Статистический анализ роли супрессирующих факторов на течение меланомы
|
Введение
Меланома
Иммунный ответ
Постановка задачи
Глава 1. Статистический анализ
Анализ корреляционной матрицы
Глава 2. Исследование
Глава 3. Результаты
Выводы
Заключение
Приложение
Меланома
Иммунный ответ
Постановка задачи
Глава 1. Статистический анализ
Анализ корреляционной матрицы
Глава 2. Исследование
Глава 3. Результаты
Выводы
Заключение
Приложение
Опухоль, клетки которой обладают способностью образовывать пигмент меланин, называют меланомой (меланобластомой). Пигмент меланин
придает опухоли темную окраску. Обычно под термином «меланома» подразумевают злокачественно протекающий опухолевый процесс, обладающий свойством рано давать лимфогенные и гематогенные метастазы. В
основе злокачественного роста лежат необратимые повреждения генотипа
нормальной клетки под воздействием физических, химических и биологических канцерогенных агентов. Клетки с поврежденной ДНК приобретают
способность к беспредельному размножению, формированию опухоли и метастазированию [1].
До недавнего времени меланома кожи была достаточно редким заболеванием. Однако в последние годы наблюдается заметное повышение количества случаев заболевания меланомой. Согласно статистическим данным по России абсолютное число установленных диагнозов «меланома» было 2687 – в 2004г. и 3573 – в 2014г. у мужчин, и 4589 – в 2004г., 5920 – в
2014г. у женщин. В сумме у обоих полов среднегодовой темп прироста заболеваемости за 10 лет составил 2,57%, или, иначе говоря, общий прирост
был 29,96%, что является четвертым по величине показателем после злокачественных новообразований головного мозга, почек и полости рта [2].
В подавляющем большинстве случаев меланома наблюдается после в
зрелом возрасте. В группе риска заболевания меланомой находятся лица в
возрасте от 40 до 70 лет. По статистике у женщин более высокий показатель заболеваемости, чем у мужчин, однако прогноз выздоровления лучше.
Помимо этого в зону риска так же попадают люди со светлым оттенком
кожи, так как интенсивность солнечного воздействия на них выше. Осо-
3бенно опасным является ультрафиолетовое излучение на кожу с большим
количеством родинок (невусов) [1], [3].
Иммунный ответ
Внутренняя среда человека постоянно подвергается воздействию разнообразных микроорганизмов, а также продуктов их жизнедеятельности.
В результате соматических мутаций, травм и болезней в его организме постоянно появляются дефектные клетки и молекулы. Для сохранения своей индивидуальности и поддержания постоянства среды организму приходится сопротивляться этим воздействиям. Способ защиты организма от
тел и веществ, имеющих признаки генетически чужеродной информации,
называется иммунитетом, за формирования которого отвечает иммунная
система. В основе иммунной системы лежит лимфоидная ткань, которая
концентрируется в различных органах, в первую очередь в костном мозге,
лимфатических узлах и вилочковой железе (тимусе). По кровеносным и
лимфатическим сосудам лимфоциты и выделяемые ими вещества по мере
необходимости поступают ко всем частям организма.
Иммунную систему можно разделить на 2 части: врожденный и приобретенный иммунитет. К врожденному относятся механизмы неспецифической резистентности: барьеры (кожа, слизистые), нейтрофилы, естественные киллеры (NK-клетки), система комплемента. Общий уровень лимфоцитов также является неспецифическим интегральным показателем работы иммунной системы. К приобретенному иммунитету (адаптивному), относятся В-клеточное звено (сами В-клетки и продуцируемые ими антитела)
и Т-клеточное звено (Т-хелперы, Т-эффекторы).
В функциональном отношении лимфоциты можно разделить на две
основные популяции: Т-клетки, обеспечивающие специфические реакции
клеточного иммунитета, и В-клетки, ответственные за гуморальный имму-
4нитет. Т- и В-лимфоциты, образуются из единой массы предшественников
— лимфобластов. Лимфобласты накапливаются в костном мозге, селезенке и других лимфоидных органах. Разделение на Т- и В-клетки зависит
от того, где происходит дальнейшее созревание лимфобластов. Т-клетки
созревают в тимусе. В-клетки — в лимфоидной ткани кишечника. Как Т-,
так и В-клетки неоднородны. Каждый лимфоцит несет на своей плазматической мембране белковые рецепторы для одного определенного чужеродного вещества — антигена. При контакте с антигеном специфичные к
нему лимфоциты начинают размножаться, вызывая образование большого
числа клеток, реагирующих на данный антиген. На этом основана высокая
специфичность иммунных реакций.
Т-лимфоциты сами обезвреживают чужеродный материал (клеточный иммунитет), а так же дают В-лимфоцитам сигнал к преобразованию
их в плазмоциты. В-лимфоциты при взаимодействии с антигеном и получении сигнала от Т-лимфоцитов превращаются в плазмоциты, которые
способны синтезировать антитела. Антитела представляют собой белковые
молекулы, способные специфически взаимодействовать с антигенами с образованием комплекса «антиген-антитело» , в результате чего изменяются
структура и свойства антигена. Так бактерии при взаимодействии с антителами становятся неподвижными, их клетки склеиваются друг с другом
и лизируются. Растворимые антигены, например бактериальные токсины,
связываясь с антителами, теряют свою биологическую активность и обезвреживаются. Образующиеся в организме антитела строго специфичны,
т. е. взаимодействуют только с теми антигенами, которые стимулировали их образование. Антитела сохраняются в крови в течение длительного времени, благодаря чему человек приобретает иммунитет и становится
невосприимчив к повторному заражению многими возбудителями инфекционных заболеваний [4].
По принятому на данный момент соглашению основной частью им-
5мунного ответа организма являются следующие клеточные компоненты
крови: CD16, CD20, CD25, CD3, CD38, CD4, CD71, CD8, CD95, HLA DR,
IgM, лейкоциты, лимфоциты, моноциты, эритроциты. Поэтому их анализ
вызывает большой интерес в клинических исследованиях. Для понимания
процесса иммунного ответа рассмотрим подробнее, какую функциональную роль в процессе иммунной реакции играют перечисленные показатели.
• CD16 — маркёр NK-клеток (маркёр естественных киллеров) опосредует фагоцитоз и антителозависимую клеточную цитотоксичность.
• CD20 — маркёр В-клеток, экспрессирующийся на всех В-клетках, за
исключением предшественников В-клеток. В-клетки отвечают за образование антител (гуморальный иммунный ответ).
• CD25 — маркёр активации Т-хелперов, α-цепи рецептора Il2 [5].
• CD3 — маркёр Т-лимфоцитов — лимфоцитов, участвующих в обеспечении клеточного иммунного ответа и контролирующих работу
В-лимфоцитов.
• CD38 — присутствует на Т-лимфоцитах коркового вещества тимуса,
активированных Т-лимфоцитах, незрелых В-лимфоцитах и плазматических клетках, способствует регулированию функций В-лимфоцитов.
• CD4 — маркёр Т-хелперных клеток, на поверхности которых расположены структуры, распознающие антигены, презентированные вспомогательными клетками. Во время иммунного ответа вырабатывают различные цитокины для его регуляции.
• CD71 — рецептор трансферрина, маркёр активированных Т-лимфоцитов.
6• CD8 — маркёр цитотоксических Т-клеток (Т-киллеры) — основных
компонент противовирусного ответа с функцией распознавания фрагментов антигена на поверхности клеток-мишеней.
• CD95 — мембранный рецептор, относящийся к суперсемейству рецепторов фактора некроза опухоли, также отвечает за апоптоз.
• HLA DR — один из антигенов MHC класса II, который презентирует
потенциально чужеродные антигены, что необходимо для формирования корректного иммунного ответа. Также его используют в качестве маркёра активированных клеток.
• IgM — антитела, которые образуются на ранних стадиях инфекционного процесса. IgM в сыворотке крови агглютинируют бактерии,
нейтрализуют вирусы, активируют комплемент. Они играют важную
роль в элиминации возбудителя из кровеносного русла, в активации фагоцитоза.
• Лейкоциты — участвуют в иммунных реакциях защиты организма от
чужеродных организмов, а также собственных поврежденных тканей.
Обладают способностью к фагоцитозу [6].
• Лимфоциты — антигенреактивные или иммунокомпетентные клетки,
главная функция которых — распознавание антигенов при помощи клеточных рецепторов.
• Моноциты — важные компоненты при формировании специфичного иммунного ответа в системе приобретенного иммунитета. Кроме
того, они играют важную роль в системе врожденного иммунитета.
Они также могут активироваться при действии цитокинов, которые вырабатываются Т-клетками [5].
7• Эритроциты — красные кровяные клетки, в процессе иммунного ответа отвечают за фиксирование циркулирующих иммунных комплексов
(ЦИК) и элиминацию их из организма. Их продукты распада активируют мононуклеарные фагоциты и тем самым оказывают иммуностимулирующее воздействие [7].
Все вышеперечисленные компоненты крови наиболее полно отражают внутренние механизмы иммунного ответа при патогенном воздействии.
Иммунологическое исследование крови позволяет определить количество
лимфоцитов и концентрацию их различных популяций, наличие иммуноглобулинов, и выявить чувствительность пациентов к тем или иным иммунопрепаратам.
придает опухоли темную окраску. Обычно под термином «меланома» подразумевают злокачественно протекающий опухолевый процесс, обладающий свойством рано давать лимфогенные и гематогенные метастазы. В
основе злокачественного роста лежат необратимые повреждения генотипа
нормальной клетки под воздействием физических, химических и биологических канцерогенных агентов. Клетки с поврежденной ДНК приобретают
способность к беспредельному размножению, формированию опухоли и метастазированию [1].
До недавнего времени меланома кожи была достаточно редким заболеванием. Однако в последние годы наблюдается заметное повышение количества случаев заболевания меланомой. Согласно статистическим данным по России абсолютное число установленных диагнозов «меланома» было 2687 – в 2004г. и 3573 – в 2014г. у мужчин, и 4589 – в 2004г., 5920 – в
2014г. у женщин. В сумме у обоих полов среднегодовой темп прироста заболеваемости за 10 лет составил 2,57%, или, иначе говоря, общий прирост
был 29,96%, что является четвертым по величине показателем после злокачественных новообразований головного мозга, почек и полости рта [2].
В подавляющем большинстве случаев меланома наблюдается после в
зрелом возрасте. В группе риска заболевания меланомой находятся лица в
возрасте от 40 до 70 лет. По статистике у женщин более высокий показатель заболеваемости, чем у мужчин, однако прогноз выздоровления лучше.
Помимо этого в зону риска так же попадают люди со светлым оттенком
кожи, так как интенсивность солнечного воздействия на них выше. Осо-
3бенно опасным является ультрафиолетовое излучение на кожу с большим
количеством родинок (невусов) [1], [3].
Иммунный ответ
Внутренняя среда человека постоянно подвергается воздействию разнообразных микроорганизмов, а также продуктов их жизнедеятельности.
В результате соматических мутаций, травм и болезней в его организме постоянно появляются дефектные клетки и молекулы. Для сохранения своей индивидуальности и поддержания постоянства среды организму приходится сопротивляться этим воздействиям. Способ защиты организма от
тел и веществ, имеющих признаки генетически чужеродной информации,
называется иммунитетом, за формирования которого отвечает иммунная
система. В основе иммунной системы лежит лимфоидная ткань, которая
концентрируется в различных органах, в первую очередь в костном мозге,
лимфатических узлах и вилочковой железе (тимусе). По кровеносным и
лимфатическим сосудам лимфоциты и выделяемые ими вещества по мере
необходимости поступают ко всем частям организма.
Иммунную систему можно разделить на 2 части: врожденный и приобретенный иммунитет. К врожденному относятся механизмы неспецифической резистентности: барьеры (кожа, слизистые), нейтрофилы, естественные киллеры (NK-клетки), система комплемента. Общий уровень лимфоцитов также является неспецифическим интегральным показателем работы иммунной системы. К приобретенному иммунитету (адаптивному), относятся В-клеточное звено (сами В-клетки и продуцируемые ими антитела)
и Т-клеточное звено (Т-хелперы, Т-эффекторы).
В функциональном отношении лимфоциты можно разделить на две
основные популяции: Т-клетки, обеспечивающие специфические реакции
клеточного иммунитета, и В-клетки, ответственные за гуморальный имму-
4нитет. Т- и В-лимфоциты, образуются из единой массы предшественников
— лимфобластов. Лимфобласты накапливаются в костном мозге, селезенке и других лимфоидных органах. Разделение на Т- и В-клетки зависит
от того, где происходит дальнейшее созревание лимфобластов. Т-клетки
созревают в тимусе. В-клетки — в лимфоидной ткани кишечника. Как Т-,
так и В-клетки неоднородны. Каждый лимфоцит несет на своей плазматической мембране белковые рецепторы для одного определенного чужеродного вещества — антигена. При контакте с антигеном специфичные к
нему лимфоциты начинают размножаться, вызывая образование большого
числа клеток, реагирующих на данный антиген. На этом основана высокая
специфичность иммунных реакций.
Т-лимфоциты сами обезвреживают чужеродный материал (клеточный иммунитет), а так же дают В-лимфоцитам сигнал к преобразованию
их в плазмоциты. В-лимфоциты при взаимодействии с антигеном и получении сигнала от Т-лимфоцитов превращаются в плазмоциты, которые
способны синтезировать антитела. Антитела представляют собой белковые
молекулы, способные специфически взаимодействовать с антигенами с образованием комплекса «антиген-антитело» , в результате чего изменяются
структура и свойства антигена. Так бактерии при взаимодействии с антителами становятся неподвижными, их клетки склеиваются друг с другом
и лизируются. Растворимые антигены, например бактериальные токсины,
связываясь с антителами, теряют свою биологическую активность и обезвреживаются. Образующиеся в организме антитела строго специфичны,
т. е. взаимодействуют только с теми антигенами, которые стимулировали их образование. Антитела сохраняются в крови в течение длительного времени, благодаря чему человек приобретает иммунитет и становится
невосприимчив к повторному заражению многими возбудителями инфекционных заболеваний [4].
По принятому на данный момент соглашению основной частью им-
5мунного ответа организма являются следующие клеточные компоненты
крови: CD16, CD20, CD25, CD3, CD38, CD4, CD71, CD8, CD95, HLA DR,
IgM, лейкоциты, лимфоциты, моноциты, эритроциты. Поэтому их анализ
вызывает большой интерес в клинических исследованиях. Для понимания
процесса иммунного ответа рассмотрим подробнее, какую функциональную роль в процессе иммунной реакции играют перечисленные показатели.
• CD16 — маркёр NK-клеток (маркёр естественных киллеров) опосредует фагоцитоз и антителозависимую клеточную цитотоксичность.
• CD20 — маркёр В-клеток, экспрессирующийся на всех В-клетках, за
исключением предшественников В-клеток. В-клетки отвечают за образование антител (гуморальный иммунный ответ).
• CD25 — маркёр активации Т-хелперов, α-цепи рецептора Il2 [5].
• CD3 — маркёр Т-лимфоцитов — лимфоцитов, участвующих в обеспечении клеточного иммунного ответа и контролирующих работу
В-лимфоцитов.
• CD38 — присутствует на Т-лимфоцитах коркового вещества тимуса,
активированных Т-лимфоцитах, незрелых В-лимфоцитах и плазматических клетках, способствует регулированию функций В-лимфоцитов.
• CD4 — маркёр Т-хелперных клеток, на поверхности которых расположены структуры, распознающие антигены, презентированные вспомогательными клетками. Во время иммунного ответа вырабатывают различные цитокины для его регуляции.
• CD71 — рецептор трансферрина, маркёр активированных Т-лимфоцитов.
6• CD8 — маркёр цитотоксических Т-клеток (Т-киллеры) — основных
компонент противовирусного ответа с функцией распознавания фрагментов антигена на поверхности клеток-мишеней.
• CD95 — мембранный рецептор, относящийся к суперсемейству рецепторов фактора некроза опухоли, также отвечает за апоптоз.
• HLA DR — один из антигенов MHC класса II, который презентирует
потенциально чужеродные антигены, что необходимо для формирования корректного иммунного ответа. Также его используют в качестве маркёра активированных клеток.
• IgM — антитела, которые образуются на ранних стадиях инфекционного процесса. IgM в сыворотке крови агглютинируют бактерии,
нейтрализуют вирусы, активируют комплемент. Они играют важную
роль в элиминации возбудителя из кровеносного русла, в активации фагоцитоза.
• Лейкоциты — участвуют в иммунных реакциях защиты организма от
чужеродных организмов, а также собственных поврежденных тканей.
Обладают способностью к фагоцитозу [6].
• Лимфоциты — антигенреактивные или иммунокомпетентные клетки,
главная функция которых — распознавание антигенов при помощи клеточных рецепторов.
• Моноциты — важные компоненты при формировании специфичного иммунного ответа в системе приобретенного иммунитета. Кроме
того, они играют важную роль в системе врожденного иммунитета.
Они также могут активироваться при действии цитокинов, которые вырабатываются Т-клетками [5].
7• Эритроциты — красные кровяные клетки, в процессе иммунного ответа отвечают за фиксирование циркулирующих иммунных комплексов
(ЦИК) и элиминацию их из организма. Их продукты распада активируют мононуклеарные фагоциты и тем самым оказывают иммуностимулирующее воздействие [7].
Все вышеперечисленные компоненты крови наиболее полно отражают внутренние механизмы иммунного ответа при патогенном воздействии.
Иммунологическое исследование крови позволяет определить количество
лимфоцитов и концентрацию их различных популяций, наличие иммуноглобулинов, и выявить чувствительность пациентов к тем или иным иммунопрепаратам.
В исследовании анализов, соответствующих большому количеству
корреляций между различными звеньями иммунной системы, а именно
Т-клетками и В-клетками, Т-клетками (Т-звеном) и звеном неспецифической иммунной системы (врожденным) и внутри звена между различными
маркёрами активации, наблюдается значительно более высокая активность
иммунной системы у больных и значительно более высокий эффект на иммунотерапию по сравнению с пациентами, у которых высоких корреляций
было недостаточное количество или наблюдалась дизрегуляция иммунной
системы, проявлявшаяся в отсутствии корреляции или в отрицательной
корреляции между этими звеньями.
Предложенная в работе модель классификации пациентов по степени иммунного ответа организма при диссеминированной меланоме кожи позволяет определить пациентов наиболее поддающихся иммунотерапии.
корреляций между различными звеньями иммунной системы, а именно
Т-клетками и В-клетками, Т-клетками (Т-звеном) и звеном неспецифической иммунной системы (врожденным) и внутри звена между различными
маркёрами активации, наблюдается значительно более высокая активность
иммунной системы у больных и значительно более высокий эффект на иммунотерапию по сравнению с пациентами, у которых высоких корреляций
было недостаточное количество или наблюдалась дизрегуляция иммунной
системы, проявлявшаяся в отсутствии корреляции или в отрицательной
корреляции между этими звеньями.
Предложенная в работе модель классификации пациентов по степени иммунного ответа организма при диссеминированной меланоме кожи позволяет определить пациентов наиболее поддающихся иммунотерапии.