Клёр Х. У., П. Хардт, Х. Е. Айгенбродт
Гессенский университет, Германия

Метаболический онкомаркер Tu M2-PK (Tu — Tumor, M2-PK — опухолевая пируваткиназа М2-типа) – это принципиально новый тип опухолевого маркера.
Фермент пируваткиназа (ПК) играет важную роль в метаболизме клетки. В обычных условиях в клетках человека молекула ПК — ключевой фермент гликолиза, имеет форму тетрамера и проявляет высокий аффинитет к субстрату — фосфоенолпирувату (ФЕП). При раке в опухолевых клетках обычную ПК заменяет особый тип так называемой опухолевой ПК М2-типа, молекула которой имеет форму димера и низкий аффинитет к ФЕП. Определение Tu M2-PK при раке основано на том, что его изменение универсально и, как полагают исследователи, связано с особым метаболизмом клеток опухолей, в том числе и с их ускоренным ростом. Этот опухолевый тип метаболизма характеризуется тем, что клетки как бы «срезают углы» обмена в целях экономии энергии, необходимой для размножения клеток. При этом в клетках опухолей возрастает количество особой формы ПК — опухолевой ПК М2-типа (Tu M2-PK).
Именно благодаря этим изменениям злокачественной опухоли можно использовать тест «Метаболический онкомаркер Tu M2-PK» для выявления различных опухолей и контроля за их поведением.
Количественное определение уровня Tu M2-PK осуществляется с помощью специфичных моноклональных антител в пробах ЭДТА-плазмы. Целесообразность определения Tu M2-PK в настоящее время клинически подтверждена при исследовании различных злокачественных опухолей. Повышенные уровни Tu M2-PK выявлены у пациентов с разнообразными типами опухолей:

• со злокачественными опухолями желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), в том числе с опухолями толстой кишки, желудка, пищевода и поджелудочной железы;
• с раком почек;
• с раком молочной железы;
• с раком легких.

Изменение уровня Tu M2-PK отражает базовые сдвиги в метаболизме при многих видах опухолей. Поэтому использование соответствующего теста весьма перспективно в целях:

• контроля эффективности лечения (радио- и химиотерапии или хирургического вмешательства);
• выявления возможных рецидивов и метастазов;
• обеспечения полезной дополнительной информации, облегчающей диагностику и выявление различных опухолей.

Диагностический тест «Метаболический онкомаркер Tu M2-PK
Тест «Метаболический онкомаркер Tu M2-PK» разработан фирмой «ScheBo·Biotech» (Гессен, Германия), известной своими разработками и производством высокоспецифичных моноклональных антител.
Диагностический набор включает 96-луночный планшет для твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА), позволяющего одновременно исследовать до 42 проб, взятых у пациентов (в дубликатах), и все необходимые для анализа реагенты. Конечный результат теста — цветная реакция, интенсивность которой измеряется спектрофотометром для ИФА. Последний преобразует значение оптической плотности в показатель концентрации Tu M2-PK (ед./мл).
Нормальной является концентрация 15 ед./мл Tu M2-PK в ЭДТА-плазме, что соответствует специфичности 90% в контрольной группе пациентов с неопухолевыми заболеваниями. Значения от 15 до 20 ед./мл представляют собой так называемую «темную зону».

Рак почек
Наиболее ранние исследования проведены при раке почки. Это довольно редко встречающийся рак. Oremek и соавт. [10] опубликовали результаты, продемонстрировавшие четкие различия между значениями Tu M2-PK у больных раком почек и у пациентов контрольной группы с воспалительными заболеваниями почек. В дополнение к этому они выявили корреляционную связь между концентрацией Tu M2-PK и стадией опухоли, определяемой по шкале Робсона.
В другом исследовании Wechsel и соавт.  также установили значительные отличия концентрации Tu M2-PK у пациентов с раком почек и у здоровых людей, а также положительную корреляцию между уровнем онкомаркера Tu M2-PK и стадией рака почки по шкале Робсона.
Практический интерес представляет их анализ изменения уровней Tu M2-PK у пациентов после хирургического вмешательства — резекции опухоли. После успешной операции уровень Tu M2-PK возвращался к норме через 11 нед или ранее. Этому, как правило, предшествовало первоначальное повышение уровня Tu M2-PK в крови — феномен, хорошо известный у некоторых других опухолевых маркеров.
В случае рецидива или метастазирования опухоли значения концентрации Tu M2-PK оставались высокими или вновь возрастали. На основании полученных результатов авторы пришли к выводу, что Tu M2-PK является «полезным маркером, пригодным для выявления и мониторирования и позволяющим восполнить существующий пробел в диагностике рака почек».

Рак желудочно-кишечного тракта
В настоящее время в Великобритании ежегодно выявляются около 55 000 больных с различными видами рака ЖКТ. С помощью Tu M2-PK исследовано много пациентов с разнообразными опухолями ЖКТ. В эти исследования вошли больные с опухолями толстой кишки, желудка, пищевода и поджелудочной железы.
На Х Гамбургском симпозиуме по опухолевым маркерам, состоявшемся в декабре 1999 г., были представлены результаты трех различных исследований по раку ЖКТ.
Hardt и соавт. выявили не только значительные различия показателей Tu M2-PK у пациентов с опухолями ЖКТ и у здоровых, но также и различия между онкологическими больными и пациентами с воспалительными заболеваниями кишечника, например болезнью Крона и колитами.
Эти результаты подтверждены исследованием Schulze, который показал, что специфичность при диагностике рака ЖКТ составляла 87%.
При иммуногистохимическом исследовании рака толстой кишки с помощью моноклональных антител к Tu M2-PK Grimm и соавт. продемонстрировали значимые различия между раковыми клетками и клетками нормальной слизистой оболочки толстой кишки. Результаты этой работы хорошо согласуются с более ранним исследованием Eigenbrodt и соавт., в котором выявлены статистически значимые различия показателей Tu M2-PK у пациентов с раком толстой кишки и у здоровых доноров крови.
В стендовом докладе на Неделе болезней органов пищеварения 2000 г., состоявшейся в мае 2000 г. в Сан Диего (США), Hardt и соавт. впервые заявили, что тест «Метаболический онкомаркер Tu M2-PK» является более чувствительным методом диагностики рака желудка и пищевода, чем определение РЭА (раково-эмбрионального антигена), CA19-9 или CA72-4. Об этом важном открытии вскоре будет опубликована статья.
Значительно лучшая чувствительность Tu M2-PK, чем РЭА или CA19-9, при диагностике рака желудка и пищевода продемонстрирована и в исследовании Schulze и соавт. которые установили хорошую эффективность Tu M2-PK в выявлении колоректального рака.
Кроме того, последние результаты исследований комбинированного использования онкомаркеров Tu M2-PK и РЭА в диагностике рака толстой кишки и Tu M2-PK и CA19-9 в распознавании рака поджелудочной железы показали, что при использовании комбинации онкомаркеров значительно возрастает чувствительность определения, чем при применении индивидуальных маркеров.
Так, чувствительность выявления рака поджелудочной железы возросла с 58 (Tu M2-PK) до 96% при комбинации с CA19-9. Для колоректального рака она возросла с 39 (РЭА) до 57% при сочетании с Tu M2-PK . В обоих случаях наблюдалось лишь незначительное снижение специфичности: с 95 до 91% (Hardt и соавт).
Указанный подход, сочетающий использование Tu M2-PK с «традиционным» маркером(ами), может оказаться весьма полезной частью рутинного диагностического исследования при первичном выявлении опухолей толстой кишки и поджелудочной железы.

Рак легких
Рак легких остается наиболее часто встречающейся формой опухолей. Результаты исследований Schneider и соавт.  показали существенное увеличение уровней Tu M2-PK при прогрессировании (стадиях) опухоли, то есть по мере роста опухолевой нагрузки возрастает уровень Tu M2-PK в плазме. Такая корреляция установлена для маркеров Tu M2-PK и CYFRA-21, но не для РЭА.
Позднее те же авторы  при динамическом наблюдении за эффективностью химиотерапии у пациентов с раком легких показали целесообразность использования Tu M2-PK и CYFRA-21 для мониторирования уменьшения или прогрессирования опухоли (рис. 3, 4). Эта информация очень ценна для клинициста. Она позволяет ему подобрать длительность, дозу и метод применительно к конкретному пациенту.

Рис. 3. Мониторинг терапии аденокарциномы легкого с помощью онкомаркеров (рецидив)

Рис. 4. Мониторирование мелкоклеточного рака легких с помощью онкомаркеров (ремиссия)

Рак молочной железы
Это наиболее часто встречающаяся форма рака у женщин.
В недавнем исследовании Lueftner и соавт. проанализировали возможность использования маркеров Tu M2-PK и CA27.29 (CA15-3) для оценки ответа на проводимую химиотерапию при поздних стадиях рака молочной железы. Результаты наблюдения 67 пациентов убедительно свидетельствовали, что Tu M2-PK обеспечивал клинициста дополнительной информацией, которая помогала оценить реакцию опухоли на химиотерапию.
Исследователи отметили, что динамика показателей Tu M2-PK отражает изменение питания опухоли и активность болезни, тогда как изменение содержания CA27.29 (CA15-3) — имеющуюся опухолевую нагрузку. Эти результаты показали целесообразность использования сочетания Tu M2-PK и CA27.29 (CA15-3) для получения полной информации, позволяющей онкологу мониторировать и оценивать ход лечения.

Найти, лечить и контролировать
Используя подходящие опухолевые маркеры, клиницист может получить чрезвычайно ценную информацию, необходимую для контроля за течением болезни и эффективностью проводимого лечения рака. Эти обстоятельства выдвигают концепцию фармакоэкономически обоснованного лечения, рассчитанного для конкретного пациента.
В связи с этим Tu M2-PK является очень многообещающим и полезным параметром при диагностике разнообразных типов опухолей. Кроме того, его применение целесообразно и в качестве диагностического инструмента, обеспечивающего врача дополнительной информацией при диагностике различных злокачественных заболеваний.
Как «метаболический опухолевый маркер» Tu M2-PK представляет концептуально новый метод диагностики злокачественных опухолей и мониторирования их развития (увеличения или уменьшения).

Список литературы

1. Eigenbrodt E. et al. Double Role for Pyruvate Kinase Type M2 in the Expansion of Phospometabo-lite Pools Found in Tumor Cells // Critical Reviews in Oncogenesis. — N 3. — P. 91-115.
2. Eigenbrodt E. et al. Quantification of Tumor Type M2-Pyruvatе Kinase (Tu M2-PK) in Human Car-cinomas // Anticancer Research. — Vol. 17. — P. 3153 — 3156.
3. Grimm H. et al. Tumor M2-PK and Related Enzymes in the Metabolic Shift of Tumor Cells // Ab-stract at the 10th International Hamburg Symposium on Tumor Markers. 5-7th December, 1999.
4. Hardt P.D. et al. // Anticancer Research. — In press.
5. Hardt P.D. et al. Tumor M2-PK: A Promising Tumor Marker in the Diagnosis of Gastrointestinal Cancer // Abstract al the 10th International Hamburg Symposium on Tumor Markers. — 5-7th Decem-ber, 1999.
6. Hardt P.D. et al. Tumor M2-PK: A Promising Tumor Marker in the Diagnosis of Gastrointestinal Cancer // Abstract at Digestive Diseases Week, 2000.
7. http://www-dep.iarc.fr/eiican/ eucan.htp
8. Hugo F. el al. Quantitative Detection of Tumor M2-PK in Serum and Plasma // Anticancer Research. — Vol. 19. — P. 2753- 2758.
9. Lueftner D. et al. Plasma Levels of Tumor Type M2 Pyruvate Kinase Indicate Benefit from Specific Therapy in Advanced Breast Cancer // Abstract from Proceedings of ASCO. — 2000. Vol. 19-136a (533).
10. Oremek G.M. et al. The Pyruvate Kinase Isoenzyme Tumor M2 (Tu M2-PK) as a Tumor Marker for Renal Carcinoma // Anticancer Research. — Vol. 19. — P. 2599-2602.
11. Schneider J. et al. // Anticancer Research. — In press.
12. Schneider J. et al. Comparison of the Tumor Markers M2-PK, CEA and CYFRA-21 in the Diagno-sis of Lung Cancer // Abstract at the 10th International Hamburg Symposium on Tumor Markers. 5-7th December, 1999.
13. Schulze G. et al. // Anticancer Research. — In press.
14. Schulze G. et al. The Tumor Marker M2-PK: An Application in the Diagnosis of Gastrointestinal Cancer // Abstract at the 10th International Hamburg Symposium on Tumor Markers. 5-7th December, 1999.
15. Wechsel H.W. et al. Marker for Renal Cell Carcinoma (RCC):The Dimeric Form of Pyruvate Kinase Type M2 (Tu M2-PK) // Anticancer Research. — 1999. — Vol. 19. — P. 2583-2590.