Biokemisk diagnos av leversjukdomar. Kortfattad information om leverns struktur.

Levern - oparad kroppsvikt av 1300-1800 än 60% av lever parenkymala celler innefattar celler - hepatocyter, 25% - celler av det retikulo-histiocytiska system (RGS), endoteliala eller Kupfferceller, resten - duktalt, bindväv och andra celler.

Den strukturella och funktionella enheten i levern är leveracinus eller hepatisk lobule, vilken bildas huvudsakligen från hepatocyter (figur 1). I centrum av hepatisk lobule är hepatisk Wien, från vilka divergerar lever radie balkar, som huvudsakligen består av ett antal hepatocyter. I centrum av lever lobule är Wien, men i periferin - En portal fält grenar av leverartären, portvenen och minsta galla kapillärerna. Mellan strålarna är dilaterade kapillärer - leverens bihålor. Hepatocyter som bildar strålen, en sida, som kallas vaskulär polytan bihålorna, och den angränsande sidan av membranet invagination som kallas biliär (galla) polen bildar ett primärt galla kapillärer (fig. 2). Ett karaktäristiskt kännetecken hos gallcanaliculi är deras fullständiga isolering från blodkapillärerna. Membran vaskulär pol genom endocytos och exocytos av olika molekyler och biliär - urval av ämnen från cellen. Portvenen och leverartären kommer in i levern, och levervenen och gallkanalen kommer ut.

Acini är uppdelad i 3 funktionella zoner: I 1 zon finns celler som gränsar till portalvägen, de är bättre försedda med syre och näringsämnen. Celler i den 3: e zonen, som är belägna kring levervenen, levereras mindre med syre och substrat och är känsligare för ischemi. Det är cellerna i denna zon som är inblandade i metabolismen av droger och är målet för hepatotoxiska läkemedel.

När man utför laboratorieundersökningar för korrekt diagnos är det viktigt att känna till fördelningen av enzymer inuti cellen. Följande är data på de enzymer som vanligtvis används för diagnos.

cytoplasman Den innefattar alaninaminotransferas (ALT), aspartataminotransferas parti (AST), laktatdehydrogenas (LDH), del gammaglutamiltranspeptida-PS (GGT) och andra enzymer.

I mitokondrier (MX) mest av AST (ca 70%), glutamatdehydrogenas (GLDG), alkoholdehydrogenas och många andra är koncentrerade.

Grov endoplasmisk retikulum innehåller kolinesteras (CE) etc.

I den släta endoplasmatiska retikulum glukos-6-fosfatas, UDP-glukuronyltransferas, hemhaltig membranbunden cytokrom P-450 och andra.

lysosomer innehåller syrahydrolaser (sur fosfatas, ribonukleas, etc.), vilka aktiveras genom att sänka cellens pH.

Biliärpol mikrovilli innehåller membranberoende enzymer, såsom alkaliskt fosfatas (alkaliskt fosfatas), 5-nukleotidas, del av GGT, leucinaminopeptidas (LAP).

Kunskap av leverenzymerna arkitektoniska och distribution inom celler gör det förståeligt ojämlika ökning av enzymaktivitet i olika patologiska processer. Sålunda, i en primär lesion av de centrala delarna av lobuler (. Akut alkoholisk hepatit, akut venös blodstockning, etc.), ökar aktiviteten av mitokondrie glutamat - brist på syre och skador MX, och med lesioner av portalfibros (akut viral hepatit, kronisk aktiv hepatit - CAG) ökar cytoplasmatisk transaminasaktivitet.

Biokemisk diagnos av sjukdomar

Kontaktinformation
Varor och tjänster
reparationer

Klinisk biokemi, tillsammans med patologisk och normal fysiologi, är en av de tre valarna av grundläggande medicinsk vetenskap. Utan kunskap om grunden för denna disciplin är en läkare inte annorlunda än en skolpojke som bara har en uppfattning om sjukdomar på grund av symptom och tecken.

Samtidigt kan kliniska och biokemiska indikatorer som övervakar förändringar i celler i molekyler och kemiska reaktioner på ett tillförlitligt sätt bestämma orsakerna till kroppens patologiska tillstånd som helhet. Det beror på klinikens utbildningsnivå hur kompetent han kommer att närma sig urvalet av nödvändiga biokemiska analyser för en omfattande undersökning av patienten och kommer också att kunna utvärdera sin diagnostiska information, värde och tillförlitlighet.

I medicin används laboratoriebiokemiska studier i stor utsträckning för:

- gör en noggrann diagnos,

- upptäckt av sjukdomen i det prekliniska skedet,

- bedöma effektiviteten av den föreskrivna behandlingen,

- övervakning av patientens tillstånd

- förutsägelse av möjliga komplikationer och resultat av sjukdomen.

Rekommenderade biokemiska tester

Standardiserade forskningsmetoder har utvecklats för kroppens huvudsystem, vilket måste utföras utan att misslyckas med motsvarande symptomkomplex:

Patologi i hjärt-kärlsystemet.

Kärlkramp (koagulering, kolesterol med fraktioner aminotransferas, triglycerider, lipoproteinfraktioner aterogen index med laktatdehydrogenas isozymer, kreatinkinas isoenzymer med a);

Hypertensiv hjärtsjukdom (kolesterol med fraktioner, kolinesteras, urea, urinsyra, kreatinin, triglycerider, aterogen index, elektrolyter K- och Na);

Ateroskleros (kolesterol med fraktioner, lipoproteinfraktioner, triglycerider, aterogent index);

Hjärtinfarkt (stressproteiner, isoenzymer kreatinkinas med, aminotransferas, urea, kolinesteras, koagulering, urinsyra, laktatdehydrogenas-isoenzymer med);

Hypotension (17ОКі, hydrokortisonhalt i urinen).

Patologi i bindvävssystemet.

Reumatism (totalt protein till proteinfraktioner, glykoproteiner, sedimentära prover, stressproteiner, hexoser glykoproteiner, fibrinogen, sialinsyra);

Reumatoid artrit (protein som är gemensamt med proteinfraktioner, glykoproteiner, sialinsyror);

Gikt (totalt protein med proteinfraktioner, kreatinin, urinsyra, stressproteiner, glykoproteiner);

Sklerodermi (totalt protein med proteinfraktioner, fibrinogen, stressproteiner, hydroxiprolin).

Patologi i gall- och gastrointestinala systemet.

Gallsten sjukdom (bilirubin med fraktioner, alkaliskt fosfatas, Y-glutamyltranspeptidas);

Atrofisk gastrit (pepsinogen, gastrin);

Kronisk pankreatit (glukos, glukos tolerans, totalt protein med proteinfraktioner, amylas med isoenzymer, lipas i urin och i blod);

Nekros hos bukspottkörteln (amylas);

Dystrofisk-degenerativa förändringar i levern, adipös form (urea, glutamatdehydrogenas, alaninaminotransferas, kolinesteras, aspartat);

Cirros (urea, kolesterol, aspartataminotransferas, kreatinin, alaninaminotransferas, proteinfraktion, p lipoproteiner sedimenttest);

Hepatit kronisk (samma forskning som i cirros, plus laktatdehydrogenas med isoenzymer, totalt protein, alkaliskt fosfatas);

Hepatit är akut (samma forskning som i kronisk form, med undantag av alkaliskt fosfatas och urea).

Patologi i andningsorganen.

Lungabscess, akut bronkit, bronkialastma (totalt protein med fraktioner, stressprotein);

Bronkiektas (samma, plus fibrinogen);

Kronisk lunginflammation (totalt protein med fraktioner, stressprotein, laktatdehydrogenas med isoenzymer);

Akut lunginflammation (samma som kronisk, plus glykoproteiner, sedimentprover, sialinsyror)

Tuberkulos (totalt protein med fraktioner, stressprotein, sialinsyror, glykoprotein, sedimentprover).

Patologi i urinvägarna.

Nyresvikt, akut och kronisk (totalt protein med fraktioner, kreatinin, urinprotein, urea, innehållet i elektrolyterna Na, Cl, K, Ca);

Njursjukdom (samma som vid brist, plus urinsyra och elektrolyt P, med undantag för Cl);

Nefrotiskt syndrom (samma som vid insufficiens, plus elektrolyt Mg med undantag av Cl);

Amyloidos av njurarna (samma som vid insufficiens plus elektrolyt Mg med undantag av Cl och Y-glutamyltranspeptidas);

Kronisk pyelonefrit (totalt protein från fraktioner av stressproteiner, alkaliskt fosfatas, kolinesteras, protein i urinen, Y- glutamyl);

Glomerulonefrit (med totala proteinfraktioner, stressproteiner, urea, Y- glutamyltranspeptidas, kreatinin, laktatdehydrogenas-isoenzymer med, kolinesteras).

Patologi i det endokrina systemet.

Diabetes diabetes (glukoskoncentration i urin och i blod insulin, aceton, kolesterol, beta-lipoprotein, med en sannolikhet på latent form - test för känslighet för glukos);

Diabetes utan socker (glukos, vasopressin, glukostolerans test);

Hypoparathyroidism (alkaliskt fosfatas, innehållet i elektrolyter K och P i blodet och urinen);

Hypotyreoidism (tyroxin, trijodtyronin, triglycerider, beta-lipoproteiner, kolesterol, urea);

Purulent thyroidit (tyroxin, trijodtyronin, stressproteiner, totalt protein med fraktioner);

Autoimmun thyroidit (tyroxin, trijodtyronin, jodabsorption131 av sköldkörteln, proteinbunden jod);

Goiter är endemisk (samma som i autoimmun form av thyroidit plus kolesterol och urea i urinen);

Goiter diffus, giftig (tyroxin, trijodtyronin, TSH, jodproteinbunden, glukos, urea, kolesterol).

Om läkaren anser det nödvändigt, utöver de huvudsakliga ytterligare laboratorietesterna utses. (Titta på behandlingen)

Dekodning av biokemisk analys av blod

Vad visar ett biokemiskt blodprov?

Blod är en av kroppens biomaterial. Det är närvarande i alla organ och vävnader. Dess sammansättning innefattar ämnen som bildas under alla organens arbete. Ett blodprov för biokemi bestämmer närvaron och nivån på dess komponenter.

Genom att jämföra data från diagnosen och normala värden är det möjligt att bestämma organens funktionella tillstånd för att bestämma arten av de patologier som förekommer i dem. I vissa sjukdomar är blodbiokemi det enda sättet att objektivt bekräfta diagnosen.

Förutom den grundläggande (glukos, hemoglobin, kreatinin, kolesterol, etc.), biokemiska analys identifierar och specifika parametrar (elektrolyter, serum reumatoid faktor och andra) som erfordras för diagnos av endokrinologiska, genetiska sjukdomar. Metoden är också tillämplig i barnläkare, idrottsmedicin för att bedöma funktionella tillstånd hos barn, idrottare.

Vilka är indikationerna för biokemisk analys av blod?

Ofta föreskrivs biokemi hos patienter eller polikliniker. Ett blodprov utförs för att diagnostisera eller övervaka effekten av behandlingen. Läkaren bestämmer individuellt listan över indikatorer, vars nivå måste ställas in i patienten. Detta kan vara som en indikator (till exempel glukos i diabetes mellitus) eller flera (till exempel leverfunktionstester - totalt protein, bilirubin, protrombinindex, ALT, AST-in hepatit).

Indikationer för studien är sjukdomar:

hepatobiliärt system;
njurarna;
endokrina systemet;
hjärta;
muskuloskeletala systemet;
cirkulationssystem;
mag-tarmkanalen.

I kombination med metoderna för instrumentdiagnostik bidrar blodbiokemi till att göra en korrekt diagnos i alla inre organs patologi.

Hur man tar ett blodprov för biokemi?

Biokemisk analys undersöker venös blod. Ta biomaterialet från de perifera (ulna eller radiella) venerna. Med begränsad tillgång till underarm (frakturer, brännskador etc.) tas blod från någon annan ven (på händer, fötter, ben).

Innan analysen genomförs ska patienten förbereda:

8 timmar före bloddonation kan man inte äta, dricka sockerhaltiga drycker;
i 2 dagar måste du avstå från alkohol och feta livsmedel;
På kvällen för studien undviker fysisk och känslomässig stress.

Analysen ges före medicinering, före diagnostiska och terapeutiska förfaranden (röntgenundersökning, fysioterapi, etc.).

Hudpunktpunkten behandlas med en antiseptisk - 96% etylalkohol eller väteperoxidlösning. Blod i en volym av 5-10 ml uppsamlas i ett sterilt torrt rör, vilket skickas till studien.

Norm av biokemisk analys av blod (tabell)

Norm hos vuxna

Hos barn under 14 år

Totalt bilirubin (tbil)

upp till 250 μmol / l (nyfödda)

Direkt bilirubin (idbil)

Alkaliskt fosfatas (alp)

Lipoproteiner VP (hdl)

Upp till 6 g / l (under graviditeten)

Urinsyra (urinsyra)

C-reaktivt protein (crp)

Antistreptolysin O (även aslo)

Hur man avkänner den biokemiska analysen?

Dekryptering av den biokemiska analysen av blod är en jämförelse av de resultat som erhållits med indikatornormerna. Analysformuläret innehåller en fullständig förteckning över ämnen som bestäms av det biokemiska laboratoriet och deras referensvärden. Ibland räcker det med att fastställa en definitiv diagnos på grundval av en avvikelse från normen för en eller flera parametrar. Men oftare för att bekräfta det behöver du resultatet av ytterligare forskning. Nästa kommer att övervägas, vilket innebär en avvikelse från normerna för huvudindikatorerna för blodbiokemi, för vilka sjukdomar det är typiskt.

Totalt protein

Totalt protein är en samling proteiner i blodplasman. Dess nivå hjälper till att identifiera sjukdomar i de inre organen och blodet. Indikatorn stiger under förhållandena:

uttorkning av kroppen (kräkningar, diarré, brännskador etc.);
akuta och kroniska infektioner;
onkologiska sjukdomar.

Nivån av totalt protein minskar med:

proteinbrist under fastande;
leversjukdom;
akut och kronisk blödning
tyreotoxikos.

bilirubin

Bilirubin är ett gallpigment som bildas på grund av förstörelsen av röda blodkroppar. Metabolismen sker på grund av leverens normala funktion. Dess nivå varierar med leversjukdomar, gallvägar, anemi. Bilirubin är en fri och bunden fraktion. Ökningen i den första indikatorn sker när:

akut viral, giftig, läkemedels hepatit;
bakteriell skada på levern (leptospirose, brucellos, etc.);
levertumörer, primär biliär cirros
hemolytisk anemi.

Det ökade innehållet i bundet bilirubin är typiskt för sjukdomar som stör störningen av gallan:

gallsten sjukdom;
bukspottskörtelcancer
inflammatoriska sjukdomar i gallvägarna etc.

enzymer

Enzymaktivitet karakteriserar de inre organens tillstånd. Ökad prestanda med organiska cellers nederlag. Ökningen i nivån av aminotransferas ALAT, ALAT uppträder när:

akut, kronisk hepatit;
levernekros
myokardinfarkt;
skelettskador och sjukdomar;
kolestas;
allvarlig vävnadshypoxi.

Förhöjda nivåer av laktatdehydrogenas (LDH) är typiska för:

myokardinfarkt, njure;
myokardit;
omfattande hemolys
lungemboli;
akut hepatit.

Höga nivåer av kreatinfosfokinas (CPK) kan uppstå när:

myokardinfarkt;
nekros av skelettmuskler;
epilepsi;
myosit och muskeldystrofi.

Urea hör till gruppen av substrat - en lågmolekylär förening som syntetiseras av levern. Nivån på ämnet i blodet beror på njurens filtreringsförmåga och leverens syntetiska funktion. Skäl till ökningen:

njursjukdomar (glomerulonefrit, amyloidos, pyelonefrit, behandling med nefrotoxiska läkemedel);
kardiovaskulär misslyckande
massiv blodförlust
brännskador;
brott mot urinutflöde
äter överskott av protein.

Skäl för att minska nivån av urea:

fastande och strikt vegetarianism;
förgiftning med gifter
graviditet;
kränkning av leverns syntetiska funktion.

Urinsyra

Urinsyra är slutprodukten av metabolism av vissa proteiner. Huvuddelen utsöndras av njurarna, resten - med avföring. En ökning av nivån av urinsyra i blodet indikerar följande villkor:

njursvikt
leukemi;
lymfom;
långvarig fastande
alkoholmissbruk
överdosering med salicylater och diuretika.

Hur mycket är ett biokemiskt blodprov?

Kostnaden för biokemiska blodprov beror på antalet bestämda parametrar. Priset på var och en varierar från 130-300 rubel. Den dyraste metoden för biokemiska blodprov är immunoelektrofores, vars kostnad i vissa kliniker når 1000 rubel.

Biokemi och patiokemi i levern. Biokemisk diagnos av leversjukdom

Biokemisk diagnos av leversjukdomar.

BIOCHEMICAL DIAGNOSTICS OF LIVER DISEASES.

Kortfattad information om leverns struktur.

cytoplasman Den innefattar alaninaminotransferas (ALT), aspartataminotransferas parti (AST), laktatdehydrogenas (LDH), del gammaglutamiltranspeptida-PS (GGT) och andra enzymer.

I mitokondrier (MX) mest av AST (ca 70%), glutamatdehydrogenas (GLDG), alkoholdehydrogenas och många andra är koncentrerade.

Grov endoplasmisk retikulum innehåller kolinesteras (CE) etc.

I den släta endoplasmatiska retikulum glukos-6-fosfatas, UDP-glukuronyltransferas, hemhaltig membranbunden cytokrom P-450 och andra.

lysosomer innehåller syrahydrolaser (sur fosfatas, ribonukleas, etc.), vilka aktiveras genom att sänka cellens pH.

Biliärpol mikrovilli innehåller membranberoende enzymer, såsom alkaliskt fosfatas (alkaliskt fosfatas), 5-nukleotidas, del av GGT, leucinaminopeptidas (LAP).

Levern kallas det centrala metaboliska laboratoriet, eftersom det på lika sätt omvandlar ämnen som kommer från tarmarna och metaboliska produkter som bildas i olika organ och vävnader som ett resultat av deras vitala aktivitet. För närvarande är mer än 500 metaboliska funktioner kända. Kortfattat överväga de viktigaste.

1. Syntetisk. Levern syntetiserar proteiner, enzymer, koagulationsfaktorer, kolesterol, fosfolipider, etc. Huvudbildningen av ketonkroppar förekommer i levern.

2. Avgiftning för endogen (ammoniak, bilirubin, etc.). och exogena (droger, etc.) ämnen. Avgiftning av droger innefattar 2 faser: 1 - modifiering av läkemedel i redoxreaktioner med cytokrom P 450 och konjugering av läkemedel med vattenlösliga ämnen genom tillsats av glukuronsyra, svavelsyror, glutation etc. Vid leversjukdomar minskar eller eliminerar förstafasreaktionerna.

3. Sekretorisk utsöndring av gallan. Gallsekretionsapparaten innefattar gallkanaliculi, mikrovilli, lysosomerna intill dem och Golgi-komplexet. Gallsekretionsmekanismen innefattar frisättning av kolesterol, gallsyror, pigment, fosfolipider i form av ett specifikt makromolekylärt komplex - gallmikellen. De primära gallsyrorna som bildas i levern kommer in i tarmen, där de omvandlas till sekundära gallsyror genom tarmflorans verkan. De senare absorberas i tarmen och åter in i levern (enterohepatisk cirkulation). Leveren konjugerar dem med glycin och taurin, vilket gör dem till amfifila föreningar med hög förmåga att emulgera hydrofoba sådana. ämnen. Eventuella processer som orsakar en överträdelse av förhållandet mellan komponenter i gallan (hormonella, inflammatoriska etc.) leder till en överträdelse av gallsekretion - kolestas.

4. Utskiljning - Utskiljning med gall av olika ämnen, inklusive fasta ämnen.

Leveren deltar i alla typer av metabolism.

1. Proteinbyte. Levern syntetiserar följande proteiner:

albumin 100%, fibrinogen

₁-globuliner 90%, blodkoagulationsfaktorer

₂-globuliner 75% (inklusive vitamin K-beroende)

-globuliner 50%, pseudokolinesteras (CE)

Albumin tillhör de lättaste blodproteinerna, OMM 65-70 kD, och syntetiseras uteslutande av levern. Albuminer bibehåller onkotiskt tryck, en droppe i innehållet leder till ödem. Om en minskning av albuminkoncentrationen inte är associerad med undernäring, ett brott mot intestinal absorption eller en stor proteinförlust beror det på en uttalad minskning av leverfunktionen. Albuminer spelar en viktig roll vid transport av ämnen som är dåligt lösliga i vatten (hydrofob). Sådana ämnen innefattar bilirubin, kolesterol, fettsyror, ett antal hormoner och droger. Överträdelse av albumins transportfunktion leder till många patologiska förändringar.

Levern bibehåller nivån av aminosyror, inkl. cyklisk (tyrosin, tryptofan, fenylalanin), neutraliserar ammoniak, omvandlar den till urea. Urea syntes är en av de mest stabila funktionerna i levern.

2. Lipidutbyte. Syntesen av kolesterol utförs 90% av lever och tarmar. En signifikant del av kolesterol i levern omvandlas till gallsyror, steroidhormoner, vitamin D₂. Levern omvandlar kortkedjiga fettsyror som är giftiga för hjärnan (4-8 kolatomer - kaproin, isovalerinsyra, etc.) i långkedjiga fettsyror (16-18 kolatomer).

3. Kolhydratutbyte. Levern upprätthåller en stabil nivå av glykemi genom glykogenes, glykogenolys, glukoneogenes. Levern producerar insulinaser - enzymer som bryter ner insulin, stöder mängden mjölksyra och pyrodruvsyror.

4. Pigmentmetabolism innebär omvandling i hepatocyten genom konjugering med glukuronsyra av ett toxiskt, fettlösligt indirekt bilirubin till en icke-toxisk, vattenlöslig direkt. Utlösningen av bilirubingglukuronid kan ske antingen genom direkt utsöndring i gallkapillären eller genom inkorporering i gallmikelen.

5. Porfyrinmetabolism involverar syntesen av ett hem bestående av ett komplex av protoporfyrin med järn. Heme är nödvändigt för syntesen av hemeinnehållande leverenzymer (cytokromer etc.). Medfödd abnormitet hos hemsyntesen i levern leder till sjukdomar - leverporfyri.

6. Byte av hormoner. Vid leversjukdomar observeras en ökning av hormonhalten, förknippad med ett brott mot deras utsöndring med gall eller en snedvridning av normal hormonmetabolism (otillräcklig destruktion). Nivån av adrenalin och noradrenalin (mediatorer i sympatiskt nervsystem), mineralokortikoid aldosteron, könshormoner, särskilt östrogener, vävnadshormoner serotonin och histamin, ökar.

7. Byte av spårämnen. Leveren syntetiserar proteiner för transport (transferrin) och deponering (ferritin) av järn, det är också det främsta depotet av järn. Levern spelar en viktig roll i kopparmetabolism: det syntetiserar ceruloplasmin, ett glykoprotein som binder upp till 90% blodkoppar och absorberar även koppar som är löst bunden till albumin från blodplasma och utsöndrar överskott av koppar genom lysosomer med gall i tarmen. Leveren deltar i utbytet av andra spårämnen och elektrolyter.

De viktigaste syndromerna i leverens sjukdomar.
I olika sjukdomar i levern störs vissa typer av ämnesomsättning eller vissa organfunktioner. Vissa sjukdomar åtföljs av övervägande skada på leverceller. andra - en primär kränkning av gallret, etc., så diagnosen leversjukdomar utförs ofta syndromisk. Följande beskriver huvudsyndromerna (tabell 7).

1. Cytolytiskt syndrom (cytolys) uppstår som ett resultat av störning av levercellsstruktur, en ökning av membranpermeabiliteten, som en följd av ökade processer för lipidperoxidering (LPO) och frisättning av enzymer i blodet. I cytolytiskt syndrom träder både cytoplasmatiska och mitokondriska komponenter av enzymer in i blodet, men cytoplasmatiska isoenzymer bestämmer aktivitetsnivån. Cytolys åtföljer huvudsakligen akuta leversjukdomar och ökar med förhöjning av kroniska. Följande huvudmekanismer för cytolys är kända:

1) giftig cytolys (viral, alkoholisk, läkemedel);

2) immuncytolys, inkl. autoimmun;

4) hypoxisk ("chocklever", etc.);

5) tumörcytolys;

6) cytolys i samband med näringsbrist och brist på mat.

Cytolysen är inte identisk med cellnekros: under cytolysen förblir cellen levande och kapabel till olika typer av metabolism, inklusive syntesen av enzymer, därför under cytolys kan enzymaktiviteten öka tiotals eller hundratals gånger och förblir förhöjda under lång tid. Nekros innebär celldöd, så ökningen i enzymaktivitet kan vara signifikant men kortlivad.

De viktigaste tillgängliga markörerna för cytolys vid akut hepatit är alanin (ALT) och asparagin (AST) transaminaser, gamma-glutamyltranspeptidas (GGT), laktatdehydrogenas (LDH).

Ökad ALT och AST observerad hos 88-97% av patienterna beroende på typen av hepatit, mer än hälften av dem, är det en signifikant (10-100 gånger) ökning. Den maximala aktiviteten är karakteristisk för den 2-3: e veckan av sjukdomen, och återgången till normal är vid 5-6 veckor. Överskrida normaliseringen av aktiviteten är en ogynnsam faktor. ALT-aktivitet> AST, som är associerad med fördelningen av AST mellan cytoplasma och mitokondrier. Den övervägande ökningen av AST är förknippad med mitokondriell skada och observeras med svårare leverskador, särskilt alkohol. Transaminasaktiviteten ökar måttligt (2-5 gånger) i kroniska leversjukdomar, vanligtvis i den akuta fasen och levertumörer. För levercirros är en ökning av tranaminasaktiviteten som regel inte karaktäristisk.

Gamma-glutamyltranspeptidas (GGT, GGTP, -GT) finns i cytoplasman (isoform med låg molekylvikt) och är associerad med biliärpolens membraner (högmolekylär isoform). En ökning av dess aktivitet kan vara associerad med cytolys, kolestas, alkohol eller läkemedelsförgiftning, tumörtillväxt. Därför är en ökning av GGT-aktivitet inte specifik för en viss sjukdom, utan i viss utsträckning universell eller screening för leversjukdomar, även om det involverar ytterligare sökningar på orsaken till sjukdomen.

Laktatdehydrogenas (LDH) ökar med många sjukdomar. Det diagnostiska värdet för den totala aktiviteten är liten och är begränsad till definitionen för att utesluta tumör- och hemolytiska processer, liksom för differentialdiagnos av Gilberts syndrom (normal) och kronisk hemolys (ökad). För diagnos av leversjukdom är en större bedömning av hepatisk isoenzym LDH-LDH₅.

En ökning av aktiviteten hos en eller alla enzymer indikerar en akut leversjukdom, en förvärring av en kronisk sjukdom eller en tumörprocess, men indikerar inte sjukdommens art och tillåter inte diagnosen.
2. Cholestatiskt syndrom (kolestas) kännetecknas av ett brott mot gallsekretion. Vissa författare identifierar en sällsynt anicterisk form av kolestas som förknippas med förändringar i de normala förhållandena hos gallkomponenterna (hormonella förändringar, störningar i kolesterolhaltens enterohepatiska cirkulation). Intrahepatisk kolestas i samband med nedsatt gallresekretion genom hepatocyter eller gallbildning i gallkanaler och extrahepatisk kolestas på grund av obstruktion av gallkanalen med sten, tumör eller administrering av läkemedel som orsakar kolestas utmärks. Med kolestas inträder och samlas ämnen som utsöndras i gall hos friska människor i blodplasma, och aktiviteten hos de så kallade indikator cholestas enzymerna ökar. Den typiska isteriska formen av kolestas kännetecknas av klåda och gulsot.

Kolestasin ökar innehållet i gallsyror; bilirubin med en övervägande ökad konjugerad del av gallan (cholebilirubin); kolesterol och -lipoproteiner; enzymaktivitet alkaliskt fosfatas, GGT, 5-nukleotidas.

Alkaliskt fosfatas (alkaliskt fosfatas) uppvisar sin aktivitet vid pH 9-10, finns i lever, tarmar, benväv, men huvudutskiljningsorganet är levern. I hepatocyten är alkaliskt fosfatas associerat med membran i gallpolen och epitelial mikrovilli av gallkanalerna. Orsakerna till hyperfermentemi är försenad eliminering av enzymet i gallan och induktionen av enzymsyntes, beroende på blocket i den enterohepatiska cirkulationen. Ökad aktivitet i leversjukdomar indikerar oftast kolestas, där enzymaktiviteten ökar med 4-10 dagar upp till 3 eller flera gånger, såväl som levertumörer. Med ökande aktivitet av alkaliskt fosfatas borde vara en differentiell diagnos med bensjukdomar.

5-nukleotidas tillhör gruppen alkaliska fosfataser, varierar parallellt med dem, men ökningen i dess aktivitet är uteslutande associerad med kolestas. Bristen på tillgängliga kommersiella kit tillåter emellertid inte att använda denna indikator i sin helhet.

GGT Det är också ett membranbundet enzym, och med kolestas risas det på grund av aktivering av syntes. Studien av GGT med kolestas anses vara obligatorisk.

Avbrytande av gallutsöndring leder till försämrad emulgering av fetter och en minskning av absorptionen av fettlösliga ämnen i tarmarna, inklusive K-vitamin. Att minska mängden K-vitamin i kroppen leder till en minskning av syntesen av K-vitaminberoende blodkoagulationsfaktorer och en minskning av protrombinindex (PTI). Med intramuskulär administrering av vitamin K med kolestas PI på en dag ökar med 30%.

3. Hepatodepressivt syndrom innefattar eventuell leverfunktion, inte följd av encefalopati. Syndromet förekommer i många leversjukdomar, men är mest uttalat i kroniska processer. För att indikera syndromet används stresstester och bestämning av koncentrationen eller aktiviteten hos olika komponenter i serum eller plasma.

Stresstest är känslig men används sällan. Dessa inkluderar:

a) test på leverfunktionen hos levern - bromsulfalein, indocyanova etc.;

b) test för leverens avgiftningsfunktion - antipyrin, koffein, snabbprov.

Studier har visat att syntetfunktionen är minst stabil för leversjukdomar, och syntesen av dessa substanser, som huvudsakligen bildas i levern, minskar först och främst. Följande är tillgängliga och informativa indikatorer på hepatodecretion:

1. Albumin nästan helt syntetiserad av levern. En minskning av koncentrationen observeras hos hälften av patienter med akut och hos 80-90% av patienter med CAH och levercirros. Hypoalbuminemi utvecklas gradvis, resultatet kan vara en minskning av onkotiskt blodtryck och ödem, liksom en minskning av bindningen av hydrofoba och amfifila föreningar med endogen och exogen natur (bilirubin, fria fettsyror, droger etc.), vilket kan orsaka berusningsfenomen. Informativ parallell bestämning av albumin och totalt protein. I allmänhet förblir det totala proteininnehållet normalt eller ökar på grund av immunoglobuliner (Ig) mot bakgrund av en minskning av albuminkoncentrationen. Reduktionen av albumin till 30 g / l eller mindre indikerar en kronisk process.

2. -1-antitrypsin - glykoprotein utgör 80-90% av fraktionen ₁-globulin, ett akutfasprotein, som syntetiseras i levern, är en känslig indikator på inflammation av parenkymala celler. Exceptionell diagnostisk betydelse förknippad med medfödd proteinbrist, vilket leder till svåra former av skador på levern och andra organ hos barn.

3. Cholinesteras (pseudokolinesteras, butyrylkolinesteras-HE, BChE) serum, syntetiserat i levern, hänvisar till₂-globuliner. En av deras funktioner är uppdelningen av muskelavslappnande medel härrörande från succinyldikolin (listenon, ditilin). Bristen på ett enzym eller utseendet av atypiska former komplicerar nedbrytningen av droger, vilket komplicerar återhämtningsprocessen från anestesi. För att förhindra postoperativa komplikationer rekommenderas det att bestämma enzymaktiviteten och dibukainnumret, d.v.s. graden av hämning av enzymet dibucain. Vid kroniska processer, speciellt cirrhos i levern, minskar enzymaktiviteten och graden av reduktion har ett prognostiskt värde. En annan orsak till minskningen av aktiviteten är organofosfatförgiftning.

4. Fibrinogen, Jag koagulationsfaktor, akutfasprotein, hänvisar till ₂-globuliner. Nivån av fibrinogen minskar naturligt med allvarliga kroniska och akuta leversjukdomar.

5. PTI minskar på grund av nedsatt syntes av K-vitaminberoende koagulationsfaktorer (II, VII, IX, X). Till skillnad från kolestas normaliseras inte nivån av IPT vid intramuskulär administrering av vitamin K. IPT är en markör för svårighetsgraden av akut leverdysfunktion.

6. Kolesterol minskningar i blod hos patienter med kronisk hepatit och levercirros, oftare med en subakut variant av kursen. I fettlever kan kolesterolnivåerna öka.

För kroniska leversjukdomar i kompensationsfasen är ökningen av enzymaktivitet okarakteristisk. En måttlig ökning (med en faktor 1,5-3) vid transaminasaktivitet med en högre AST-nivå indikerar dock skador på de subcellulära strukturerna, i synnerhet MX.

4. Mesenkym-inflammatoriskt syndrom orsakas av skador på mesenkym och strom i levern, det är i huvudsak ett immunsvar mot antigenstimulering av intestinalt ursprung. Detta syndrom åtföljer både akuta och kroniska leversjukdomar. Syndrommarkörer är -globuliner, immunoglobuliner, tymolanalyser, antikroppar mot cellulära element etc.

definition -globuliner hänvisar till de obligatoriska testerna för levern. Ökningen av -globuliner, som i huvudsak är immunoglobuliner, är karakteristisk för de flesta leversjukdomar, men är mest uttalade i CAG och levercirros. Nyligen har det visat sig att p-globuliner kan produceras av Kupffer-celler och plasmaceller av inflammatoriska leverinfiltrat. Med levercirros på grund av lågalbuminkoncentration, på grund av ett brott mot den syntetiska funktionen i levern observeras en signifikant ökning av a-globuliner, medan koncentrationen av totalt protein kan förbli normal eller förhöjd.

Immunoglobuliner (Ig) proteiner ingår i -globulinfraktionen och har egenskaper hos antikroppar. Det finns 5 huvudklasser av Ig: IgA, IgM, IgG, IgD, IgE, men de tre första används för diagnos. Vid kroniska leversjukdomar ökar innehållet i alla klasser av Ig, men tillväxten av IgM är mest uttalad. Vid alkoholisk leverskada observeras en ökning av IgA.

Thymol-test - icke-specifik, men överkomlig forskningsmetod, vars resultat beror på innehållet av IgM, IgG och lipoproteiner i serumet. Testet är positivt hos 70-80% av patienterna med akut viral hepatit under de första 5 dagarna av icteric perioden, hos 70-80% av patienterna med CAH och hos 60% med levercirros. Provet är normalt i obstruktiv gulsot hos 95% av patienterna.

Antikroppar mot vävnad och cellulära antigener (kärn-, glattmuskel, mitokondriella) tillåter identifiering av autoimmuna komponenter i leversjukdomar.

Ytterligare forskningsmetoder inkluderar definitionen av haptoglobin, orozomukoida, ₂-makroglobulin, b₂-mikroglobulin, hydroxiprolin, uronsyror.
Tabell 1.

Biokemisk diagnos av sjukdomar

Biokemisk diagnostik (biokemi), patokemi) - riktningen för klinisk laboratoriediagnostik, vars syfte är att övervaka patientens tillstånd och diagnostisera sjukdomar genom att identifiera kemiska komponenter i biomaterialet (blod, urin, i vissa fall avföring, pleural eller cerebrospinalvätska).

Blodplasma är en organismvätska som har en komplex kemisk sammansättning, inklusive en stor mängd oorganiska joner, enzymer, hormoner, proteiner, lipider och kolhydrater, liksom upplösta gaser - koldioxid och syre. Koncentrationen av alla blodkomponenter hos en frisk person ligger inom vissa gränser, vilket återspeglar det normala funktionella tillståndet för både organismen som helhet och var och en av dess celler separat. När det gäller olika sjukdomar bryter det organets och systemens funktioner, vilket leder till en obalans och koncentration av en eller flera blodkomponenter. Den kemiska analysen av blod i diagnosprocessen bygger på denna princip. Listan över patologiska förhållanden där biokemisk analys av blod och urin är nödvändig är ganska bred och innefattar sjukdomar i kardiovaskulära, endokrina, respiratoriska, excretory och andra system. Sjukdomar som härrör från undernäring diagnostiseras också med biokemiska blodprov. Smaksättningsmedelsbrist kan detekteras med hjälp av laboratoriediagnostiska metoder.

Specifika substanser kan också frisättas i blodomloppet av vissa typer av tumörceller. Bioskemiska laboratoriers roll i övervakning och diagnos av cancer är begränsad till att mäta blodnivåerna hos dessa "tumörmarkörer".

Läkemedelsbehandlingens säkerhet och effektivitet beror på mätning av koncentrationen av läkemedelssubstanser i blodet. Och detta är bara en aspekt av den enorma rollen som biokemisk diagnostik vid övervakning av patientterapi.

Idag utförs de flesta blod- och urintest med hjälp av moderna högteknologiska automatiska diagnostiksystem, där de biokemiska analysatorerna låter dig utföra upp till 1000 test på 1 timme, upp till 20 eller mer på varje prov. Och resultatet av diagnosen av de flesta testerna kommer inom 12-24 timmar. De flesta laboratorier utför en specifik testlista dygnet runt, eftersom testresultatet med snabb diagnostik måste vara klar inom 1 timme.

TAT (eller hastigheten på laboratoriediagnostik) är tiden från det att testet är tilldelat till det att testresultatet är mottaget eller från det att materialet tas till det att testresultatet mottas. TAT bör motsvara utvecklingshastigheten för den patologiska processen, liksom möjligheterna till farmakologisk eller annan korrigering.

Vissa patienter i avdelningarna, intensivvården och intensivvården behöver ofta kontinuerlig övervakning av vissa blodparametrar. Under dessa förhållanden kan en viss begränsad förteckning över tester utföras av sjuksköterskan i denna avdelning med hjälp av nödvändig utrustning som finns i avdelningen.

KAPITEL 4 BIOCHEMICAL DIAGNOSTICS OF PATHOLOGICAL PROCESSES AND HEREDITARY DISEASES

4,1. CARDIOVASCULAR PATHOLOGY

Inom kardiovaskulär patologi har klinisk biokemi uppnått största framgången vid diagnos av myokardinfarkt. Metoder för klinisk enzymologi och immunokemi gör det möjligt att diagnostisera hjärtinfarkt under de första timmarna av dess förekomst, för att identifiera det kliniska tillståndet hos instabil angina, för att göra en differentialdiagnos av svår angina (ischemi) och död av myocyter (anoxi), för att utvärdera effektiviteten av trombolytisk terapi och fenomenet reperfusion.

I enlighet med WHO: s rekommendationer är diagnosen hjärtinfarkt baserat på en typisk klinisk bild av smärtinfarkt i bröstet. EKG-förändringar; ökning av blodaktiviteten hos kardiospecifika enzymer (markörer).

Samtidigt är det med svårt att diagnostisera hjärtinfarkt enligt EKG-data vid upprepad hjärtinfarkt, kardioskleros och förmaksflimmer samt i närvaro av en pacemaker (pacemaker) hos en patient mycket svårare. Dessutom hade mer än 25% av patienterna vid vilka hjärtinfarkt bekräftades vid obduktion inte EKG-förändringar. Enligt en prospektiv studie utförd i USA kan en diagnos av myokardinfarkt utan en studie av kardiospecifika markörer av myocytdöd endast göras i 25% av fallen.

Bland patienter som levereras till intensivvården med hjärtsmärta har endast 10-15% ett hjärtinfarkt. Behovet av att diagnostisera hjärtinfarkt i de tidiga stadierna dikteras av det faktum att trombolytisk behandling under de första 2-6 timmarna minskar den tidiga dödligheten med i genomsnitt 30% och behandlingen startade om 7-12 timmar - endast 13%. Trombolytisk behandling efter 13-24 timmar minskar inte dödligheten.

Tidig diagnos av hjärtinfarkt gör att du kan applicera och transluminal angioplastik, och effektiviteten av konservativ behandling är högre, om den startas så snart som möjligt.

Det är också nödvändigt att utföra en differentiell diagnos av myokardinfarkt med instabil angina, när tidig behandling kan förebygga hjärtinfarkt.

Under de senaste åren har arsenalen av biokemiska markörer av myocytdöd kompletterats med nya högspecifika tester som gör att du kan diagnostisera hjärtinfarkt under de första timmarna av dess förekomst. Dessa är tester som kan tillämpas vid första skedet av vårdvården, liksom bestämning av kardiospecifika isoenzymer och proteinmarkörer för myocyternas död som används i medicinska institutioners intensivvårdsenhet. Samtidigt gör framgången med industriell teknik och frigörandet av diagnostiska system som bygger på principen om "torr kemi" att det är möjligt att bestämma specifika markörer för myocytdöd i första skedet av sjukvården. Men även under dessa förhållanden är diagnosfel möjliga om patofysiologin av myokardinfarkt och mekanismerna för intag av blod i organspecifika och icke-specifika proteinmarkörer av myocytdöd inte klart förstås.

Lokalisering i cellen har en signifikant inverkan på graden av frisättning av markören från den skadade myocyten. Cytosol enzymer frigörs snabbare än de som är strukturerade på intracellulära membran. I motsats till cytosoliska markörer krävs frisättningen av den intracellulära kontraktilapparaten för att nå det interstitiella utrymmet för strukturrelaterade proteiner vilket saktar processen för utseendet av markörer i blodet; de senare frigör mitokondriella enzymer.

I studien av hjärtmarkörer av hjärtinfarkt är det nödvändigt att ta hänsyn till ett antal bestämmelser, som kallas principerna för diagnos av myokardinfarkt. Dessa inkluderar: 1) tidsintervaller; 2) Studien av markörer av myokardisk skada i dynamiken; 3) organspecificitet av laboratoriediagnos av myokardinfarkt; 4) diagnos komplexa karaktär 5) begreppet "gråzon".

Praktiskt taget signifikanta markörer för myocytdöd är den katalytiska koncentrationen i blod av KK, LDH, AST, glykogenfosforylas (GF), en ökning av blodinnehållet i myoglobin, myosinkedjor, troponiner Ti I. För skador som endast är kardiomyocyter (men inte skelettmuskulära myocyter) är specifika blodkoncentrationer av isoenzymer KK-MB och LDH₁, immunokemisk bestämning av CK-MB och GF-BB, liksom förhållandet mellan isoformerna av CK-MB isoenzymet och troponinerna.

Vid diagnos av hjärtinfarkt är det viktigt att överväga den tid som har förflutit sedan angina påbörjades. Detta beror på det faktum att en ganska lång period passerar från det ögonblick som myocyter dödas till utseendet av markörer i blodet. Utflödet från cellerna av stora proteinmolekyler (CC och LDH) kan endast uppträda om integriteten hos myocytternas plasmamembran störs som ett resultat av deras död under anoxi. Mindre molekyler proteinmarkörer (myoglobin, troponin) kan utgå i en liten mängd från celler och under tillstånd av långvarig hypoxi med markerade förändringar i myocytmembranet före destruktion av celler. Under de första 4 timmarna efter ocklusion av kransartären i zonen med maximal ischemi nekrotiserar ca 60% myocyter; Nekros av resterande 40% sker inom de närmaste 20 timmarna.

Gå utöver myocytmembranet, matar proteinmolekylerna den extracellulära vätskan och flyter från hjärtat endast genom lymfatiska kanaler. Detta bestämmer en ganska lång tidsperiod (3-6 timmar) från tiden för myocyternas död till utseendet av kardiospecifika markörer i blodet. Först ökar innehållet av myoglobin, GF-BB och troponin i blodet, då - KK och det kardiospecifika isoenzymet KK-MB, AST; signifikant senare ökar aktiviteten av LDH och hjärtspecifik isoenzym LDH₁ (Fig 4.1). Kardiospecifika markörers kliniska känslighet beror i stor utsträckning på tiden som har förflutit sedan myocyternas död. Så för KK-MB, när det upptäcker blod under de första 3-4 timmarna efter anginaattack, är klinisk känslighet (diagnostisk noggrannhet) endast 25-45% och ökar till 98% inom 8-32 timmar.

Fig. 4,1. Dynamik för enzymaktivitet vid hjärtinfarkt. 1 - MW-2 / MW-1; 2 - MM-3 / MM-1; 3 - KK-MB; 4 - totalt KK; 5 - LDH₁/ LDG₂

CK ger falskt negativt resultat i 32% av fallen, AST - i 49%, myoglobin - i 15%. LDH-aktivitet är en pålitlig markör för myocytdöd efter 12 timmar från början av angina attack, men det förblir förhöjd i 10-12 dagar. Data om aktiviteten hos kardiospecifika markörer när det gäller mindre än 4-6 timmar efter angina pectorisattack kan leda till diagnostiska fel när det inte är så informativt att även med omfattande myokardinfarktmarkörer av myocytdöd. Dessutom ökar hastigheten av ökningen av innehållet i hjärtmarkörer i blodet i stor utsträckning av varaktigheten av ischemi och tiden för rekanalisering av den tromboserade kransartären och myokardreperfusion efter hjärtattack.

Det andra kännetecknet för frisättningen av markörer för kardiomyocyters död i blodet är den karakteristiska dynamiken för ökning och minskning av deras koncentration (katalytisk koncentration). Detta bestäms av den konstanta sammandragningen av myokardiet, vilket leder först till snabb eliminering av proteiner från myokardens nekrotiserade område och sedan till fullständig utlakning av markörproteiner in i blodomloppet. Endast vid hjärtinfarkt ökar innehållet i kardiomyocytdödmarkörer i blodet inom intervallet 8-24 timmar. Vid okomplicerat hjärtinfarkt förekommer en liknande markerad eliminering av markörproteiner från kärlbädden. Samtidigt skriver innehållet i var och en av markörerna en bågformad dynamisk kurva med olika tidsparametrar. För de flesta markörer ger kurvområdet en uppfattning om storleken på hjärtinfarkt, vilket återspeglar mängden nekrotisk myokardvävnad. Aktiviteten i blod av CC och CC-MB ökar redan med död av 1 g myokardvävnad.

En enda studie av AST, KK eller LDH har en relativt låg klinisk specificitet - 66%, vilket ökar aktiviteten hos enzymer eller innehållet av proteinmarkörer på 3-4 timmar ökar diagnosens organspecificitet upp till 86%. Med det tredje mätvärdet kan du diagnostisera hjärtinfarkt med ens ett litet specifikt test som definition av AST. Den dynamiska studien av markörer av myocytdöd möjliggör differentialdiagnos mellan myokardinfarkt och hyperfermentemi med massiv lesion av strimmiga muskler. I perioder av 8-24 h efter en attack av stenokardi är enzymaktiviteten så indicativ att om det inte finns någon dynamisk ökning av deras aktivitet i blodet, så finns det inget myokardinfarkt.

Absolut specifika markörer för kardiomyocytskador hittades inte. Organspecifikitet i diagnosen med hjälp av QA-isoenzymer baseras endast på skillnaden i procentandelen för isoenzymer i enskilda organ och vävnader, och följaktligen i blodserumet när de är skadade.

Värdet av QC-MB. KK-MB isoenzymet är specifikt för myokardiet, inte för att det inte finns något sådant isoenzym i andra vävnader, men eftersom dess aktivitet i kardiomyocyter är 15-42% av den totala QC-aktiviteten, medan dess innehåll i skelettmuskulaturvävnad inte överstiger 4% och bara i rött, långsamt kontraherande muskelfibrer. Under dessa förhållanden, med myokard- och skelettmusklerna, kan CC-aktivitet ökas i samma utsträckning, men i procent kommer CC-MBs aktivitet att skilja sig avsevärt. Vid myokardinfarkt överstiger CK-MB-innehållet 6% av den totala aktiviteten av CK eller 12 IE / l vid en temperatur av 30 ° C.

Både i skelettmuskelens patologi och vid kardiomyocyternas död i blodet ökar KK-MB-aktiviteten, men i det första fallet kommer aktiviteten inte att överstiga 6% KK-aktivitet och i andra fallet kommer den att öka till 12-20%. Det är lämpligt att uttrycka QC-MB-aktivitet samtidigt i enheter på 1 liter (IE / l) och i procent av QC-aktivitetens aktivitet. Bestämningen av KK-MB-aktivitet är fortfarande det mest populära testet vid diagnos av myokardinfarkt. Vid hjärtinfarkt hos äldre patienter kan QC-aktivitet endast öka i liten utsträckning, men med en signifikant ökning av QC-MBs aktivitet. Hos sådana patienter är det diagnostiskt viktigt att undersöka aktiviteten hos CK-MB, även med en inte så signifikant ökning av aktiviteten hos CK.

Vid hjärtoperationer (hjärtfel, bypassoperation i kransartären) används QC-MB-aktivitet för att diagnostisera postoperativt myokardinfarkt. Omedelbart efter operationen, på grund av hypoxi och myokardisk skada, ökar KK-MB-aktivitet i blodet och återgår till normalt inom 10-12 timmar. Med utvecklingen av hjärtinfarkt ökar KK-MB aktivitet mer signifikant och har dynamiken karakteristisk för hjärtinfarkt.

Värdet av LDH. LDH-aktivitet₁ karakteristiskt för myokardiet som en vävnad med anaerob typ av utbyte. Under tillstånd av myokardiell hypertrofi och kronisk hypoxi, LDH-syntes₁ i kardiomyocyter börjar öka. Vid hjärtinfarkt uppträder en ökning av den katalytiska koncentrationen av LDH i blodet på grund av en ökning i

innehåll av LDH-isoenzymer₁ och LDH₂ vid förhållandet LDH₁/ LDG₂ mer än 1. LDH-cytosoliskt enzym; En signifikant ökning av LDH-aktivitet i blodet under hjärtinfarkt inträffar senare än QC och AST, under 1 dag angina attackfältet. hög LDH-aktivitet₁ kvarstår i 12-14 dagar. Det är minskningen av LDH-aktivitet i blodet till normalt används som ett test, vilket indikerar fullbordandet av perioden för resorption av nekrotiserad myokardvävnad. Om aktiviteten av LDH₁, bestämd av den direkta metoden, med hämning av subenheten med M-antikroppar överstiger 100 IE / l, är detta ett tillförlitligt tecken på hjärtinfarkt.

I motsats till M-subenheten och LDH-isoenzymerna₃ (MMNN) LDH₄ (HMMM) och LDH₅ (MMMM) subenhet H och LDH isoenzym₁ (IUUH) i mindre utsträckning LDH₂ (НННМ), kan inte bara använda laktat och pyruvat, utan a-hydroxibutyrat som substrat. Detta var grunden för förslaget att utvärdera LDH: s verksamhet₁ i blod, med användning av a-hydroxibutyrat som ett substrat; medan isozym LDH₁ benämnt a-hydroxibutyrat dehydrogenas (a-HBDG). Vid hjärtinfarkt ger en studie av aktiviteten av totalt LDH och a-HBDG liknande resultat. Om aktiviteten av LDH i blodet ökar som ett resultat av en annan patologisk process, kommer LDH: s aktivitet att vara signifikant högre än LDH: s aktivitet₁ och a-HBDG i frånvaro av dynamik som är karakteristisk för myokardinfarkt.

Vid hjärtinfarkt var det ingen signifikant korrelation mellan KK-MB och LDH-aktivitet.₁ i alla infarktstillstånd, vilket uppstår som en följd av en signifikant skillnad i dynamiken och tidpunkten för en ökning av aktiviteten hos dessa isoenzymer i blodet.

Molekyler av enzymer som har gått in i blodet efter kardiomyocyters död är patologiska komponenter i blodplasma och måste därför avlägsnas. Beroende på storleken på markörmolekylerna utsöndras några proteiner, exempelvis myoglobin, i urin eller fagocytiska celler i monocyt-makrofagsystemet. Emellertid, innan CK-MB och CK-MM-molekylerna fagocytoseras av makrofager, genomgår de sekventiell verkan av proteaser i blodet, vilket resulterar i bildandet av CK-MB och CK-MM-isoenzymer.

I myocyter representeras KK-MM-isoenzymet av en enda form av MM-3. I blodet klyver karboxipeptidas sekventiellt de slutliga aminosyraresterna av lysin från var och en av de två monomererna, som successivt bildar isoformer MM-2 och MM-1. Bestämning av KK-MM och KK-MB isoformer enligt metoden för EF och beräkning av deras förhållande

Låt upp till 1 timme för att fastställa kardiomyocyters tid för dödsfall. Förhållandet mellan MM och MB isoformer förändras innan KK-MB-aktiviteten ökar.

Enzymodiagnos av myokardinfarkt i kliniska diagnostiska laboratorier är komplex. Bestäm först aktiviteten hos AST, KK och LDH, och undersök sedan aktiviteten hos KK-MB och LDH₁. Ett integrerat tillvägagångssätt för enzymdiagnostik beror för det första på det faktum att när man studerar aktiviteten hos ett enda enzym kan ett fel göras; För det andra skiljer sig var och en av dessa enzymer i diagnostisk signifikans och dynamik (tiden för utseende i blodet och eliminationshastigheten från kärlbädden). Förutom felaktigheter som kan göras vid preanalytisk analys (blodprovtagning för analys) och analyssteg, finns det objektiva skäl som påverkar resultaten av att bestämma enzymernas aktivitet. Svårigheter uppstår när myokardinfarkt utvecklas mot bakgrund av svåra somatiska sjukdomar, med hjärtinfarkt komplicerat med kardiogen chock, med septikemi.

Trots den kliniska specificiteten hos QC aktivitet för hjärtinfarkt (98%), i vissa fall öka aktiviteten av CK och CK-MB inte är möjligt att identifiera även i verifiering av diagnosen av hjärtinfarkt på EKG. Detta händer i de fall där myokardiell utvecklar hos patienter med njursvikt och ansamling av uremiska toxiner (mitt molekyler), hos patienter med levercirros och insufficiens avgiftning aktivitet hos hepatocyter, med septikemi och endogena förgiftning hos patienter med allvarlig metabolisk (eller andas) acidos. Under dessa betingelser ackumuleras blodet i en så stor mängd av icke-specifika inhibitorer, att aktiviteten av CK och CK-MB är praktiskt bestämmas. I sådana fall, fastställa QC aktivitet kan uppnås först efter impopulär i klinisk biokemi serumspädförfarande, när koncentrationen reduktions inhibitorn möjliggör uppenbart enzymaktivitet.

Förekomsten av KK- och KK-MB-hämmare i blodet ledde till utvecklingen av en immunokemisk metod för att bestämma i blodet inte den katalytiska aktiviteten men KK-MB-innehållet med molekylvikten av denna form. Detta förbättrade signifikant känsligheten av metoden och reproducerbarheten av resultaten. Fastän KK-MB-aktivitet och KK-MB proteinhalt med okomplicerat hjärtinfarkt korreleras väl,

Det är möjligt att bestämma innehållet i QC-MB i blodet flera timmar tidigare än enzymet är aktivt. En signifikant ökning av blodets nivå av CK-MB-protein noterades hos hälften av patienterna redan efter 3 timmar och 6 timmar efter angina pectorisattack noterades en hög proteinnivå hos alla patienter med klinisk bild av hjärtinfarkt. Redan 90 minuter efter trombolys ökar nivån av KK-MB protein i blodet flera gånger. Hos patienter med instabil angina noteras en ökning av innehållet i CC-MB-proteinet oftare än en ökning av isoenzymets aktivitet. Samtidigt har frågan om att standardisera metoden för att bestämma antalet QC-VM trots tillverkning av diagnostiska kit av olika företag inte slutgiltigt lösts.

Värdet av glykogenfosforylas. Bland enzym- och isozymmarkörer vid diagnos av myokardinfarkt bestämmer kliniska biokemister aktiviteten hos GF och dess isoenzym GF-BB. GF är ett cytosoliskt enzym som katalyserar glukosavlägsnande från glykogen i en cell.

I mänskliga vävnader finns tre GF-isoenzymer: GF-LL i levern, GF-MM i myocyter och GF-BB i hjärnvävnaden. I det mänskliga myokardiet finns GF-BB och GF-MM isoenzymer, i skelettmusklerna myocyter - bara GF-MM. GF-BB är det känsligaste testet för diagnos av myokardinfarkt under de första 3-4 timmarna efter anginaattack. Enligt diagnostisk känslighet under de första timmarna kan bestämningen av GF-aktivitet endast jämföras med bestämningen av KK-MB-massa i blod. I majoriteten av patienterna ökade graden av GF-BB signifikant redan efter 4 timmar efter angina attack och med okomplicerat hjärtinfarkt återvände till normalt inom 48 timmar.

Värdet av myoglobin. Blandproteinmarkörer för hjärtinfarkt är den mest använda definitionen i blodet innehållet i myoglobin (MG). MG är ett kromo-protein, som i cytosolen av alla muskelceller transporterar syre huvudsakligen till mitokondrier. Molekylmassa av MG är endast 18 kD; dess egenskaper liknar skelettmuskulära myocyter och kardiomyocyter. MG är ständigt närvarande i blodplasma vid en koncentration under 80 ng / ml. Med hjärtinfarkt stiger nivån av MG i blodet 10-20 gånger.

• Ökad MG i blodet - det tidigaste testet för diagnos av hjärtinfarkt; ökning i nivået av MG i blodet kan bestämmas efter 3-4 timmar efter angina angrepp. Detta är det första diagnostiska värdet av MG.

• Den andra egenskapen hos MG vid diagnosen hjärtinfarkt är att en sådan liten molekyl passerar fritt genom njurkroppens filtreringsbarriär och snabbt hamnar i urinen. Detta avgör arten av förändringar i innehållet i MG i blodet: det stiger snabbt och minskar lika snabbt. Endast vid bestämning av MG är det möjligt att diagnostisera återkommande myokardinfarkt (figur 4.2), som utvecklas flera timmar efter det första avsnittet av kardiomyocyters död. Vidare observerades i ett antal kliniska observationer signifikanta fluktuationer i MG-nivån i blodet på den första dagen av hjärtinfarkt, när en markant ökning på några timmar gav plats för en lika uttalad minskning. B I vissa situationer förblir nivået av MG i blodet länge ständigt högt. Detta observeras vid kardiogen chock, när en minskning av kontraktil funktion leder till hypotoni, en minskning av hydrostatiskt tryck över njurmembranet och uppsägningen

Fig. 4,2. Dynamik av myoglobinkoncentration i blodet efter en upprepad attack av angina pectoris

glomerulär filtrering, när MG inte kan filtreras i urin. Samtidigt är det en positiv korrelation mellan innehållet i MG i blodet korrelerat med en ökning av kreatininivån.

Myocytens huvudkonstruktionsenhet är sarkomeren, vilken bildas av ordentligt anordnade tjocka och tunna fibrer. De tunna fibrerna innehåller actin och troponin-tropomyosinkomplexet.

Värdet av troponin. Troponinregleringskomplexet i strimmiga muskler består av tre polypeptider; Vid diagnos av hjärtinfarkt bestäms innehållet av endast troponin T (TnT) och troponin I (Tn I) i blodet. Varje protein har tre isoformer, vars syntes kodas av tre olika gener. Myokardisoformer av Tn T och Tn I (hjärta Tn T och hjärta Tn I) används som specifika markörer för kardiomyocyters död.

Bestämning av innehållet i Tn T möjliggör diagnos av infarkt i både tidiga och sena perioder. Innehållet av Tn T i blodet stiger efter några timmar efter angina angrepp. I de tidiga stadierna av hjärtinfarkt klinisk känslighet för detektering av myoglobin och CK-MB innehåll är högre än T TH, men den tredje dagen av TH når en platå, som hålls på en gradvis minskning inom 5-6 dagar. T TH nivå är hög vid sådana tillfällen okomplicerad hjärtinfarkt, när nivån av myoglobin, och CK-MB-aktivitet har återgått till det normala, och blodet är bara en hög aktivitet hos LDH₁. I vissa fall kan diagnosen hjärtinfarkt göras vid ett senare tillfälle - 8-10 dagar efter anginsmärta vid bestämning av Tn T. Det är särskilt viktigt att undersöka TI för patienter som har blivit inflyttad till sjukhuset 2-3 dagar efter anginaattack, då KK- och KK-MB-indikatorerna redan kan återgå till sin ursprungliga normala nivå. Dessutom, i jämförelse med KK och KK-MB ökar innehållet av TnT i blodet i större utsträckning, vilket kännetecknar den högre diagnostiska känsligheten för bestämning av blod Tn T-innehåll.

En jämförande studie av Tn T och Tn I avslöjade en högre diagnostisk känslighet av Tn I. Således kan nivån av Tn I i blodet under hjärtinfarkt vara nästan 100 gånger högre än den övre gränsen för normal. Med ett litet myokardinfarkt stiger nivån av Tn I i blodet i större utsträckning än aktiviteten hos CC,

Tabell 4.1. Jämförande egenskaper hos hjärt-serummarkörer

en procentsats eller förhållande av QC-MB / totalt. QC 6 Tiden från början av smärtsam attack beror på metoden

KK-MB och LDG₁. Bestämningen av båda formerna av TnT och TnI är att föredra vid diagnos av myokardinfarkt, som utvecklas i postoperativ period och efter aktiva återupplivningsåtgärder.

Det finns ingen ideell markör för kardiomyocytstatus (tabell 4.1). I diagnosen hjärtinfarkt tenderar kliniska biokemister att använda de mest organspecifika isoenzymerna och identifiera proteinmarkörer som endast innehåller myokardceller. För diagnos av hjärtinfarkt i laboratorierna fortsätter dock att bestämma och MG. Men med okomplicerat myokardinfarkt upprepar dynamiken hos icke-specifik MG i blodet praktiskt taget det för den kardiospecifika CK-MB som är 4-6 timmar före det. Samtidigt försökte man inte bestämma MG-innehållet i urinen för diagnos av hjärtinfarkt misslyckades.

4,2. Livs sjukdomar

Trots de många biokemiska processer som förekommer i levercellerna, har inte alla dem diagnostiska värden. Detta beror på laboratoriebegränsade metodiska förmågor, låg kunskap om leverpatofysiologin, samt enkelriktad förändring i ett antal biokemiska test.

Det dominerande värdet i laboratoriediagnosen av leversjukdom är bestämning av enzymaktivitet. De enzymer som syntetiseras av hepatocyter och epitelceller i gallkanalerna kan delas in i indikator, sekretorisk och utsöndring. De sekretoriska enzymerna innefattar kolesteras, dess aktivitet i blodet i leversjukdomar minskar på grund av ett brott mot dess syntes. Genom excretionsenzymer innefattar alkaliskt fosfatas, GGT och PAWS. Den största gruppen av diagnostiskt viktiga enzymer är indikeringsenzymer, inklusive ALT, AST, LDH och GLDH. I fliken. 4.2 visar de angivna enzymerna och deras intracellulära fördelning.

Utbredd i differentialdiagnosen av leversjukdom har fått en metod att jämföra graden av ökad aktivitet hos enzymer med olika lokalisering i hepatocyten och reflektera de olika sidorna av celllesionens funktionella aktivitet. Det mest använda förhållandet av enzymer presenteras i tabellen. 4,3.

Tabell 4.2. Leverenzym

Tabell 4.3. Förhållandet mellan leverenzymerna

För leversjukdomar, använd De Ritis-koefficienten (AST / ALT-aktivitetsförhållandet). AST / ALT-förhållandet på mer än 2 är typiskt för alkoholinducerade lesioner och mindre än 1 för viral hepatit och kolestatiskt syndrom. I de flesta fall av viral hepatit var AST / ALT-förhållandet under 1. Med viral hepatit ökar ALT-aktiviteten tiofaldigt. Vid akut alkoholhaltig AST-aktivitet är högre än ALT, medan aktiviteten hos båda enzymerna inte överstiger 500-600 IE / L. Patienter med toxisk hepatit, infektiös mononukleos, intrahepatisk kolestas, cirros, levermetastaser, AST-aktivitet för myokardinfarkt är högre än ALT-aktivitet. Aktiviteten av ALT och AST ökar när man tar erytromycin, para-aminosalicylsyra, diabetisk ketoacidos, psoriasis, den används också för tidig diagnos av anicterisk hepatit.

I differentialdiagnos av leverpatologi är det viktigt att undersöka förhållandena för aktiviteten av LDH-isoenzymer. Ökningen i relativ aktivitet av LDH-isoenzym₅ karakteriserande av lesioner av hepatocyter. LDH-hyperfermentemi observeras i varierande grad vid akut viral, läkemedel och hypoxisk hepatit, hjärtsvikt, levercirros och extrahepatisk kolestas samt en minskning av osmotisk resistans av erytrocyter och hemolys. Långvarig ökning av LDH-isoenzymernas aktivitet₅ och LDH₄ föreslår närvaron av levermetastaser.

För närvarande, vid diagnos av leversjukdomar, utvärderas stabiliteten hos kolloidsystem fortfarande genom tymol och sublimatest. Patologiska resultat återspeglar de tidiga perioderna av akut hepatit, giftig leverskada, förvärring av kronisk hepatit. Blodserum-ESP-proteiner tillhandahåller också icke-specifika data, men det tillåter att man bedömer arten av den patologiska processen. Procentandelen av albumin, akutfasproteiner och y-globuliner hjälper till vid diagnos av leverpatologi: lågt albumin och höga nivåer av y-globuliner är karakteristiska för levercirros. Ökad blodnivå av γ-globuliner finns också i fet infiltrering av levern, inflammation i gallkanalen och malignitet.

Innehållet av albumin i serum har ett diagnostiskt värde vid akuta och kroniska former av hepatit. I alla fall av akut hepatit är nivån av albumin i blodet normalt.

Kronisk hepatit åtföljs av hypoalbuminemi och hypergammaglobulinemi.

Levern är den centrala länken i regleringen av blodkoagulering. Hepatocyter syntetiserar fibrinogen, många aktivatorer och hämmare av en kaskad av enzymatiska reaktioner. Både akut och kronisk hepatit störa denna förordning. Diagnostiska tester för leversjukdom innefattar förlängning av protrombintiden, ackumulering i blodet av produkterna av förstöring av fibrinogen. Akut leverskada åtföljs av ökad blödning vid tillstånd av hypofibrinogenemi.

Nedsatt leverfunktion åtföljs av en förändring i LP-metabolismen. Hypertriglyceridemi är karakteristisk för olika former av leversjukdom. Hyperkolesterolemi uppstår ofta när gallgångar blockeras och obstruktiv gulsot. Vid kronisk hepatit ackumuleras fria kolesterol i blodet som ett resultat av en minskning av dess förestring i blodet. Under betingelser av uttalad kolestas observeras bildandet av kolestatiska makroskopiska former LP-LP-X, som bildar ett komplex av LP med ett fragment av plasmamembranet.

I de flesta fall av leversjukdom kvarstår den etiologiska faktorn utanför diagnosområdet och kliniska biokemister bildar en diagnos baserad på principerna för syndromisk diagnos.

De viktigaste patologiska processerna som utgör sjukdomsdiagnosen är följande syndrom:

• intrahepatisk och extrahepatisk kolestas

• giftiga lesioner av hepatocyter;

• Insufficiens av syntetiska processer i hepatocyter.

• saktar inaktivering av giftiga föreningar;

Cytolysessyndrom. Den patofysiologiska grunden för cytolyssyndrom är ett brott mot integriteten hos plasmamembranet av hepatocyter och deras organeller med utvecklingen av hyperfermentemi. Svår hyperfermentemi när cytosoliska enzymer tränger in i blodomloppet är karakteristiska för infektiös hepatit, medicinsk och toxisk leverskada, förgiftning, dekompenserad cirros och perifokal inflammation av parenkymen i kolangit. I enzymodiagnos av cytolysesyndrom dominerar definitionen

ALT, AST och LDH aktiviteter. Normalt överstiger aktiviteten för både ALT och AST i blodet inte 24 IE / l; inom 100 IE / L anses hyperfermentemi betraktas som en "gråzon", vilken kan bero på reaktiva förändringar i hepatocyter. ALT-aktivitet över 100 IE / l indikerar skador på leverparenchymen. Ökningen av ALT-aktivitet i 100-200 gånger (upp till 2-6 tusen IE / l) återspeglar den omfattande skadan av hepatocyter i viral hepatit och förgiftning med organiska lösningsmedel.

Syndrom av intrahepatisk och extrahepatisk kolestas. Intrahepatiskt kolestas syndrom bestämmer brott mot gallret från levern. Ökningen i volymen av hepatocyter leder till kompression av gallkanalen, nedsatt avloppsfunktion. Obturation av de stora gallkanalerna är orsaken till extrahepatisk kolestas; mest uttalad kolestas med obstruktiv gulsot. I fliken. 4.4 visar kombinationen av laboratorietester som oftast används för differentialdiagnosen av kolestas.

Tabell 4.4. Diagnos av kolestas

Tillförlitliga markörer för intrahepatiskt kolestas-syndrom är en ökning av aktiviteten hos ALP, GGT och 5-nukleotidas i blodet. I gallrörets epitelmembran ligger enzymerna nära varandra, därför ökar deras aktivitet i blodet samtidigt med och med att membranet förstörs.

Reaktiva förändringar i epitel av gallvägarna och plasmamembranen hos hepatocyter utvärderas baserat på alkalisk fosfatas aktivitet. Aktiviteten av alkaliskt fosfatas hjälper till vid differentialdiagnosen av intrahepatisk och extrahepatisk kolestas. Under extrahepatisk obstruktion (stenar i gallkanalerna, vätskepapillens neoplasma) ökar alkalisk fosforaktivitet 10 gånger eller mer. Intrahepatisk obstruktion i parenkymala skador (hepatit) åtföljs av

är en ökning av aktiviteten av alkaliskt fosfatas med 2-3 gånger. Akut nekros av hepatocyter får inte åtföljas av en ökning av alkalisk fosfatas aktivitet om detta inte orsakar kompression av gallkanalerna (intrahepatisk kolestas). Inte alla patologiska processer i levern observerar beroende av aktiviteten av alkaliskt fosfatas och hyperbilirubinemi. I de tidiga stadierna av intrahepatisk kolestas är ökningen av alkalisk fosfatas aktivitet en följd av aktiveringen av dess syntes; Vidare är dess ökning förknippad med förstörelsen av gallkanaliculi under verkan av gallsyror.

Syndrom av intracellulär kolestas. En ökning i storleken av hepatocyter och deras kompression av gallkanaler mellan segmenten av levern leder till förekomsten av intracellulärt kolestas-syndrom med en måttlig ökning av aktiviteten av alkalisk fosfatas och GGT i blodet och skador på gallrets epitel. En ökning av gallsyrornas blodhalt är också ett tidigt symptom på kolestas.

Ett vanligt symptom på leversjukdom som åtföljs av kolestas är ackumuleringen av bilirubin i blodet. Svårighetsgraden av hyperbilirubinemi är opålitlig för differentialdiagnosen av intrahepatisk och extrahepatisk kolestas. Samtidigt har hyperbilirubinemi ett prognostiskt värde. En ökning av nivån av bilirubin är fem gånger typiskt för intrahepatisk kolestas, en ökning av bilirubins koncentration är 10 gånger mer karakteristisk för akut hepatit.

Syndromet av giftig skada på hepatocyter utvecklas exempelvis under alkoholförgiftning, när effekterna av cytolys saknas, men alkohol bryter mot mitokondriernas funktion.

Vid akut alkoholförgiftning utvecklas ett syndrom med giftig skada på subcellulära formationer och integriteten hos plasmamembran i hepatocyterna komprometteras inte. Alkoholmetaboliter har en toxisk effekt, särskilt acetaldehyd, som bildas direkt i mitokondrier. Samtidigt försämras bildandet av högenergiska föreningar, i synnerhet ATP, i cellen, vilket har en patologisk effekt på avgiftningsförfarandena av toxiska föreningar. Under den akuta perioden av alkoholhepatit kan AST-aktivitet dominera i blodet på grund av den höga aktiviteten hos mitokondriella isoenzym AST, inte cytoplasmatiska.

Inblandning av hepatocyter i mitokondriernas patologiska process följs av utseendet av GlDG-aktivitet i blodet. Ökad GlDG-aktivitet är ett tidigt alkoholhepititest, men en 8-10-faldig ökning av aktiviteten av GlDG med måttlig aktivering av AST och ALT är karakteristisk för obstruktiv gulsot. För giftigt

Effekter av alkohol kännetecknas av en uttalad ökning av GGTs blodaktivitet utan en signifikant ökning av alkalisk fosfatas aktivitet.

Syndrominsufficiens hos syntetiska processer manifesteras i minskningen i syntesen av hepatocyttransportproteiner, proteiner i blodkoagulationssystemet, CE.

HE och dess isoenzymer syntetiserar hepatocyter. Under betingelser av parenkymal lesion reduceras syntesen av ChE och dess aktivitet i blodet. Ofta uppstår en minskning av blodet CE som ett resultat av toxiska effekter (cytostatika, insekticider, fungicider, fluorider). Fysiologisk nedgång i ChE-aktivitet uppträder under graviditeten. Sällsynta fall av genetiskt bestämd minskning av syntesen av ChE noteras.

Vid akut leverfel utvecklas hypoglykemi hos var fjärde patienten. Under betingelser för ackumulering av mellanliggande metaboliter och utvecklingen av insulinresistens är förekomsten av hyperglykemi också möjlig. Med förlängd varaktighet av leversvikt inträffar hyperinsulinemi (reducerar destruktionen av hormon i levern). Under tillstånd av hypoxi och aktivering av anaerob glykolys bildas metabolisk acidos med ackumulering av mjölksyra i blodet (laktatacidos). Metabolisk acidos leder till en överträdelse av förhållandet mellan elektrolyter. Tapet i leverparenchymen åtföljs av en minskning av bildningen av kreatinin och urea. Naturligtvis bidrar otillräckligt proteinintag och matsmältningsstörningar till detta. Den främsta orsaken till hypokreatininemi är emellertid en minskning av kreatininsyntesen i hepatocyter. Hos patienter med hepatit är hypokreatininemi associerad med en minskning av urinsyran i blodet.

Syndromet att sakta ner inaktiveringen av toxiska föreningar beror på inhiberingen av deras hydroxylering i den mikrosomala apparaten av hepatocyter, vilket minskar inaktiveringshastigheten i kroppen hos många läkemedel. Under dessa förhållanden kan även en låg terapeutisk dos av läkemedlet orsaka en uttalad bieffekt.

Leveren tjänar som ett biologiskt hinder för endogena och exogena toxiska föreningar, som huvudsakligen kommer från mag-tarmkanalen. Bedömning av leverns avgiftningsfunktion utförs oftare med kroniska skador genom användning av stresstester med galaktos, fenoltetrabromoftalensulfonsyra, bromocyanovymgrön, märkta föreningar. Lasttester ger möjlighet att diagnostisera kroniska former av sjukdomen, för att utvärdera

återstående effekter av överförd hepatit, för att bilda en uppfattning om leverfunktionen vid cirros, fet infiltrering av levern.

I svåra situationer med leverkärl vid akut viral hepatit eller portalhypertension utvärderas leverens avgiftningsfunktion baserat på mängden ammoniak i blodet. Bildningen av ammoniak i tarmarna sker ständigt som en följd av mikroorganismernas vitala aktivitet och deaminering av aminosyror bildade från livsmedelsproteiner. Till följd av massiv blödning från esofagens mag eller ådror finns en ökad bildning av ammoniak från blodalbumin.

Inflammatoriskt syndrom orsakas av aktiveringen av RES-celler. Det kännetecknas av en ökning av blodinnehållet i proteinerna i den akuta fasen, dysproteinemi i strid med förhållandet mellan serumproteiner på elektroforegram, förändring av sedimentprover (tymol), en ökning av koncentrationen av immunglobuliner.

Trots mångfalden av dessa störningar är användningen av syndromisk diagnosteknik effektiv redan i de tidiga stadierna av leversjukdom. Naturligtvis är resultaten av biokemiska studier i diagnostikprocessen inte unika. Samtidigt använder kliniker data från anamnese och fysisk undersökning, resultaten av radionukliddiagnostik, datortomografi och leverbiopsi. Samtidigt kan differentialdiagnostik i sjukdoms tidiga skeden och en bedömning av arten av hepatocytskador endast genomföras på grundval av laboratorietester, huvudsakligen data från klinisk biokemi. Använda kombinationer av laboratorieundersökningar presenteras i tabell. 4,5.

Tabell 4.5. Diagnos av leversjukdomar med enzymer

4,3. PATOLOGI AV BENSSVÄG

Huvudfaktorerna som reglerar fosfat och kalciummetabolism innefattar PTH, kalcitonin och vitamin D. PTH och kalcitonin upprätthåller kalciumbeständighet i kärlbädden och extracellulär vätska, påverkar kalciumabsorption i tarmen, reabsorption i njurarna, tarmarna och deponeringen i benvävnad. PTH reglerar kalcium i blodet, vilket påverkar absorptionen av kalcium i tarmen och renal tubulär, mobiliseringen av kalcium från benvävnad. Calcitonin har en mindre signifikant effekt, vilket minskar aktiviteten hos osteoklaster, ökar aktiviteten hos osteoblaster, vilket leder till en minskning av kalcium i blodet.

PTH är en polypeptid, vars enda kedja består av 84 aminosyrarester. Hormonet utsöndrar paratyroidkörtlar, förmodligen i form av en inaktiv föregångare, från vilken det aktiva hormonet bildas genom klyvning av polypeptidfragmentet. Aktiv PTH har en kort halveringstid, vilket skapar problem för analys: Med hjälp av radioimmunoassaymetoden mäts det karboxyterminala fragmentet av hormonet huvudsakligen, vilket har en längre halveringstid men är biologiskt inaktiv.

När man verkar på njurarna, undertrycker PTH reabsorptionen av fosfor i nephronens proximala och distala rör, vilket ökar utsöndringen och därmed sänker fosforhalten i blodet (hypofosfat). Samtidigt ökar hormonet den rörformiga kalciumreabsorptionen, speciellt i nephronens distala tubuler. Verkan av PTH i benvävnaden medför mobilisering av kalcium och fosfat, vilket bidrar till förekomst av osteoporos och hyperkalcemi. Negativ återkoppling hypokalcemi är den främsta stimulansen för PTH-sekretion, medan hyperkalcemi undertrycker bildandet av hormonet av parathyroidkörtlarna. PTH ökar också absorptionen av kalcium och fosfor i tarmarna, vilket stimulerar syntesen av 1,25-dihydroxikolkalciferol.

I fall av hypersekretion av PTH med parathyroid adenom utvecklas uttalad osteoporos, med närvaro av

hypercalcemia och hypophosphatemia och ökad utsöndring av kalcium och fosfat i urinen. Under dessa förhållanden inhiberas fosfatreabsorptionen i tubulerna och följaktligen ökas dess utsöndring, fosfatklarationen ökas med förekomst av hyperkalcemi vid tillstånd av benresorption med utvecklingen av osteoporos. Du kan bekräfta diagnosen genom att bestämma koncentrationen av PTH i blodet. I fall där hypofosfatemi åtföljs av hyperkalcemi är även en måttlig ökning av hormoninnehållet diagnostiskt viktigt.

Man bör komma ihåg att i vissa former av tumörer i lungorna, njurarna, äggstockarna förekommer ektopisk PTH-bildning i tumörcellerna. Bland sådana förhållanden är det nödvändigt att skilja på form av rickets resistenta mot D-vitamin. Denna sällan förekommande ärftlig sjukdom i samband med kön kallas Fanconi syndrom. Det senare kännetecknas av hög utsöndring av fosfor i urinen samtidigt med glukosuri och aminoaciduri utan förekomst av acidos i blodet.

Vid kroniskt njursvikt kan aktivering av syntesen av PTH uppträda som kompensationsmekanism vid utveckling av hypokalcemi och hyperfosfat. Sekundär hyperparathyroidism noteras också med osteomalaci, orsakad av en signifikant minskning av kalciumabsorptionen i tarmen med ökad utsöndring.

Detta patologiska tillstånd utvecklas oftast som en komplikation av operation på sköldkörteln, när parathyroidkörtlarna avlägsnas av misstag. I detta fall är kalciumnivån i blodet så låg att de specifika symtomen på hypokalcemi och hyperfosfat (symptom på Khvostek och Trusso) utvecklas, utsöndringen av kalcium och fosfor med urin minskar. Detta tillstånd kräver omedelbar intravenös administrering av kalciumklorid.

I den kliniska bilden av pseudo-hypoparathyroidism är förändringen i fosfat- och kalciumnivåerna i blodet likartad med den primära hypoparathyroidismen, men samtidigt ökar innehållet av PTH i blodet. Detta tillstånd

kännetecknande för en genetisk sjukdom (Albright sjukdom) associerad med oförmåga hos renala tubulära celler att reagera på ett hormon.

Det andra hormonet som reglerar metabolismen av fosfor och kalcium är kalcitonin. En enkelkedjepeptid med 32 aminosyrarester utsöndrar parafollikulära celler i sköldkörtelns laterala lobar. Detta hormon hämmar mobiliseringen av fosfat och kalcium, medan deras innehåll i blodet minskar (hypokalcemi och hypofosfat). Effekten av hormonet på njurarna är inte väl förstådd; kalcitonin föreslås för att öka tubulär utsöndring av fosfater. Dessutom hämmar hormonet den stimulerande effekten av PTH på syntesen av 1,25-dihydroxihaloalkalciferol.

VITAMINROLLEN D

Den tredje faktorn som aktivt påverkar metabolismen av kalcium och fosfor i benvävnad är D-vitamin. Syntes av D-vitamin i kroppen sker i två steg av hydroxylering: den första uppträder i levern för att bilda ett ämne med begränsad biologisk aktivitet; Det andra steget inträffar i njurarna med bildandet av vitamin D₃, cholecalciferol med maximal biologisk aktivitet. D-vitamin i tunntarmen₃ stimulerar absorptionen av fosfor och kalcium, i de proximala delarna av den rörformiga delen av nephronen aktiveras reabsorptionen av båda joner. Faktorer som aktiverar syntesen av vitamin D₃ i njurarna är en minskning av fosforhalten i blodet och effekten av PTH.

Vid tillstånd av vitamin D-brist, på grund av en minskning av innehållet i dess fettlösliga prekursorer i livsmedel, är otillräcklig ultraviolett bestrålning av huden eller malabsorptionen märkt hypofosfatemi noterat i blodet. Som svar på en ökning av PTH-utsöndring ökar kalcium- och fosfatabsorptionen i tunntarmen och mobiliseringen av mineraler från benvävnad. Under en tidsperiod normaliserar detta kalciumhalten i blodet, men fosforkoncentrationen kan förbli reducerad på grund av inhibering av dess reabsorption genom paratyroidhormon.

Vid kroniskt njursvikt utvecklas syndromet av renal osteodystrofi - en komplex kränkning av ämnesomsättningen av benvävnad och fosfor-kalciumhomostas. Minskning i glomeruläret

filtrering producerar hyperfosfat, hypokalcemi utvecklas med en minskning av njursyntesen av vitamin D och motståndskraft mot dess effekter. Hyperfosfat kan bidra till utvecklingen av hypokalcemi på grund av minskad kalciumabsorption i tunntarmen, på grund av bildandet av olösliga apatiter.

METABOLISKA BENSSVÄRDESJUKTER

De korrekta metaboliska bensjukdomarna är uppdelade i osteoporos, osteomalaki, osteodystrofi, osteogenes imperfecta och osteoporos. Bonesjukdomar kan också utvecklas mot bakgrund av en annan patologi, såsom akromegali eller ektopisk förkalkning i kärlväggen (med ateroskleros och normal med bildandet av "cerebralsand" i epifysen).

Osteoporos är den vanligaste metabolismen av bensin. Osteoporos är typisk för många sjukdomar, som kännetecknas av generaliserad förlust av benvävnad, som överstiger ålders- och könsstandarderna och leder till en minskning av benstyrkan, vilket orsakar brott mot sprickor (spontan eller med minimal skada). Osteoporos bör särskiljas från osteopeni (åldersrelaterad atrofi av benvävnad) och osteomalaki (nedsatt mineralisering av benmatrisen).

Riskfaktorerna för osteoporos innefattar tillhörande kaukasoid eller mongoloid ras, familjeproposition, kroppsvikt mindre än 58 kg, rökning och alkoholism, låg eller överdriven fysisk aktivitet, tidig klimakterium, menstruationstiden, amenorré och infertilitet, långvarig amning (mer än 6 månader) mer än tre graviditeter och förlossning vid reproduktiv ålder, liksom missbruk av kaffe (mer än fem koppar per dag), brist på kalciumintag från mat och långvarig parenteral näring.

Den kliniska bilden utvecklas i de flesta fall gradvis, vanligtvis över flera år. I laboratoriediagnostik är det viktigt att bestämma halterna av alkaliskt fosfatas (kan öka transient efter frakturer), kalcium och fosfat (vanligtvis normalt). Benresorptionsaktiviteten bestäms av förhållandet mellan urinkalciumnivån och urin-kreatininnivån och förhållandet mellan urinhydroxiprolinhalten och urin-kreatininnivån. Röntgenundersökning av ryggraden avslöjar en minskning av bentäthet med accentuering

kortikala konturer. Utseende på röntgenbilden av sådana avvikelser är endast möjlig med förlusten av minst 30% av benvävnaden.

Osteomalaci är en skelettpatologi som uppstår när den organiska matrisen av ben är otillräckligt mineraliserad. Hos barn är det rickets (se nedan), hos vuxna, metaboliska störningar av kalcium, fosfor och vitamin D.

Rickets - en tidig barndomssjukdom, som är en följd av D-vitaminbrist, som kännetecknas av förändringar i benvävnad med utveckling av skelettdeformiteter. Alla patofysiologiska processer orsakas av hypokalcemi som ett resultat av D-vitaminbrist och dess metaboliter. Kompensatorisk aktivering av parathyroidkörtlarna och hyperproduktion av PTH, som mobiliserar utsöndringen av kalcium från benen och ökar absorptionen av kalcium- och fosfatsalter i tarmen, uppträder. Hypofosfat, metabolisk acidos och osteogenes störningar uppträder.

Deformering av osteodystrofi (osteit-deformering, Pagets sjukdom) är en ärftlig sjukdom som kännetecknas av deformation av lårben och tibialben, ryggrad och skalle med svår hyperostos, förtjockning och krökning av benen, ökad incidens av tumörer. Det sker vanligen över 50 års ålder. Den kliniska bilden är vanligtvis asymptomatisk, den vanligaste manifestationen är smärta i benet eller leden. I sällsynta fall noteras benförändringar, huvudvärk, patologiska frakturer, en ökning av kroppstemperaturen över den drabbade extremiteten, hjärtsvikt med hög hjärtproduktion och olika neurologiska störningar på grund av kompression av nervvävnaden (med skullskador, de vanligaste av dem är dövhet). Laboratorium som kännetecknas av en ökning av alkalisk fosfor och osteokalcin i den osteosklerotiska fasen, en ökning av nivån av hydroxiprolin i den osteolytiska fasen. Serumkalcium och fosfor är vanligtvis normala.

Renal, eller uremisk, osteodystrofi är en vanlig benskada, som liknar osteomalak, rickets eller fibrös osteit noteras vid kroniskt njursvikt.

Albrights ärftliga osteodystrofi beror på resistens hos målceller mot verkan av PTH (pseudohypoparathyroidism). Patienter med pseudo-hypoparathyroidism är resistenta mot andra hormoner som verkar genom adenylatcyklasystemet.

(sköldkörtelstimulerande hormon, glukagon, FSH, LH). I dessa patienter observeras en karaktäristisk fenotyp, manifesterad av brachydactyly, kort statur, subkutan betoning. Albrights sjukdom kombineras ofta med diabetes mellitus, arteriell hypertoni, fetma, menstruationssjukdomar (oligomenorrhea), arterit, polyartros. Kännetecknas också av mental retardation och konvulsioner (på grund av hypokalcemi).

Otillräcklig osteosyntes är en ärftlig sjukdom som orsakar en minskning av benmassan (på grund av ett brott mot osteogenesen) och orsakar ökad bräcklighet. ofta åtföljd av blå missfärgning av sclera, tandproblem (imperfekt dentinogenes) och progressiv hörselnedsättning. Ultraljud avslöjar svåra former av fostret från den 16: e veckan av graviditeten. Diagnos är möjlig med DNA-studier i chorioniska villusbiopsiprover. Symtomatisk och ortopedisk behandling.

Osteoporos och osteoskleros är kollektiva och i praktiken är identiska begrepp som karakteriserar den relativa ökningen av benvävnadsinnehållet i benen, vilket leder till en minskning av volymen av benmärgshåligheter med oundviklig nedsättning av hemopoiesen.

Marmor sjukdom. Flera ärftliga former är kända: den dominerande ärftliga Albers-Schoenbergsjukdomen och de recessiva formerna är maligna, godartade och dödliga former. Frekvens alla former - ca 1: 20 tusen Kliniskt osteopetros i denna patologi manifesterar multipla frakturer, osteomyelit, hyperostos skalle, kronisk rinit på grund av förträngning av de nasala passagerna, hepatosplenomegali (orsakade av kompensations extramedullär hematopoies), ansiktsnerven pares, anemi (orsakad av en minskning i volym av benmärgen), och laboratorium - genom att öka nivån av alkaliskt fosfatas.

4,4. MÄRKARE AV MALIGNANT VÄXT

Det finns ingen tvekan om att framgången med cancerbehandling endast kan förväntas när maligna tumörer upptäcks i ett tidigt utvecklingsstadium, men frågan om tidig upptäckt av tecken på sådana patologier är fortfarande öppen.

Under de senaste åren har diagnosfunktionerna hos kliniska onkologer expanderats avsevärt i samband med användningen av moderna instrumentanalysmetoder: angiopati och lymfografi, radionukliddiagnostik, dator

termo- och röntgen-tomografi, radiomagnetisk resonans, ultraljud med Doppler-effekt, vilket möjliggör en färgbild av tumören och bedömer egenskaperna hos mikrocirkulationen. Moderna immunomorfologiska och cytologiska studier möjliggör studier av biopsiprover inte bara av tumören i sig utan också av olika sekret (sputum, urin, ascitisk vätska). För närvarande är komplexa laboratoriebiokemiska och immunologiska diagnoser baserade på identifiering av tumörmarkörer, hormoner, biologiskt aktiva föreningar, enzymisoformer, samt metabolisering av benreformer i fall av metastatiska benläsningar.

Början av studien av tumörmarkörer var väldigt uppmuntrande. Redan i slutet av 1800-talet fanns specifika proteiner (immunoglobuliner), som kallades Bens-Jones-proteiner, i urinen hos patienter med multipelt myelom, men nästa framgång var tvungen att vänta mer än 80 år. Det är associerat med upptäckten av GI. Abelev och Yu.S. Tatarin a-fetoprotein i blodet hos patienter med hepatom. Dessa studier markerade början på ett nytt stadium i studien av faktorer som hör samman med tillväxten av maligna tumörer och ledde under 1900-talet till upptäckten av en rad olika föreningar, som kallades "tumörmarkörer". Markörer används ofta av kliniska biokemister för att identifiera den primära tumören och dess metastaser. Markörerna av malaktig tillväxt innefattar ämnen av annan art. Dessa innefattar mer än 200 föreningar: antigener, hormoner, enzymer, glykoproteiner, lipider, proteiner, metaboliter, vars koncentration är korrelerad med tumörmassan, dess proliferativa aktivitet och i vissa fall med graden av malignitet hos neoplasmen. Onormalt uttryck av genomet är en av huvudmekanismerna för produktion av markörer genom tumörceller, som bestämmer syntesen av embryonala, placentala och ektopiska proteiner, enzymer, antigener och hormoner.

Som ett idealt test för tidig diagnos av maligna tumörer har många markörer föreslagits, men det har inte hittats någon lösning hittills. Svårigheter på grund av mångfalden av krav på en idealmarkör. Den ideala tumörmarkören bör produceras av tumörcellen i tillräckliga kvantiteter så att den kan bestämmas med hjälp av moderna metoder. Det bör inte finnas i friska människor och godartade tumörer,

markören bör detekteras i de tidiga stadierna av tumörprocessen, antalet tumörmarkörer bör vara direkt proportionell mot tumörvolymen, denna markör bör bestämmas före tumörens kliniska manifestationer, nivån på den ideala markören bör korrelera med resultaten av antitumörbehandling.

I kliniska studier används ett antal tillräckligt effektiva tumörmarkörer, vilka emellertid inte alltid fullt ut uppfyller alla ovanstående kriterier. Moderna biokemiska och immunologiska metoder kan avslöja tumörer när det villkorliga antalet tumörceller når 10 9-1010, och miniminivån av en markör som utsöndras av en tumör är från en till flera femtomoler (alla figurer är baserade på 1 ml blodserum). Den höga effektiviteten att använda tumörmarkörer i kliniken kan uppnås genom en kombination av olika test. Det bör noteras att antalet föreslagna markörer för diagnos och övervakning av maligna tumörer ständigt ökar, och det kommer ett stadium av kritisk omvärdering i syfte att bilda en strategi och adekvat användning.

4.4.1. TOLKNING AV RESULTAT AV PROVNING AV TUMORMÄRKARE

Att bestämma koncentrationen av tumörmarkörer i olika neoplasmer kräver kunskap om faktorer, både in vivo och in vitro, som påverkar resultaten eller snedvrider dem. Detta bör likaså beaktas inte bara till laboratorieläkare utan även till läkare som är direkt ansvariga för observation och behandling av en viss patient. Följande är huvudfaktorerna som påverkar definitionen av tumörmarkörer.

• graden av uttryck och syntes av markören;

• markörsläppning av tumörceller;

• medicinering och kemoterapeutiska läkemedel;

• utsöndring från kroppen;

• Intensitet av blodtillförsel till tumören;

• Läget hos patientens kropp under blodprovet.

• Instrumentala och icke-instrumentella undersökningsmetoder (till exempel bronkoskopi eller biopsi);

• tumörmarkskatabolism (till exempel leverfunktion och njurar);

• dåliga vanor (rökning, alkoholhalt) In vitro:

• Lagringsvillkor för prover;

• tidsintervallet mellan bloduppsamling och centrifugering (med separation av serum);

• grad av hemolys och yellowness

• kontakt med blodprovtagningsfartyg med hud;

• förorening av provet med saliv;

• påverkan av droger;

• Förekomsten av antikroppar mot murina immunoglobuliner i patientens blod (efter diagnostisk immunosintigrafi och immunterapi).

• metodfel vid bestämning av tumörmarkören. Det är nödvändigt att ta hänsyn till att majoriteten av cirkulerande

Blodtumörmarkörer är olämpliga för screening av patienter i frånvaro av symptom, eftersom det finns ett antal begränsningar i samband med den ofta låga diagnostiska känsligheten och specificiteten, såväl som det begränsade prediktiva värdet. Samtidigt finns det ett antal erkända fall när det är svårt att hantera utan definitionen av tumörmarkörer.

Detta är för det första bedömningen av effektiviteten av behandlingen. I de tidiga stadierna kan förändringar i tumörmarkörens koncentration visa om den valda kemoterapin kommer att bli framgångsrik eller (vid en stadig ökning i koncentrationen) är korrigering av terapi nödvändig, fram till avbrytande. Naturligtvis är testning av en tumörmarkör absolut meningslös i svåra cancerfall.

För det andra, övervakning av sjukdomsförloppet. Användningen av tumörmarkörer för att övervaka en neoplasans lopp gör det ofta möjligt att detektera metastaser och / eller återkommande tumörer i 3-5 månader eller mer före sjukdomens kliniska manifestationer. Hos vissa patienter kan testning av tumörmarkörer efter kirurgisk avlägsnande av den primära tumörplatsen ge mer känslig övervakning än endoskopi, ultraljud eller computertomografi. Ökningstakten i tumörnivån

en markör tillåter dig vanligtvis att göra en slutsats om ett antal observationer

0 arten av sjukdomsprogression, särskilt om metastasering. Kunskap om arten av förändringar i tumörmarkörsnivån gör det också möjligt att optimera tiden för den efterföljande detaljerade undersökningen av patienten. Medan en låg eller normal nivå av tumörmarkören upprätthålls i tillräckligt lång tid, verkar en uppföljningsundersökning, inklusive invasiva eller dyra tekniker, överflödig. Tvärtom, om nivån på tumörmarkörer ökar, och information om sjukdomsprogressionen är nödvändig när man beslutar om behandlingstaktiken, visas sådana studier.

För det tredje identifieringen av kvarvarande och återkommande tumörer. En otillräcklig svag minskning av nivån av en tumörmarkör eller frånvaron av en minskning indikerar generellt ett ofullständigt avlägsnande av tumören eller närvaron av multipla tumörer (metastaser). Information av detta slag kan ha terapeutisk och prognostisk betydelse.

Och slutligen, fjärde, förutsägelsen av kursen av tumörprocessen. Detta är ett extremt intensivt utvecklande modernt tillämpningsområde för tumörmarkörer, särskilt de vars forskning är relaterad till prognosen och följaktligen främst påverkar valet av terapi.

4.4.2. FÄRGEKALANCER

I europeiska länder blir kolorektal cancer (CRC) sjuk

1 av 20 personer. Mindre vanligt finns denna typ av cancer i Afrika och delar av Asien. Nu i Ryssland ökar upptäcktsgraden för CRC monotont.

För närvarande betraktas användningen av molekylära metoder vid diagnos av CRC ett mycket lovande och viktigt forskningsområde, det beror på det faktum att händelser som förekommer på genomivån bör betraktas som nyckelfrågor vid förekomst och progression av dessa tumörer. Det finns ett antal tillförlitliga fakta som indikerar att CRC vid tidiga utvecklingsstadier kan och måste identifieras genom molekylära metoder. Metoder för molekylär diagnos av CRC tillåter dig också att ordinera adekvat behandling och att förutsäga resultatet rätt noggrant.

CRC utvecklas som ett resultat av successiva förändringar (dysplasi / adenom-adenokarcinom), som är baserade på genetisk

kränkningar. Mekanismerna som är ansvariga för förekomsten och ackumuleringen av sådana störningar i epitelcellen är emellertid inte fullständigt förstådda. Ett exempel på svårigheterna i sättet att studera detta problem är det faktum att det finns skillnader i frekvensen av förekomst av godartade och maligna faser av sjukdomen, nämligen i dysplasi / adenom-adenokarcinom-sekvensen. Det har visat sig att kolorektala adenom förekommer hos mer än hälften av befolkningen vid det 9: e decenniet av livet, och CRC utvecklas hos endast 5% av befolkningen. Följaktligen omvandlas bara några av de precancerösa förändringarna till cancer.

Så, tillsammans med ålderdom och kroniska inflammatoriska sjukdomar (ulcerös kolit, Crohns sjukdom eller koloninblandning med schistosomiasis) är CRC hos blodrelaterade personer en erkänd, om inte huvudriskfaktorn. Orsakerna som orsakar CRC hos en familjemedlem kan variera från sällsynta autosomala dominanta syndrom med en hög förekomst av CRC (familjen adenomatous polyposis, ärftligt icke-polypropent CRC-syndrom) till mindre genetiskt tydliga tillstånd, såsom till exempel detektering av adenom i närmaste släktingar (förälder, syskon eller barn). Det är känt att CRC uppträdde vid en yngre ålder, desto högre är den statistiska risken för förekomsten bland nära släktingar. Ärftliga syndrom av CRC presenteras i tabellen. 4.6 enligt fenotypen och mutationerna i respektive gener.

Det bör noteras att studien av de molekylära mekanismerna som ligger till grund för sällsynta ärftliga syndrom bidrog till en förståelse för patogenesen av sporadisk CRC, vilket observeras mycket oftare i populationen, men baserat på liknande eller liknande molekylhändelser.

Rollen av molekylärgenetiska störningar vid utseendet av CRC och i synnerhet genom instabilitet har studerats intensivt relativt nyligen. 1993 upptäcktes mikrosatellit instabilitet (MSI) i familjemedlemmar med ärftlig icke-kolonisk tjocktarmscancer (RTC). Denna upptäckt fungerade som grunden för hypoteserna av mutatorfenotypen av cancer, framsteg av Loeb, enligt vilken en cell måste överleva en mängd olika mutationer för att bli cancerös. Men för detta borde det i början ha förmågan att mutera oftare än normalt, och detta kan i sin tur

Tabell 4.6. Ärftlig syndrom CRC

Tabell 4.7. Typer av genetiska störningar och molekylära markörer i CRC

associeras med inaktiveringen av mekanismerna som är ansvariga för normal bevarande av DNA-strukturen.

I nästan alla fall av RTK noteras antingen kromosomal instabilitet eller MSI instabilitet. Faktum är att det finns ett omvänt förhållande mellan dessa två överträdelser. Sålunda är maligna tumörer som har MSI-instabilitet vanligtvis diploida och har inte kromosomavvikelser. Tumörer med kromosomal instabilitet kännetecknas av aneuploidi och följs ofta av förlusten eller utseendet av ytterligare kromosomer. Så ofta detektering av kromosomal instabilitet eller MSI-instabilitet indikerar inte i detta fall att detta är ett mycket vanligt och icke-specifikt fenomen i början av någon malign tumör, men att instabiliteten hos genomet är nära associerad med tumörogenesen.

Både kromosomal instabilitet och MSI instabilitet kan detekteras i de mycket tidiga stadierna av RTK. Så, genom att använda komparativ hybridisering av genomet för att bestämma det genomsnittliga antalet fel under kopiering kunde vi visa sin gradvisa ökning med progressionen av adenom med mild dysplasi mot adenom med svår dysplasi och efterföljande omvandling till cancer (Tabell 4.8).

Tabell 4.8. Kromosomal instabilitet vid RTK

Patienter med en ärftlig predisposition på grund av APC-genstörningar, inklusive nukleotidsekvensstörningar och genuttryck, utvecklar tumörer, vanligtvis utvecklas till följd av kromosomal instabilitet, som kännetecknas av förlust av alleler och cytogenetiska störningar. Tumörer hos vissa patienter med sporadisk CRC förekommer på samma sätt.

Däremot resulterar mutationer i de genkorrigerande DNA-felen hos patienter med ärftligt nepolipos-CRC-syndrom i tumörer som kännetecknas av MSI-instabilitet och nukleotider som detekteras som upprepade nukleotidsekvenser, av vilka några ligger i kodonerna av generna. Förlust av alleler observeras sällan. Denna typ av molekylär patologi observeras också i omkring 15% av fallen av sporadisk CRC och är ofta associerad med anatomiska särdrag, såsom lokalisering i proximal tarm (stigande kolon); låg differentiering av tumörceller med slem, medullär eller cricoid-cellulär komponent; förekomsten av ett signifikant antal lymfoida folliklar med germinala centra på tumörens periferi; lymfocyttumörinfiltrering.

Ineffektiv transkription av gener som ett resultat av avvikande metylering av cytoserande guaninsekvenser (C-G öar) i promotorregioner av gener betraktas för närvarande som en av komponenterna i den molekylära patogenesen av de tredje CRC-underarterna.

Användningen av molekylärdiagnostiska metoder hos patienter har stor potential både vid tidig diagnos och utvärdering av tumörresponsen på terapi och i prognosen för sjukdomen. Som visas i tabellen. 4,9, med en sådan diagnos, kan du använda olika objekt av studier.

I de patienter som redan har CRC kan molekylära metoder användas för att identifiera mikrometastaser för att mer exakt kunna bedöma tumörprocessen, särskilt för att detektera mikrometastaser i lymfkörtlarna eller för att utvärdera den möjliga hematogena spridningen av tumörceller i benmärgen.

Dessutom har molekylär diagnostik stor potential för att detektera genotypiska och fenotypiska egenskaper hos en tumör som bestämmer en hel kedja av händelser som leder till cellmetastas, den så kallade metastaserade

Tabell 4.9. Användning av molekylära diagnostiska metoder för CRC

genotyp och fenotyp. Markörer av denna typ kan indikera en större sannolikhet för progression av tumörprocessen efter radikal operation.

Genetiska abnormiteter associerade med prediktionen eller svaret på kemoterapi för CRC har identifierats, inklusive allelförlust vid 18q, försvinnande av DCC-genproduktuttryck, avvikelser i p53-genen, förlust av alleler på den korta armen av kromosom 1 och 5, RAS-mutationer. Studier av den kliniska effekten av att använda sådana molekylära markörer har formulerats övertygande, genomförs för närvarande och innefattar ett representativt populationsprov. För utbredd användning i klinisk praxis måste molekylmarkörstudier uppfylla alla krav för rutinlaboratorietester, såsom reproducerbarhet, tillgänglighet och adekvat kvalitetskontroll. Slutligen bör resultaten av molekylära markörstudier lätt tolkas av kliniker och ha terapeutiskt värde.

Komplexiteten och flertalet av genetiska och biokemiska processer som förekommer i cancerceller, vilket gör att de kan metastasera, gör det svårt att tolka värdena för sådana markörer. Dessutom påverkar faktorer som inte är direkt relaterade till tumören, såsom kvaliteten på den kirurgiska tekniken, det slutliga resultatet avsevärt. Bland tumörmarkörgener som förutspår ett terapeutiskt svar fokuserades uppmärksamhet på p53 och apoptosreglerade gener som regleras av p53.

Ett av områdena för molekylärgenetisk studie av tumörer är identifieringen av molekylära störningar som är karakteristiska för senare utveckling av metakrona tumörer, ibland felaktigt betraktad som en återkommande huvudtumör. Sådana studier innefattar studiet av kolorektala adenom som ett mål för att identifiera markörgenen på grund av deras högfrekvens i populationen som en precancerös förändring jämfört med den låga frekvensen för detektion av maligna tumörer. En molekylär markör som indikerar en hög sannolikhet att utveckla metakrona adenomer, i synnerhet adenom, som kan omvandlas till en malign tumör, kan vara användbar för att identifiera riskgrupper för efterföljande koloskopisk screening.

Däremot kan de patienter i vilka metakrona adenom osannolikt inte utvecklas uteslutas från screening. Adenomavlägsnande strategi har visat att det är förknippat med en minskning av frekvensen av CRC och molekylmarkörer som identifierar patienter med högre risk kan vara användbara.

Studien av avföring och blodprover har också stor potential. Användningen av ett mycket enkelt test för dold blod i avföring har sålunda minskat dödligheten från CRC, men dess specificitet är fortfarande relativt låg. Molekylära tester för detektering i avföring av tumör-DNA-fragment är mer progressiva. Ett antal studier har visat att DNA som innehåller mutationer kan identifieras i avföring och blod hos patienter som har tumörer med dessa mutationer. Diagnos av tumörer, screening och dynamisk observation av patienter kan förbättras avsevärt om vissa tekniska svårigheter övervinns och deras kostnader balanseras.

För närvarande är forskare mycket uppmärksam på att studera utsikterna för användningen av molekylärgenetiska markörer av CRC. Nedan följer en kort beskrivning av tumörmarkörer som oftast används i klinisk praxis.

För första gången upptäcktes ett cancer-embryonalt antigen (CEA) 1965 av Gold and Freedman i en studie av humant gastrointestinalt vävnad och kolonadenokarcinom. Senare upptäcktes CEA i serum hos patienter med CRC. Dessa första verk var mycket uppmuntrande. Sedan verkade det för många som hittades

mycket specifikt test för diagnos av RTK. Emellertid, senare som metoderna för CEA-detektion och klinisk dataackumulering förbättrades, kunde denna markör också isoleras i andra tumörer (bukspottskörtel-, lever-, lung-, sköldkörtel- och neuroblastomcancer) såväl som i icke-neoplastiska sjukdomar (levercirros, ulcerös kolit, pankreatit, kronisk bronkit, emfysem, viral hepatit, divertikulit, polyper, njursvikt). Därför är det omöjligt att upptäcka CEA absolut noggrant att säga att patienten har denna typ av cancer. Samtidigt är CEA fortfarande förstahandsvalet för CRC och används med hög effektivitet vid övervakningen av sjukdomen, men den huvudsakliga uppmärksamheten betalas till metodens kvantitativa parametrar.

Hos 99% av friska människor är nivån av CEA mindre än 5 ng / ml. Med CRC varierar testets känslighet från 25 till 80% och beror på tumörens storlek och grad, liksom processens omfattning. Nivån av CEA korrelerar med scenen i tumörprocessen. Så, enligt sammanfattande data från olika författare, i enlighet med stadierna enligt Dukes-klassificeringen var en ökning av dess koncentration typisk för antigenet: vid steg A - 7,8 ng / ml, B - 30,3 ng / ml, C - 58,1 ng / ml, ml, D - 134,3 ng / ml. Samtidigt ökade frekvensen av CEA-detektion (vid markörtröskeln på 5 ng / ml) hos patienterna med de angivna stegen och motsvarade 3, 25, 45 och 65% och vid tröskelmarkörvärdet> 2,5 ng / ml hittades ännu oftare med ovanstående Dukes-steg och motsvarade 28, 45, 75 och 84%. Med tanke på det faktum att tumörmarkören vid steg A och B endast ökades hos 3-28% av patienterna, är dess användning vid tidig diagnos av CRC problematisk. Mycket differentierade tumörer producerar CEA mer aktivt.

Enligt många författare har markören ett prognostiskt värde, vilket ligger i det faktum att en hög initial nivå av CEA i blodserum (mer än 25 ng / ml) indikerar en hög risk för att utveckla ett tidigt återfall av CRC efter kirurgisk avlägsnande av tumören.

Ett exempel på användningen av CEA är bestämningen av den radikala karaktären av kirurgiskt ingrepp i CRC. Som regel, efter att radikalt kirurgiskt avlägsnande av tumören, vid slutet av den 6: e veckan, blir koncentrationen av antigen under normal. Om markörnivån inte faller efter avlägsnandet av den primära tumören,

att tro att patienten har metastaser. Det rekommenderas att bestämma CEA hos patienter i den postoperativa perioden efter 3 månader i 2 år. Regelbunden övervakning av CRC-patienter med införlivande av CEA förbättrar 5-års överlevnad. Adjuverande kemoterapi (5-fluorouracil och levamisol) hos patienter med CRC kan orsaka en övergående ökning av CEA-nivået i blodserumet. Det rekommenderas inte att bestämma CEA rutinmässigt vid övervakning av svaret på terapin, men det finns inga alternativa tester för att utvärdera svaret på behandlingen hos patienter med CRC.

I de flesta patienter med RTK (79,1%), jämfört med kontrollgruppen (10%), upptäcktes IgM- och IgG-antikroppar mot CEA, vilket också möjliggör användning av denna indikator som en diagnostisk markör och en oberoende prognostisk faktor. Samtidigt är detektion av antikroppar mot CEA i serum av CRC-patienter förknippad med en bättre prognos och en signifikant ökning av 2-års överlevnadshastighet.

Analys av nivået av CEA i kolonvattningarna före den endoskopiska rutinundersökningen har visat att detta enkla test kan vara användbart i praktiskt läkemedel för att identifiera grupper av patienter med hög risk för CRC.

Användningen av CEA för diagnostiska ändamål är begränsad av sin låga specificitet på grund av en ökning av serumantigenkoncentrationen i icke-neoplastiska sjukdomar, liksom effekten av vissa exogena och endogena faktorer på syntesen av denna markör. Därför används CA-19-9 när man undersöker patienter med kolontumörer som en markör för andrahandsvalet (se nedan). Detta är av särskild betydelse vid REA-negativa neoplasmer.

Med tanke på låg känslighet och specificitet rekommenderas det inte att använda definitionen av CEA vid CRC-screening. I fallet med en 5-faldig ökning av CEA i serumet och förekomsten av kliniska klagomål hos en patient, bör CRC föreslås.

En jämförande analys av tre tumörmarkörer (CA-19-9, CEA och a-fetoprotein) i serum hos patienter med RTK vid olika stadier av tumörprocessen, hos patienter med kronisk ulcerös kolit och hos friska personer avslöjade en signifikant skillnad mellan patienter med lokal RTK och kronisk ulcerös kolit i termer av CA-19-9 och CEA, såväl som mellan lokaliserad och generaliserad RTK för ovanstående två

tumörmarkörer. Värdena för tumörmarkörer i kronisk ulcerös kolit överskred inte de som var normala. I en lokal process överstiger nivån av CA-19-9 inte över 1000 enheter / ml, CEA-20 ng / ml. A-fetoproteinparametrarna hos CRC-patienter ligger inom det normala området och ökar som regel endast när tumörprocessen generaliseras, vilket inte tillåter användning av denna markör vid diagnos av sjukdomen. Vid användning av komplext CA-19-9 + REA är diagnoskänsligheten 91% och överstiger det väsentligt vid användning av enbart en tumörmarkör. Tillgång till instrumentella metoder för diagnostik av data om definitionen av tumörmarkörer (CA-19-9 och CEA) ökar frekvensen för detektering av lokaliserad CRC med 14% och under generalisering av processen - med 9%.

För tumörer som karaktäriseras av en obalans mellan processerna för proliferation och apoptos. Endotelin-1, en polypeptid med 21 aminosyrarester, har vasokonstrictor och mitogen aktivitet och är också involverad i mekanismerna för reglering av apoptos. Experimentet visade att endotelin-1 är en överlevnadsfaktor och kan in vitro skydda PTK-celler från FasL-inducerad apoptos.

Detektionsfrekvensen och nivån av lösligt Fas-antigen (sFas) - en hämmare av apoptos - i serum hos patienter med RTK är högre än hos praktiskt taget friska människor. Det fanns en tendens till en ökning av serum sFasinnehållet hos patienter med RTK med metastaser i de regionala lymfkörtlarna och levern, vilket gör det möjligt att diskutera Fas / FasL-systemet som ett möjligt mål för antitumörbehandling hos patienter med CRC.

Det visade sig att hög aktivitet av caspase-3 korrelerar med en hög risk för återfall av RTK, speciellt i fallet med sin högra sidokonfiguration. En korrelation av caspase-3-aktivitet med CD57 + tumörfiltreringsceller detekterades också.

En viktig roll i mekanismerna för apoptosreglering i PTK spelas av bcl-2, vilket normalt uttrycks av celler som bekläder botten av kolonens krypter. Uttryck av bcl-2 i B-steg RTK-dukes har visat sig vara associerad med bättre överlevnad av patienter och för patienter där tumörer inte uttrycker bcl-2, är det lämpligt att utföra adjuvansbehandling.

Uttryck av immunreaktiv p53 i den primära tumören i CRC är en markör för en hög risk för återkommande sjukdom efter kirurgisk avlägsnande av sjukdomen och oftare efter det första året av observation. Samtidigt detekterades ökat uttryck av p53 i 47 och CEA i 34,4% tumörer. Man menar att när man utvärderar CRC-prognosen är det nödvändigt att definiera båda markörerna.

Det är känt att genetisk skada särskiljer primära karcinom hos den proximala och distala kolon. Således avslöjar multivariatanalys av p53-uttryck i primär CRC oftare ökat uttryck av p53 i distala (58,5%) än proximal (41,7%) RTK. Samtidigt är den återfallsfria perioden mindre i p53 + tumörer (75 respektive 38%, p = 0,006). En hög risk för återfall av CRC noterades bland p53 + tumörer med deras distala lokalisering. Därför kan bedömningen av p53-uttryck i CRC tjäna som en markör för tidig återkommande sjukdom och är associerad med lokalisering av tumören i organet.

Det har visat sig att misslyckandet av kemoterapi i CRC är förknippat med multidrugsresistensen hos dessa tumörer. Uttrycket av olika CD44-isoformer har visat sig vara associerat med aggressivt tumörbeteende och väcker frågan om signalen från denna receptor modulerar tumörens känslighet hos tumören. Det har också visat sig att CD44 inducerar aktivering av LYN- och Akt src-familjerna av tyrosinkinaser. Förmågan att undertrycka apoptos kan spela en avgörande roll vid utvecklingen av kolontumörer, som är associerad med uttrycket av CD44.

Plasminogenaktivatorer och inhibitorer

Under senare år har undersökningen av metalloproteinaser av den extracellulära matrisen, som är nära besläktad med processerna för invasion och metastasering av tumörer, dragit uppmärksamheten hos forskare. Med utvecklingen av metastaser borde det finnas en kedja av sekventiella händelser som leder till frisättning av tumörceller från deras ursprungliga miljö och bildandet av tumörknutor i avlägsna organ och vävnader. Det antas att en komplex proteolytisk kedja, innefattande olika proteaser, är nödvändig för att säkerställa processerna för invasion och metastasering. Man tror att plasmin, som minskar nivån av extracellulära matris glykoproteiner och aktiverar några prometalloproteaser, spelar en avgörande roll i processerna invasion och metastasering, medan

i en flertrinns proteaskedja är serinproteas en nyckelposition - urokinas-plasminogenaktivator (uPA), eftersom den katalyserar bildningen av plasmin från sin prekursorplasminogen. IRA-receptorn (Pc-uPA) spelar också en viktig roll, eftersom när uPA binder till receptorn ökar dess förmåga att aktivera plasminogen. Å andra sidan kan inhibitorer av uPA-PAI-1 och PAI-2 vara närvarande i PTK-vävnaderna. Det visade sig att uPA och PAI-1-nivåerna i CRC är högre än hos homologa normala vävnader och godartade tumörer.

Frågan om huruvida uPA i humant RTK härrör från själva själva cancercellerna eller elementen i det omgivande stromen (fibroblaster, makrofager, leukocyter) har förbli obesvarade under lång tid. I slutändan har Harvey et al. det var möjligt att bevisa att aktivatorn härstammar från själva cancercellerna och inte lånas från stromelementen, och antigenet upptäcks mest intensivt i de apikala och basala regionerna av PTK-celler.

Den mest representativa studien av komponenterna i plasminogenaktiveringssystemet i CRC-prover utfördes av Fujii et al. De analyserade också uttrycket av uPA- och PAI-1-generna med användning av PCR-metoden. UPA-uttryck detekterades i 58,8% tumörer. Hos patienter med positivt uPA och negativt resultat för PAI-1 var den 5-åriga överlevnadsprognosen signifikant sämre. Multivariatanalys visade att resultaten av samtidig bestämning av uPA och PAI-1 i CRC är oberoende prognostiska indikatorer.

Överlevnad av patienter efter operationen korrelerade inte med uPA-innehållet i tumörstromen, men ett mönster noterades relaterat till dess nivå i tumörepitelet, dvs att bestämma nivån för uPA kan väl vara ett test för diagnostisering av RTK utan metastas samt risken för tidigt återfall efter operationen. Det är möjligt att proteaser kan riktas mot läkemedel som förhindrar invasion och metastasering av CRC.

Levermetastaser är en viktig faktor som begränsar prognosen hos patienter med RTK. Det finns en korrelation mellan iRA och levermetastaser. Transduktion av tPA-genen i PTK-celler kan vara till hjälp när det gäller att motverka levermetastaser.

Den minst studerade i klinisk mening anses komponenten i plasminogenaktiveringssystemet vara Rc-uPA, vilket är en membranbunden tri-domän glykopeptid. detta

receptorn kan också existera i en löslig form (rRc-uPA) i extrakt från en tumör, såväl som i blodplasma hos både friska människor och cancerpatienter. Löslig Rc-uPA i plasma är en praktiskt taget oförändrad molekyl, men varken den exakta mekanismen för dess frisättning från cellytan eller dess biologiska funktion har studerats fullständigt. Förhöjda nivåer av rRs-uPA i plasma detekterades hos patienter med RTK, och koncentrationen av rRs-uPA associeras med prognosen av sjukdomen. Det är möjligt att Pc-uPA kan ge ett signifikant bidrag till förbättringen av angiogenesen kring tumören, liksom till den mikrovaskulära metastasen.

Således är det ökade uttrycket av Rc-uPA, som karakteriserar tumörens invasiva förmåga in vitro i åtminstone några subpopulationer av RTK-celler, delvis ett resultat av den konstanta aktiveringen av signalkaskaden beroende av mitogenaktiverade proteinkinaser.

Tillväxtfaktorreceptorer

Ett av de viktiga regleringssystemen för mitogen signaltransduktion är familjen tyrosinkinasreceptorer - produkter från c-erbB-gruppen onkogener, som innefattar fyra transmembranreceptorer med liknande struktur - epidermala tillväxtfaktorreceptorn (EPRF eller ErbB1) samt ErbB2 (HER2 / neu), ErbB3 (HER3) och ErbB4 (HER4). Förutom struktur, skiljer sig dessa receptorer i relativ specificitet och affinitet för olika gemensamma ligander. Efter aktivering som ett resultat av ligandbindning och dimerisering aktiveras det interna receptortyrosinkinaset och förvärvar förmågan att fosforylera både receptorn själv och andra cellulära proteiner involverade i överföringen av den mitogena signalen.

Olika tillväxtfaktorer är involverade i autokrin och parakrinreglering av proliferationen av CRC-celler. Under senare år har den kliniska betydelsen av tillväxtfaktorreceptorer och deras ligander studerats aktivt i CRC, främst RESR, den insulinliknande tillväxtfaktorreceptortypen 1 (RIGR-1), den vaskulära endoteltillväxtfaktorreceptorn (R-VEGF).

REFR är en onkogenprodukt c-erbB1, som är en transmembrantyrosinkinase, den mest studerade kliniska termerna av denna grupp i tumörer av olika lokalisering, men inte tillräckligt studerad i CRC.

Receptorer från ErbB-familjen kan bilda både homo- och heterodimerer, och i många fall är heterostrukturer med deltagande av den andra representanten för denna familj, HER2 / neu, som inte har sin egen ligand, de mest aktiva. Således är HER2 / neu ett nyckelelement i överföringen av mitogena signaler av EGF-liknande tillväxtfaktorer och dess blockering kan avsevärt sakta ner eller stoppa tillväxten av tumörer som är beroende av sådana stimuli. Man tror att ökat uttryck av HER2 / neu i tumörer, inklusive CRC, kan fungera som en kännetecken för känslighet och ett mål för effektivare bioterapi av dessa tumörer. Kliniska studier pågår, och preliminära studier om uttrycket HER2 / neu i prognosen av mag-tarmkanaltumörer presenteras i litteraturen.

RIFR-1 och RIFR-2 är potentiella mitogener och starka stimulatorer för tumörcelltillväxt. De tillväxtfrämjande effekterna av båda typerna av FGIDs är medierade, främst av FGED-1. Det finns ingen enda åsikt om det kliniska värdet av RIFR-1 i CRC hittills.

De flesta studier har visat ett omvänt förhållande mellan upptäckten av steroidhormonreceptorer (endokrina typ av reglering) och EGFR (auto och parakrina typ av reglering) i tumörer.

Blockering av vilken som helst av stadierna i den mitogena signalöverföringen av tillväxtfaktorer kan i princip leda till dysregulering av tumörcellsproliferation och potentiell inhibering av tumörtillväxt. Experimentet har redan undersökt ett tillräckligt stort antal droger som påverkar ovanstående processer: specifika och icke-specifika blockerare av bindning av EGFR till ligander, inhibitorer av tyrosinkinas och andra kinaser, blockerare av bindning av SH2-domänerna i effektorproteiner med en aktiverad receptor, föreningar som undertrycker rasgenaktivering, inklusive farnesyleringsinhibitorer. De flesta är i klinisk studie, även om vissa, särskilt Herceptin, redan har klarat kliniska prövningar och visat sig vara ganska effektiva i vissa typer av tumörer.

Det är känt att RTK är målvävnader av steroidhormoner och i 25-60% av fallen behåller den funktionella förmågan hos den primära länken av verkningsmekanismen hos en eller flera steroider, nämligen östrogenreceptorer (RE, 40,9%), androgener (RA; 15,5% ), progesteron (RP; 32,6%) och glukokortikoider (WG; 59,1%).

Endast närvaron av ER och RP i en tumör kan emellertid användas som ett kriterium för en gynnsam prognos för 10-årig överlevnad hos CRC-patienter. Samtidigt upptäcks re-EGs oftare hos RTK hos kvinnor (60,5%) än hos män (39,5%), med ett lokaliserat stadium av sjukdomen (63,1%) och en tumör i de högra delarna av tjocktarmen (59,4%).

Tumörmarkörer av angiogenes

Forskare har visat stort intresse de senaste åren för att studera angiogena faktorer i en tumör och i synnerhet VEGF. Det finns växande bevis på att metastasering vid olika stadier av tumörprocessen beror på graden av vaskulärisering av tumören.

Vid hematogen metastasering måste tumörcellerna klibba till endotelcellerna, passera in i kärlens lumen, överleva i det cirkulerande blodet, stoppa i ett specifikt organ eller vävnad och bilda en koloni där. Höga angiogena primära tumörer, inklusive CRC, med hög intratumoral vaskulär densitet kommer sannolikt att producera en angiogen klon i ett avlägset organ, som under gynnsamma förhållanden kan bilda metastasering. De flesta forskare tror att en hög grad av tumörvaskularisering är en statistiskt signifikant markör för närvaron av metastaser i regionala lymfkörtlar. I 77% av tidigare studier konstaterades en signifikant association mellan tumörangiogenes och utvecklingen av avlägsna metastaser. Och även om det finns signifikanta skillnader i de studerade patientgrupperna och de metoder som används för att bedöma angiogenes, har de flesta forskare visat ett omvänt samband mellan vaskulärisering av tumören och överlevnad hos patienter med CRC. Dessutom, otillräcklig vaskulärisering och som ett resultat dess hypoxi ökar uttrycket av gener som är associerade med resistens (Pg-glykoprotein, hydrofolatreduktas) till kemoterapi och representerar en viktig ineffektivitet av neoadjuvant strålning och kemoterapi.

I de flesta patienterna (73,4%) med regionala metastaser i lymfkörtlarna var den återfallsfria perioden signifikant högre i frånvaro av VEGF-uttryck och ett lågt SPF-index (S-fasfraktion) i tumören. Förutom den prognostiska betydelsen av VEGF har blockering av VEGF-receptor-2 visats hämma tillväxten av CRC-metastas i levern.

För närvarande har mer än 200 föreningar angiogen aktivitet, och alla kan delas in i två grupper i enlighet med den inhiberande effekten. Den första gruppen innefattar föreningar som påverkar överföringen av angiogena signaler med endotelceller (antagonister av endotelväxelfaktorer, hämmare för produktion av angiogena faktorer, migration av endotelceller) och de andra föreningar som påverkar proliferationen av endotelceller. Sådana antiangiogena läkemedel som marimastat, batimastatmatrismetalloproteinashämmare, SU 6661 är mest lovande.

Det bör noteras att våra kunskaper om de biologiska processer som är involverade i bildandet av nya mikrovågor i tumören har ökat avsevärt under de senaste åren. Och även om prognostiska och terapeutiska principer fortfarande bildas, presenteras framsteg för att förstå de patofysiologiska mekanismerna för neoangiogenesen i tumörer redan i klinisk praxis.

Nivån av tymidylatsyntetas i tumören anses vara en av de mest effektiva markörerna av läkemedelsresistens och CRC-prognos. Enzymet är nödvändigt för DNA-syntes och katalyserar metyleringen av deoxiridinmonofosfat till deoxitymidinmonofosfat som en kofaktor för 5,10-metylentetrahydrofolat (5,10-CH2FH4). Det är känt att 5-fluorouracil (5-FU), en av de mest använda antimetaboliterna vid behandling av gastrointestinala tumörer, bildas 5-fluor-2'-deoxyuridin-5'-monofosfatformer som kovalent binder till timidylatsyntas och blockerar därmed DNA-syntesprocessen i tumören. Studien av expressionsindikatorerna för tymidylatsyntetas i tumörer hos patienter med CRC gjorde det möjligt att betrakta det som en självständig prognostisk faktor i denna kategori av patienter. Samtidigt var 10-åriga överlevnadsnivåer signifikant lägre bland patienter i vars tumöruttryck av enzymet detekterades.

Baserat på retrospektiv multivariatanalys och hög grad av tillförlitlighet av resultaten, per definition, vid uttryck av tymidylatsyntas i tumörer kan denna markör användas i kliniken som en oberoende prediktionsfaktor för lokal återkommande, avlägsna metastaser, en återfallslös period och övergripande överlevnad hos patienter med RTK.

Den bästa prognosen var för patienter med TRK med lågt uttryck av tymidylatsyntetas i primärtumören. Samtidigt visade forskare övertygande att inga andra prognostiska faktorer, inklusive ålder, kön, graden av differentiering av tumören, p53-uttryck, kan betraktas som oberoende markörer för prognos, i synnerhet återfall av denna sjukdom.

Expressionsnivån av tymidylatsyntetas i fall av generaliserad eller återkommande CRC kan vara en markör för tumörens känslighet för 5-FU. Oftast hittades enzymets högsta expressionsnivåer vid abdominal metastaser av CRC (82%) jämfört med metastasering av en tumör i levern (47%). Man tror att detta bör beaktas när man förutsäger känsligheten hos spridda former av en tumör till 5-FU och individuellt förändrar kemoterapistrategin hos patienter.

Det har också visat sig att uttrycket av tymidylatsyntetas och tymidinfosforylas i tumörer hos obehandlade CRC-patienter inte bara har ett prognostiskt värde vid valet av 5-FU-kemoterapi tillsammans med sådana proliferationsmarkörer som p53 och Ki-67, men också korrelerar med indikatorer för sjukdomsfri och övergripande överlevnad. Samtidigt studerades aktiviteten hos dessa två enzymer genom en biokemisk metod i färskfrosna tumörprover och deras uttryck jämfördes med användning av en immunohistokemisk metod i paraffinsektioner tillsammans med p53 och Ki-67. En signifikant korrelation hittades också mellan indexet för den enzymatiska aktiviteten av tymidinfosforylas och bindningsaktiviteten för 5-fluor-2'-deoxysyridin-5'-monofosfat (5-FU-metabolit). Det blev känt att aktiviteten av tymidylatsyntetas och tymidinfosforylas är nära besläktade med förfarandena för angiogenes och proliferation i CRC. Samtidigt korrelerades VEGF-uttryck med tymidinfosforylasaktivitet och Ki-67-index i tumören, såväl som varaktigheten av en återfallsfri period.

När man studerar dihydropyrimidindehydrogenas, konstaterades det första enzymet som metaboliserar 5-FU till 5-fluorodihydrouracil, att uttrycksindexet för detta enzym i en tumör kan användas som en markör vid bedömning av känsligheten hos CRC till 5-FU.

Hög aktivitet hos det inducerade kväveoxidsyntetet kan fungera som en markör för ett mer aggressivt flöde av CRC.

Det föreslås att använda en mycket känslig och specifik metod för bestämning av telomerasaktivitet i epitel

CRC-celler som cirkulerar i blodet. Enzymaktivitet detekterades i 72% tumörer vid steg C och D (klassificering Dukes) CRC. Man tror att denna markör i denna minimalt invasiva metod kan användas vid tidig diagnos, prognos och övervakning av patienter med TCR.

Ökat uttryck av CDC25B fosfatas i CRC-celler i 43% av fallen visade sig indikera en dålig prognos av sjukdomen. Därför behöver dessa patienter adjuverande behandling. Man tror att CDC25B kan fungera som en självständig prognostisk markör och till och med kontrollfaktorer som metastaser i regionala lymfkörtlar, den primära tumörens diameter, graden av differentiering och djupet av invasionen. Vidare indikerar uttrycksnivån för CDC25B starkt ett möjligt tidigt återfall av CRC-stegen B och C enligt Dukes.

Nyligen har studier uppstått som indikerar möjligheten att använda enzymet för syntesen av prostaglandiner och eikosanoider - cyklooxygenas-2 (COX-2), även känt som prostaglandin-endoperoxidsyntetas - som en markör för tidig diagnos och prognos av CRC. Experimentella och kliniska data indikerar den viktiga rollen som COX-2 i patogenesen av CRC. Frånvaron av COX-2 i epitel av det normala slemhinnan och proteinuttryck i 40% av polyperna och 80-90% av maligna kolontumörer visas, vilket bekräftar COX-2-deltagandet i neoplastiska processer och vid CRC-progression. En positiv korrelation upprättades mellan uttrycket av COX-2 och tumörstorleken, i enlighet med Dukes-klassificeringen. Ökat uttryck av COX-2 i RTC har blivit grunden för försök att använda dess inhibitorer, i synnerhet icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel, som profylaktiska medel som förhindrar utveckling av CRC och malignitet av kolonpolyper. Vid djurförsök har COX-2-hämmare visat sig utöva en skyddande effekt vid kolorektal karcinogenes. Dessutom förhindrade dessa läkemedel bildandet av nya polyper och bidrog till regressionen av befintliga i kolon. Å andra sidan föreslår data från några experimentella studier att antitumörverkan av icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel också beror på det faktum att de inducerar apoptos i PTK-celler och hämmar angiogenes i experimentella tumörer.

Andra markörer CRC

I korthet kommer vi att fokusera på vissa tumörmarkörer, vars användning verkar lovande för CRC.

Expressionsnivån av MUC1 i tumörer kan användas som en markör vid bedömning av CRC: s progression och prognos.

Cyklinberoende inhibitor av kinas P27 (KIP1) kan användas som en markör för att detektera tidiga stadier av CRC. Det kan emellertid inte användas som en markör för den tidiga utvecklingen av dessa tumörer.

Även nyligen har det föreslagits att använda en ny markör, TA90-IC, som är närvarande i serum i form av cirkulerande immunkomplex, vid uppskattning av prevalensen av RTK. Utgångspunkten för studien var att enligt många författare ökade CEA-nivåen hos endast 70% av patienterna i det gemensamma skedet av sjukdomen. Avlägsna metastaser avslöjades hos 86% av de undersökta patienterna, fastän många av dessa patienter kliniskt hade en lokaliserad tumör utan tecken på generalisering av tumörprocessen. Analys av nivån av ovanstående markörer visade att koncentrationen av TA90-IC ökades i 82,9% och CEA - endast hos 70,2% av patienterna. Kombinationen av båda markörerna gjorde det möjligt för oss att fastställa förekomsten av tumörprocessen i 93,5% av fallen. Forskarna tror att detta arbete måste fortsätta och att bevisa rollen för TA90-IC i screening och övervakning av CRC: s utveckling.

Det bör noteras att den mest adekvata ur klinisk synvinkel kan vara samtidig bestämning av endast ett litet antal komplementära indikatorer som kan karakterisera CRC: s proliferativa aktivitet, dess metastatiska potential, känslighet för olika typer av central och lokal reglering. Uppgiften för forskare som arbetar inom detta område är att välja den optimala kvantitativa och kvalitativa kombinationen av molekylära markörer i diagnos, övervakning och prognos av CRC.

4.4.3. SJUKDOMAR i bukspottkörteln, mage, matstrupe och lever

I Västeuropa upptäckas bukspottkörtelcancer i cirka 10 fall per 100 000. Ca 90% av alla tumörer.

pankreasjukdomar är adenokarcinom hos kanalerna, och endast 5% är neuroendokrina neoplasmer och akinarcarcinom.

Den mest använda markören vid diagnos av bukspottskörtelcancer är CA 19-9. Specificiteten i bestämningen varierar från 76 till 99% och känslighet - från 69 till 93%. Den ökade koncentrationen av CA 19-9 i serum är dock inte specifikt endast för bukspottskörtel adenokarcinom. Höga nivåer av CA 19-9 observerats med andra gastrointestinala sjukdomar (akut och kronisk pankreatit, levercirros, inflammation i gallgångarna).

Det har visats att endast 55% av patienterna med bukspottskörtelcancer med en tumördiameter på mindre än 3 cm har en ökad nivå av CA 19-9 (> 37 U / ml). Följaktligen är användningen av CA 19-9-markören vid diagnosen bukspottkörtelcancer, särskilt dess tidiga former, begränsad, eftersom dess nivå stiger även med de ovan nämnda godartade processerna i lever och bukspottkörteln. Det rekommenderas att bestämma indikatorerna CA 19-9 för att uppskatta prognosen för bukspottkörtelcancer, men inte för rutinmässig praxis.

I perspektivstudier studeras också ett antal andra markörer för bukspottkörtelcancer: CA50, CA242, CA195, DU-PAN 2 muciner, CAM 17.1 / WGA. För närvarande bör CA 19-9 betraktas som "guldstandarden" vid diagnos av bukspottskörtelcancer.

Magskräft är en av de vanligaste formerna av tumör i världen. I Väst Evrope dess frekvens har minskat under det senaste decenniet, medan det i Asien, har dödligheten ökat och är ungefär 100 till 100.000. I USA dör av magcancer i 6 patienter per år 100 tusen.

Tre markörer studeras i tillräcklig detalj för gastrisk cancer: CEA, CA 19-9 och CA 72-4, men CA 72-4 anses vara mest känsliga och specifika. CEA och CA 19-9 har samma specificitet, även om CA 19-9 kan vara känsligare än CEA, men ingen av ovanstående markörer kan användas vid screening och tidig diagnos av gastrisk cancer.

Förekomsten av esofagal cancer varierar avsevärt. Således i Centralasien är förekomsten av dem 50-100 fall per 100.000, medan i Europa och USA - 2-3 fall per 100.000. I 90% av esofaguskarcinom representeras av plavocellkarcinom och i mindre än 10% adenokarcinom.

Jämfört med andra gastrointestinala tumörer har biokemiska markörer av esofageal cancer inte studerats noggrant. Det antages emellertid att SCC och cytokeratiner (CYFRA 21-1, TPA, TPS) bör betraktas som de bästa markörerna vid diagnosen cancer i matstrupen från pladeepitelet, medan CA 19-9 föredras vid diagnos av esofageala adenokarcinom. Emellertid fick tumörmarkörer i diagnosen tumörer i matstrupen liten uppmärksamhet på grund av deras icke-specificitet.

Ett annat namn för denna sjukdom är "malignt hepatom". En sådan diagnos görs i Västeuropa med en frekvens på 5-10 fall per 100 000 och i södra Europa mindre än 5 fall per 100 000. Levercancer upptäcks oftast i Kina där populationsscreening av ett endemiskt fokus hos denna tumör rekommenderas för att detektera tumörer.

Huvudmarkören i diagnosen hepatocellulär karcinom är a-fetoprotein, som vid screening avslöjar tumörer av liten storlek vilket bidrar till en ökning av postoperativ överlevnad i denna kategori av patienter. Det bör dock noteras att a-FP: s roll vid screening för hepatocellulärt adenokarcinom inte har bestämts av potentiella randomiserade studier. Med tanke på den mycket sällsynta upptäckten av dessa tumörer i Västeuropa är det troligt att screening av hepatocellulärt karcinom inte krävs. Sedan 1986 har en lever-ultraljud varje 6 månader och en bestämning var tredje månad av a-AF-koncentration hos patienter som är positiva för hepatit B-ytantigenet, liksom de som lider av kronisk aktiv hepatit eller levercirros, rekommenderas. Man tror också att patienter med persistent infektion, särskilt patienter med viral hepatit C, också bör anses vara hotade för hepatocellulärt adenokarcinom. Det är bevisat att risken att utveckla denna tumör i viral hepatit C och levercirros är 100 gånger högre än för icke-infekterade personer.

Ett av de viktiga problemen med användningen av a-FP i differentialdiagnosen av hepatocellulär adenokarcinom är hepatit och levercirros, där tumörmarkörsnivån ökar också. Därför hjälper separation av fukosylerad a-OP från normal a-OP genom bindning till lektiner i differentialdiagnosen av ovanstående sjukdomar. Identifiering av dessa a-OP-fraktioner hjälper till vid differentialdiagnosen av hepatocellulärt karcinom. Dessutom kan nivåer av a-FP med godartade sjukdomar öka temporärt, medan det med hepatocellulärt karcinom ständigt förhöjt i blodserum. Därför tillåter bestämningen av a-OP flera gånger under en period av 2-3 veckor att man utesluter dess falskt positiva värden. Dessutom har en ny markör nyligen uppträtt vid diagnos av hepatocellulär adenokarcinom - des-gamma-karbojprothrombin (DCP), även känd som PIVKA II (ett protein som induceras av brist på vitamin K). Kombinationen av denna markör med a-FP möjliggör identifiering av hepatocellulärt karcinom i 86% och en ensam tumör i 78,3%, och i dessa fall kommer en av dessa markörer att vara positiva.

4.4.4. NON-FORMATIONER AV DEN KVINNA REPRODUKTIVA SYSTEMET

Tumörer av könsorganen hos kvinnor står för 15% av alla tumörer, och de är fördelade i frekvens minskning i följande ordning: livmodercancer, äggstockscancer och livmoderhalscancer. Men i dödlighetens struktur rankar äggstockscancer först, följt av livmoderhalscancer och livmodercancer. I USA registreras till exempel 20 tusen nya fall av äggstockscancer och 12 tusen dödsfall från denna tumör årligen. Etiologin hos sjukdomen är okänd, men anovulering, användningen av vissa preventivmedel, liksom familjär mottaglighet betraktas som riskfaktorer.

Mer än 90% av äggstockstumörerna är epitheliala, dvs. uppstår från det coelomiska epitelet. Epitelial äggstockstumörer klassificeras baserat på celltyp: serös, mucinös, endometrioid, klar cell, blandad epithelial, odifferentierad, skivformig. Ovarian cancer uppstår oftast från serösa celler.

Den bästa markören för epitelial ovariecancer är mucin - CA 125. Under menstruationen kan markörens nivå hos kvinnor öka till 100 kU / l och högre. CA 125-nivån stiger hos nästan 80% av patienterna med epitelial äggstockstumörer, dock visar endast hälften av patienterna med stadium I äggstockscancer enligt den internationella (FIGO) -klassificeringen av denna sjukdom höga tumörmarkörer. Otillräcklig känslighet vid tidig diagnos samt upptäckt av förhöjda CA 125-värden i olika godartade tumörer och andra adenokarcinom tillåter inte att använda denna indikator som en markör för tidig upptäckt av ovariecancer. Tillsammans med nivån på andra markörer (α-OP, hCG, hCGb) kan CA 125-nivån öka med tumörer från bakterieceller.

Prognosen för ovariecancer beror huvudsakligen på sjukdomsstadiet. När screening tolken 125 är inte mycket känslig, och endast 50% av patienter med stadium I sjukdom har en ökad nivå av markören, vilket är anledningen till denna markör rekommenderas inte för att upptäcka sporadiska fall. Emellertid kan bestämning av CA 125 i kombination med manuell rectovaginal bäcken undersökning och transvaginalt ultraljud vara viktiga i den tidiga upptäckten av ovarian cancer.

En multicentrisk prospektiv studie av postmenopausala kvinnor med tumörer i det lilla bäckenet och en jämförelse av transvaginal ultraljud, manuell undersökning av bäckenorganen och bestämning av CA 125 (CA-tröskel 125 35 kU / l) visade att diagnosen bekräftades med dessa metoder vid 77, 76 respektive 74%. Vidare visades att med hjälp av regressionsanalyser, jämfört med ultraljud, är CA 125 känsligare, men diagnostiska värdet är sämre än en manuell studie. Tumörer detekteras inte med en kombination av de negativa resultaten av de tre metoderna. Att bestämma nivån av CA 125 före operation kan ge doktorn en möjlig mängd kirurgiska fördelar.

Det är känt att konventionella prognostiska faktorer hos patienter med äggstockscancer anses sjukdomsstadium, graden av differentiering och histologisk typ av tumören, storleken på kvarvarande tumör efter cytoreduktiv palliativ kirurgi. Samtidigt har multicenterstudier visat att nivån av CA 125 i serum hos patienter efter 1: a, 2: e och 3: e kuren av kemoterapi är en av de viktigaste prognostiska faktorerna för tidigt

honom ett återfall av sjukdomen. En förlängd CA-halveringstid på 125 eller mindre än en 7-faldig minskning av tumörmarkörsnivåerna i de första månaderna efter behandling indikerar ett dåligt resultat. Ytterligare studier har visat att CA-koncentrationen 125> 70 kU / l före den tredje behandlingen av kemoterapi är den viktigaste faktorn för att förutsäga sjukdomsprogressionen under de kommande 12 månaderna.

CA 125 vid övervakning av patienter med äggstockscancer tillåter att upptäcka tidigt återfall. Det finns emellertid inga uppgifter i litteraturen som visar att tidig upptäckt av återkommande sjukdomar kan förbättra överlevnadshastigheten. En ökning av CA 125 indikerar kvarvarande sjukdom i 94,8% av fallen, men nästan hälften av patienterna med normala markörvärden hade också en sjukdom (tumörnoder) enligt "second look" -laparotomi. CA 125 nivåer ökar i serum hos 25% av patienterna som endast har mikroskopiska tecken på sjukdomen och hos 79% av patienterna, vars diameter av en återkommande tumör är mer än 1 cm under laparotomi.

Bröstcancer

Bröstcancer (BC) är en av de främsta orsakerna till dödsfall för kvinnor i västeuropeiska länder, och under en kvinnas liv är risken för denna tumör 12,2% och risken att dö av den är 3,6%. Det finns många faktorer som är förknippade med risken för bröstcancer: genetiska och familjefaktorer, hormonella (tidiga menarche, sena klimakteriet, sena första graviditeten), kost, godartade bröstsjukdomar (huvudsakligen förknippade med atypisk hyperplasi).

För närvarande är ett antal tumörmarkörer kända för bröstcancer: MIS-1 (CA 15-3), CEA, onkoproteiner, cytokeratiner. De mest använda är CEA och CA 15-3. Det finns också andra medlemmar av MIS-1-genfamiljen: MSA, CA 519, BR27-29, BRMA. De har alla ungefär samma känslighet och specificitet, liksom SA 15-3. Därför lägger användningen av flera markörer inte omedelbart till den information som erhållits med hjälp av CA 15-3. Ett antal markörer, såsom cytokeratiner (TPA, TPS, CYFRA 21-1) och lösliga onkoproteiner (c-erbB-2), studeras för närvarande intensivt och genomgår klinisk utvärdering.

Sensibiliteten hos tumörmarkörer hos patienter med tidig bröstcancer är mycket låg (15-35%), så deras användning vid diagnosen

ofta svårt. Naturligtvis utesluter de resulterande låga markörvärdena inte förekomsten av primära och metastatiska foci. Å andra sidan indikerar höga nivåer av markören hos bröstcancerpatienter nästan fullständigt förekomsten av tumörgeneralisering och enskilda metastaser.

Höga nivåer av CEA, CA 15-3 och andra markörer av familjen MIS-1 är tydligt förknippade med bröstcancerstadiet, tumörens storlek och involvering av regionala lymfkörtlar i tumörprocessen. Men det är ännu inte klart om dessa markörer är oberoende prognostiska faktorer. Vidare är det inte känt huruvida användningen av en sådan tumörmarkör som en indikator på tidig återkommande sjukdom kommer att leda till en ökning av patientens återfallsfria och övergripande överlevnad.

Vid radikal behandling av bröstcancer kan seriella bestämningar av CEA och CA 15-3 också visas vid tidig diagnos av återfall. Dessa tumörmarkörer inom 2-18 månader (i genomsnitt 5,2 månader) finns hos 40-60% av patienterna med återkommande bröstcancer före ett positivt svar enligt resultaten av kliniska, instrumentella och radiologiska metoder (bröströntgen, lever ultraljud, skelettskanning). Dynamisk bestämning av CEA- och CA 15-3-nivåerna anses vara ett ganska känsligt test vid tidig diagnos av ben- och levermetastaser och dessutom minskar patientfrekvensen med både isotopskanning och radioisotop diagnostiska förfaranden.

Vävnadsmarkörer i bröstcancer

I motsats till de klassiska tumörmarkörerna, bestämda i serum, skrivs cell- eller vävnadsmarkörer direkt i tumörvävnaden. De flesta av dem karakteriserar vissa biologiska egenskaper hos en tumör, specifika beteenden och reglering, till exempel hormonell känslighet eller tendens till invasion och metastasering. För vissa molekylmarkörer har en specifik biologisk funktion ännu inte fastställts. Den viktigaste betydelsen av sådana markörer ligger i det faktum att de karaktäriserar de biologiska egenskaperna hos varje specifik tumör och hjälper till med förutsägelse och individualisering av läkemedelsbehandling av sjukdomen.

I fliken. 4.10 presenterar biologiskt signifikanta indikatorer som är aktiva eller potentiella vävnadsmarkörer av bröstcancer.

Tabell 4.10. Huvudgrupperna av vävnads- / cellprognostiska markörer för bröstcancer

I det allmänna fallet kan definitionen av en molekylär markör i bröstcancer ha tre praktiska resultat: 1) identifiera bland patienter med tidiga stadier av cancerriskgrupper som kräver ytterligare behandling, såväl som de som inte är föremål för adjuverande terapi; 2) bestämning av känslighet för vissa typer av terapi och individualisering av systemen för adjuverande behandling av patienter med en gemensam process; 3) utvecklingen av nya droger.

Steroidhormonreceptorer, främst östrogenreceptorer (ER), var bland de första indikatorerna som ingår i behandlingen av bröstcancerindikatorer relaterade till kategorin cellmarkörer. Något senare, förutom dem, identifierades också progesteronreceptor (RP) receptorer.

Förekomsten av ER i den primära brösttumören indikerar sin potentiella känslighet för terapeutiska åtgärder som syftar till att ta bort östrogenkällan från kroppen eller motverka deras effekter (ovariektomi, användningen av antiestrogener).

RP är av intresse som en molekylär markör för bröstcancer, inte bara för att den är den första delen av cellens respons på progestiner, bestämning av känslighet för motsvarande läkemedel, men också för att dess syntes i bröstcancerceller induceras av östrogener. Således kan närvaron av RP indikera den funktionella aktiviteten hos ER.

För närvarande använder olika kliniker och laboratorier tre relativt ekvivalenta metoder för att bestämma receptorstatusen för bröstcancer: radioligand - bedömning av receptorbindningsförmågan i tumörens cytosol; enzymimmunanalys - bestämning av koncentrationen av immunreaktivt receptorprotein i samma cytosoler; immunhistokemisk - specifik färgning av tumörsektioner med användning av antikroppar mot receptorproteiner. Fördelen med de två första metoderna är kvantitativ, vilket medger att objektivera kriterierna för att bedöma receptorstatusen. Radioligandmetoden gör det också möjligt att utvärdera receptorens funktionella aktivitet vid ett av de första stadierna av dess interaktion med hormonet, vilket gör förutsägelsen av hormonkänslighet mer tillförlitlig än vid bestämning av immunreaktiva proteiner.

Å andra sidan, även om den immunohistokemiska metoden är halvkvantitativ i sig, har den en viktig förtjänst, nämligen att vid färgning av sektioner kan du tydligt

för att bestämma tillhörigheten av receptorer till tumörceller. Vid användning av biokemiska metoder är denna möjlighet frånvarande. Dessutom kan du med denna metod arbeta med arkivmaterial - paraffinblock och till och med färdiga glasögon, vilket gör det till det enda möjliga alternativet när behovet av forskning om steroidhormonreceptorer uppstod eller realiserades länge efter operationen.

Det är känt att den hormonberoende varianten av bröstcancer, när båda eller åtminstone en av steroidhormonreceptorerna skrivs, karaktäriseras av en gynnsam kurs och den postoperativa perioden hos dessa patienter är bättre än vad gäller receptor-negativa tumörer. I praktiskt taget kliniskt arbete används resultaten av att bestämma steroidhormonreceptorer huvudsakligen vid valet av patienter som är känsliga för endokrin terapi.

Tillväxtfaktorreceptorer. Denna grupp innefattar även själva tillväxtfaktorerna - proteiner och små polypeptider som produceras av tumörcellerna själva och andra komponenter i tumörvävnaden (fibroblaster, makrofager och lymfocyter som infiltrerar tumören, endotelcellerna) och stimulerar tillväxten av produktionsceller (autokrinmekanism) eller närliggande celler (parakrin mekanism).

Olika tillväxtfaktorer är involverade i autokrin och parakrinreglering av proliferationen av bröstcancerceller: peptider av EGF-gruppen (a-transformerande tillväxtfaktor, amphiregulin etc.) som interagerar med den gemensamma receptorn, insulinliknande tillväxtfaktorer (IGF), somatostatin etc. Receptorerna för dessa tillväxtfaktorer var som finns i tumörer hos patienter med bröstcancer. Närvaron i EGFR-bröstkörteltumören, speciellt i frånvaro av steroidhormonreceptorer, indikerar en ogynnsam prognos av sjukdomen, även vid tidiga stadier och motstånd mot endokrin terapi. Det finns bevis på att närvaron av IGF-receptorer och somatostatinreceptorer indikerar en mer fördelaktig prognos för bröstcancer.

På grund av tvetydigheten i resultaten från olika upphovsmän har ingen av indikatorerna som kännetecknar bröstcancerens känslighet för auto- och parakrinregulatorer ännu gått in i rutinmässig klinisk praxis, såsom studien av nivån av steroidhormonreceptorer. Det kan emellertid förväntas att intresset för studien av EGFR i bröstcancer i den närmaste framtiden kommer öka igen på grund av det faktum att redan på klinisk stadium

försök, läkemedel som specifikt verkar på EGFR, monoklonala antikroppar mot receptorn och inhibitorerna av det inre tyrosinkinas-EGFR, som genomför den första etappen av den mitogena signaltransmissionen, har släppts.

Det bör noteras att hittills anses "guldstandarden" i studien av röntgendiffraktion vara radioligandbestämning i membranfraktionen av vävnader med användning av 125 I-märkt EGF och efterföljande separation av hydroxylapatit.

En viss framgång inom området för praktisk användning av markörer som är associerad med REFR-beroende reglering av bröstcancertillväxt har redan uppnåtts efter utseendet av läkemedlet Herceptin, vilket är en humaniserad antikropp mot HER2 / neu, en av receptorerna i ErbB-familjen, som REFR tillhör.

Tyrosinkinasreceptorfamiljen - produkter från c-erbB-gruppen av onkogener, som innefattar fyra transmembranreceptorer med liknande struktur, REFR (ErbB-1), ErbB-2 (HER2 / neu), ErbB-3 (HER3) och ErbB-4 (HER4) ) är ett av de viktigaste regleringssystemen för mitogen signalöverföring.

Förutom struktur, skiljer ErbB-familjen av receptorer i relativ specificitet och affinitet för olika gemensamma ligander. Huvuddragen hos alla receptortyrosinkinaser är transmembranlokalisering och behovet att interagera med motsvarande ligand (aktiverande faktor) för realisering av kinasaktivitet och efterföljande biologiska effekter. Efter aktivering som ett resultat av ligandbindning och dimerisering aktiveras det interna receptortyrosinkinaset och förvärvar förmågan att fosforylera både receptorn själv och andra cellulära proteiner involverade i överföringen av den mitogena signalen. Receptorer av ErbB-familjen kan bilda både homo- och heterodimerer, och i många fall är heterostrukturer med deltagande av HER2 / neu-receptorn, som inte har sin egen ligand, de mest aktiva.

Således är HER2 / neu en unik representant för den betraktade familjen av transmembrantrorosinkinaser eftersom det utan att ha sin egen ligand och inte interagerar med någon av de kända tillväxtfaktorerna som aktiverar besläktade receptorer är det ändå ett centralt element i överföringen av mitogena signaler av alla EGF- liknande peptider och är nödvändig för att hela systemet ska fungera framgångsrikt.

När det gäller det prognostiska värdet av överuttryck eller amplifiering av c-erbB-2-genen, trots det gigantiska materialet (mer än 12 000 patienter med bröstcancer har nu granskats i olika laboratorier runt om i världen) finns det ingen överenskommelse om det prediktiva värdet av HER2 / neu. Vissa författare har noterat den negativa effekten på bröstcancerpatienternas återfallslösa överlevnad utan metastaser i lymfkörtlarna, andra forskare finner inte ett tillförlitligt förhållande mellan dessa indikatorer. Publicerade data indikerar att tumörer med en förstärkt HER2 / neu-gen inte svarar bra på hormonbehandling, men är känsliga för efterföljande kemoterapi. För närvarande anses det också att patienter med HER2 / neu-positiva tumörer bör rekommenderas mer intensiva kemoterapi-regimer än patienter med tumörer som inte har ökat uttryck för denna onkogen.

Plasminogenaktiveringssystem. Förmågan att metastasera och invasion är en av de grundläggande egenskaperna hos maligna tumörer, vars viktigaste mekanism är förstörelsen av det omgivande källmembranet och extracellulär matris genom tumörassocierade proteaser. Dessa proteaser är också inblandade i neoangiogenes, vilket bidrar till spridningen av nya blodkärl i tumören.

Den proteolytiska kaskaden av plasminaktivering i tumörvävnad upptar en central plats. Det antas att plasmin, som kan reducera nivån av extracellulära matrisglykoproteiner och aktivera några prometala proteaser, såsom typ IV-kollagenas, spelar en avgörande roll både i tumörens lokala spridning och i bildandet av metastaser i avlägsna organ och vävnader. I en multistepkedja av proteaser som leder till förstörelsen av den extracellulära matrisen upptar urokinas-plasminogenaktivatorn (uPA) en nyckelposition. UPA-receptorn som ligger på cellytan spelar också en viktig roll, eftersom förmågan hos uPA att aktivera plasminogen ökar när det binder till det. I allmänhet är plasminbildningsförfarandet en cyklisk amplifiering reglerad av en återkopplingsmekanism.

Förutom uPA är en vävnadstypaktivator (tPA) också involverad i plasminogenaktivering, men dess roll i utvecklingen av tumörer verkar vara motsatta och reduceras till destruktion av tumörceller.

celler och skydd av omgivande vävnader. IRA- och tPA-aktivitet inhiberas av två proteinhämmare som tillhör serpinfamiljen, PAI-1 och PAI-2. Baserat på experimentella och kliniska data spelar två hämmare av plasminogenaktivatorer också en annan roll under tumörtillväxt: PAI-1 skyddar tumörceller från självförstöring och PAI-2 hämmar proteolytiska processer i den extracellulära matrisen.

De olika komponenterna i plasminogenaktiveringssystemet i bröstvävnad kan lokaliseras både på tumörcellerna själva och på stroma-fibroblasterna, lymfocyterna och makrofagerna och endotelcellerna som infiltrerar tumören. I detta avseende kan vi anta att aktiveringsprocessen för plasminogen är primärt parakrin.

Nivån och förhållandet mellan uttrycket av komponenterna i plasminogenaktiveringssystemet i tumörvävnad kan tjäna som en indikator på metastatisk och invasiv tumöraktivitet, vilket resulterar i en biologiskt signifikant prognostisk faktor för maligna tumörer eller en indikator på risken för malignitet i godartade neoplasmer. Vidare kan undertryckandet av aktiveringen av plasminogen av urokinas-typen på olika nivåer bli ett av metoderna för utveckling av nya typer av antimetastatisk terapi, för vilken klinisk användning är nödvändig för att identifiera grupper av patienter som är potentiellt känsliga för sådan behandling. Utvecklingen av sådana droger utförs redan ganska aktivt i experimentella laboratorier och läkemedelsföretag, vilket gör studier av deras målproteiner i humana tumörer särskilt relevanta.

Den mest tillfredsställande metoden för att utvärdera uttrycksnivån för komponenterna i plasminogenaktiveringssystemet anses för närvarande vara den kvantitativa enzymmanimmunanalysen för bestämning av deras koncentration i vävnadscytosoler. Tyvärr har inte ensartade trösklar ännu fastställts, även om internationell samarbetsforskning redan genomförs i denna riktning.

Vaskulär endotelväxtfaktor. Under de senaste åren har stor uppmärksamhet ägnats åt problemet med neoangiogenes - bildandet av nya blodkärl - i maligna tumörer. Till skillnad från vaskulogenes är angiogenes processen att förgrena nya kapillärprocesser från befintliga blodkärl. Det faktum att en tumör inte kan utvecklas och växa utan bildandet av

Det har ett omfattande nätverk av kapillärer som ger cellerna syre och näringsämnen. Studien av de molekylära mekanismerna för angiogenes gjorde det möjligt att flytta från en mikroskopisk bedömning av blodkärlens densitet i tumörvävnad till studien av specifika molekyler som är involverade i reglering av bildandet och tillväxten av nya blodkärl. Den viktigaste positiva regulatorn för angiogenes är utan tvekan VEGF, även kallad vaskulär permeabilitetsfaktor. Uniktigheten av denna faktor ligger i det faktum att det i motsats till alla andra tillväxtfaktorer är mitogen endast i förhållande till endotelceller. Bevisat att VEGF spelar en nyckelroll i neoangiogenesen i bröstcancer.

Resultaten av ett antal retrospektiva kliniska studier publicerade nyligen visar att uttrycket av VEGF i bröstcancer verkar vara avgörande för prognosen för sjukdomen, och påverkar även tumörernas känslighet för hormonell och läkemedelsbehandling. Ero hög nivå indikerar en dålig prognos för både tidig och vanlig bröstcancer. Dessutom utvecklas nya läkemedel med antiangiogena egenskaper aktivt och undersöks, och utvärderingen av aktiviteten av VEGF-beroende angiogenes kan ligga till grund för deras riktade användning.

Livmoderhalscancer

Nästan hela världen är livmoderhalscancer efter bröstcancer den näst vanligaste dödsorsaken från tumörsjukdomar. De viktigaste riskfaktorerna för denna sjukdom är socioekonomiska, tidiga äktenskap, ett stort antal sexpartner samt infektioner orsakade av humant papillomavirus (HPV) (typ 16, 18, 31 och 45). Indikatorer för 5 års överlevnad för denna sjukdom är cirka 70%. Om en neoplasma upptäcks i ett tidigt skede ökar dock 5-års överlevnadsgraden till 90%. Det bör noteras att 90% av livmoderhalscancer är squamouscellkarcinom, av andra histologiska typer, det är adenokarcinom och plavocellkarcinom. Sarkom eller neuroendokrin cancer finns mycket sällan.

I diagnosen av skyttelcellscancer i livmoderhalsen används som ett tumörmarkör SCCA-antigen - ett protein (molekylvikt 48 kD) med en stark homologi av familjen av proteashämmare, de så kallade serpinerna. Känsligheten hos metoden vid stadium I av sjukdomen är mindre än 30% och vid stadium IV - 90%. emellertid

SCCA-uttryck kan också öka i andra skivkörtelceller (lungcancer, huvud och nacktumörer, esofageal och vaginala cancerformer), godartade hudtumörer (psoriasis, eksem), lungor (sarkoidos), lever och njurar. Denna tumörmarkör används inte vid screening.

För screening för livmoderhalscancer har Papanicolau-programmet, instrumentella och morfologiska diagnostiska metoder som diagnostiserar förebyggande tumörer, såsom in situ carcinom (CIS) och intraepitelial neoplasi i livmoderhalsen (CIN), föreslagits över hela världen. Utvecklingen av dessa processer inom 10-15 år kan föregås av livmoderhalscancer. Vid diagnos av tidiga skeden används inte SCCA, eftersom tumörmarkörens nivå beror på volymen av den primära tumören, scenen och involveringen av lymfkörtlarna i tumörprocessen. Förhöjda nivåer av SSCA före behandling kan vara en oberoende faktor vid bedömning av metastatisk skada av regionala lymfkörtlar.

Höga värden på markören före behandling indikerar en dålig prognos hos patienter med livmoderhalscancercancer. Vissa studier har visat att SCCA kan användas som en självständig prognostisk faktor i livmoderhalscancer. I cervikal adenokarcinom är CA 125 mer användbar som en prognostisk faktor, men inte SCCA.

SCCA-markören är bestämd för att detektera tidigt återkommande av cervikalt plättcellscancer, samt övervakning före neoadjuvantterapi och före återkommande tumörterapi. I dessa fall är korrelationen 80%, vilket är av betydande klinisk betydelse vid valet av patienter för efterföljande strålbehandling eller kirurgisk behandling.

Endometrialcancer står för 50% av alla maligna tumörer i urogenitalt nervkärl hos kvinnor, och i 80% av fallen finns det vid undersökning av livmodern. Överlevnad vid stadium I är 80%, vid IV - 10%. I 60-80% av fallen har tumörer adenokarcinomstruktur.

Oftast ökar endometriumcancer tumörmarkören CA 125: vid sjukdomsstadiet upp till 22% och vid stadium III-IV - upp till 80% är markörens nivå över 35 kU / l. Det finns ingen tumörmarkör för screening för tidig upptäckt av endometriecancer. Morfologisk forskning anses vara en traditionell metod.

diagnos för endometriecancer, och vävnadsprover som erhållits efter skrapning livmoderkaviteten slemhinna.

Vid övervakning av endometrialcancer anses CA 125 vara den bästa markören. I 60% av patienterna med tidig tumöråterfall visade sig en ökning av serum vara CA 125.

4.4.5. LUNG CANCER

I ekonomiskt utvecklade länder är den manliga populationen av ondartade neoplasmer av lungcancer 21% i strukturen av total mortalitet. Lungcancer är en prototyp av en tumör som induceras av kemiska cancerframkallande ämnen. En nära relation hittades mellan utvecklingen av lungcancer och cigarettrökning, men inte alla rökare utvecklar cancer, men bara 5-10%, vilket indikerar den viktiga rollen som den genetiska predispositionen hos dessa patienter. I nästan 50% av fallen kan kirurgisk behandling rekommenderas under den första diagnosen, men endast 70% av dem kan tumören återupptas.

De huvudsakliga histologiska typerna av lungcancer är: skvättcell (PRL), adenokarcinom, storcellskarcinom och lungcancer hos små celler (MRL). Det bör noteras att gränsvärdet skiljer sig från andra histologiska typer av lungtumörer med hjälp av dess kliniska kurs. Därför är alla maligna lungtumörer uppdelade i SCLC och icke-småcellig lungcancer (NSCLC), som ingår i en heterogen grupp av tumörer.

I lungcancer studeras de vanligaste markörerna: neuronspecifik enolas (HCE), CEA, 19 cytokeratinfragment (CYFRA 21-1), pladecancerantigen (SCC), CA 125, vävnadspolypeptidantigen (TPA).

Det neuronspecifika enolasen hittades först i hjärnneuroner och det perifera nervsystemet. HSE är ett isoenzym av det cytoplasmatiska glykolytiska enzymet enolas (2-fosfat-D-glycerathydrolas, EC 4.2.1.11) och består av två nästan identiska y-typ polypeptidkedjor, molekylvikten av vardera är 39.000 D. I hjärnan tillsammans med isoform - en dimer från a-typ-subenheter och ett hybridisoenzyme-a, som har en liknande affinitet för substratet - 2-fosfogly-yersyra. Enolas innehållande denna y-subenhet (a-y och y-y) kallades HCE. Isoformer kan syntetiseras av gliala hjärnceller, liksom av majoriteten av somatiska celler.

vävnader. Enzymet i sig syntetiseras i centrala och perifera neuroner och maligna tumörer av neuroektodermalt ursprung (SCR, neuroblastom, tarmkarcininoider).

Det är visat att den övre gränsen för HSE hos friska människor är 12,5 ng / ml. Med tanke på att koncentrationer upp till 20 ng / ml

och mer kan förekomma i godartade lungsjukdomar, för klinisk diagnostik är en högre nivå av tröskelmarkörvärdet (> 25 ng / ml) att föredra. En ökning av HCE-aktivitet i serum detekterades i 40-70% av det primära

patienter med IRL och hos 83-98% av patienterna med ett gemensamt stadium av sjukdomen.

Enligt uppgifterna från Memorial Sloan Kettering Cancer Center (USA) beror frekvensen av HCE-aktivitetsökningar i serum hos patienter med SCR beroende på tumörprocessens förekomst: vid steg I-II är testets känslighet 39% vid stadium III-IV-87%. Det bör noteras att många författare i analysen av diagnostisk signifikans identifierar relativt hög specificitet jämfört med andra markörer. Således ökade aktiviteten i emfysem endast i undantagsfall, i motsats till vilket koncentrationen av CEA ökade i 7-36% av observationerna. Forskningsresultaten indikerar att HCE är ganska tillämpligt som valör av tumör, både vid differentiell diagnos och vid övervakning av effektiviteten av behandlingen för MRL.

Samtidigt hittades en ökning av HCE-aktiviteten i serum hos patienter med tuberkulos (27,3%), liksom hos patienter infekterade med HIV-viruset, jämfört med oinfekterade. Patienter med alveolära infiltrationer eller interstitiella foci i lungorna hade också signifikant förhöjda HCE-nivåer i serum. Man tror att en ökning av serum-HSE hos patienter med godartade lungsjukdomar är förknippad med lokal hypoxi. De presenterade resultaten bör beaktas vid analys av HCE hos lungcancerpatienter och i obstruktiva lungprocesser.

Det bör noteras att det är möjligt att notera den signifikanta diagnostiska och prognostiska signifikansen hos HCE i jämförelse med andra tumörmarkörer med tanke på den signifikanta heterogeniteten av lungcancer, särskilt småcellsvarianter.

Cancer-embryonalt antigen, representerat av ett glykoprotein med en molekylvikt av ca 180 kD, hör också till gruppen

oncofetal antigener, syntetiseras och utsöndras av embryon och fostrets intestinala celler, liksom vissa maligna tumörer (bröst, mage, lungcancer). För första gången upptäcktes CEA hos patienter med koloncancer. För närvarande har CEA-liknande föreningar också detekterats på cellmembran i icke-embryonala och icke-cancervävnader. Det finns all anledning att tro att levern är CEAs huvudsakliga metaboliska ställning. Nivået av CEA i blodserum ökas hos 40-80% av patienterna med maligna neoplasmer av endoderalt ursprung, 20-30% med andra former av cancer och hos 10-20% med godartade tumörer. Den högsta känsligheten av CEA och de högsta koncentrationerna av markören hittades i adenokarcinom och storcells lungcancer.

Serum-skivformigt karcinomantigen är ett protein med en molekylvikt av 48 kDa, vilket liknar serpiner (proteashämmare). Markören används vid diagnos av plättcellscancer i olika organ (cancer i livmoderhalsen, matstrupe, lung-, huvud- och nacktumörer). Mer än 70% av patienterna med PRL har förhöjda nivåer. Emellertid ökar endast i 26,1% av tumörmarkörsnivån i serum med adenokarcinom i lungan och detekteras inte med SCR. Hos 87,8% av patienterna med tidigt återfall av PRL noteras en hög nivå av serum-SCC. Identifiering av SCC-uttryck i en immunhistokemisk studie av lungtumörer är av stor praktisk betydelse.

Vävnadspolypeptidantigen är en polydispersblandning av cytokeratinerna 8, 18 och 19 (molekylvikt från 20 till 45 kD) som kan polymerisera i lösning för att bilda oligomerer. TPA-aktivitet beror på aminosyrasekvensen och positionen för argininrest. Det finns normalt i höga koncentrationer i placentan och fostervävnaden. TPA är lokaliserad på plasmamembranet och endoplasmatisk retikulum hos tumörceller, produceras genom prolifererande celler och frigörs spontant i miljön. TPA finns i nästan alla maligna tumörer.

Fragment av cytokeratin 19. Betydelsen av cytokeratin för differentieringen av fysiologisk och patologisk vävnad har länge varit känd inom histopatologi. Cytokeratiner är olösliga cellulära proteiner, mer än 20 av dem är nu väl karakteriserade med monoklonala antikroppar. Däremot

från hela molekylen är fragment av cytokeratin lösliga i serum. I testet för tumörmarkör CYFRA 21-1 används två typer av monoklonala antikroppar (Ks 19.1 och BM 19.21) för att detektera ett fragment av cytokeratin 19 med en molekylvikt av 30 kD. Den övre gränsen för normala hos friska människor är 2,3 ng / ml. CYFRA 21-1-testet har god specificitet för godartade lungsjukdomar, tröskelnivån är 3,3 ng / ml. Markören har en hög känslighet vid diagnos av NSCLC.

Ingen association av CYFRA 21-1 med rökning. Det visades att nivån av CYFRA 21-1 är densamma i serum hos patienter med icke-maligna lungsjukdomar, SCLC och i kontrollgruppen. Samtidigt observerades signifikant högre nivåer av CYFRA 21-1 hos patienter med NSCLC, adenokarcinom och PRL. Den presenterade data bekräftade den höga känsligheten och specificiteten av CYFRA 21-1 i differentialdiagnosen mellan maligna och icke-maligna lungsjukdomar, liksom mellan MRL och NSCLC. Patienter med metastaser i lymfkörtlarna N2 och N3 har den högsta nivån av CYFRA 21-1 i serum (5,6 ng / ml) (fluktuationsgränser 3,2-11,5 ng / ml) i jämförelse med patienter med N0 och N1 (3,9-10 ng / ml) (Mann-Whitney U-test, p = 0,0373).

I alla typer av lungcancer har CYFRA 21-1 den högsta känsligheten (57,7%) jämfört med CEA (45,3%) och SCC (22,6%). Även om kombinationen av CYFRA 21-1 och CEA för diagnos av NSCLC ökas känsligheten och noggrannheten till 75,4 respektive 78,1%, men specificiteten minskar till 86,5%.

Japanska forskare (University of Tsukuba) föreslår att man bestämmer nivån av CYFRA 21-1 i pleuralvätskan utöver den cytologiska undersökningen för att förbättra diagnosen och differentialdiagnosen av lungcancer. Detta beror på det faktum att en signifikant ökning av markören detekterades i pleuralvätskan hos patienter med lungcancer (84,5 ng / ml i genomsnitt) jämfört med patienter med godartade tumörer (13,9 ng / ml). Dessutom är nivån av CYFRA 21-1 i pleuralvätskan hos patienter med PRL signifikant skillnad från den hos lunginflammation, medan CEA inte avslöjar sådana skillnader.

Vid bestämning av CYFRA 21-1 bör man vara medveten om den möjliga ökningen i nivån upp till 10 ng / ml vid progressiva godartade leversjukdomar och speciellt vid njurinsufficiens. Förorening av provet med salivelement kan också

leda till en signifikant ökning av CYFRA 21-1-värdet. I detta fall påverkar resultatet inte kön, ålder, rökning och graviditet. Studier av alla typer av fasta tumörer har visat att CYFRA 21-1 är en effektiv markör för NSCLC och PRL.

Sammanfattningsvis, låt oss överväga vissa funktioner i användningen i kliniken av markörer av illamående tillväxt på exemplet av lungcancer.

Först och främst bör du inte använda alla ovanstående markörer vid screening för asymptomatisk lungcancer eller hos patienter med hög risk att utveckla denna typ av tumör. Primärdiagnostik och primär behandling av patienter med lungcancer är baserade på kliniska och instrumentella undersökningsmetoder (kliniska, endoskopiska, röntgen-, intraoperativa fynd).

Vidare bör NSE-markören anses vara extremt viktig vid immunhistokemisk diagnos av en tumörvariant. Ofta hjälper endast bestämningen av HCE i serum att bekräfta diagnosen SCLC.

En serum-SCC-koncentration på> 2 mg / l indikerar en 95% chans att detektera NSCLC och 80% av skivecells lungcancer.

Vid CA 125 nivåer över 100 U / ml och CEA över 10 mg / l bör adenokarcinom eller storcells lungcancer föreslås.

Slutligen, även om serumkoncentrationen CYFRA 21-1, TPA, HCE, CEA ofta visar närvaron av en tumör, observeras det inte

ett starkt samband mellan produktionen av tumörmarkörer och den histologiska varianten av en lungtumör. I de flesta fall indikerar en hög nivå i detta fall förekomsten av tumörprocessen, och därför bör prognosen vara en besvikelse. De låga och genomsnittliga värdena för dessa markörer tillåter emellertid aldrig att helt eliminera någon variant av tumören eller progressionen av sjukdomen.

Trots alla ovanstående begränsningar kan tumörmarkörer i den primära diagnosen lungcancer vara viktiga i följande situationer.

För det första bör tumörassocierade antigener som uttrycks under den initiala diagnosen användas vid övervakning i en given patient. CYFRA 21-1, REA och CA 125 är mycket signifikanta prognostiska faktorer i NSCLC och HCE i MRL.

För det andra, en minskning av nivån av tumörmarkörer i den postoperativa perioden (

2-3 dagar för CEA, 1 dag för NSE, några timmar

för CYFRA 21-1) ger läkaren användbar information om den radikala karaktären hos den utövade operationen och effektiviteten av behandlingen, och därför om en bra prognos. Å andra sidan indikerar en långsam minskning av markörsnivån i blodserum icke-dikaliciteten hos den utförda operationen och föreslår närvaron av kvarvarande tumörfoci.

För det tredje kan en gradvis ökning av tumörmarkören vara det första tecknet på sjukdomsfallet. En sådan ökning kan detekteras 12 månader före kliniska tecken på återfall. För lungcancer kan HCE fungera som ett kriterium för differentialdiagnosen av olika histologiska typer av en tumör, särskilt i fall där det inte går att utföra en biopsi och bekräfta tumörtypen med morfologiska data.

4,5. MOLECULAR GENETIC DIAGNOSTICS

Den huvudsakliga uppgiften för modern molekylär genetisk diagnostik (MHD, DNA diagnostik) är detektering av ärftliga anomalier för efterföljande användning vid diagnos, prognos och val av behandlingsstrategi för många sjukdomar. Samtidigt anses MHD vara mycket bredare än att bara analysera sekvensen av humant genomiskt DNA, eftersom nästan alltid ytterligare information om den ärftliga sjukdomen kan erhållas genom analys av själva kromosomernas tillstånd, och RNA, och proteiner och metaboliter.

Liksom andra metoder för klinisk biokemi används genetisk testning för differentialdiagnosen av sjukdomar. I ett antal sjukdomar, till exempel i ärftliga former av cancer eller "metabolismfel", blir detektion av mutationer ett diagnostiskt kriterium som är lika viktigt som de kliniska symptomen. Naturligtvis är den största fördelen med DNA-diagnostik förmågan att bestämma mottaglighet för en viss sjukdom vid presymtomatisk stadium. I vissa fall gör det här möjligt att förhindra utvecklingen av sjukdomen i sig genom kirurgisk ingrepp, läkemedelsbehandling eller förändring av patientens livsstil. Dessutom kan prenatal DNA-test detektera arv av patologiska gener och bestämma följaktligen indikationerna för artificiell avbrott av graviditet.

Det är nödvändigt att notera en sådan lovande riktning för MHD som farmakogenetik. Noggrann typ av patientens genotyp möjliggör utvärdering av gener som är direkt relaterade till absorption, metabolism och läkemedelsverkan, dvs det finns en verklig möjlighet att identifiera patienter som är särskilt känsliga för ett visst läkemedel och för att undvika komplikationer på grund av intolerans mot detta läkemedel under behandlingen. I vissa fall tillåter genotypning dig också att välja det mest lämpliga läkemedlet. Redan är det säkert att säga att när farmakogenetik utvecklas kommer läkemedelsterapi i allt högre grad att förlita sig på analysen av patientens genotyp.

Användningen av MHD i klinisk praxis ger därför stora möjligheter, inte bara för att diagnostisera och bedöma den genetiska risken för sjukdomar, men också för valet av individuell läkemedelsbehandling. Man hoppas att den aktiva utvecklingen av humant molekylär genetik kommer att sätta DNA-diagnostiken i nivå med sådana oumbärliga verktyg i arsenalen hos en biokemistläkare, till exempel metoder för bestämning av enzymets aktivitet i blodet.

4.5.1. TYPER GENETISK REBUILDNING

I befolkningen finns vanligtvis flera varianter (alleler) av varje gen. Om frekvensen av sådana varianter är ganska hög och inte kan förklaras av oavsiktlig förekomst av identiska mutationer i olika familjer, talar vi om en polymorfism hos ett givet locus.

Mer sällsynta varianter av gener kallas mutationer. Vad är gränsen mellan polymorfism och mutationer? Det anses att polymorfi inkluderar varianter av gener som hittas i heterozygot form mer och mutationer mindre än i 1% av populationen. I praktiken kallas emellertid mutanter ofta alleler som predisponerar för en viss patologi, även om deras frekvens i befolkningen är över 1%. Nedan listas de typer av mutationer som kan leda till patologiska förändringar.

• Missensmutationer, eller nukleotidsubstitution, är den vanligaste typen av mutation. Substitution av nukleotider i vissa kodonpositioner leder inte till ersättning av den kodade aminosyran; Sådana mutationer kallas tyst eller synonymt. När den kodade aminosyran förändras som ett resultat av en missensmutation, förändras proteins funktion ofta. Bevarandet av proteinets funktion observeras om

aminosyran härledd från mutantkodonet tillhör samma strukturella klass som den normala aminosyran. En-nukleotidsubstitutioner har störst effekt på protein, vilket resulterar i bildandet av en stoppkodon (nonsensmutationer). Trunkerad mRNA och protein är ofta inaktiva och snabbt nedbrytas.

• Raderingar och infogningar. Sådana mutationer varierar i längd från en till miljoner nukleotider och kallas följaktligen mikro- och makrodeletioner (insertioner). Förståeligt påverkar makromutationer mycket stora kromosomsegment (från 10 miljoner baspar), d.v.s. Det blir möjligt att upptäcka dem med hjälp av cytogenetisk analys. Mikromutationer påverkar en liten mängd nukleotider, och metoder för att analysera nukleotidsekvensen av DNA används för att hitta dem. Små infogningar och raderingar får inte påverka funktionen för det kodade proteinet. Fatala konsekvenser observeras vanligen när antalet insertion / deletion nukleotider inte är en multipel av tre. När detta inträffar syntetiseras läsramsskiftet och en meningslös aminosyrasekvens. Ofta är det mycket snabbt avbrutet genom bildandet av ett nytt stoppkodon. Ett klassiskt exempel på effekten av en ramskift på effekterna av en radering är två relaterade sjukdomar - Duchenne och Becker muskeldystrofi. Båda orsakas av mutationer i dystrofingenen och 2/3 av dessa mutationer är i båda deletionssjukdomarna. Beckers muskeldystrofi är mycket mildare än Duchenne, men denna skillnad är inte relaterad till storleken på raderingarna. Orsaken till skillnaderna är att i de flesta upptäckta fallen av Duchenne myodystrophy leder borttagningar till läsramen och som ett resultat upphör dystrofin att bildas fullständigt, medan Becker's myodystrofi behåller mutantdystrofin kvar en viss aktivitet.

• I vissa fall påverkar mutationer icke-kodande regioner av DNA som är involverade i initiering av transkription av en given gen eller splitsning av mRNA. Sådana förändringar kan också leda till störning av strukturen, stabiliteten eller normal regleringen av uttrycket av detta protein.

• Ostabila eller dynamiska mutationer utvecklas vanligen i områden som innehåller flera kopior av trinukleotidrepetitioner. Som ett resultat av DNA-replikationsfel eller ojämn övergång kan antalet sådana upprepningar öka eller minska, vilket resulterar i att sådana mutationer kallades dynamiska. Om numret

repetitioner överskrider ett visst tröskelvärde, är funktionen hos en given eller närliggande gener störd. Mekanismerna för att stänga av gener under ackumuleringen av trinucleotidrepetitioner är inte helt tydliga. I synnerhet leder, i bräckligt X-kromosomsyndrom, en ökning av antalet CGG-upprepningar i FRAXA-locuset över 200 metylering och inaktivering av denna gen. Ökningen av antalet trinukleotidrepetitioner ligger också under Huntingtons sjukdom (över 35 CAG-upprepningar i Huntington-genen) och myotonisk dystrofi (över 50 upprepningar i den 3'-otranslaterade regionen hos DMPK-genen som kodar proteinkinaset). Ett karakteristiskt särdrag hos dessa sjukdomar är att i en familj kan svårighetsgraden av sjukdomen öka i ett antal generationer på grund av expansionen av nukleotidrepetitioner.

I allmänhet leder utseendet av mutationer till en förändring i proteinets funktion eller uttryck. Denna förändring uppträder som en ökning och minskning, ofta upp till en fullständig förlust, funktion eller uttryck av proteinet. Vid en funktionell ökning är det också möjligt för protein att förvärva nya funktioner.

Rörelser med förlustfunktioner

En minskning av proteinets funktionella aktivitet i en vävnad kan vara resultatet av en förändring av både strukturen hos proteinet och transkriptionsaktiviteten hos en given gen. Exempelvis kommer en minskning av expressionsnivån för LDL-receptorn på grund av en mutation i promotorområdet att leda till exakt samma hypercholesterolemi som skulle observeras om normala mängder av en funktionellt defekt receptor syntetiserades som inte kunde binda eller internalisera lipoproteiner.

Förändringar i proteinkonstruktion orsakad av aminosyrasubstitutioner eller störning av mRNA-bearbetning som ett resultat av mutationer i splitsningsställen leder till utseendet av onormalt mRNA och proteiner som utsätts för accelererad nedbrytning, vilket resulterar i en minskning av den totala mängden aktivt protein. Till exempel kodar de tre vanligaste defekta tiopurinmetyltransferasgen allelerna snabbt nedbrytande proteiner, vilket resulterar i en kraftig minskning av enzymaktivitet, vilket åtföljs av ökad känslighet hos patienter till tiopuriner. I andra fall, såsom med a-talassemi, kan en deletion av hela genen observeras, vilket leder till en fullständig frånvaro av produkten.

Mekanismerna för förlust av proteinets faktiska funktionella aktivitet kan vara mycket olika. Som ett resultat kan mutationer

ersättning av aminosyror som spelar en nyckelroll i strukturen eller katalytisk aktivitet. Som ett resultat av mutationer kan normal bearbetning eller proteintransporter störas. Till exempel påverkar den vanligaste mutationen som orsakar cystisk fibros, en deletion av fenylalanin i position 506 i CFTR-genen inte syntesen eller funktionen av detta protein, men stör dess intracellulära transport, vilket medför att den inte inkorporeras i plasmamembranet och därmed förlorar sin förmåga att fungera som en klorkanal.

I regel leder mutationer med funktionsförlust till sjukdomar med ett recessivt arv. Detta beror på det faktum att för den fullständiga funktionen av den metaboliska vägen är det vanligtvis tillräckligt med mängden aktivt protein som produceras av en normal allel. Och de flesta av dessa sjukdomar.

Mindre vanliga är fall där mängden protein som syntetiseras blir otillräckligt. I det här fallet börjar sjukdomen även om det finns en mutantallel, och arvet blir dominerande. Lite är känt för sådana sjukdomar, en av dem är familjehyperkolesterolemi orsakad av en defekt i LDL-receptorgenen. Denna sjukdom kännetecknas också av effekten av en gendos, vilket framgår av det faktum att familjehyperkolesterolemi är mycket svårare i homozygot jämfört med heterozygoter.

Den dominerande typen av arv manifesteras när mutantproteinet inte bara förlorar sin aktivitet utan också stör produktionen av den normala allelen i heterozygoter. Denna situation ingick i litteraturen kallad den dominerande negativa effekten. Denna effekt finns i fallet med multimera proteiner, vilka i synnerhet innefattar kollagener eller dimeriska transkriptionsfaktorer.

MUTATIONER MED ANVÄNDNINGSFUNKTIONER

Bland de brett spektrum av mutationsförbättrande funktion är de mest intressanta ur synvinkel av klinisk biokemi fallen när proteinet förvärvar en ny funktion. Den nyligen förvärvade funktionen kan förekomma vid nivåer såsom enzymets interaktion med ett nytt substrat, irreversibel aktivering av det signalöverförande proteinet eller jonkanalen, störning av den normala processen med inaktivering av enzymet, onormal oligomerisering av proteinet eller syntes av chimärt protein.

Missensmutationen av Ala är ett bra exempel på förvärvet av en funktion.₃₆₆-Grå i GNAS1-genen som kodar a-subenheten för det heterotrimera GTP-bindande proteinet Gs. Detta protein kopplar 7-domänen transmembranhormonreceptorer med adenylatcyklas. Mutation leder till en dubbel förändring av proteinegenskaper. Först accelereras frisättningen av BNP och följaktligen ökar fraktionen av det GTP-bundna (aktiva) aσ-proteinet, vilket leder till en konstitutiv aktivering av adenylatcyklas. För det andra blir proteinet termolabilt vid 37 ° C. I detta avseende minskar Gs-aktiviteten i alla organ, med undantag för testikeln, vilket leder till utvecklingen av ärftlig osteodystrofi Albright. Och i testikeln, där temperaturen är lägre, aktiveras Gs-protein irreversibelt vilket leder till testoxikos.

Den vanligaste orsaken till förvärv av funktion är ökat uttryck av genen eller en överträdelse av stället eller tiden för dess uttryck, vilket är mest karakteristiskt för maligna transformerade celler.

För mutationer med förvärv av en funktion är den dominerande typen av arv som regel karaktäristisk. I de sällsynta fall där mutationer med förvärv av funktion är i ett homozygot tillstånd observeras mycket svåra former av sjukdomen, ofta med prenatal dödlighet. Ett exempel är homozygot achondroplasi, den vanligaste orsaken till dvärgism, som orsakas av mutationer i FGFR3-genen, som kodar för en receptor för fibroblasttillväxtfaktor. Deletioner av platsen för kromosomen på vilken FGFR3 är belägen i andra sjukdomar leder inte till skelettabnormiteter som är karakteristiska för achondroplasi, vilket föreslår förbättring eller förvärv av funktion i denna sjukdom. Achondroplasi finns alltid i heterozygotisk form, eftersom homozygositet för detta drag är dödlig.

PRINCIPER FÖR SÖKNING AV MUTATIONER

Den allmänna inställningen till sökandet efter mutationer i humant genomiskt DNA är baserat på ett antal principer.

Användningen av en metod eller annan i DNA-diagnostik beror på tillgängligheten av information om den möjliga typen av mutation hos en given patient. I fall där typen av mutation är okänd används screeningsmetoder för att detektera eventuella skillnader i nukleotidsekvensen hos mutanta och normala gener. Om mutationen är känd, har den till exempel redan identifierats i släktingar, andra enklare används för undersökningen.

och samtidigt effektivare metoder som kan kallas metoder för detektering av kända mutationer.

Oavsett direktiviteten (screening eller detektion) av den valda metoden är det nödvändigt att ta hänsyn till att en grupp av metoder är baserad på nukleotidparternas specificitet vid bildandet av en dubbelsträng av DNA och den andra om igenkänningen av DNA-sekvensen med enzymer.

För den första gruppen av metoder används fragment av sekvensen av genen som studeras, som motsvarar vildtypen, dvs den vanligaste i populationen, som referenssekvens. Detta kan antingen vara en kort oligonukleotidprimer (ca 20 nukleotider) eller ett längre DNA-fragment som används för hybridisering. I händelse av att patientens DNA innehåller en mutation i det område som täcks av provet, är fullständig hybridisering mellan mutantallelen och provet omöjligt. Detta leder antingen till avsaknaden av produkten från polymeraskedjereaktionen (PCR) eller till bildandet av ett otillräckligt DNA-duplexinnehållande icke-parade nukleotidregioner, vilka detekteras med olika kemiska eller enzymatiska metoder.

Ett klassiskt exempel på en metod baserad på igenkänning av DNA-sekvenser med enzymer är användningen av restriktionsenzymer, enzymer som klyver DNA i regioner som innehåller strängt individuella sekvenser av 4-8 nukleotider i längd. Utseendet av avvikelser i nukleotidsekvensen som ett resultat av en mutation kan antingen leda till förlusten av en redan existerande klyvningsplats för något restriktionsenzym eller omvänt till dess utseende. I samma grupp av metoder används DNA-polymerasenzymer. Dessa enzymer syntetiserar en komplementär kedja i exakt överensstämmelse med sekvensen av en enkelsträngad matris. Med användning av märkta nukleotidblock är det möjligt att bestämma i vilken sekvens nukleotiderna är belägna i en given matris. Denna princip ligger till grund för den enzymatiska sekvenseringen (bestämning av nukleotidsekvensen) enligt Sanger-metoden, liksom i dess förenklade versioner, avsedda att bestämma nukleotidsekvensen för korta sektioner av DNA (minisekvensering).

I den överväldigande majoriteten av fallen förstärks det studerade fragmentet av patientens genom före PCR-analysen av analysen av mutationer. Målet med PCR är vanligtvis enkel multiplikation.

antalet kopior av detta fragment, som underlättar tekniskt efterföljande DNA-analys (fig 4.3). I de flesta PCR-varianterna i heterozygoter amplifieras både normala och mutanta alleler med samma effektivitet, och deras diskriminering utförs i följande steg. Det finns också en allel-specifik

Fig. 4,3. Polymeraskedjereaktionsschema

PCR, i vilken primers används som är homologa med den normala eller mutanta allelen, vilket medger att närvaron av en mutation bestäms redan vid PCR-steget genom närvaro eller frånvaro av en amplifieringsprodukt.

En annan universell metod som vanligtvis används för att diagnostisera mutationer är DNA-sekvensering. Sekvensering används både för att söka efter okända mutationer och för att bekräfta överträdelser som upptäckts av andra metoder. Befintliga metoder möjliggör sekvensering av PCR-produkter direkt, kringgå kloningen av PCR-fragmentet i bakterier. Fördelen med sekvensering är mångsidighet och mycket informativ. Huvudbegränsningen av denna metod är den höga kostnaden, som inte tillåter att använda den som den främsta när man söker efter mutationer.

Antalet befintliga metoder för att analysera mutationer är extremt stora, och deras beskrivning utan överdrift kommer att kräva en separat bok. Nedan beskrivs endast de metoder som är bättre anpassade för användning i klinisk praxis, d.v.s. uppfylla följande krav: tillräcklig känslighet för att identifiera mutationer, god reproducerbarhet, låg kostnad och möjlighet till automatisering.

METODER FÖR MUTATIONELL SCREENING

Metoderna för mutationssökning används i fall där mutationen är okänd och den kliniska bilden av den ärftliga sjukdomen föreslår i vilka specifika gener en omplacering skulle kunna inträffa. Till exempel indikerar närvaron av hypercholesterolemi IIa-typ i kombination med senxantomer närvaron av familjehyperkolesterolemi och föreslår att mutationen bör sökas i generna som är associerade med infångningen av LDL-celler, i första hand i LDL-receptorgenen. Eftersom mutationer i denna gen med familjehyperkolesterolemi är mycket olika och kan påverka hela längden av genen är det nödvändigt att analysera stora delar av DNA. Sekvensering av ett sådant långt genfragment är för dyrt, därför används enklare metoder.

ANALYS AV MACRO-RESTORING DNA BLOTTING

Att söka efter makroskopisk DNA med Southern Blotting. I denna metod fragmenteras genomiskt DNA initialt med användning av restriktionsenzym, varefter den resulterande

DNA-fragment separeras genom gelelektrofores, denatureras och överförs till ett nitrocellulosamembran. DNA på trycket erhållet från gelén (blot) inkuberas med ett märkt fragment av genen som studeras, vilken hybridiserar med de genomiska DNA-fragmenten som innehåller genen. I närvaro av makroskopiskt DNA som påverkar denna gen kommer uppsättningen eller storleken av fragmenten som det märkta provet hybridiserar att skilja sig från normen.

Fig. 4,4. Heteroduplexanalys

HETERODUPLEX ANALYS Sökningen efter mikrodeletioner / insertioner med en storlek på mindre än 25 baspar samt enkla nukleotidsubstitutioner är svårare. För deras analys används ofta speciella varianter av elektroforetiska metoder. En av de enklaste är heteroduplexanalysen (figur 4.4). Vid denna metod upphettas ett prov innehållande en blandning av det normala (referens) och det amplifierade DNA-fragmentet som undersöks för att denaturera DNA och kyles därefter med återställandet av den dubbelsträngade DNA-strukturen. Eftersom närvaron av små skillnader i nukleotidsekvensen inte förhindrar hybridisering består en del av de resulterande duplexema av referens- och testat DNA. I referens- och test-DNA-områdena, som skiljer sig i nukleotidkompositionen, är normal parning av nukleotider omöjlig och den så kallade mismatchen bildas. Dubbelsträngat DNA, som har en mismatch i sin struktur, migrerar på elektrofores olika än en fullständigt komplementär duplex, vilket gör det möjligt att detektera abnormt migrerande fragment efter färgning av DNA.

ANALYS AV POLYMORFISM AV KONFORMATION AV ENGEL GRANN DNA

En annan populär elektroforetisk metod för mutationssökning är polymorfismen för enkelsträngskonformationspolymorfism (SSCP). Principen för metoden baseras på det faktum att om den denaturerade genom uppvärmning av DNA kyls skarpt, kommer inte dubbelsträngade duplexer att bildas, men korta dubbelsträngade regioner inom varje enkelsträngat DNA-fragment (fig 4.5). Vanligtvis bildas flera relativt stabila varianter, vilka på grund av olika rumslig konformation migrerar på olika sätt på elektrofores. Områden med intrachain komplementaritet är vanligtvis korta, och eventuell förändring som en följd av ens en nukleotid-substitution leder vanligtvis till att denna form av intrachain duplex försvinner. Som ett resultat förändras fördelningen och intensiteten hos enkelsträngade DNA-band på elektroforegrammet. Denna metod säger inte något om arten av skillnader i nukleotidsekvensen, så de onormala proven måste sekvenseras.

Fig. 4,5. Analys av polymorfism av enkelsträngad DNA-konformation

ELECTROPHORESIS OF DNA ARCHITECTURE B DENATURANT GRADIENT Mer elektriskt reproducerbar och informativ än SSCP är DNA-elektroforetisk analys i en denaturerande gradient (Figur 4.6). Uppenbarligen kommer vilken nukleotidsubstitution som helst att leda till en förändring i styrkan hos DNA-duplexen, och den kommer att denaturera till enkla kedjor vid en abnorm temperatur eller koncentration av denatureringsmedlet jämfört med den normala sekvensen. Vid denna metod utförs elektrofores i polyakrylamidgeler innehållande en högre koncentration av denatureringsmedel i den nedre delen än i den övre delen. Under elektrofores denatureras normala och mutanta DNA-fragment i olika delar av gelén. Eftersom rörligheten hos de resulterande enkla kedjorna är mycket lägre,

Fig. 4,6. Elektrofores i en denaturerande gradient

än dubbelsträngat DNA (på grund av konformationsegenskaperna hos enkelsträngat DNA), sänker det denaturerade fragmentet kraftigt migrationen, medan den dubbelsträngade fortsätter att röra sig. B Som följd migrerar normala och mutanta DNA-fragment på olika avstånd i gelén. Ibland som en denaturant använder inte en kemisk substans, men en temperaturgradient.

DENATURERANDE BRÄNSLE-EFFEKTIV LIKVID

KROMATOGRAFISK Skillnader i styrkan hos normala och mutanta duplexer kan också detekteras med användning av denaturerande högprestanda vätskekromatografi. I denna metod exponeras ett DNA-fragment, som liknar de elektroforetiska metoderna som beskrivits ovan, för en gradient av denatureringsmedel, men DNA-analys utförs genom en kromatografisk metod med användning av spektrofotometrisk detektion. Denna metod är mycket känslig och lätt att automatisera och används därför alltmer för klinisk DNA-diagnostik.

KEMISK DETECTERING AV UNPACKAD NUKLEOTID Den andra gruppen av metoder är baserad på detektering av mutationer med användning av enzymer eller kemisk behandling som specifikt förstör områden med icke komplementär parning.

Det analyserade DNA-fragmentet denatureras, blandas med ett kontrollprov innehållande normalt DNA, och kyles för att bilda duplexer, av vilka vissa, om patienten har mutationer, kommer att innehålla områden av oparmade baser. Behandling av DNA-heteroduplex med hydroxylamin eller osmiumtetroxid leder till modifiering av icke-parade nukleotider innehållande cytosin och tymidin. Efterföljande behandling med piperidin leder till klyvning av DNA vid nukleotiden. Som ett resultat bevaras DNA-storleken i normala prov och de mutanta innehåller en uppsättning fragment som motsvarar mutationer som påverkar nukleotiderna C eller T. Denna metod används inte allmänt, troligen på grund av den höga toxiciteten hos de använda reagenserna.

SKYDD MOT RNKAZY I en annan metod bestäms närvaron av icke-parade nukleotider med användning av enzymet RNas. Denna metod använder en märkt RNA-prob som motsvarar en normal gensekvens som hybridiserar med DNA-fragmentet som studeras (figur 4.7). Som en del av DNA / RNA-duplex är RNA resistent mot RNas, därför kallas denna metod skydd mot RNas. I regioner som är olika i nukleotidsekvensen mellan provet och det prov som skall analyseras uppträder dock inte parning av nukleotider. Bildandet av RNA-fragment registreras genom elektrofores. Denna metod är en av de mest känsliga och screeningsspecifika mutationerna, men användes inte allmänt, tydligen på grund av olägenheten att arbeta med labila RNA-prober. Det finns andra metoder baserade på enzymigenkänning av ej parade baser; Det är inte klart hur mycket de kommer att användas i klinisk diagnos.

SCREENING OF DIAGNOSTIC MUTATIONS Elektroforetiska metoder för mutational screening är icke-absolut känslighet, de brukar bara detektera ungefär hälften av mutationerna och polymorfismerna i de analyserade fragmenten och endast känsligheten hos denatureringen

elektrofores närmar sig 100%. Kombinerade med relativt låg kostnad och möjligheten till automatisering gör det här metoden alltmer populär.

En annan egenskap hos screeningsmetoder är att med positiva resultat krävs ytterligare sekvensering eller restriktionsenzymanalys eftersom screeningsmetoder inte är

Fig. 4,7. RNasskyddsmetod

ge någon information om nukleotidskillnadernas art. Vid utförande av DNA-diagnostik räcker det inte att detektera en avvikelse i nukleotidsekvensen hos en patient, vilket leder till ersättning av den kodade aminosyran. Det är nödvändigt att bekräfta att denna aminosyrasubstitution är funktionellt signifikant. Den direkta metoden består i att erhålla ett rekombinantmutantprotein och bestämma dess aktivitet. Detta tidskrävande och kostsamma tillvägagångssätt används huvudsakligen för forskningsändamål. I praktiken styrs de oftare av typen aminosyrasubstitution. I fallet då normala och mutanta aminosyror tillhör olika strukturella klasser är sannolikheten för funktionella förändringar i proteinet högre. Sannolikheten för dysfunktion av proteinet är ännu högre om mutationen påverkar evolutionärt konserverade delar av genen, dvs de bestämmelser där samma aminosyra är närvarande i flera däggdjursarter. Närvaron av sådana sidor påverkar vanligtvis proteinets syntes, transport eller funktion, och eventuella förändringar i dem påverkar proteinets aktivitet. Exempelvis demonstrerade sekvensanalys av den kinesiska hamster-LDL-receptorgenen, kanin, råtta, mus och Xenopus laevis respektive 81, 79, 77, 76 och 70% homologi mot den humana receptorn. UMD-LDLR-databasen tillgänglig via Internet innehåller ett antal program för att analysera mutationer i LDL-receptorgenen, inklusive möjligheten att analysera konservatism för varje gensegment.

Ytterligare information om mutationens patogenicitet kan erhållas genom att undersöka patientens släktingar. I händelse av att samma mutation förekommer hos patientens anhöriga med tecken på denna sjukdom (till exempel förhöjda kolesterolnivåer vid familjehyperkolesterolemi), men är frånvarande hos friska individer (mer än 100 donatorer screenas vanligtvis utan tecken på denna sjukdom), Denna mutation är patogen, mycket hög.

I allmänhet är förhållandet mellan informationsinnehållet och kostnaden för dessa metoder trots den icke-absoluta känsligheten av mutationsscreeningsmetoder ganska hög och de används i stor utsträckning i praktiken. Man bör emellertid komma ihåg att deras negativa prediktiva kraft är liten. Med andra ord betyder frånvaron av några egenskaper hos DNA-provet när det analyseras genom screeningsmetoder inte att detta DNA inte innehåller mutationer.

METODER FÖR MUTATION DETEKTION

I de fall då de möjliga varianterna av genetiska omarrangemang är kända och det inte finns så många av dem, kan du använda metoder som är snabbare och billigare än metoderna för mutational screening. Dessa metoder baseras antingen på DNA-hybridisering eller på restriktionsenzymernas förmåga att känna igen väldefinierade nukleotidsekvenser eller DNA-polymeraser för att syntetisera DNA som är komplementärt till matrisen (minisekvensering).

Fig. 4,8. Begränsningsanalys

BEGRÄNSNINGSANALYS Den enklaste metoden för att detektera mutationer är restriktionsanalys (figur 4.8). Grunden för denna metod är en mycket hög specificitet av restriktionsendonukleaser med avseende på vissa nukleotidsekvenser. Var och en av dessa bakteriella enzymer känner igen en strikt individuell sekvens av 4-8 nukleotider och skär en dubbelsträng av DNA inom eller nära denna webbplats. Det är nog att ersätta en nukleotid för att bryta mot begränsningen av detta enzym. I de fall där den polymorfa nukleotiden är en del av restriktionsstället kan den genotypas med 100% pålitlighet med ett restriktionsenzym. Nukleotidsubstitutioner bryter ofta mot befintliga restriktionsställen, men skapar ibland nya webbplatser. Nackdelen med metoden är att polymorfa nukleotider inte alltid ligger i igenkänningssätena av något begränsande ämne. En partiell lösning är möjlig i de fall där området där mutationen är belägen innehåller åtminstone några av de nukleotider som utgör restriktionsstället. En fullständig restriktionsplats kan skapas konstgjort under PCR. För att göra detta använd primers som inte helt motsvarar sekvensen av nukleotider i mutationsområdet men innehåller 1-2 icke-komplementära nukleotider som kompletterar restriktionsstället, vilket kommer att inkludera den polymorfa nukleotiden. Införandet av ett litet antal icke-komplementära baser minskar vanligtvis effektiviteten av PCR, och efter förstärkning uppträder därför en ny restriktionsplats i produkten, där den polymorfa nukleotiden också är involverad. Ytterligare restriktionsanalys utförs på samma sätt som i standardmetoden.

ALLELSPECIFIC PCR I vissa fall kan PCR användas för att inte berika det studerade fragmentet av genomiskt DNA, utan att direkt detektera mutationen (fig 4.9). I denna utföringsform hybridiserar en av primrarna med en DNA-region inom vilken en polymorf nukleotid är belägen. Primerarnas glödgningstemperatur väljs så att primerns bindning och den efterföljande amplifieringen endast sker med fullständig sammanträffande av DNA-sekvenserna och primern. När en primer som motsvarar mutantsekvensen binder till ett normalt DNA, bildas exempelvis en icke-parade nukleotid, vilket minskar primerbindningens styrka till DNA. Vid en tillräckligt hög glödgningstemperaturprimer

Fig. 4,9. Allel-specifik polymeras kedjereaktion

i allmänhet upphör att binda till normal allel, fortsätter PCR inte och produkten ackumuleras inte. Vanligtvis sätts en reaktion med en primer som motsvarar den normala allelen parallellt. Denna reaktion tjänar som en positiv kontroll, vilket visar den normala förloppet av amplifiering. Eftersom närvaron av en felmatchning lätt kan reducera styrkan av bindningen av primeren till DNA, införs ibland en andra felmatchning i primer-sekvensen för att ytterligare destabilisera duplexen och reducera produktutbytet i närvaro av en opparad nukleotid i den polymorfa regionen.

PCR B REAL RESTERAR

Fördelen med den allelspecifika PCR-metoden som beskrivs ovan är minskningen av antalet steg i analysproceduren, eftersom det inte kräver behandling av produkten med restaser eller användningen av komplexa elektroforetiska metoder.

Ännu mer accelereras metoden genom att använda realtids-PCR (RT-PCR). I denna metod övervakas produktbildning inte genom elektrofores, som i standard PCR-metoden, men direkt under PCR för ackumulering av dubbelsträngat DNA i reaktionsmediet. Uppbyggnaden av DNA bestäms efter varje polymerisationscykel genom att öka fluorescensen av SYBR Green-färgämne eller dess analoger, vars fluorescens ökar dramatiskt vid interaktion med dubbelsträngat DNA men beror inte på närvaron av nukleotider eller primrar. Instrument för RT-PCR är en kombination av en PCR-förstärkare och fluorimeter. När amplifieringen är fullständig kan specificiteten hos den erhållna produkten bestämmas genom mätning av smältpunkten, vilken övervakas för att reducera fluorescensen hos SYBR Green.

PROVNING AV TAQMAN Det finns andra sätt att registrera en PCR-produkt direkt i reaktionsblandningen utan elektrofores. Metoden, patenterad av Hofmann LaRoche, är baserad på detektering av amplifierat DNA med användning av en oligonukleotidprob som hybridiserar med den centrala delen av den amplifierade sekvensen. Vid ändarna av oligonukleotidprover, benämnda TaqMan, är nukleotider märkta med två olika fluorescerande färgämnen, varav en släcker fluorescensen hos den andra. Som ett resultat av släckning är nivån av fluorescens hos det andra färgämnet liten. Taq-polymeras, som kompletterar en ny sträng från en av primrarna, splittar TaqMan-provet, vilket binder till mitten av den amplifierade DNA-regionen på grund av dess exonukleasaktivitet, vilket resulterar i att de fluorescensmärkta nukleotiderna släpps in i lösningen och den släckande effekten försvinner, eftersom den endast observeras i fallet när fluorforer ligger nära varandra. Som ett resultat ökar fluorescensen hos färgen desto mer desto mer oligonukleotidprover förstördes av DNA-polymeras under amplifiering, d.v.s. desto mer produkt bildas. Denna metod används också för att analysera mutationer. För detta används två TaqMan-prov, märkta med olika par av fluoroforer och olika i nukleotidsekvensen i den polymorfa regionen, varav den ena motsvarar den vilda typen och den andra till den mutanta. DNA-polymerasprovnedbrytning

Fig. 4,10. TaqMan-prober. P-reporterfärg, T-quencher-fluorescens

utförs vid en temperatur vid vilken endast fullständigt komplementära komplex mellan det analyserade fragmentet och proverna lagras. Genom att öka fluorescensen hos de färgämnen som utgör det normala eller mutanta provet är det möjligt att bestämma vilka varianter som finns närvarande i provet som analyseras. Med denna metod kan du på ett tillförlitligt sätt skilja mellan hetero- och homozygotiska bärare av mutationer.

MOLECULAR BAKENS En annan metod för mutationsdetektion, baserad på effekten av släckningsfluorescens, implementeras i molekylärbeacons-metoden (fig 4.11). En oligonukleotid kallas en böja, vars 3'- och 5'-ändar är märkta med två färgämnen, varav en fungerar som en släckare. I motsats till TaqMan-proverna är böjarna längre och innehåller nära ändarna av de korta komplementära delarna av varandra, vilka vid vanlig temperatur glödgades för att bilda en hårnålsstruktur. I detta fall släckes färgämnena som ligger vid ändarna av oligonukleotidinriktningen varandra och fluorescensen hos ett färgämne släckes av en annan. I mitten av böjan motsvarar nukleotidsekvensen DNA-regionen under studien. Efter denaturering genom upphettning, vilket leder till smältningen av hårnålssektionen, kyles blandningen av DNA med bojar, vilket gör det möjligt att bilda en duplex av bojen med det analyserade DNA. Vid ytterligare kylning omformas dubbarna i de fria böjarna och fluorescensen minskar. I motsats härtill, i bägare bundna till det analyserade DNA:

Fig. 4,11. Molecular beacons metod. P-reporterfärg, T-quencher-fluorescens

färgämnena förblir avlägsna från varandra och deras fluorescens förblir höga. Hybridisering av test-DNA med skopor innehållande en normal eller mutant nukleotidsekvens i den centrala delen möjliggör bestämning av genotypen för test-DNA.

HYBRIDISATION MED ALL-SPECIFIKA

Denna metod är baserad på hybridiseringen av test-DNA med oligonukleotider homologa till mutationsstället och den omgivande sekvensen. Denna metod finns i två former. Ibland immobiliseras en PCR-produkt på en fast basis och märkta oligonukleotider tillsätts i lösning. Tvättbetingelserna väljs på ett sådant sätt att duplexer innehållande icke-parade baser förstörs. Som ett resultat kvarstår endast oligonukleotider som är 100% komplementära till det analyserade DNAet kvar på matrisen. Genom tillsats av oligonukleotider motsvarande i sekvens till den normala eller mutanta varianten är det möjligt att bestämma vilken nukleotid som är närvarande i det analyserade DNA. I den andra varianten av denna metod immobiliseras oligonukleotider på matrisen, med vilken den märkta PCR-produkten hybridiserar.

Fördelen med hybridiseringsmetoden med oligonukleotider är möjligheten till dess miniatyrisering, när en bred uppsättning oligonukleotider immobiliseras på en mikrochip, vilket gör att du samtidigt kan detektera många mutationer. Huvudproblemet med denna metod är behovet av strikt urval av villkoren för hybridisering och tvättning av ofullständigt komplementärt DNA. Det är inte klart hur mycket denna metod kommer att användas i praktisk DNA-diagnostik.

ALL-SPECIFIC LIGASE REACTION En effektiv metod för detektering av single-nukleotidsubstitutioner och korta omläggningar är ligasreaktionen (fig 4.12). Det analyserade DNA hybridiserar med två oligonukleotider, varav en slutar med en nukleotid, komplementär till den polymorfa platsen och den andra direkt intill den. Efter slutet av hybridiseringen tvärbindar enzym-DNA-ligasen oligonukleotiderna för att bilda ett längre fragment, vilket skiljer sig mycket från de ursprungliga oligonukleotiderna i rörlighet

Fig. 4,12. Allel-specifik ligasreaktion

med elektrofores. Om oligonukleotiderna inte är fullständigt komplementära till DNA-fragmentet och efter hybridisering bildas en icke-parade nukleotid i den polymorfa regionen, tvärbindar ligasen inte sådana oligonukleotider och ett långt fragment bildas inte. Genom att genomföra en ligasreaktion med en gemensam och en av två allelspecifika prover kan man således genotypa ett DNA-prov för en given nukleotid.

I denna metod hybridiseras PCR-produkten med en oligonukleotidbindning på b'-sidan av polymorfisstället (Figur 4.13). Efter hybridisering sätts ett DNA-polymeras och en av fyra modifierade nukleotider till reaktionsblandningen. I denna reaktion används fluorescensmärkta dideoxynukleotider, som ett resultat av vilket DNA-polymeras kan slutföra endast en nukleotid komplementär till den som ligger i det analyserade läget. Därför kommer reaktionen att ske endast i röret, där nukleotiden tillsättes komplementär till den analyserade. I vissa fall finns alla fyra nukleotider närvarande i reaktionsblandningen men märkta med olika färgämnen. Fluorescensanalys vid fyra våglängder tillåter dig att bestämma vilken nukleotid som aktiveras och följaktligen är den analyserade nukleotiden komplementär till den. Eftersom denna metod använder samma princip som vid enzymatisk DNA-sekvensering, kallas den ofta för mini-sekventering.

Det finns andra metoder för bestämning av mutationer baserat på DNA-polymeras aktivitet. I en av dem, som kallas pyrosequencing, registreras varje steg i DNA-polymerasekedjans förlängning genom bildning av pyrofosfat, vilket övervakas med användning av konjugerade enzymatiska reaktioner, vilket resulterar i ett utbrott av kemiluminescens som svar på bildandet av pyrofosfat (Figur 4.14). Denna metod tillåter sekvensering endast mycket korta delar av DNA, så dess huvudsakliga användning är att analysera mutationer. Den nukleotid som ska analyseras identifieras genom tillsatsen av vilken av de fyra nukleotiderna (konventionella nukleotider används i denna metod) resulterade i ett utbrott av kemiluminescens.

Fig. 4,13. minisekvensering

Fig. 4,14. Principen för DNA-sekvensering

MUTATION DETECTION Β DIAGNOSTICS Vid korrekt användning bestämmer detekteringsmetoder närvaron eller frånvaron av mutationer med mycket hög känslighet och specificitet, vilket gör att informationen som erhålls med dessa metoder kan användas för att göra mycket viktiga beslut, såsom behovet av abort under prenatal diagnos.

Det finns två metoder för prenatal diagnos. Amniocentes består i valet av ca 10 ml fostervätska genom bukväggen (figur 4.15). Optimal term

Fig. 4,15. amniocentes

utföra - den 16: e veckan av graviditeten. Fetalceller isoleras från vätskan genom centrifugering och analyseras antingen omedelbart genom PCR eller placeras i odling. Celler i kulturspridning, och efter en tid är de tillräckliga för att utföra kromosomanalys och senare - biokemiska. Den andra metoden, chorionisk villusbiopsi, är möjlig i de tidigare stadierna av graviditeten, vid vecka 10-12 (figur 4.16). Denna procedur består av en transabdominal eller transcervikal biopsi av korioniska villi. Chorionceller kan odlas eller analyseras omedelbart om det finns tillräckligt med material för DNA-analys. Om kromosomala abnormiteter eller mutationer upptäcks, kan graviditeten avbrytas av föräldrarna.

Att genomföra prenatal diagnos av mutationer är meningsfull när det finns en tillförlitlig metod för att detektera mutationen som är närvarande i en given familj. I vissa fall kan det bestämmas

Fig. 4,16. Chorionbiopsi

om fostret ärft en ärftlig sjukdom, utan att känna till den exakta lokaliseringen av mutationen, men förlita sig på analysen av den genetiska kopplingen av sjukdomen i familjen. Detta är emellertid inte alltid möjligt, eftersom DNA-prover från flera sjuka släktingar och ett stort antal friska familjemedlemmar krävs för analys av kopplingen.

4.5.2. FUNKTIONER FÖR DNA-DIAGNOSTISK ANVÄNDNING

Det maximala diagnostiska värdet av genetisk testning observeras i fall där det finns en hög korrelation mellan närvaron av en genetisk defekt och sannolikheten för att utveckla en patologi, det vill säga för sjukdomar med hög penetration.

Sådana sjukdomar upplever konstant tryck av naturligt urval, varigenom deras frekvens i den allmänna befolkningen vanligtvis är liten. I detta avseende är de flesta av de tillämpade genetiska testen associerade med diagnosen sällsynta sjukdomsformer. Även de vanligaste formerna av humana monogena sjukdomar, som beskrivs nedan, är kliniskt manifesterade inte oftare än hos en person av flera hundra.

Vanliga humana sjukdomar, såsom högt blodtryck, diabetes, kardiovaskulär sjukdom, även om beroende av genetiska faktorer, men har låg penetrans, komplex, variabel, och föga kända genetiska struktur, emellertid, trots den uppenbara nödvändigheten av att söka en genetisk predisposition för vanliga sjukdomar, resultaten av forskning i praktiken är mycket begränsad.

EFFEKTIVITETFAKTORER Förhållandet mellan informativiteten av resultaten av DNA-diagnostik och kostnaden för dess genomförande bestäms till stor del av sjukdoms genetiska komplexitet. Exempel är hemokromatos, där två mutationer orsakar nästan alla kliniska fall bland den vita populationen och familjehyperkolesterolemi, som kan orsakas av mer än 800 mutationer i LDL-receptorgenen, varav ingen är vanligare än hos 1% av patienterna med familjehyperkolesterolemi. De flesta ärftliga sjukdomar är mellanliggande inom detta område, närmar sig familjehyperkolesterolemi, när kostnaden för DNA-diagnostik kan begränsa dess genomförande.

Under vissa omständigheter kan diagnosens komplexitet och därmed dess kostnad minskas. Detta är möjligt i populationer där den genetiska strukturen hos en sjukdom är enklare än i andra populationer. Denna effekt är mest uttalad i populationer med den så kallade grundareffekten. Denna genetiska beteckning innebär att en betydande del av befolkningen ärvde en viss mutation från en av dess grundande förfäder. På grund av denna rent slumpmässiga händelse i denna population orsakas de flesta fallen av denna sjukdom av denna mutation. Ett typiskt exempel på genetisk testning är befolkningen i Afrikaners, människor i södra Afrika i nordeuropeiskt ursprung. Moderna Afrikaners är efterkommande av ett litet antal familjer från Holland som migrerade till Afrika på 17-17-talen. Bland Afrikaners är familjehyperkolesterolemi, som leder till den tidiga utvecklingen av kranskärlssjukdom, flera gånger vanligare än hos den europeiska eller amerikanska befolkningen. Dessutom är den stora majoriteten (> 95%) av fall av familjehyperkolesterolemi i den sydafrikanska vita befolkningen på grund av närvaron av en av endast tre mutationer i LDL-receptorn. Sådan genetisk homogenitet kontrasterar starkt med den genetiska strukturen av familjehyperkolesterolemi i andra länder, där hundratals mutationer beskrivs, varav ingen är vanligare än hos 1-2% av patienterna. Tydligen hade flera invandrarfamiljer (minst tre) mutationer, nu kallade afrikanerskimi, som blev den främsta orsaken till familjehyperkolesterolemi hos deras efterkommande. Ur den praktiska medicinsk synvinkel är molekylärgenetisk testning av vita människor i Sydafrika för närvaro av familjehyperkolesterolemi ett ganska effektivt och relativt billigt tillvägagångssätt som möjliggör presymptomatisk diagnos av denna sjukdom. Till skillnad från i Sydafrika kräver andra länder en mycket dyrare arsenal av molekylära metoder för att göra en sådan diagnos.

För andra ärftliga sjukdomar är det också en skillnad i frekvensen av mutationer mellan populationer. Till exempel missens mutation cis₂₈₂

Däck i HFE-genen, som leder till utvecklingen av hemokromatos, är ganska vanligt i europeiska populationer, där frekvensen av dess bärare är upp till 10-15%. Däremot i afrikanska, asiatiska och australiensiska ursprungsbefolkningar

Denna mutation är mycket sällsynt. Cis-mutation är tänkt₂₈₂-Däck har sitt ursprung i Europa för cirka 2000 år sedan.

Förutom grundareffekten, är den andra biologiska mekanismen som förenklar sökandet efter mutationer även i en genetiskt öppen befolkning närvaron av heta mutationspunkter i generna. Det är bevisat att sannolikheten för förekomsten av mutationer skiljer sig i områden av genomet med olika innehåll av GC-nukleotider. Också känt är sekvensen i vilken DNA-polymeras a stoppas; i sådana områden finns sporadiska deletioner ofta i en mängd olika gener. På grund av dessa faktorer fördelas mutationer inte jämnt längs genens längd men koncentreras i vissa områden vilket förenklar deras sökning.

För effektiv DNA-diagnostik behövs således information om de vanligaste mutationerna som leder till utvecklingen av denna sjukdom i den population som patienten tillhör.

FAKTORER AV DIAGNOSTISKA VÄRDE

Vid ett antal arveliga metaboliska störningar kan förekomsten av sjukdomen misstänkas under biokemisk analys. Till exempel har patienter med familjehyperkolesterolemi vanligen förhöjda nivåer av LDL-kolesterol, och vid hemokromatos ökar transferrinmättnaden med järn. Biokemiska parametrar är föremål för variation i varje individ. Som ett resultat rekommenderas individer, till exempel med förhöjda nivåer av LDL-kolesterol, att upprepa testen med ett intervall på 3 månader för att säkerställa att den detekterade metaboliska avvikelsen är pålitlig. I vissa fall finns biokemiska indikatorer i den så kallade gråzonen, vilket ytterligare komplicerar diagnosen. Det är här DNA-diagnostik kan hjälpa till. Förekomsten av mutation visar den genomsnittliga predispositionen under hela livet för att flytta denna biokemiska parameter till den patologiska sidan, så att säga, patologisk beredskap. I motsats till den biokemiska fenotypen är genotypen inte föremål för individuella och populationsvariationer som är karakteristiska för biokemiska parametrar. Således tillåter DNA-diagnostik att bekräfta den biokemiska diagnosen med en oberoende metod, samt att utesluta närvaron av andra orsaker till denna biokemiska störning. Uppenbarligen uppnås den maximala informativiteten hos DNA-diagnosen av ärftliga metaboliska störningar när den kombineras med klassiska biokemiska metoder.

När man diskuterar DNA-diagnostikens specificitet och känslighet bör man först bestämma vad som står på spel - bestämning av en specifik mutation eller sökandet efter en okänd genetisk störning hos en patient. Vid en specifik mutation, för vilken tillförlitliga detekteringsmetoder har utvecklats, är känsligheten och specificiteten av detekteringen nära 100%. För att bestämma det diagnostiska värdet av det totala molekylära genetiska testet är det nödvändigt att ta hänsyn till känsligheten av detekteringen av mutationer i kombination med deras penetrering.

Det positiva diagnostiska värdet av testet bestäms i stor utsträckning av mutationernas penetration. Detekteringen av trisomi på kromosom 21 eller mutationer specifika för Duchenne muskeldystrofi eller Huntingtons sjukdom tyder till exempel på att dessa individer med en sannolikhet nära 100% har eller kommer att vidareutveckla motsvarande kliniska syndrom. Ett sådant högt positivt diagnostiskt värde är emellertid inte typiskt för alla genetiska tester. Med låg penetrationsmutationer, exempelvis i bärare av hemokromatosmutationer, överstiger sannolikheten för att utveckla kliniska manifestationer inte några få procent. I sådana fall indikerar upptäckten av en defekt endast en förutsättning för utvecklingen av denna sjukdom, vilken starkt beror på förekomsten av ytterligare ärftliga faktorer och miljöfaktorer.

Den enklare och mer studerade den genetiska strukturen av denna sjukdom, desto lättare är det att upptäcka mutationen och ju högre känsligheten hos testet. Tyvärr är den stora majoriteten av genetiska sjukdomar orsakade av ett brett spektrum av mutationer, som ofta ligger i olika gener. I kombination med de begränsade egenskaperna hos moderna molekylära metoder minskar detta känsligheten hos molekylärgenetisk testning. Till exempel, även i de bästa molekylärgenetiska laboratorierna som arbetar med patienter med familjehyperkolesterolemi kan det för närvarande endast konstateras mutationer hos hälften av patienterna med en verifierad klinisk diagnos. Ett annat exempel är Duchenne myodystrophy. I detta fall kan deletionssjukdomen i dystrofingenen detekteras endast i 70% av fallen och övriga patienter behöver ytterligare histologisk analys av muskelbiopsin. I de fall där testet inte kan detektera alla genetiska förändringar som leder till sjukdomen är den negativa prediktiva kraften låg.

I vissa situationer kan den negativa prediktiva effekten av DNA-test vara mycket hög. Vi pratar om prenatal och presymptomatisk diagnostik i fall där patogena mutationer som är närvarande hos föräldrar är kända. I en sådan situation tillåter den höga noggrannheten hos molekylära metoder med tillräcklig tillförlitlighet att inte bara visa närvaron utan även frånvaron av föräldramutation i fostret eller barnet.

Sammanfattningsvis kan vi säga att de flesta molekylära genetiska tester har signifikant positiv prediktiv effekt, vilket gör att det är lämpligt att använda dem i kliniken, särskilt vid hög penetration och patogenicitet hos mutationer. Däremot är den negativa prediktiva kraften hos de flesta molekylära tester liten, förutom när det är känt vilka mutationer som var i föräldrarna.

4.5.3. EXEMPEL FÖR ANVÄNDNING AV DNA-DIAGNOSTIK I KLINIK

Såsom är välkänt beskriver klassisk medicinsk genetik monogent hög penetrerande och kliniskt allvarliga sjukdomar. Frekvensen av sådana sjukdomar brukar inte överstiga 1 per 5000 population. Ungefär tusen monogena ärftliga sjukdomar kan detekteras med DNA-analys. Listan över test och laboratorier som utför dem uppdateras ständigt på Internet (http://www.geneclinics.org). De flesta DNA-diagnostik används nu i genetisk rådgivning och prenatal diagnos för att förhindra barns födelse med patologi.

Men förutom de klassiska monogena fallen uppträder ofta arveliga sjukdomar i kliniken, vilka kännetecknas av relativt låg penetrering och relativt mild kurs. Traditionellt tillskrives de monogena, men de ackumulerade data indikerar nyligen en mer oligogenisk karaktär av dessa sjukdomar.

Nedan följer en detaljerad diskussion av flera vanliga mänskliga oligogena sjukdomar, såsom hemokromatos, ärftlig trombofili, familjehyperkolesterolemi, cystisk fibros och hypertrofisk kardiomyopati. Heterozygote bärare av mutationer som leder till dessa sjukdomar uppträder hos befolkningen med en frekvens av 1 på 500 till 1 hos 20 personer. På grund av sjukdomens höga befolkningsfrekvens i denna grupp, en signifikant

totalt bidrag till mänsklig patologi, vilket sannolikt överstiger bidraget från sällsynta ärftliga sjukdomar. För alla dessa sjukdomar möjliggör DNA-testning presymptomatisk diagnos och för hemokromatos, trombofili och hyperkolesterolemi, och efterföljande profylax, både farmakologiskt och genom förändring av livsstil.

Detta är en av de vanligaste genetiska metaboliska störningarna som kallas medfödda metaboliska fel. Hemokromatos (GC) förekommer hos 1 av 200-300 personer i Nordeuropa.

Den klassiska triaden - diabetes, cirros och hudpigmentering ("bronsdiabetes") - beskrevs så tidigt som 1865, och 1935 visade sig familjen i denna sjukdom. Grunden för GC: s kliniska manifestationer är en biokemisk defekt - överdriven ackumulering av järn i parenkymala celler i lever, bukspottkörtel, hjärta och främre hypofysen. För att förhindra utvecklingen av kliniska manifestationer kan du använda ett mycket enkelt och samtidigt effektivt sätt - förebyggande flebotomi. Den mellanliggande GC-fenotypen är förhöjda nivåer av järn i plasma och lever, vilket utvärderas genom olika biokemiska tester, såsom transferrinmättnad med järn, ferritinkoncentration och järnhalt i levern.

De kliniska manifestationerna av GC är mycket olika. En av de vanligaste manifestationerna är kronisk leverparenkymskada. En karakteristisk egenskap är en generell eller lokal förbättring av hudpigmentering. 30-60% av patienterna med avancerad sjukdom har diabetes. I de tidiga stadierna av GC manifesteras ospecifika symtom som slöhet, hepatomegali, artropati, kardiomyopati, diabetes, hudhyperpigmentering eller hypogonadism. Kliniska manifestationer beror på genetiska och yttre faktorer, såsom järninnehållet i kosten, bloddonation och fysiologisk blodförlust hos kvinnor under menstruation.

1996 identifierades en gen som var ansvarig för den vanligaste formen av GC, som kallades HFE. Denna gen kodar för ett transmembranprotein bestående av en kort cytoplasmisk domän, en transmembranregion och tre extracellulära domäner som interagerar med p₂-mikroglobulin på cellytan. HFE-proteinet binder på ytan av enterocyt till transferrinreceptorn och minskar affiniteten för transferrin som bär

järn. I frånvaro av funktionellt aktiv HFE ökar bindning och efterföljande endocytos av transferrin, vilket leder till ackumulering av järn inuti cellen, där den lagras som ett komplex med ferritin. Bland patienter med keltiskt ursprung med kliniskt svår GC är cirka 90% homozygot för Cis-mutationen₂₈₂-Däck i HFE-genen, och de flesta av de återstående har en kombination av Cys₂₈₂-Tyr och annan mutation - GiS_os-Asp. Som ett resultat av mutation Cis₂₈₂-En tyr stör störningen av en disulfidbindning i ett av de extracellulära domänerna i HFE-proteinet, dess konformation störs och proteinet kvarstår efter syntes i endoplasmatisk retikulum. Som ett resultat upphör proteinet att uttryckas på cellytan, vilket leder till en förbättrad infångning av järn, vilket är otillräckligt för organismens behov. I de flesta kaukasoidpopulationer är frekvensen av heterozygotiska bärare av Cis-allelen₂₈₂-Området är ungefär 10%, och för basker och irländare av keltiskt ursprung kan frekvensen för denna polymorfism nå 30%. Till skillnad från européer finns denna mutation nästan aldrig i Mongoloider och Negroider. Cis-mutation är tänkt₂₈₂-Däck härstammar omkring 2000 år sedan i den keltiska befolkningen och spred sig över hela Europa på grund av befolkningens migration, dvs orsaken till den höga frekvensen av denna mutation är grundareffekten.

Det finns andra sjukdomar med en klinisk bild som liknar en klassisk familj GC (även klassificerad som typ 1 GC), men med ett annat ursprung. Juvenile GC (typ 2), liksom typ 1 GC, ärvt på ett autosomalt recessivt sätt och orsakas av mutationer i en okänd gen. Typ 3 GC är också en recessiv sjukdom och är associerad med en mutation i transferrinreceptorn. GC: er av den 4: e och 5: e typen ärar dominantt och är orsakade av mutationer i ferroportinsgener, transporterar järn i tarmen respektive ferritin. Alla dessa former är mycket sällsynta, och idag spelar deras definition inte en praktisk roll.

Däcket i HFE-genen kännetecknas av en hög penetrering med avseende på den mellanliggande fenotypen, det vill säga det biokemiska tecknet på ett överskott av järn i kroppen. 95% av män över 40 år som är homozygota för denna mutation har ett överskott av järn och det finns kliniska tecken och symtom. Premenopausala kvinnor har lägre risk på grund av blodförlust under

menstruation. Den fenotypiska effekten av GiS-mutationen_os-Asp är mindre uttalad. Fibros eller cirros av levern detekteras genom att analysera en biopsi hos 4-25% av homozygotiska bärare av Cis-allelen₂₈₂

Fotograferingsområde Dessutom Cis allelen₂₈₂-Tir predisponerar utvecklingen av hepatocellulärt karcinom. Hos män med GC och cirros är den relativa risken att utveckla hepatocellulärt karcinom 200 gånger högre.

TEST FÖR MEDIER

Förekomsten av ovanstående symtom är en indikation på genetisk testning på GC. Däremot görs diagnosen under den expanderade kliniska bilden när det är för sent att utföra förebyggandet av den primära defekten. I detta avseende förespråkar många forskare behovet av att screena befolkningen för närvaro av GC. Denna sjukdom uppfyller många av kraven för sjukdomar som genomgår screening, d.v.s. förekommer ganska ofta, har en latent fas som föregår kliniska manifestationer, är lätt att diagnostisera med biokemiska och genetiska metoder och kan förebyggas med hjälp av effektiv och billig behandling.

För närvarande anses massscreening för tidig på grund av tvetydigheter, huvudsakligen relaterad till GC penetrance. Det är definitivt tillrådligt att testa släktingarna hos patienter med GC, vilka ska mäta mängden transferrinmättnad med järn, innehållet av ferritin och biokemiska markörer för leverdysfunktion, samt bestämma närvaron av mutationer i HFE-genen vid position 282 och 63.

Från en teknisk synpunkt är det inte svårt att upptäcka dessa mutationer. Restriktionsanalys eller olika former av allel-specifik amplifiering eller hybridisering används vanligen.

4.5.3.2. Ärftlig trombofili

Trombofili - en tendens att utveckla trombos i samband med medfödda och förvärvade blodkoagulationsstörningar och fibrinolys. Trombofili förekommer oftast som venös trombos och tromboembolism, som uppträder vid en frekvens av cirka 1 per 1000 personer per år.

Det finns familjeformer av trombofili, som beskrivs så långt tillbaka som 1950-talet. De första identifierade orsakerna till ärftlig trombofili (NTF) var antitrombin III-brist,

protein C och dess proteinkofaktor S. Senare identifierades ytterligare två former av NTF - en mutation av faktor V-koagulering som orsakar resistans av faktor V till aktiverat protein C och en mutation i protrombingenen G20210A, vilket ökar nivån av protrombin i plasma. Dessutom är måttlig hyperhomocysteinemi, som ofta är förknippad med en utbredd polymorfism i MTHFR-genen, också en riskfaktor för venös trombos.

THROMBOEMBOLIC COMPLICATION Svårighetsgraden av kliniska manifestationer av NTF varierar kraftigt. Ofta går de i en mycket mild form och deras närvaro kan endast bestämmas genom laboratoriemetoder. I många fall utvecklar bärare av mutationer djup venetrombos av de nedre extremiteterna, pulmonell tromboembolism, ytlig tromboflebit och venös trombos av annan lokalisering. Dessa ärftliga defekter är vanligtvis inte associerade med risken för arteriell ocklusion. NTFs predisponerar utvecklingen av trombos vid ung ålder: upp till 40% av patienterna yngre än 45 år med okrovet djup venetrombos har en av formerna av NTF. Hos äldre patienter eller i närvaro av provokationsfaktorer observerades NTF i 30% av trombosfallet. Hos patienter med en kombination av ärftliga defekter ökar risken för tromboemboliska komplikationer ytterligare.

Ärftlig brist av antitrombin III och proteiner C och S förekommer totalt under 1% av befolkningen, men hos patienter med venös tromboembolism (VTE) finns det i nästan 10% av fallen. Risken för VTE hos sådana patienter är 5-8 gånger högre än hos den allmänna befolkningen. Skälen till bristen på dessa naturliga antikoagulanter kan vara en minskning av syntesen eller (oftare) en minskning av proteinets funktionella aktivitet samtidigt som en normal nivå upprätthålls. Defekter av proteinsyntes eller funktion orsakas av hundratals olika mutationer i dessa gener.

Ärftlig resistans mot aktiverat protein C är den vanligaste orsaken till NTF. I mer än 95% av fallen orsakas motståndet av en missensmutation i faktor V-genen, som kallas Leyden-en, i vilken vid position 506 arginin ersätts av glutamin. Denna aminosyrarest orsakar normalt proteolytisk klyvning av faktor V genom aktiverat protein C. Protein C är ett naturligt antikoaguleringsmedel som aktiveras av trombintrombomodulin

komplex på endotelceller och förstör faktorer_en och viii_en, vilket leder till att trombbildning bildas. Denna process accelereras signifikant i närvaro av protein S, vilket verkar som en proteinkofaktor C. Om det finns en aminosyrasubstitution i faktor Va Arg₅₀₆-Gln aktiverat protein C kan inte bryta ner det, vilket leder till bevarande av aktiviteten av faktor Va och ökad trombbildning (figur 4.17).

Leidenmutationen sker nästan uteslutande bland kaukasier, där cirka 5% av befolkningen är bärare. På grund av den höga frekvensen av denna genetiska form i den allmänna befolkningen, bör den dock hänvisas till polymorfism

Fig. 4,17. Motstånd mot aktiverat protein C, orsakat av Leiden-mutationen.

I litteraturen var namnet på mutationen fixerat till det. Bland patienter med VTE är frekvensen av denna mutation högre och är ca 20%. Risken för VTE hos bärare av Leiden-mutationen beror på gendosen: i heterozygoter ökar den 2-7 gånger och i homozygoter - 40-80 gånger. Den totala sannolikheten att utveckla tromboembolism under bärarens livslängd är 30%.

G20210A-polymorfa allelen i den 3'-otranslaterade regionen av protrombingenen i den allmänna populationen förekommer med en frekvens av 2%, men bland patienter med VTE ökar andelen polymorfiska bärare till 7%. Således ökar förekomsten av G20210A-polymorfismen i prothrombingenen risken för VTE med ca 3 gånger. Den patologiska effekten av denna polymorfism är att öka aktiviteten av protrombin i plasma. Nivået av protrombin i AA-homozygoter är 1,5 gånger högre än för homozygoter i den normala GG-allelen, vilket bidrar till trombos. Uppenbarligen refererar G → A-mutationen till typen av mutationer med förvärv av en funktion, eftersom det ökar effektiviteten vid behandling av 3'-änden av mRNA, vilket leder till ackumulering av mRNA och en ökning i syntesen av protrombinproteinet.

En annan predisponeringsfaktor för trombos är en ökad homocysteinnivå, en aminosyra som bildas under metionins metabolism. En måttlig ökning av homocystein ökar risken för arteriell och venös trombos. Orsaken till ökningen kan vara antingen en onormal diet (brist på pyridoxin, kobolamin, folat) eller genetiska faktorer, såsom Al-polymorfism.₆₇₇

Axeln i genen metylenetetrahydrofolatreduktas - ett enzym som spelar en viktig roll för att bestämma nivån av homocystein i plasma. Aktiviteten av denna variant av enzymet är endast omkring 1/3 av normal. Cirka 10% av kaukasierna är heterozygotiska bärare av denna polymorfism. Frekvensen av VTE i isolerade bärare av denna polymorfism skiljer sig inte från normala, men en serie data visar att C677T-polymorfismen bidrar till manifestationen av andra NTF.

BEREMENALITET OCH OBSTETRISK PATOLOGI Under graviditeten ökar nivån av K-vitaminberoende faktorer, innehållet i protein S minskar och fibrinolys hämmas. Dessa förändringar är fysiologiskt genomförbara, eftersom de syftar till att minska blodförlusten under födseln, men de ökar också sannolikheten för VTE under graviditeten (2,5 gånger) och speciellt i postpartumperioden (20 gånger).

I närvaro av NTF är denna sannolikhet ännu högre och kan nå 100 gånger i homozygoter för Leiden-mutationen av faktor V. Majoriteten (upp till 60%) av kvinnor med VTE som utvecklats under graviditeten har en Leiden-mutation.

Förutom venös tromboembolism bidrar NTFs till utvecklingen av obstetrisk patologi. Överträdelse av den fullständiga uterusplacenta cirkulationen på grund av trombos kan leda till en rad graviditetskomplikationer, såsom missfall, stillbirth, placental abruption, preeclampsia och intrauterin tillväxt retardation. Många studier har visat en ökad förekomst av NTF hos patienter med dessa komplikationer. Det finns också bevis på att närvaron av en mutation inte bara i moderen utan även hos fostret kan öka risken för trombos och placentainfarkt, vilket leder till förlust av fostret. Den relativa risken för graviditetskomplikationer hos heterozygotiska bärare av Leiden-mutationen eller polymorfismen hos protrombingenen G20210A enligt olika studier har ökat med i genomsnitt 2-3 gånger.

Acceptans av orala preventivmedel bidrar också till utvecklingen av VTE. Denna effekt förstoras hos kvinnor med NTF. Risken att utveckla VTE hos bärare av Leiden-mutationen som tar orala preventivmedel ökar med 20-65 gånger enligt olika uppskattningar. I närvaro av protrombin G20210A är risken för VTE något svagare, men överstiger också signifikant normalvärdet. Baserat på dessa observationer rekommenderas att man inte använder orala preventivmedel för kvinnor med brist på naturliga antikoagulantia, homozygoter för Leyden-mutationen och i närvaro av kombinerade defekter.

Hormonersättningsterapi efter klimakteriet är ett annat iatrogent tillstånd med en 2-4-faldig ökning av risken för VTE. I närvaro av en Leiden-mutation kan den relativa risken öka med 15 gånger, och frekvensen av upprepad trombos ökar också. I detta avseende rekommenderas bärare av NTF som har haft episoder av VTE, att inte använda hormonersättningsterapi.

INDIKATIONER FÖR GENETISK ANALYS Analys av Leiden-mutationen och protrombinpolymorfismen G20210A, liksom bestämningen av brist på antitrombin och proteiner C och S, är en effektiv metod för att identifiera individer med ökad risk för trombotiska tillstånd. Detektion av dessa mutationer gör att bärare kan utföra profylaktisk antikoagulant terapi.

På grund av den låga absoluta frekvensen av VTE är inte massscreening av populationen för närvaro av NTF berättigad. Det anses lämpligare att undersöka följande grupper av patienter för närvaro av NTF:

• Personer med VTE, oavsett ålder och allvarlighet av manifestationer.

• kvinnor med en eller flera spontana aborter i ett sent skede eller med två eller flera missfall

• gravida kvinnor med intraderin tillväxtstopp eller placental abruption

• Släktingar till patientens första grad av släktskap med NTF i historien;

• kvinnor med en historia om NTF innan de använder orala preventivmedel, hormonbehandling eller graviditet.

DIAGNOSTISKA TESTER Högpresterande tester för närvaro av NTF inkluderar följande:

• bestämning av antitrombinaktivitet (amidolytisk metod);

• bestämning av protein C-aktivitet (koagulometrisk eller amidolytisk metod)

• bestämning av protein S-koncentration (totala och fria antigenfraktioner);

• koagulometrisk bestämning av resistans mot aktiverat protein C;

• bestämning av Leiden-mutationen av faktor V;

• bestämning av protrombinpolymorfism G20210A;

• bestämning av plasmahomocysteinnivåer

Som framgår av ovanstående lista bestäms defekten av antitrombin och proteiner C och S med funktionella metoder. Detta beror på det faktum att dessa defekter orsakas av ett stort antal mutationer och att identifiera dem kräver stor ansträngning och kostnad, medan funktionella analyser är enkla och pålitliga.

Analys av Leiden-mutationen och protrombinpolymorfismen är enkel och kompletterar väl funktionstesterna. Uppenbarligen har analysen av C677T-polymorfismen i metylentetragid-rofolatreduktasgenen inte ett separat diagnostiskt värde och bör användas i kombination med den biokemiska bestämningen av plasmakonocystein-koncentrationen. Användningen av denna uppsättning tester möjliggör upptäckt av en arvelig defekt av koagulationsfaktorer eller en ökning av homocystein hos cirka 40% av patienterna med VTE.

Den mest tillförlitliga metoden för att identifiera Leiden-mutation och protrombin G20210A är restriktionsanalys, men allelspecifik PCR och hybridisering används också i stor utsträckning.

4.5.3.3. Familial hyperkolesterolemi

Familiär hyperkolesterolemi (FHC) är uppenbarligen den vanligaste autosomala dominerande humana sjukdomen. FHD-frekvensen hos de flesta populationer är 1 i 500. I populationerna med grundareffekten är heterozygotiska former vanligare: 1 av 70 i Afrikaners i Sydafrika och 1 av 200 hos kanadensare med franskt ursprung. Av samma anledning ökar frekvensen av FHD i finländarna, druvorna och libaneserna.

Inte alla fall av FHC diagnostiseras kliniskt. Till exempel i Ryssland sätter mindre än 1% av patienterna med FHCS en klinisk diagnos och den mest effektiva diagnosen (över 40% av identifierade bärare) utförs på Island på grund av den lilla befolkningsstorleken med en uttalad grundareffekt och liten variabilitetsvariabilitet.

De viktigaste diagnostiska egenskaperna hos SGHS är förhöjt blodkolesterol, närvaron av senxantom hos en patient eller första graders släktingar och det dominerande arvet av förhöjt kolesterol eller ischemisk hjärtsjukdom.

Kliniskt manifesteras SGHS av en ökad risk för ateroskleros och dess komplikationer. Mekanismerna som kopplar till ökningen av kolesterol med utvecklingen av kranskärlssjukdom är inte fullständigt förstådda. Det antas att en hög nivå av kolesterolrika LDL bidrar till deras penetrering i kärlväggen, där de oxiderar och utlöser en kedja av cellulära reaktioner som leder till lipidackumulering och lokal omorganisering av kärlväggen, vilket resulterar i en aterosklerotisk plack. Vid FHC ökar risken för dödsfall från hjärtinfarkt vid ung ålder - upp till 40 år - 100 gånger. I icke-behandlade män med FHD vid 60 års ålder är sannolikheten för CHD cirka 75%. Enligt vissa uppskattningar lever bara hälften av männen med SGHS till 60 år. Den genomsnittliga åldern för uppkomsten av IHD är 40-45 år för män, och för kvinnor är den 10 år äldre. Sålunda utvecklas kranskärlssjukdom hos patienter med FHD 10-20 år tidigare än genomsnittet för befolkningen.

Statiner och andra lipidsänkande läkemedel används effektivt för att minska plasma lipoproteinhalter i SHHS.

De mest allvarliga patienterna (som regel dessa är homozygotiska fall) behandlas genom att man tar bort överskott av LDL genom plasmautbyte. Ibland används en levertransplantation.

BIOCHEMICAL OCH GENETIC MECHANISMS

När SGHS-kolesterol ökar på grund av ökningen i plasma-LDL. Denna metaboliska störning är förknippad med en minskning av clearance av LDL i levern som ett resultat av en minskning av uttrycket eller aktiviteten hos cellulära receptorer som medierar upptaget av LDL-partiklar (LDL-receptorer). Aktiviteten hos LDL-receptorn i FHCS minskar på alla celler som uttrycker denna receptor, men de funktionella konsekvenserna är huvudsakligen förknippade med en defekt i receptom i levern, eftersom en kränkning av omvandlingen av kolesterol till gallsyror leder till en minskning av utsöndringen genom tarmen. Liknande biokemiska abnormiteter observeras med en mutationsändring i apoB-100-proteinet, vilket är en ligand för LDL-receptorn. Som ett resultat av denna mutation känns LDL-partiklar inte längre av LDL-receptorn och ackumuleras i plasma.

LDL-receptorgenen innehåller 18 exoner som kodar för de sex funktionella domänerna i detta protein: en signalpeptid, en ligandbindande domän, en domän som är homolog med föregångaren till den epidermala tillväxtfaktorn, O-glykosyleringsstället, transmembran och cytoplasmatiska domäner. Alla kända mutationer i LDLR-genen samlas in i UMD-LDLR-databasen, vilken är tillgänglig via Internet. Antalet poster i det översteg 800 och fortsätter att växa. Enligt UMD-LDLR-databasen utgörs enstaka nukleotidsubstitutioner för 90% av alla mutationer i LDLR-genen, de flesta är missense och nonsensmutationer. De återstående 10% är huvudsakligen makrotransformationer orsakade av ojämn rekombination med mer än 30 kopior av Alu-sekvenserna närvarande i denna gen. Mindre än 10 mutationer hittades i promotorn.

Även om SGHS är en monogen sjukdom, varierar fenotypisk expression, nämligen svårighetsgraden av IHD, kraftigt även bland patienter som bär samma mutationer. Vissa patienter lever för att vara 80 år eller äldre medan andra dör av en hjärtattack på 20 år. Faktorer som påverkar kliniska manifestationer kan vara externa, metaboliska och genetiska.

Av miljöfaktorerna spelar rökning och kostvanor en särskild roll. Rökning är en av de starkaste förutsägarna för dödligheten från kranskärlssjukdom hos patienter med FHD. Dieten i utveckling

FHCS visades genom att jämföra patienter med kinesiskt ursprung som lever i Kanada med bärare av samma mutationer, men lever i Kina.

Kanadensiska kineser har LDL-kolesterol 70% högre än i Kina. Dessutom hade 6 av de 16 heterozygoter som bodde i Kanada xanthomer och 4 hade CHD. Ingen av de 18 undersökta som bodde i Kina hade en xantom eller ischemisk hjärtsjukdom. Tydligen är sådana skillnader i kliniska manifestationer associerade med olika konsumtioner av omättade fetter. Detta exempel illustrerar livligt den modifierande effekten av externa faktorer, såsom diet, på fenotypen hos heterozygotiska SHKS.

Sjukdomsförloppet beror starkt på vilken typ av mutation som orsakar hyperlipidemi. Den allvarligaste hyperkolesterolemin utvecklas i närvaro av nullmutationer, vilket leder till en fullständig frånvaro av den aktiva receptorn, medan mutationer med bevarande av partiell syntes eller LDL-receptoraktivitet vanligen orsakar mildare sjukdom.

Det finns ett antal biokemiska parametrar som modifierar utvecklingen av kranskärlssjukdom hos patienter med SHHS. Dessa metaboliska faktorer är: HDL-kolesterol, C-reaktivt protein och fibrinogen. Några av dessa faktorer, såsom HDL-kolesterol och lipoprotein Lp (a), har en uttalad genetisk bas. Andra beprövade eller misstänkta genetiska faktorer inkluderar mutationer i lipoproteinlipasgenen - apolipoprotein E-isoformer, primära kolesterolesterproteinvarianter, paraoxonaspolymorfism (lipidperoxidenzympolymorfism), en särskild metylentetrahydrofolatreduktasgenotyp (associerad med en ökad homocysteinnivå). system, såväl som mikrosomalt triglyceridbärande protein, som påverkar utsöndringen av VLDL.

Således är genetiskt mutationer av LDL-receptorn huvudfaktorn som bestämmer utvecklingen av FHC. Bidrag från andra gener är obestridliga, men på grund av det relativt lilla antalet patienter med identifierade LDL-receptormutationer krävs ytterligare studier av modifieringsgener. Helst kommer bestämningen av patientens genotyp av dessa ytterligare gener att göra det möjligt att bestämma graden av risk för kranskärlssjukdom och andra komplikationer hos bärare av en viss mutation i LDL-receptorn eller apoB-100-genen.

Den individuella nivån av kolesterol är föremål för naturliga förändringar, så ingen slutsats kan dras på grundval av en mätning av kolesterol

om tillgången till SGHS. Dessutom är kolesterolhalten beroende av ålder, kön och varierar i olika populationer. Kolesterolhalten i FHCS överstiger ofta den genomsnittliga nivån i befolkningen, därför är det omöjligt att göra en diagnos baserad endast på resultaten av mätning av plasmakolesterol i vissa fall.

För närvarande är detektion av mutationer i LDL-receptorn eller apoB-100-genen ett vanligt kriterium vid diagnos av FHC. En mutation vid 3500: e nukleotiden i apoB-100-genen (familjefel av apoB) är den vanligaste orsaken till FHC hos de flesta populationer. I Europa och de länder där människor från Europa bor (Australien, USA, Kanada och Nya Zeeland), orsakas denna mutation hos 3-5% av patienterna med FHCS. I länder med en komplex genetisk struktur av sjukdomen kan mutationer hittas hos 30-50% av patienterna med en klinisk diagnos av SGHS. Detta beror dels på otillräcklig känslighet för screeningsmetoderna och på den felaktiga diagnosen som fastställts på grundval av kolesterolnivå och kliniska manifestationer. Det finns också möjligheten att det finns ytterligare gener, förutom LDLR och APOB, mutationer i vilka åtföljs av en liknande klinisk bild.

I ett antal populationer förenas DNA-diagnostiken av SGHS signifikant på grund av närvaron av ett begränsat antal mutanta alleler.

I de flesta genetiskt öppna populationer, som Ryssland tillhör, finns emellertid ingen enda mutation i LDL-receptorgenen oftare än hos 1% av patienterna med FHC, och vanligtvis mycket mindre ofta. I detta avseende spelar screeningsmetoder för mutationssökning, såsom bestämning av enkelsträngad DNA-konformationspolymorfi, följt av bekräftelse genom sekvensering, en stor roll i DNA-diagnostiken av FHCS.

4.5.3.4. Cystisk fibros

Cystisk fibros (CF) är en av de vanligaste och samtidigt kraftiga autosomala recessiva sjukdomar hos människor. Bland européer är bärarfrekvensen omkring

1 till 50, och kliniska former förekommer beroende på region med en frekvens av 1 till 2-3 tusen personer.

CF fick sitt namn från typen av mikroskopiska förändringar observerade i bukspottkörteln hos sådana patienter. Sjukdomen påverkar också lungorna, leveren, tunntarmen och det manliga reproduktionssystemet. Nyckelrollen i patogenesen spelas av överdriven sekretion av slem genom epitel av dessa organ, vilket leder till obstruktion av bronkierna eller utsöndringskanalerna i levern och bukspottkörteln. Trots den signifikanta förbättringen av symptomatisk behandling lever patienter med CF vanligen inte längre än 20-30 år. Den främsta orsaken till döden är skador på lungorna som orsakas av blockering av bronkierna, vilket skapar en gynnsam miljö för sekundära infektioner. Kroniska infektioner och en inflammatorisk reaktion leder till fibros av lungvävnaden, som i kombination med en obstruktion i luftvägarna kan orsaka andningssvikt. Hos 65% av patienterna hindrar blockering av bukspottskörtlarna utsöndring av matsmältningsenzymer i tarmarna, vilket leder till matsmältningsstörningar. På liknande sätt, en överträdelse av gallresekretion, observerad hos 5% av patienterna. Förutom dessa manifestationer utvecklar 10% av nyfödda tarmobstruktion, vilket kräver kirurgisk ingrepp. Dessutom har 95% av män med CF infertilitet. Ett karakteristiskt särdrag hos CF, som används allmänt för diagnos, är den ökade salthalten av svett i samband med nedsatt C1-reabsorption

epitel som fodrar kanalerna av svettkörtlar.

KF orsakas av mutationer i proteinet kodat av CFTR-genen (transmissionsregulator för cystisk fibros-transmembran). Denna gen består av 27 exoner och kodar för ett protein med en molekylvikt av 168 kDa, som innehåller två transmembrana domäner, två intracellulära nukleotidbindande domäner och en reglerande domän. Detta protein är en kanal för C1-joner. Denna kanal aktiveras av cAMP-beroende proteinkinas, som fosforylerar den regulatoriska domänen. Exit C1 - från cellen startar en reaktionskedja som leder till stängning av Na + -kanaler och ökar produktionen av slemhinnan.

Den vanligaste orsaken till CF är en deletion av tre nukleotider i 508: e codon, vilket leder till förlust av fenylalanin. Frekvensen för denna mutation hos patienter med CF varierar från 50% i Centraleuropa till nästan 90% i norr. Som en följd av denna mutation störs den normala bearbetningen av proteinet och efter syntese transporteras den inte in i plasmamembranet, men bibehålls i endoplasmatisk retikulum och nedbrytas. Det finns dock ett stort antal

andra mutationer som skadar detta protein; deras antal närmar sig 1000. Dessa mer sällsynta mutationer kan ha en annan effekt på kloridkanalen, till exempel, delvis eller fullständigt reducera proteinsyntesen, störa dess intracellulära transport eller minska kanalens funktionella aktivitet. Några av dessa mutationer orsakar endast en partiell minskning av kanalens syntes eller aktivitet, vilket kan leda till olika funktionella manifestationer. I de fall då mindre än 3% av aktiviteten bevaras, utvecklas svår CF, åtföljd av en lesion i bukspottkörteln. Om du sparar 3-8% av aktiviteten påverkar lungorna och bukspottkörteln är normal. Om aktiviteten hos C1-kanalen är 8-12% observeras milda former, såsom azoospermi hos män. Ett sådant enkelt förhållande är emellertid inte alltid observerat. Att förutse sjukdomsförloppet är endast möjligt om det finns homozygositet för fenylalanin-508-deletionen eller den samtidiga närvaron av denna deletion och G551D-mutationen. I närvaro av dessa mutationer fortskrider sjukdomen i en klassisk svår form med en lesion i bukspottkörteln. I de flesta andra fall är förhållandet mellan typ av mutation och manifestationen av sjukdomen svår att förutsäga. Det finns växande bevis på att CF är en oligogen sjukdom och dess fenotypa manifestationer beror inte bara på mutationens art utan även på uppsättningen modifierande gener närvarande i patienten.

CF kan nästan alltid diagnostiseras vid prenataltrinnet med hjälp av DNA-analys från korionisk villi, antingen genom att direkt bestämma mutationer eller genom att använda länkanalys med polymorfa intraagiska markörer i fall där mutationer hos ett sjukt barn är okända. Frågan om att screena befolkningen för närvaro av CF är för närvarande övervägande. Den ackumulerade informationen om CF: s genetiska struktur tillät oss att välja 30 mutationer från nästan 1000 kända, vilket emellertid förklarar 90% fall av CF i olika regioner i Europa och USA. Tekniskt är DNA-diagnostik av CF-celler ganska välutvecklade, och ett antal kommersiella kit tillverkas för genomförandet.

4.5.3.5. Hypertrofisk kardiomyopati

Hypertrofisk kardiomyopati (HCM) är en av de vanligaste människans sjukdomar med uttalad genetisk predisposition. Det förekommer med en frekvens av 1 på 500, vilket är signifikant högre än frekvensen av en annan familjär form av kardiomyopati - dilaterad (1 av 2500). HCM är ärvt

på autosomal dominant typ och kännetecknas av penetrering upp till 75%. Kliniken manifesterar sig sjukdomen i form av vänster och / eller höger ventrikelhypertrofi och en ökning av förmaksstorleken. Hypertrofi är vanligtvis asymmetrisk och påverkar interventrikulär septum. Histologiskt, hypertrofi och oregelbundna arrangemang av kardiomyocyter, såväl som interstitiell fibros, observeras i hjärtens muskel. Sjukdomen leder till arytmier och plötslig död, såväl som hjärtsvikt.

Orsaken till sjukdomen på molekylär nivå är en dysfunktion av de proteiner som utgör sarkomeren, så hcmp kallas ibland sarkomerer sjukdom. Hypertrofi är ett kompensatoriskt myokardiskt svar på en minskning av kontraktiliteten. För närvarande har 11 gener identifierats, mutationer i vilka leder till hcmp (tabell 4.11).

Mutationer av sarkomerer har en annan effekt på kardiomyocyters kontraktile funktion. Som ett resultat bildar missensmutationer ofta stabila men inaktiva proteiner, som sätts in i sarkomeren och stör dess funktion, d.v.s. har en dominerande negativ effekt. I motsats härtill, mutationer

Tabell 4.11. Mutationer som leder till hypertrofisk kardiomyopati

med ett skift i ramen resulterar de i bildandet av inaktiva förkortade proteiner, vilka är föremål för accelererad nedbrytning. I båda fallen minskar kontraktilaktiviteten och en kompensatorisk hypertrofisk reaktion utvecklas.

Typen av mutation kan påverka svårighetsgraden av sjukdomen. Till exempel är en hög risk för plötslig hjärtdöd associerad med mutationer i MYH7-genen Arg_4oz-Gln, Arg_45z-Cis och arg_72z-Gly. I motsats härtill är Gly-mutationen_25b-Glu, Val₆₀₆-Met och Lei₉₀₈- Axel är inte associerad med ökad risk för arytmier. Mutationer i MYBPC3-genen är vanligtvis förknippade med mild hypertrofi hos unga patienter, sjukdoms sena början och en relativt gynnsam prognos. Således bekräftar kunskapen om typen av mutation inte bara diagnosen hcmp, men hjälper i vissa fall till att bestämma prognosen.

På grund av betydande genetisk heterogenitet uppvisar molekylär diagnos av hcmp en viss komplexitet. På grund av mångfalden av mutationer används screeningsmetoder som analys av polymorfism av enkelsträngad DNA-konformation, elektrofores i en denaturerande gradient och även denaturerande HPLC huvudsakligen för att söka efter denna sjukdom. Sökningen efter mutationer utförs huvudsakligen i β-myosin tungkedjegenen såväl som i generna av hjärt-troponin T och hjärtmyosinbindande protein C.

Biokemisk diagnos av leversjukdomar. Kortfattad information om leverns struktur.

Biokemisk diagnos av sjukdomar

Dekodning av biokemisk analys av blod

Vad visar ett biokemiskt blodprov?

Vilka är indikationerna för biokemisk analys av blod?

Hur man tar ett blodprov för biokemi?

Norm av biokemisk analys av blod (tabell)

Hur man avkänner den biokemiska analysen?

Totalt protein

bilirubin

enzymer

Urinsyra

Hur mycket är ett biokemiskt blodprov?

Biokemi och patiokemi i levern. Biokemisk diagnos av leversjukdom

Biokemisk diagnos av sjukdomar

KAPITEL 4 BIOCHEMICAL DIAGNOSTICS OF PATHOLOGICAL PROCESSES AND HEREDITARY DISEASES

Läs Om Rengöring Av Levern

Populära Kategorier

Cysta Av Levern

Levercancer