внешний стимул. Примерами могут служить продукт гена sre, являющийся тирозиновой протеин-

Изучение факторов роста- одно из наиболее бы­

стро развивающихся направлений на стыке совре­

менной биологии и медицины. Многие факторы ро­

ста в настоящее время выделены и частично охарак­

теризованы (табл. 57.7). До недавнего времени для исследований были доступны лишь небольшие их количества. Однако теперь клонированы гены цело­ го ряда факторов роста и благодаря методам генной инженерии стало возможным получать ДНК факто­ ров роста в больших количествах. Известные в на­ стоящее время факторы роста влияют на клетки раз­

личных типов, например на клетки крови, нервной

системы, мезенхимы и эпителия. Их воздействие на

Таблица 57.7. Некоторые полипептидные факторы роста. (Modified and reproduced, with permission, from Franks L. М., Teich N. М. (editors). Introduction to the Cellular and Molecular Biology of Cancer. Oxford Univ. Press, 1986.)

Фактор роста Источник Функции

Фактор роста эпидермиса (ФРЭ)

Слюнные железы мышей

Стимулирует рост многих эпидермальных и эпи­

 

 

 

 

телиальных клеток

Эритропоэтин

 

 

Почки, моча

Регулирует развитие ранних эритропоэтических

 

 

 

 

клеток

Инсулиноподобные

факторы

роста 1

Сыворотка

Стимулируют включение сульфата в хрящи: ока­

и 2(ИФР-I, ИФР-2, называемые

 

зывают митогенное действие на хондроци­

также соматомединами С и А)

 

ты: оказывают инсулиноподобное действие

 

 

 

 

на многие клетки

Интерлейкин I (ИЛ-1 )

 

Кондиционированная сре­

Стимулирует продукцию ИЛ-2

 

 

 

да

 

Интерлейкин 2 (ИЛ-2)

 

Кондиционированная

Стимулирует рост Т-клеток

 

 

 

среда

 

Фактор роста нервов (ФРН)

 

Слюнные железы мышей

Действует на симпатические и некоторые

 

 

 

 

сенсорные нейроны

Фактор роста из тромбоцитов

 

Тромбоциты

Стимулирует рост клеток мезенхимы и глии

Трансформирующий

фактор

роста

Кондиционированная сре­

действует аналогично ФРЭ

(ТФР-а)

 

 

да с трансформиро­

 

 

 

 

ванными или опухо­

 

 

 

 

левыми клетками

 

Трансформирующий

фактор

роста

Почки, тромбоциты

Оказывает либо стимулирующее, либо подав­

(ТФР-Ю

 

 

 

ляющее действие на некоторые клетки

364

Глава 57

клетки-мишени вызывает митогенный эффект; хотя, чтобы показать это, иногда необходимо создавать специальные условия. Например, перед добавлением

факторов роста клетки помещают в среду без сыво­ ротки, чтобы они пришли в состояние покоя. Фактор роста из тромбоцитов, секретируемый их а­

гранулами, по-видимому, принимает участие в про­

цессе заживления ран. Целый ряд факторов играет ключевую роль в регуляции дифференцировки ство­ ловых клеток в зрелые кроветворные клетки. Суще­

ствуют также инrибирующие ростовые факторы; на­

пример, трансформирующий фактор роста тормо­

зит рост определенных клеток. Таким образом. на­

личие в культуральной среде БОЛЫIIИХ количеств факторов роста или слишком малых количеств инги­

бирующих ростовых факторов может изменять ха­

рактер роста клеток.

ДЕЙСТВИЕ ФАКТОРОВ РОСТА

ПО ЭНДОКРИННОМУ, ПАРАКРИННОМУ ИЛИ АУТОКРИННОМУ ТИПУ

Существуют три пути воздействия факторов ро­

ста: 1) эндокрннный путь, т. е. ростовые факторы мо­ гут действовать подобно гормонам. Они синтези­

руются в определенном месте и с током крови пере­

носятся к клеткам-мишеням; 2) факторы роста могут синтезироваться в специфических клетках. секрети­

роваться ими и действовать на соседние клетки; при

этом клетки, секретирующие факторы роста, к ним

не чувствительны, так как у них отсутствуют соот­

ветствующие рецепторы; такой путь воздействия на­

зывается паракрИНИLIМ; 3) некоторые факторы роста

оказывают действие на синтезирующие их клетки

(аутокринный путь). Например, фактор секретируе­

тся в среду, а затем действует на ту клетку. которая

его секретировала и имеет соответствующие рецеп­

торы. В другом варианте некоторое количество фак­

тора не секретируется, остается внутри клетки и мо­

жет непосредственно стимулировать различные про­

цессы.

БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ

ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ РОСТА

О механизме действия факторов роста на молеку­

лярном уровне известно относительно мало. Подоб­ но полипептидным гормонам (см. гл. 44), ростовые

факторы должны передать сигнал через плазматиче­

скую мембрану внутрь клетки (трансмембранная передача сигнала). В конечном счете сигнал фак ropa

роста влияет на один или несколько процессов,

имеющих отношение к митозу. Для большинства ро­

стовых факторов на плазматической мембране кле­ ток-мишеней имеются высокоспецифические рецеп­

торы. Клонированы гены рецептора фактора роста

эпидермиса (ФРЭ) и инсулина; реконструированы

структуры рецепторов. Они состоят из короткого трансмембранного сегмента, а также наружного

ицитоплазматического доменов, отличающихся

длиной у разных рецепторов. Лиганды связываются

с наружными доменами. Ряд рецепторов (например,

рецепторы фактора роста эпидермиса, инсулина

и фактора роста из тромбоцитов) обладает активно­

стью тирозиновой протеинкиназы (напомним, что такой же активностью обладает продукт гена v-sre). Киназная активность локализована в цитоплазмати­

ческих доменах рецепторов, где ее роль~

аутофосфорилирование белка рецептора. Комплекс

рецептора и литанда подвергается эндоцитозу

в окаймленных пузырьках (см. рецепторы LDL, гл.

27); до сих пор не ясно. возвращаются ли рецепторы

на клеточную поверхность. Механизмы передачи

трансмембранных сигналов факторами роста изу­

чаются; показано. что они неодинаковы у разных

факторов. В качестве примера рассмотрим последо­

вательность действия фактора роста из тромбоци­ тов. Этот фактор стимулирует активность фосфоли­

пазы С, которая гидролизует фосфатидилинозитол-

4,5-бисфосфат до инозитолтрифосфата и диацилгли­ церола (см. ранее. v-sre, а также рис. 44.5). Инозитол­

трифосфат влияет на высвобождение внутрикле­ точного Са2 +, а диацилглицерол-на активность протеинкиназы С; таким образом «заводятся») мно­

гие внутриклеточные процессы. При последующем гидролизе диацилглицерола фосфолипазой Л2

высвобождается (в числе других жирных кислот)

арахидоновая кисло ra, участвующая в синтезе про­

стагландинов и лейкотриенов, обладающих высокой

биологической активностью (см. гл. 24). Инкубация клеток с препаратом фактора роста из тромбоцитов может приводить к быстрой (от нескольких минут до 1-2 ч) активации клеточных протоонкогенов (на­ пример, с-туе и c-fos). Весьма вероятно, что именно

активация нормальных генов или ПРОТООIlкогенов

лежит в основе действия факторов роста.

ФАКТОРЫ РОСТА И ОНКОГЕНЫ

Как теперь известно, продукты ряда онкогенов

представляют собой либо факторы роста, либо их

«неполные» рецепторы (табл. 57.6).

В-цепь фактора роста из тромбоцитов содержит 109 аминокислот. Весьма вероятно, что В-цепь био­

логически активна в виде гомодимера без участия Л­

цепи. Было показано, что ген v-sis кодирует 100 из 109 аминокислот В-цепи; это открытие выявило прямую взаимосвязь между онкогенами и фактора­

ми роста. Можно предположить. что аутокринная

регуляция, осуществляемая этим фактором роста, является важным фактором при трансформации кле­

ток геном v-sis. Действительно. многие культивируе­ мые опухолевые клетки секретируют факторы роста

в окружающую среду и одновременно обладают ре­

цепторами для этих молекул.

Рак, онкогены, факторы роста

365

Анализ первичной структуры v-erb-B показал,

что этот ген детерминирует образование неполной формы рецептора ФРЭ; при этом отсутствует боль­

шая часть внешнего домена рецептора, а протеинки­

назная активность сохраняется. Было высказано

предположение, что неполная форма рецептора дЛЯ

ФРЭ, кодируемая v-erb-B, может быть активна вну­

три клетки, имитируя рецептор, связанный с эндо­

генным фактором роста. Как и в случае аутокринной

стимуляции фактором роста из тромбоцитов, это

может приводить к появлению постоянного мито­

генного «сигналю>, ведущего клетки к трансформи­

рованному состоянию.

Трансформирующий фактор роста (ТФР-J3) пер­

воначально считали позитивным (стимулирующим)

фактором, поскольку при добавлении его к культуре фибробластов последние вели себя как трансформи­

рованные клетки. В настоящее время установлено,

Таблица 57.8. Биохимические изменения в опухолевых

клетках

Увеличение активности рибонуклеотидредуктазы Повышение синтеза РНК и ДНК Снижение катаболизма пиримидинов

Увеличение скорости аэробного и анаэробного гликолиза

Изменение изозимных профилей. часто в направлении эмбриональных профилей

Синтез 'Эмбриональных белков (например. карциноэмбрио­

нального антигена)

Утрата высокодифференцированных биохимических функ­ ций (например, снижение синтеза специализированных белков)

Неадеквзтный синтез некоторых факторов роста и гормо­

нов

различаться: изменяется, например, спектр фермен­

тов (табл. 57.8). Некоторые из этих изменений

что ТФР-J3 тормозит рост большинства типов клеток

являются вторичными, возникающими вследствие

повышения скорости роста, другие же обусловлены

(за исключением фибробластов). Подавляет он

хромосомной нестабильностью. В популяции бы­

и рост клеток обезьяньей почки, которые его синте­

строрастущих клеток повышается активность анабо­

зируют. ТФР-J3 может активировать в фибробластах

лических процессов, необходимых для роста (синтез

ген sis. Механизм торможения роста других клеток

до сих пор неясен. Имеются данные о том, что неко­

ДНК и РНК); интенсивность катаболических реак­

ций (например, катаболизм пиримидинов) понижае­

торые гены кодируют продукты, замедляющие рост

тся. Одновременно исчезает ряд признаков диффе­

клеток; кроме того, существуют гены, супрессирую­

щие развитие опухолей. Таким образом, контроль

ренцировки, свойственной их нормальным предше­

роста клеток - процесс сложный, он может регули­

ственникам. Другими словами, все функции таких

роваться как стимулирующими, так и тормозящими

клеток концентрируются на росте. Помимо этого

 

факторами.

ПРОГРЕССIIЯ ОПУХОЛЕЙ

Если нормальная клетка превратилась в опухоле­

вую, то ее потомство по составу и поведению не

остается постоянным. В ряду клеточных поколений

имеется тенденция к повышению уровня малигниза­

ции. Это проявляется в увеличении частоты анома­

льных кариотипов. скорости роста, в тенденции к ин­

вазии и метастазированию. Важнейшие проявления

прогрессии, вероятно, отражают нестабильность ге­

нома опухолевых клеток. Можно предполагать, что

при этом активируются дополнительные онкогены.

Селективное преимущество имеют клетки с более

высокой скоростью роста.

Важно различать по биохимическим свойствам

недавно трансформированные клетки и быстро раз­

множающиеся Dысокомалигнизированные клетки.

Клетки первого типа могут мало отличаться от нор­

мальных, за исключением тех ключевых изменений,

которые, собственно, и ведут к малигнизации (на­

пример, активация одного или нескольких онкоге­

нов) (табл. 57.5). Исследование таких клеток позво­

ляет выявить биохимические особенности, приводя­ щие к опухолевой трансформации. Свойства норма­

становится иным характер экспрессии генов, напри­

мер, кодирующих синтез ряда эмбриональных бел­ ков (некоторые из них служат опухолевыми марке­

рами; см. табл. 57.1); кроме того, в опухолевых клет­

ках повышается синтез ростовых факторов и гормо­ нов. При исследовании таких клеток трудно выявить именно те события, которые привели к трансформа­

ции; они бывают «замаскированы» массой измене­

ний, вторичных по отношению к прогрессии. При

выборе схемы химиотерапии чрезвычайно важно

1нать биохимические свойства опухолевых клеток,

поскольку именно с этим типом клеток приходится

иметь дело онкологам.

МЕТАСТАЗИРОВАНИЕ

Метастазирование- это перемещение опухоле­

вых клеток из первичного очага в другие ткани, где

они дают начало вторичным опухолям. Процесс ме­

тастазирования- весьма сложен, о его биохимиче­

ском механизме на сегодняшний день известно край­

не мало. Предполагают, что метастазирование отра­

жает нарушение межклеточных взаимодействий,

поэтому большое Вlшмание в настоящее время уде­ ляется изучению особенностей поверхности норма­

льных и опухолевых клеток. Показано, что поверх­

лыIы x и высокоопухолевых клеток могут сил,ьно ность опухолевых клеток довольно сильно изменена

Nicolson G. L.

366

Глава 57

Таблица 57.9. Некоторые изменения, обнаруживаемые на

поверхности злокачественных клеток. (Adapted from Rob-

bins J. с., Nicolson G. L. Surfaces of normal and transformed ceIls. In: Cancer: А Comprehensive Treatise, Vol. 4, Beckerr F. F. (editor). Plenum Press, 1975.)

Изменения проницаемости

стазирования, может создать основу для разработки

более эффективных методов противоопухолевой те­

рапии.

ЛИТЕРАТУРА

Изменения транспортных свойств

Ослабление адгезии

Усиление агглютинации клеток растительными лектина­

ми

Изменение активности ряда ферментов (например, некоторых протеаз)

Изменение заряда поверхности

Появление новых антигенов Утрата некоторых антигенов

Изменения в олигосахаридных цепях гликопротеинов Изменения в составе гликолипидов

(табл. 57.9), хотя не все изменения прямо связаны

спроцессом метастазирования.

Внастоящее время усилия исследователей на­ правлены на разработку удобных модельных систем

на животных, с помощью которых можно было бы

исследовать процесс метастазирования. Многие ра­ боты посвящены выяснению возможной роли неко­ торых протеаз (например, коллагеназы IV типа),

гликопротеинов и гликосфинголипидов клеточной поверхности в явлении метастазирования. Возмо­

жно, например, что существенным моментом при

появлении метастазов является изменение олигоса­

харидных цепей, входящих в состав клеточных гли­ копротеинов (эти изменения вторичны по отноше­ нию к изменениям активности специфических глико­

зилтрансфераз гликопротеинов). Понимание биохи­

мических механизмов, вовлеченных в процесс мета-

Barbacid М. Oncogenes and human cancer: Cause of со­ nsequence? Carcinogenesis, 1986, 7, 1037.

Вishop J. М. The molecular genetics of cancer, Science, 1987, 235,305.

Сгосе С. М., Klein G. Chromosome translocations and human cancer, Sci. Ат. (March). 1985. 252. 54.

Darnell J., Lodish Н., Baltimore п. Molecular СеН Biology, Scientific American Books, 1986.

Farmer Р. В.. Walker J. М. (eds.) ТЬе Molecular Basis ofCancer, Croom. Неlт. Ltd., 1985.

Franks L. М., Teich N. Introduction to (Ье Сеllиlаг al1d Моlе­ cular Biology of Cancer, Oxford Univ. Press, 1986.

Huпteг Т. Oncogenes and growth control, Trends Biochem. Sci., 1985, .о, 275.

Hunter Т., Соорег J. А. Protein-tyrosine kinases. Annu. Rev. Biochem., 1985, 54, 897.

Massague J. ТЬе transforming growth factors, Trends Biochem. Sci., 1985, 10, 237.

Mclпtire К. R. Tumor markers: How useful are they? Hosp. Pract. (Оес). 1984, 19, 55.

СеН surface molecules and (итот шеtаstаsis: Regu]ation ofmetastatic phenotypic diversity, Ехр. Сеll Res., 1984, 150, 3.

Pitot Н. С. Fundamentals ofOl1cology, 3rd ed.. Магсеl Dekker, 1986.

Sporn М. В.. Roberts А. В. Autocrine growth factors and cancer, Nature, 1985. 313, 745.

Tannock 1. F., НШ R. (eds.) ТЬе Basic Science of Oncology, Pergamon Press, 1987.

Weinberg R. А. ТЬе action of oncogcnes in fh~ cytoplasm and nucleus, Science, 1985. 230, 770.

Приложение

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КРОВИ

И ЖИДКИХ СРЕД ОРГАНИЗМА

Количественная оценка

лабораторНldХ дa~x

Результаты, получаемые в клинической лабора­

тории при определении концентрации или количе­

ства вещества в образце, отражают возможности со­

ответствующего метода, качество реактивов и обо­

рудования.

Точность метода- это степень приближения по­ лученного значения к «истинному» значению (напри­

мер, к известной концентрации в контрольном

образце). ВосПРОИЗВОДИМОСТЬ метода характеризуе­ тся разбросом показателей, полученных при анализе

нескольких проб одного образца. Надежность мето­

да определяется его точностью и воспроизводимо­

стью.

Воспроизводимость зависит от ряда факторов:

сложности метода, стабильности и качества реакти­

вов, точности первичного стандарта, надежности

оборудования, опыта технического персонала. В обязанность каждой лаборатории входит проверка воспроизводимости методов. Ее оценивают по вели­

чине стандартного отклонения от средней, получен­

ной при повторных исследованиях одного образца.

Например, воспроизводимость при определении хо­

лестерола сыворотки в хорошей лаборатории обыч­ но составляет в среднем ± 5 мr%. Известно, что 95%-ный доверительный интервал составляет ± 2

стандартных отклонения, что в данном случае соот­

ветствует ± 10 мг%. Таким образом, каждый резу­

льтат считается истинным, если он находится в пре­

делах этих границ (20 мг%). Так, показатель холе­ стерола сыворотки 200 мгО/о означает, что истинное значение находится в пред~лах между 190 и 210 мг%. При определении калия в сыворотке с ошибкой ± 0,1 ммоль/л (lSD) результаты тестирования проб из одного образца могут отличаться на ± 0,2 ммоль.

Результат 5,5 ммоль -говорит о том, что истинное

значение находится в интервале 5,3-5,7. Это озна­ чает, что при анализе разных проб в одном образце

могут быть получены результаты-и 5,3, и 5,7 ммоль/л; оба они соответствуют воспроизводимос­

ти теста.

Врач должен получать из лаборатории сведения о возможной ошибке измерений для каждого мето­

да, это дает ему возможность судить о том, измени­

лись ли результаты анализов у данного больного.

Интерпретация лабораторных

тестов

Нормальными величинами считаются такие, ко­

торые не выходят за пределы двух стандартных от­

клонений от среднего значения рассматриваемого

показателя в нормальной (здоровой) популяции. Та­

кие величины характеризуют 95% популяции здоро­

вых людей. Существует множество факторов,

влияющих на результаты анализов; среди них воз­

раст, раса, пол, окружающая среда, положение тела,

суточные н другне циклические изменения, время

взятия пробы для анализа (натощак или после еды), характер ПИЩИ, прием лекарства, степень физической

активности.

Нормальные величины могут варьировать в за­ висимости от метода определения, условий забора

и хранения проб. В каждой лаборатории все этапы

анализа должны быть строго регламентированы

и стандартизированы для того, чтобы результаты можно бьшо правильно интерпретировать.

При интерпретации лабораторных данных сле­

дует учитывать состояние пациента. Низкая концен­

трация вещества, например натрия в сьшоротке, мо­

жет быть результатом как его недостаточности, так и «разведения». Отклонения от нормы могут быть связаны не только со спецификой заболевания, но и с приемом каких-то лекарств. Так, повышение моче­

вой кислоты в сыворотке может быть обусловлено

подагрой, а может быть следствием приема хлоро­ тиазида или противоопухолевых препаратов. При

368

Прuложеlluе

оценке полученного результата совершенно необхо­

димо иметь перед глазами список лекарственных

препаратов, влияющих на результаты данного теста.

Существенное значение имеет способ забора ма­ териала для исследования. Неправильно собранная

суточная моча, гемолиз крови, использование не­

адекватного антикоагулянта, недостаточно чистая

посуда или неисправный прибор- все эти факторы

могут служить источником ошибки при анализе. Прu.мечанuе. Если получены необычные и.JIИ силь­

но отклоняющиеся от нормы результаты, необходи­

мо прежде, чем делать выводы, касающиеся лечения

больного, исключить возможность ошибки. Желате­

льна консультация с экспертом в этой области.

Влияние пищи и положения тела

на концентрацию веществ в крови

А. ПИЩа. Обычно забор крови для анализа де­

лают натощак после 8-12 ч голода. За редким ис­

ключением, разрешается пить воду.

Если забор крови производится через 3-4 ч по­

сле завтрака, полученные результаты стандартных

тестов отличаются от величин ~(натощак». Если же

кровь берут через 3-4 ч после обеда, показатели от­ клоняются в ещё большей степени. Для правильного

определения триглицеридов в сыворотке или плазме

необходимо 10--14-часовое голодание.

Б. Положение тела. Объем плазмы, измеренный

у человека, который лежал несколько часов, на 1о-- 15% больше, чем у человека, который менял поло­

жение тела или стоял около часа. Это означает, что

результаты измерения концентрации веществ в кро­

ви у человека, который лежал больше часа, будут бо­ лее низкими, чем у него же после ходьбы.

Результаты анализов у одного и того же человека

меняются при переходе из горизонтального положе­

ния в вертикальное: повышается общий белок. аль­ бумин,кальций, калий, фосфат, холестерол, тригли­

цериды, АСТ, фосфатазы, общий тироксин, гемато­

крит, количество эритроцитов и гемоглобин. Макси­ мальные изменения касаются концентрации общего белка, ферментов (+ 11 %) и кальция (3-4%). В се­

рии исследований изменение вертикального положе­

ния на горизонта.JIьное сопровождается снижением

общего белка на 0,5 г%, альбумина-О,4-0,6 гО/о;

кальция-О,4 мг%; холестерола-10--25 мг%, об­

щего тироксина на 0,8-1,8 мкг%, гемотокрита на 4- 9% (в€ледствие гемодилюции после возвращения ин­ терстициальной жидкости в кровоток).

Наложение жгута на 1 мин вместо 3-х приводило

к следующим изменениям результатов: общий бе­ лок- +5%, железо- +6,7%, холестерол-- +5%,

АСТ-- +9,30/0, билирубин- +8,4%; снижение бы­

ло отмечено в уровне калия- 6% и креатинина--

2,3%.

Обоснованность лабораторных тестов

Клиническое значение теста определяется его спе­

цифичностью, чувствительностью, а также распро­

страненностью соответствующего заболевания в об­

следуемой популяции.

О чувствительности теста судят по доле (%) поло­

жительных результатов анализа среди пациентов

с соогuетствующим заболеванием. Например, тест на фенилкетонурию высокочувствителен: положите­

льный результат наблюдается у всех пациентов

с этим заболеванием (1000/0 чувствительности). Тест на карциноэмбриональный антиген имеет низкую

чувствительность: результаты положительны лишь

у 72 % больных раком толстого кишечника на стадии

прогрессивного развития опухоли и всего в 20% слу­

чаев на ранних стадиях. Низкая чувствительность те­

стов в начале болезни и резкое повышение ее уровня

в более поздний период характерны д.'1я многих форм патологии.

О специфичности судят по доле (%) отрицатель­

ных результатов среди лиц. не страдающих соответ­

ствующим заболеванием. Например, тест на фенил­ кетонурию высокоспецифичен: исследование людей, не страдаюших фенилкетонурией, в 99.9% случаев дает отрицательный результат. Напротив, специ­ фичность теста на карциному кишечника невысока: унекурящих пациентов 3% -- ложноположительных

результатов (97%-ная специфичность); у курящих

доля таких результатов достигает 20% (80%-ная спе­

цифичность). Встречаются ситуации, затрудняющие

оценку специфичности; например, содержание сыво­

роточного тироксина повышено не только у пациен­

тов с гипертиреозом, но также у женщин, принимаю­

щих оральные контрацептивы, и у беременных. Диагиостическая ценность положительного теста

характеризуется долей (в%) истинно положитель­ ных результатов среди всех положительных. Этот

показатель непосрел:ственно связан с вероятностью

предполагаемого заболевания.

Формулы для определения:

Чувствительность =

Истинно положительные

----------------------------х

Истинно пuложительные + Ложноотрицательные

х 100%;

Специфичность =

Истинно отрицаТС_lьные

=

х

Истинно положительные + Ложноположительные

х 100%;

Диагностическая

ценность =

Истинно положительные

----------------------------х

Истинно полuжительные + Ложноположительные

х 100%.

Прuложенuе

369

Прежде чем назначать биохимический анализ, не­

Вместо «в секунду» записывают cek- 1; на квадрат­

обходимо оценить, насколько чувствительность,

ный метр-м-2, на килограмм-кг- I •

 

специфичность и диагностическая ценность теста

Пример: см/сек = cm·cek-1; г/м2 = г,м-2.

 

адекватны поставленным задачам. в какой мере они

Полагая, что система СИ будет в течение бли­

могут способствовать правильной постановке диаг­

жайших лет принята в США, данные, представлен­

ноза и выбору курса лечения.

ные здесь, выражены как в традиционных единицах,

 

так и в единицах системы СИ (в скобках).

 

Единнцы в системе СИ

(Systeme International d'Unites)

Генеральная конференция Мер и Весов разрабо­

тала согласованную систему мер, принятую в на­

стоящее время.

Для клинического использования были выбраны 8 основных параметров:

длина: метр (м);

масса: килограмм (кг);

количество вещества: моль (mole);

время: секунда (сек);

термодинамическая температура: кельвин (К); сила тока: ампер (А);

сила света: кандела (cd); каталитическая активность: катал (kat).

СТАНДАРТНЫЕ КЛИНИКО-ЛАБОРАТОРНЫЕ

ПОКАЗАТЕЛИ В ТРАДИЦИОННОЙ СИСТЕМЕ

И СИСТЕМЕ СИ

Альбумин сыворотки илн плазмы {см. «Белки сыворотки или плазмы»)

Аминотрансферазы (трансаминазы) сыворотки

Норма (варьирует в зависимости от метода): аспартатная трансаминаза (АСТ)-6-25 МЕ/л

при ЗОUС; аланиновая трансаминаза (АЛТ)-З-26

МЕ/л при ЗООС.

А. ПреДОСТОРОЖНОСТН. Избегать гемолиза, быстро

отделять сыворотку от сгустка.

Производными основных параметров являются

следующие:

концентрация массы: килограмм/литр (кг/г);

доля массы: килограмм/килограмм (кг/кг);

объемная доля: литр/литр (л/л); объем: кубический метр (м3 ); для клинического испо­ льзования- литр (л);

концентрация вещества: моль/литр (моль/л);

молярность: моль/килограмм (моль/кг); молярная доля: моль/моль; давление: паскаль (Па)-ньютон/м2 •

Десятичные факторы

Число

Название

10 12

тера

109

гига

106

мега

103

кило

102

гекто

101

дека

10-1

деци

10-2

санти

10-3

милли

10-6

микро

10-9

нано

10-12

nико

10-15

фемто

10-18

атто

Обозначение «в» или «НЮ>, например «в секунду»,

часто выражciЮТ в виде отрицательной экспоненты.

Б. Фнзнологическая основа. Аспартатная амино­ трансфераза (АСТ), аланиновая трансаминаза (АЛТ) и лактатдегидрогеназа- это внутриклеточ­

ные ферменты, участвующие в обмене аминокислот

и углеводов. В высокой концентрации содержатся в мышцах, печени, мозге. Повышение концентрации

этих ферментов в крови свидетельствует о некрозе

или поражении прежде всего этих тканей.

В. Интерпретация.

1.Повышение показателя имеет место при ин­

фаркте миокарда (особенно АСТ); при остром ин­ фекционном гепатите (АЛТ обычно повышена боль­

ше, чем АСТ); циррозе печени (АСТ повышена боль­ ше, чем АЛТ); при метастазах в печень или первич­ ной опухоли печени. При поражении опухолевым процессом серозных полостей уровень ферментов повышается в транссудатах. АСТ повышается при· мышечной дистрофии, дерматомиозите и пароксиз­

мальной миоглобинурии.

2.Снижевие показателя имеет место при недоста­

точности пиридоксина (витамина В6), часто в резуль­

тате повторных процедур гемодиализа; при почеч­

ной недостаточности, при беременности.

Аммиак крови

Норма (по методу Конвея): 1(}-11О мкг% в цель­

ной крови (СИ: fr-65 мкмоль/л).

А. ПреДОСТОРОЖНОСТИ. Не использовать антикоа­

гулянты, содержащие аммиак. В качестве антикоагу­

лянтов следует применять оксалат калия, кальций­ двунатриевую соль ЭДТА и гепарин, свободный от

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]