Внимание! Статья адресована врачам-специалистам.

KhalilovaV.Z., KarimovaI.A., YaqubovaV.I., HajiyevA.H.

Azerbaijan Мedical University, Baku

A study of the level of Il-6 and some markers

of bone metabolism in the different types of bone tumors

Резюме. В исследование было включено 26 больных с доброкачественными новообразованиями костей, 19 – с первичными злокачественными опухолями костей и 35 – с метастатическими опухолями костей. Контрольную группу составили 25 практически здоровых лиц. Наряду с клиническими исследованиями в сыворотке крови всех больных определяли содержание биохимических маркеров костного метаболизма (остеопонтина, остеокальцина, свободного оксипролина и щелочной фосфатазы) и IL-6. Было выявлено, что уровни остеокальцина, остеопонтина и свободного оксипролина у больных с доброкачественными опухолями костей не отличались от показателей контрольной группы. У лиц с первичными злокачественными опухолями костей активность щелочной фосфатазы и уровень остеопонтина статистически значимо превышали контрольные значения. В сыворотке крови больных с метастатическими опухолями костей обнаруживались статистически значимые различия в уровне всех изученных нами параметров по сравнению с контролем. Концентрация IL-6 во всех группах со злокачественными опухолями костей была выше соответствующего показателя в группе с доброкачественными новообразованиями. Полученные результаты указывают, что определение биомаркеров костного метаболизма у больных с новообразованиями костей дает информацию о характере заболевания и может способствовать постановке точного и своевременного диагноза.

Ключевые слова: новообразования костей, маркеры костного метаболизма, IL-6, остеокальцин, остеопонтин, щелочная фосфатаза.

Медицинские новости. – 2016. – №9. – С. 67–69.

Summary. This study material includes 26 patients with a diagnosis of “benign bone tumors”, 19 patients with a diagnosis “primary malignant bone tumor” and 35 patients with bone metastases. The ontrol group consisted of 25 practically healthy subjects. In addition to clinical research in blood serum all patients analyzed content of the biochemical markers of bone metabolism (osteopontin, osteocalcin, free oxiproline, alkaline phosphatase) and IL-6. It was found that serum level of osteocalcin, osteopontin, free oxiproline in patients with benign tumors of the bone is not different from the control group. In patients with primary malignant tumors of bone activity of alkaline phosphatase and osteopontin statistically was higher than appropriate parameters of control group. In the serum of patients with metastatic bone tumors showed statistically significant difference in the level of the studied parameters compared to control groups. Concentration of IL-6 was higher in all groups of patient with malignant bone tumors than benign bone tumors. Our results show that the identification of in the serum of patients with bone tumors levels of biomarkers of bone metabolism gives information on the nature of the disease and may contribute to an accurate and timely diagnosis.

Keywords:neoplasms of bones, bone turnover markers, IL-6 , osteocalcin , osteopontin , alkaline phosphatase.

Meditsinskie novosti. – 2016. – N9. – P. 67–69.

Новообразования костей представляют собой группу различных морфологических вариантов опухолей, которые выявляются преимущественно в молодом и среднем возрасте. В общей структуре онкологических заболеваний опухоли костей встречаются относительно редко (1–2%), однако они характеризуются трудностями ранней диагностики, быстрым инфильтрирующим ростом, агрессивным течением и высокими показателями смертности.

В последнее десятилетие достигнуты некоторые успехи в совершенствовании методов диагностики новообразований костей, однако эта проблема не потеряла своей актуальности на сегодняшний день. При диагностике опухолей костей наиболее доступным и распространенным методом обследования является рентгеноскопия, но часто ошибки и недостаточная опытность рентгенологов приводит к постановке неправильного диагноза. Кроме того, в 15% случаев в костях не удается выявить никаких патологических изменений, что в конечном итоге препятствует своевременному обращению больного в онкологическое заведение и приводит к ухудшению прогнозов заболевания.

Компьютерная томография, магнитно-резонансная томография и радионуклидная диагностика являются более информативными методами, способствующими постановке более точного и раннего диагноза, но отсутствие их в большинстве лечебных заведений и дороговизна ограничивают возможности врачей к их использованию. В связи с этим не теряет своей актуальности разработка новых подходов к диагностике новообразований костей, и в этом плане представляет большой интерес создание методов исследования, опирающихся на биологические особенности опухолей [1, 3, 4].

На сегодняшний день все большее внимание уделяется изучению различных молекулярных и клеточных маркеров, характеризующих пролиферативную и инвазивную способности опухоли. К числу основных факторов-регуляторов опухолевого роста относится представитель класса цитокинов IL-6. Экспериментальные работы по изучению содержания IL-6 в крови больных с новообразованиями костей носят единичный характер, и клинические исследования посвящены в основном анализу уровня этого цитокина при раке молочной железы и опухолях яичника [2]. Для более глубокого понимания функциональных процессов, которыми сопровождается та или иная опухолевая трансформация в костной ткани, необходимо изучение также ряда биохимических маркеров костного метаболизма.

Целью настоящего исследования явилось проведение сравнительного исследования содержания IL-6 и некоторых биохимических маркеров костного ремоделирования в крови у больных с доброкачественными, злокачественными и метастатическими новообразованиями костей и оценка роли этих показателей в дифференциальной диагностике данных заболеваний.

Материалы и методы

В исследование были включены 80 больных с новообразованиями костей, проходивших обследование и лечение в Онкологической клинике Азербайджанского медицинского университета в период с 2012 по 2015 г. На основании результатов клинических, инструментальных и морфологических методов исследования пациенты были подразделены на 3 сравниваемые группы: первую составили 26 человек с доброкачественными новообразованиями костей; вторую – 19 лиц с первичными злокачественными опухолями костей; третью – 35 человек с метастатическими опухолями костей. В контрольную группу исследования вошли 25 практически здоровых лиц.

Для исследования брали венозную кровь в утренние часы натощак. Во всех группах исследования проводилось определение сывороточного уровня IL-6 иммуноферментным методом с помощью набора фирмы «R&D» (США).

Состояние костного метаболизма оценивали по содержанию в сыворотке крови таких биохимических маркеров, как остеокальцин, остеопонтин, свободный оксипролин и по активности общей щелочной фосфатазы.

Концентрацию остеокальцина и остео-понтина устанавливали иммуноферментным методом с помощью наборов фирмы «IBL» (Германия). Содержание свободного оксипролина в сыворотке крови определяли по модифицированному методу Bergman и Loxley. Принцип метода основан на определении оптической плотности красного хромогена, полученного в результате окисления оксипролина и конденсации продукта его окисления с парадиметиламинобензальдегидом.

Активность общей щелочной фосфатазы определяли с помощью автоматического анализатора оптимизированным спектрофотометрическим методом. Принцип метода основан на способности этого фермента подвергать гидролизу ?-глицерофосфат натрия с освобождением неорганического фосфора.

Полученные данные подвергались статистической обработке с применением непараметрического критерия Уилкоксона (Манна – Уитни).

Результаты и обсуждения

Как известно, все системные заболевания скелета, в том числе и новообразования костей, сопровождаются нарушением процессов костного ремоделирования, о чем свидетельствуют результаты исследований биохимических маркеров резорбции и костеобразования. В качестве показателей костного метаболизма во всех группах исследования нами определены сывороточные уровни остеокальцина, остеопонтина, свободного оксипролина, а также активность общей щелочной фосфатазы.

Результаты проведенного исследования приведены в таблице.

Таблица. Содержание маркеров костного метаболизма в сыворотке крови больных с новообразованиями костей

Примечание: *p<0,05, **p<0,01, ***p<0,001 – достоверность различий с контролем; ^p₁<0,05, ^^p₁<0,01, ^^^p<0,001 – достоверность различий с группой доброкачественных новообразований; ^#p₂<0,05, ^##p₂<0,01, ^###p₂<0,001 – достоверность различий с группой первичных опухолей.

Остеокальцин содержится исключительно в костях и дентине и составляет 25% неколлагенового матрикса кости. Он синтезируется преимущественно остеобластами и включается во внеклеточный матрикс, однако часть этого белка попадает в кровоток и может быть измерена различными методами. На сегодняшний день уровень остеокальцина в крови считается наиболее чувствительным маркером косного формирования при большинстве метаболических заболеваний кости.

По нашим данным, у больных с доброкачественными новообразованиями костей не выявлено достоверных изменений содержания остеокальцина по сравнению с контрольной группой. В группе лиц с первичными злокачественными опухолями костей отмечалась тенденция к снижению этого показателя по отношению к контролю, но она не носила статистически значимый характер. Однако у больных с метастатическими опухолями костей обнаруживались значительно низкие уровни остеокальцина (р<0,001) по сравнению с контрольными величинами, что свидетельствует о подавлении остеобластической функции и снижении костеобразования при этой патологии.

Остеопонтин является неколлагеновым белком, изолированным из костей, где он синтезируется остеокластами, остеобластами и остеоцитами. Обнаружение остеопонтина и в других тканях организма исключает его из класса специфических для костной ткани веществ. Хотя роль остеопонтина в процессах костного ремоделирования окончательно не выяснена, однако полагают, что он выполняет более чем одну функцию в костной ткани. По литературным данным последних лет, остеопонтин представляет собой один из важных белков, вовлеченных в резорбцию кости.

При распаде коллагена во время резорбции кости в кровь освобождается оксипролин. Он составляет 14% аминокислотного состава коллагена и также используется для оценки процессов костного ремоделирования.

По результатам проведенных нами исследований, в сыворотке крови больных с доброкачественными новообразованиями костей уровни остеопонтина и свободного оксипролина не отличаются от контрольных значений, что указывает на неизменение скорости резорбции кости в этой группе пациентов.

У больных с первичными злокачественными опухолями отмечается повышение содержания остеопонтина, а в группе с метастатическими опухолями – достоверное увеличение концентрации остеопонтина и свободного оксипролина по отношению к контролю. Полученные данные свидетельствуют о повышенной интенсивности резорбтивных процессов при злокачественном характере новообразований, что в конечном итоге в отсутствие медикаментозного лечения приводит к потере костной массы и переломам.

Повышение скорости резорбции кости при опухолях можно объяснить избыточной деятельностью остеокластов вследствие усиленной продукции таких цитокинов, как IL-6.

Стимулируя развитие остеокластов и остеобластов из клеток-предшественников, IL-6 играет важную роль в гомеостазе костной ткани. Установлено, что наряду с другими цитокинами он опосредует влия-ние паратгормона, тироксина, половых стероидов на ремоделирование костей.

Известно, что в организме здорового человека источником продукции IL-6 являются клетки иммунной системы, а также фибробласты, кератиноциты, остеобласты, клетки стромы эпителия, клетки Лейдига, гладкомышечные клетки кровеносных сосудов, эндотелиальные и синовиальные клетки. По последним данным, злокачественные клетки тоже сами могут вырабатывать некоторые цитокины, в том числе и IL-6. При этом их чрезмерная продукция может благоприятствовать ускоренному росту опухоли [5, 6].

По нашим данным, в группе больных с доброкачественными новообразованиями костей уровень IL-6 в 2,3 раза превысил соответствующий показатель в контрольной группе. У лиц с первичными злокачественными опухолями костей содержание IL-6 в 10,6 раза превысило контрольные значения и в 4,5 раза – значения в группе больных с доброкачественными новообразования-ми. Концентрация IL-6 в сыворотке крови пациентов с метастатическими опухолями костей и у практически здоровых лиц также высокозначимо различась (р<0,001).

Эти данные указывают на то, что определение уровня IL-6 может способствовать оценке степени агрессивности опухолевого процесса в костях. Ранее в работах зарубежных авторов была указана возможность использования этого цитокина в качестве маркера агрессивности течения рака яичников, и его содержание до лечения используется для планирования объема хирургического вмешательства. Мы считаем, что и при костных новообразованиях определение уровня IL-6 может обладать некоторыми диагностическими возможностями для дооперационного определения характера опухолевого процесса.

Полученные нами данные сравнительного определения активности щелочной фосфатазы в исследуемых группах выявили следующие особенности. Активность этого фермента у больных с доброкачественными новообразованиями значительно не изменена. При этом отмечается достоверное повышение активности фермента как в группе с первичными злокачественными опухолями, так и с более высокими значениями в группе с метастатическими опухолями костей.

Как известно, существует несколько изоферментов щелочной фосфатазы: печеночная, почечная, костная, кишечная, плацентарная, желчная, а также опухолевого происхождения (так называемые изоферменты Регана, Нагао и Касахара). При нормальном функционировании печени преимущественными источниками ее в крови чаще являются кости. Щелочная фосфатаза в костях вырабатывается остео-бластами, и ее активность повышается в период усиленной остеобластической активности – рост (опухоли или нормальной кости), заживление переломов и т.д.

Представленные нами данные еще раз подтверждают литературные данные о том, что исходный уровень общей активности щелочной фосфатазы в сыворотке крови является высокоинформативным признаком в диагностике и мониторинге новообразований костей. У всех больных, обращающихся с жалобами на проблемы в костях, независимо от возраста крайне необходимо проверять сывороточную активность щелочной фосфатазы и проявлять онкологическую бдительность к лицам с высокими значениями этого фермента, у которых может быть высока вероятность наличия злокачественного новообразования в костях.

Таким образом, полученные данные обосновывают необходимость применения на практике определения биохимических маркеров ремоделирования кости наряду с другими общепринятыми методами исследования у больных с новообразованиями костей, что может иметь существенное значение для постановки своевременного и точного диагноза, определения характера опухолевого процесса (дифференцировки его доброкачественности и злокачественности) и мониторинга проводимых лечебных мероприятий.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Алиев М.Д. Злокачественные опухоли костей. – М., 2008. – 408 с.

2. Брюханов А.В., Васильев А.Ю. Магнитно-резонансная томография в остеологии. – М., 2006. – С.170–173.

3. Вищипанова Н.Л, Ермилова В.Д., Блохин С.Н., Тагиева Т.Т., Лякина Л.Т. Новообразования молочной железы и интерлейкин-6 (ИЛ-6): Материалы II Международной конференции «Молекулярная медицина и биобезопастность». – М.,2005. – С.102.

4. Кочергина Н.В., Лукьянченко А.Б. и  др. // Мед. визуализация. – 2000. – №4. – С.92–97.

5. Fulda S. // Int. J. Cancer. – 2009. – Vol.124. – P.511–515.

6. Manolagas S.C., Jilka R.L., Bellido T., O’Brien C.A., Parfitt A.M. Interleukin-6 cytokines and their receptors. – San Diego, 1996. – P.701–713.

Медицинские новости. – 2016. – №9. – С. 67-69.

Внимание! Статья адресована врачам-специалистам  и не может быть использована для самолечения. Перепечатка данной статьи или её фрагментов в Интернете без гиперссылки на первоисточник рассматривается как нарушение авторских прав.