Диагностические аутоантигенные панели: общие сведения
Основной недостаток всех (за исключением ECPKA ) раково- ассоциированных В-клеточных антигенов - низкая чувствительность в выявлении рака, в то время как именно высокая диагностическая чувствительность критична практически для всех областей применения онкомаркеров.
Не менее важной проблемой является отсутствие специфичности большинства аутоантител к раково-ассоциированным антигенам в отношении локализации и гистогенеза злокачественной опухоли. Большинство опухолей демонстрирует различные, но тем не менее перекрывающиеся, "вырожденные" аутоантигенные репертуары. Это приводит к тому, что даже позитивный результат теста (который в условиях характерной для раково- ассоциированных антигенов высокой специфичности является достоверным индикатором наличия злокачественной опухоли) не может быть интерпретирован однозначно и требует уточнения локализации опухоли. Ситуация усложняется еще и тем, что аутоантитела ко многим раково- ассоциированным антигенам обнаруживаются также у пациентов с доброкачественными, воспалительными, аутоиммунными и предраковыми заболеваниями, хотя и с несколько меньшей частотой, чем у больных со злокачественными новобразованиями.
В то же время в формате, включающем в себя множество антигенов, возможно идентифицировать так называемые "аутоантительные подписи" ("autoantibody signatures") различных заболеваний, т.е. те сочетания реактивных антигенов, которые отличают анализируемую патологию от любой другой, а также от нормы. Иными словами, при объединении множества антигенов в панель можно подобрать такое сочетание антигенов, антитела к которым встречаются только при изучаемой патологии (специфичность близка к 100%), причем частота встречаемости антител хотя бы к одному антигену (чувствительность) также будет близка к 100%.
Первой работой, в которой изучалась реактивность панели раково- ассоциированных ан-тигенов, была работа Сканлана с соавт., изучившими гуморальный иммунный ответ на 77 кандидатных антигенов, идентифицированных методом серологического экспрессионного клонирования (SEREX), в когорте пациентов с колоректальным раком [ Scanlan. 2002 ]. В результате анализа экспериментальных данных авторы отобрали панель из 13 антигенов ( р53 , MAGEA3 , SSX2 , NY-ESO-1 , HDAC5 , MBD2 , TRIP4 , NY-CO-45 , KNSL6 , HIP1R , Seb4D , KIAA1416 и LMNA ), анализ на аутоантитела к которым (реактивность хотя бы на один антиген) дифференцировал пациентов с раком толстой кишки и здоровых доноров с 46%-ной чувствительностью и 100%-ной специфичностью (р меньше 1*(10 в степени минус 10)). Следует отметить, что частота реактивности на каждый индивидуальный антиген (не считая высокоиммуногенного р53 ) составляла от 3 до 8%, и лишь пять антигенов ( р53 , MAGEA3 , NY-ESO-1 , TRIP4 и HIP1R ), будучи использованными по отдельности, демонстрировали статистически значимую разницу в серореактивности между группами больных раком толстой кишки и здоровыми донорами.
Таким образом, при использовании панели из 13 раково- ассоциированных антигенов при сохранении характерной для каждого из антигенов 100%-ной специфичности чувствительность в выявлении рака увеличивалась в 6-9 раз в сравнении с чувствительность при использовании каждого из антигенов по отдельности.
В работе [ Zhang, 2003 ] было продемонстрировано последовательное повышение чувствительности в выявлении различных видов рака (64 пациента с раком молочной железы, 46 - с колоректальным раком, 91 - с раком желудка, 56 - с раком легкого, 206 - с раком предстательной железы и 65 больных с первичным раком печени) при увеличении числа включенных в панель антигенов с 5-20% для индивидуальных антигенов ( c-MYC , р53 , CCNB1 , р62 , КОС , IMP1 и BIRC5 ) до 44-68% при использовании полной панели (ELISA-формат). Важно отметить, что при столь сильном повышении чувствительности специфичность в выявлении рака с помощью исследованной панели составила 89-95% (по отношению к различным контрольным группам), т.е. снизилась лишь на 5- 10% по отношению к специфичности индивидуальных антигенов.
Учитывая обнаруженные характеристические паттерны серореактивности в различных типах рака, те же авторы использовали статистический алгоритм рекурсивного (циклического) распределения для анализа тех же семи антигенов на тех же выборках пациентов, добавив дополнительные группы контроля и в ряде случаев снизив пороговый уровень реактивности с +3 до +2 стандартных отклонений поглощения в группе контроля [ Koziol, 2003 ]. Использованный авторами алгоритм позволил достичь чувствительности от 77 до 92% и специфичности от 85 до 91% (в зависимости от конкретного типа рака), а также разделить пациентов на три когорты по типам рака, в каждой из которых для достижения указанных выше параметров чувствительности и специфичности было достаточно анализа реактивности не более чем на три из семи включенных в панель антигенов.
С использованием метода SMARTA-2 (serological mini-array of recombinant tumor antigens-2) была проанализирована реактивность 20 кандидатных антигенов на панелях сывороток пациентов с раком толстой кишки и здоровых доноров и отобрано пять антигенов ( KIAA1864 , MO-TES-391 , CCND1 , RGS5 и ММР-7 ), дифференцирующих пациентов с раком толстой кишки и здоровых доноров с 98%-ной специфичностью и 50%- ной чувствительностью. Аналогичный анализ, проведенный на панелях сывороток пациентов с дифференцированным раком щитовидной железы и доброкачественными узловыми образованиями щитовидной железы, привел к идентификации трех антигенов ( ANKRD30A/NY-BR-1 , KIAA1864 и RGS5 ), дифференцирующих две исследуемые группы с 95%-ной специфичностью и 48%-ной чувствительностью в выявлении рака (р = 0,00062), в то время как по отдельности лишь ANKRD30A/NY-BR-1 демонстрировал достоверную разницу в реактивности между группами.
При суммировании этих результатов становится ясно, что комбинирование различных опухолеассоциированных антигенов в мультиобъектных эрреях позволяет повышать чувствительность в выявлении рака с 5-15 до 50-90% при относительно небольшом (0-15%) снижении специфичности. При этом число антигенов, необходимых для достижения оптимальных показателей чувствительности и специфичности, не превышает 10-20 для каждого типа рака. Разумеется, число антигенов в финальной панели зависит от многих факторов, таких как:
- чувствительность каждого из антигенов по отдельности (чем выше чувствительность каждого из объектов, тем меньше антигенов необходимо для создания диагностической антигенной панели);
- степень "вырожденности" профилей реактивности на каждый из антигенов (чем в большей степени перекрываются профили реактивностей индивидуальных антигенов, тем больше антигенов необходимо для создания диагностической антигенной панели);
- конкретная клиническая задача (к примеру, диагностические наборы для раннего выявления конкретного типа рака по определению будут включать в себя меньше объектов, чем наборы для определения природы первичного очага при метастазах опухоли с невыясненной первичной локализацией).
