В бронхиальном эпителии очагов плоскоклеточной метаплазии (ПМ) основной группы наблюдается высокая экспрессия MMPs и их ингибитора TIMP-1, что отчасти может быть связано с активирующим воздействием на эпителий цитокинов, выделяемых CD68+ макрофагами и клетками гранулем. В контрольной группе эпителий очагов ПМ не экспрессирует металлопротеиназ. Как было показано в экспериментальных исследованиях, секреция MMPs бронхиальным эпителием при туберкулезе индуцируется цитокинами, выделяющимися активированными макрофагами, которые также способны снижать секрецию эпителием ингибиторов металлопротеиназ [Price N.M., 2003]. MMP-2, ММР-9 и ММР-1 экспрессируются при ФКТ в эпителиальных клетках, что крайне опасно, поскольку может приводить к злокачественной трансформации и началу инвазивного роста. Инвазивному росту также может способствовать усиление ангиогенеза в подлежащих тканях, судя по повышенной экспрессии VEGF и CD34.

Ангиогенез и фиброзирование в очагах ФКТ оценивались нами по относительной плотности новообразованных сосудов, эндотелий которых экспрессирует CD34, содержанию VEGF и TGF-в в клетках очагов. VEGF выявляется в цитоплазме клеток. Установлена экспрессия фактора роста как эндотелием сосудов, так и стромальными клетками вблизи гранулем (см. рис. 8д). При этом в контрольной группе основными источниками VEGF являются клетки гранулем, макрофаги инфильтрата, а в основной группе - эпителиоидные и гигантские клетки гранулем и макрофаги инфильтрата, а также эндотелий сосудов. Высокий уровень экспрессии VEGF в ФКТ коррелировал с высокой плотностью новообразованных сосудов (р? 0,01).

При CD34 плотность сосудов значительно варьировала в зависимости от выраженности воспалительной реакции. Однако, в целом, обнаружено относительное увеличение плотности сосудов в очагах вблизи гранулем. В образцах ткани контрольной группы больных, проживавших на территориях с неизмененным радиационным фоном, плотность сосудов была ниже по сравнению с основной группой (р? 0,001).

Таким образом, ангиогенез в ФКТ в целом повышается. Усиление ангиогенеза наиболее выражено вблизи гранулем с нейроэндокринной и базальной дифференцировкой эпителиальных клеток, продуцирующих VEGF. легочный радиация туберкулез рак

TGF-b в основной группе выявляется как в клетках бронхиального эпителия вблизи гранулем, так и эпителиоидными и гигантскими клетками гранулем и макрофагами инфильтрата (см. рис. 8е). В контрольной группе TGF-в выявляется лишь эпителиоидными и гигантскими клетками гранулем и макрофагами инфильтрата (р? 0,001).

В основной группе имеются молекулярные предпосылки для ангиогенеза, фиброзных изменений (активации TIMP-1, TGF-в, VEGF), что совпадает с данными других авторов [Shimouchi A, 2003, Hrabec E, 2002, Rivera-Marrero CA, 2000].

Резюмируя выше изложенное, можно отметить следующие особенности ФКТ у лиц, длительное время проживавших на радиоактивно-загрязненных территориях Семипалатинской области: большая выраженность деструктивных и фибротических изменений; снижение частоты выявляемости гранулематозного воспаления и наличие слабой местной лимфоидной инфильтрации, что косвенно может свидетельствовать о низком уровне развития клеточного иммунитета на фоне воздействия ионизирующего излучения; выраженность деструктивных процессов и фиброзирования при ФКТ зависит от активности MMPs, их ингибиторов, факторов ангиогенеза, множества факторов роста и других цитокинов, содержание которых значительно выше у больных ФКТ, проживавших в условиях повышенной радиации; клетки гранулем и СD68+ макрофаги воспалительного инфильтрата являются основным тканевым источником ММР-1, -2, -9 и TIMP-1 в очагах ФКТ.

4. Морфологические и молекулярно-биологические особенности предраковых процессов легких населения Семипалатинского региона Казахстана с повышенным уровнем радиации.

На I этапе исследования изучали морфологию и иммуногистохимическую характеристику предрака легкого. Мы исследовали очаги АБГ, ДIII бронхиального эпителия, ААГ без/на фоне фиброза и ГНК, раздельно в клетках эпителия, стромы, сосудах и клетках воспалительного инфильтрата. Кроме того, в качестве контроля исследовались бронхи без патологических изменений в участках сохранного легкого.

Дисплазия Ш бронхиального эпителия выявлена у 26 (12 - основной группы, 14 - контрольной группы) больных в бронхах разного калибра в виде очагов, состоящих из атипичных клеток плоского эпителия, обнаруживаемых во всех его слоях. Подлежащая базальная мембрана утолщена, гиалинизирована. В подлежащих тканях отдельные сосуды капиллярного типа и лимфоплазмацитарные и макрофагальные инфильтраты.

Атипическая базальноклеточная гиперплазия обнаружена у 43 (12 и 31) пациентов в бронхах разного калибра в виде очагов гиперплазии и атипии базальных клеток. Базальная мембрана в фокусах АБГ утолщена, гиалинизирована, в подлежащих тканях имеется инфильтрация лимфоидно-плазматическими клетками и макрофагами, а также сосуды капиллярного типа с гиалинизированными стенками.

Гиперплазия нейроэндокринных клеток обнаружена у 4 больных основной группы и 2 пациентов контрольной группы. Обращает на себя внимание утолщение базальной мембраны в фокусах ГНК, множество сосудов капиллярного типа с гиалинизированными стенками и лимфоплазмацитарная и макрофагальная инфильтрация в подлежащих тканях.

Атипическая аденоматозная гиперплазия найдена у 38 (13 и 25) пациентов, как правило, локализуется в субплевральных отделах легкого или в легочной паренхиме и не связана с бронхами. ААГ представлена аденоматозными альвеолярными, тубулярными и сосочковыми структурами, выстланными полиморфными эпителиальными клетками, наслаивающимися друг на друга. В большинстве случаев строма в этих участках расширена, представлена фиброзной гиалинизированной тканью, содержащей единичные сосудистые структуры, большое количество пылевых частиц, и небольшие скопления лимфоцитов, плазматических клеток и макрофагов. При окраске по Ван Гизону обнаруживаются грубые коллагеновые волокна красного цвета.

Ki-67-положительные клетки в основном локализуются в базальной и парабазальной областях, а при выраженной пролиферации и атипии базальных клеток - на всех уровнях эпителиального пласта. Уровень экспрессии Ki-67 в эпителиальных клетках основной и контрольной групп при ДIII составляет в среднем 9%, при АБГ 4,1% (р?0,05), при ААГ 6,4% (р?0,01), при ГНК в нейроэндокринных клетках в среднем достигает 3,9% (Рис. 9а).

Хромогранин. В контрольной группе больных хромогранин выявлялся в отдельных случаях ДIII, ААГ и АБГ в единичных клетках эпителиального пласта. В группе пациентов из Семипалатинского региона хромогранин был значительно выше и составлял в среднем 30% при ДIII и ААГ (р?0,001), 35% при АБГ (р?0,001) (Рис. 9б).

При окраске гематоксилином и эозином ГНК первоначально была диагностирована нами как АБГ, а в одном случае - как плоскоклеточная метаплазия бронхиального эпителия. Диагноз ГНК ставился нами после выявления нейроэндокринных клеток при реакции на хромогранин А.

На II этапе исследовались матриксные металлопротеиназы (ММРs) и их ингибиторы. ММР-1 при иммуногистохимическом исследовании выявляется в цитоплазме клеток. В очагах предраковых изменений в легком обнаружено отличие в экспрессии данного фермента как по уровню, так и по локализации в двух исследуемых группах. В тканях больных I группы отмечалось повышение уровня экспрессии ММР-1 в эпителии предраковых очагов, а также в эндотелии сосудов и фибробластических элементах стромы. При этом, наиболее высокий уровень экспрессии ММР-1 в эпителиальных клетках отмечается при АБГ и ДIII (р?0,001) (Рис. 9в).

ММР-2 и ММР-9 при иммуногистохимическом исследовании выявляется также в цитоплазме клеток. В тканях больных основной группы отмечалось повышение уровня экспрессии ММР-2 и ММР-9. Продукт реакции обнаружен также и в эпителии предраковых очагов, и в фибробластических элементах стромы. При этом, наиболее высокий уровень экспрессии ММР-2 в ДIII, а ММР-9 отмечается при АБГ (р?0,001) (Рис. 9г,д). TIMP-1 при иммуногистохимическом исследовании выявляется также в цитоплазме клеток. В тканях больных I группы отмечалось повышение уровня экспрессии TIMP-1 в эпителии предраковых очагов, эндотелии сосудов и в фибробластических элементах стромы. Наиболее высокий уровень экспрессии TIMP-1 отмечается при ДIII (р?0,01) (Рис. 9е).

В образцах ткани контрольной группы больных, проживавших на территориях с неизмененным радиационным фоном, выявлена низкая экспрессия протеазы ММР-1, как правило, клетками воспалительного инфильтрата стромы, прежде всего макрофагами - СД68+ клетками.

В образцах ткани II группы больных выявлена низкая экспрессия ММР-2 и -9. В эпителиальных клетках продукт реакции не обнаруживался. Небольшие количества ММР-2 и -9 определялись в эндотелии сосудов и в клетках воспалительного инфильтрата стромы.

Рис. 9. MMP-1,-2,-9, TIMP-1, VEGF, CD34, хромогранин А и Ki-67 при предраке легкого. Условные обозначения смотри по тексту.

Экспрессия TIMP-1 в образцах ткани контрольной группы больных обнаружена в основном в клетках воспалительного инфильтрата, прежде всего макрофагами - СД68+ клетками в сочетании с низкой экспрессией клетками эпителия и эндотелия сосудов.

В дополнение к имеющимся литературным данным об участии ММРs и TIMP в процессах инвазии и метастазирования рака легкого (РЛ), в первую очередь мелкоклеточного РЛ [Zhou Y., 2005, Coussens L.M., 2002, Gonzales-Avila G., 1998], нами установлено усиление экспрессии данных молекул и в предраковых очагах, что может свидетельствовать о подготовке клеток таких очагов к инвазивному росту. Кроме того, повышение активности ММРs приводит к активации факторов роста (эпидермоидного фактора роста, фактора роста фибробластов, фактора роста эндотелия сосудов и др.), которые в свою очередь, могут способствовать пролиферации эпителия и неоангиогенезу. Полученные нами данные могут быть использованы для разработки методов таргетной терапии предраковых процессов в легких, направленных на подавление процессов пролиферации и ангиогенеза путем ингибирования ММРs и активации TIMP. Можно предположить, что данный подход к лечению заболеваний на стадии предраковых изменений в легких будет более эффективен по сравнению с терапией РЛ [Zhou Y., 2005].

Выявлены различия в содержании металлопротеиназ и их ингибитора в идентичных очагах контрольной и основной групп, которые характеризуются появлением экспрессии ММР-1, -2 и -9 и относительным увеличением экспрессии TIMP-1 в эпителиальных клетках основной группы. Злокачественный потенциал предраковых процессов легкого в плане инвазивного роста значительно выше в I группе, что вероятно и определяет худший прогноз радиационного рака [Yamamoto T., 1986]. Онкогенный эффект при воздействии малых доз радиации изучен давно и не вызывает сомнений [Бабешко В.Г., 1991, Латарне Р., 1990, Hill C, 1990, Hoel D.G., 1990, Shimuzu G., 1991].

Высокие показатели экспрессии ММРs в основной группе могут быть связаны с нейроэндокринной дифференцировкой клеток предраковых очагов [Gonzales-Avila G., 1998].

CD68. Процентное содержание CD68 положительных клеток среди клеток инфильтрата при ДIII составляет 9 и 10% в исследованных группах пациентов (р?0,05). Отмечается относительный рост процентного содержания CD68 положительных клеток до 31% и до 17% среди клеток инфильтрата в основной группе пациентов с АБГ (р?0,001) и ГНК (р?0,001) по сравнению с контрольной группой, где он составил по 3%. При ААГ процентное содержание CD68 положительных клеток среди клеток инфильтрата составляет 8 и 15% в I и во II группах пациентов (р?0,001).

На III этапе изучался ангиогенез. Ангиогенез в легочном интерстиции, прилежащем к предраковым очагам, оценивался нами по относительной плотности новообразованных сосудов, эндотелий которых экспрессирует CD34 и экспрессии VEGF.

VEGF выявляется в цитоплазме клеток предраковых очагов. Установлена экспрессия фактора роста как эпителиальными, так и стромальными клетками очагов. При этом в контрольной группе основными источниками VEGF являются клетки воспалительного инфильтрата, а в основной группе - клетки эпителия и воспалительного инфильтрата. Высокий уровень экспрессии VEGF в АБГ и ГНК коррелировал с высокой плотностью новообразованных сосудов (р?0,001) (Рис. 9ж).

При CD34 плотность сосудов значительно варьировала в зависимости от выраженности воспалительной реакции. Однако, в целом, обнаружено относительное увеличение плотности сосудов в очагах предрака по сравнению с нормой. Плотность сосудов уменьшалась в очагах от АБГ, ГНК, ДIII до ААГ. В образцах ткани контрольной группы больных, проживавших на территориях с неизмененным радиационным фоном, плотность сосудов была ниже в АБГ (р?0,01) и ГНК (р?0,001) по сравнению с основной группой (Рис. 9з).

Таким образом, ангиогенез в предраковых очагах в целом повышается по сравнению с нормой. Усиление ангиогенеза наиболее выражено в предраковых очагах с нейроэндокринной и базальной дифференцировкой эпителиальных клеток, продуцирующих VEGF, что сопоставимо с данными литературы [Gonzales-Avila G., 1998, Kawano N., 1997].

В результате проведенного исследования установлена высокая частота экспрессии хромогранина в эпителиальных клетках, что совпадает с данными, опубликованными ранее [Коган Е.А., Парамонова Н.Б., 2003]. Предрак легкого, возникший в условиях повышенной радиации, отличается высоким потенциалом к инвазивному росту, судя по повышению уровня экспрессии ММР-1, -2 и -9 в эпителиальных клетках, а также усиления ангиогенеза в подлежащих тканях при АБГ, ГНК. Полученные данные совпадают с данными литературы о высоком риске развития РЛ при высокой активности и наличии генетического полиморфизма ММР-2 и ММР-9 [Zhou Y., 2005]. При этом компенсаторно происходит активация механизмов антибластомной защиты путем усиления выработки TIMP-1 и высокого процентного содержания CD68+ макрофагов среди клеток инфильтрата, сдерживающих прорастание эпителия через базальную мембрану. Относительно высокий уровень металлопротеиназ в радиационном предраке может быть косвенным подтверждением возникновения предрака в условиях радиационного фиброза и свидетельством его высокого злокачественного потенциала.

Особенностью предрака легкого семипалатинского региона является также большой процент молодых пациентов. Возраст больных колебался с 18 до 69 лет, в то время как в контрольной группе возраст больных составлял 47-81год.

MMP-2, ММР-9 и ММР-1 экспрессируются в предраке легкого в эпителиальных клетках, что крайне опасно, поскольку может приводить к началу инвазивного роста. Инвазивному росту также может способствовать усиление ангиогенеза в подлежащих тканях, судя по повышенной экспрессии VEGF и CD34 при АБГ и ГНК.

MMP-2, ММР-9 и ММР-1 экспрессируются в предраке легкого в эпителиальных клетках, что крайне опасно, поскольку может приводить к началу инвазивного роста. Инвазивному росту также может способствовать усиление ангиогенеза в подлежащих тканях, судя по повышенной экспрессии VEGF и CD34 при АБГ и ГНК.

Таким образом, предрак легкого, возникший в условиях повышенной радиации, отличается рядом молекулярных особенностей: наличием высокого потенциала к инвазивному росту за счет дисбаланса между экспрессией металлопротеиназ и их ингибиторов, а также активацией механизмов антибластомной защиты; усиленным ангиогенезом в строме подлежащих тканей, что также создает благоприятные условия для инвазивного роста трансформированного эпителия; повышением уровня пролиферации эпителия за счет возможной активации факторов роста под действием ММРs и их усиленной продукции.

Относительно высокий уровень металлопротеиназ в предраке основной группы может быть косвенным подтверждением возникновения предрака в условиях радиационного фиброза и свидетельством его высокого злокачественного потенциала.

5. Морфологические и молекулярно-биологические особенности рака легкого населения Семипалатинского региона Казахстана с повышенным уровнем радиации.

В результате проведенного исследования установлено, что ММР-1 и ММР-9 при иммуногистохимическом исследовании выявляются в цитоплазме опухолевых клеток, а также фибробластических элементов, эндотелия сосудов и макрофагов воспалительного инфильтрата стромы. Уровни экспрессии ферментов в раковых клетках, как правило, были сопоставимы с таковыми в макрофагах (Рис.10а-г). При этом, наиболее высокие уровни экспрессии ММР-1 и ММР-9 в раковых клетках отмечаются при аденокарциноме (АК) и мелкоклеточном РЛ (МРЛ) обеих групп. Обнаружены отличия в экспрессии данных ферментов, как по уровню, так и по локализации в двух исследуемых группах.

В опухолевых клетках больных I группы отмечались наибольшие уровни экспрессии ММР-1 и ММР-9 по сравнению с контрольной группой (р? 0,001). При этом раковые клетки больных I группы содержали большее количество ферментов по сравнению со стромальными элементами, в то время как в контрольной группе уровни экспрессии ММР-1 и ММР-9 в паренхиматозных и стромальных элементах были примерно на одном уровне (см. рис. 10а-г).

ММР-2 при иммуногистохимическом исследовании выявляется также в цитоплазме клеток стромы, эндотелия сосудов, макрофагов и лишь в небольших количествах, опухолевых клеток, в основном АК и плоскоклеточного РЛ (ПРЛ). Наибольший уровень экспрессии фермента обнаруживался в эндотелии сосудов обеих групп (Рис. 10д,е). Выявлено усиление экспрессии данного фермента в эндотелии сосудов ПРЛ с нейроэндокринной дифференцировкой (НЭД) в основной группе по сравнению с контрольной (р? 0,001) (см. рис. 10д,е).

TIMP-1 при иммуногистохимическом исследовании выявляется в небольшом количестве в цитоплазме опухолевых клеток, а также фибробластических элементов, эндотелия сосудов и макрофагов воспалительного инфильтрата стромы. В тканях больных I группы отмечалась тенденция к повышению уровня экспрессии TIMP-1 в паренхиме опухоли по сравнению с контрольной группой, оставаясь при этом на низком уровне (р? 0,001) (Рис. 10ж,з).

Процентное содержание CD68 положительных клеток среди клеток инфильтрата составляет от 31 до 53% в основной группе, и от 30 до 52% в контрольной (Рис. 11а). При этом макрофагальная инфильтрация стромы наиболее выражена в АК по сравнению с другими гистологическими типами РЛ и сопоставима в обеих группах.

Рис. 10. Гистограммы MMP-1,-2,-9 и их ингибитор TIMP-1 в клетках различных гистологических типов РЛ.

Рис. 11. Гистограммы CD68, VEGF, CD34 и хромогранин А в клетках различных гистологических типов рака легкого.

В МРЛ больных I группы отмечается выраженное снижение процентного содержания CD68 положительных клеток в строме опухоли до 31% среди клеток инфильтрата по сравнению с контролем (42%). Ангиогенез в строме опухоли оценивался нами по относительной плотности новообразованных сосудов, эндотелий которых экспрессирует CD34 и VEGF.

VEGF выявляется в цитоплазме клеток паренхимы и стромы опухоли. При этом в основной группе отмечено усиление экспрессии VEGF опухолевыми клетками МРЛ и ПРЛ с НЭД (р? 0,05). В АК уровень экспрессии VEGF был одинаков в обеих группах (Рис. 11б,в). Уровень экспрессии фактора роста коррелировал с высокой плотностью новообразованных сосудов, судя по CD34 (Рис. 11г). В целом, обнаружено относительное увеличение плотности сосудов в РЛ больных основной группы по сравнению с контрольной (р? 0,01).

Таким образом, ангиогенез в опухолях основной группы повышается по сравнению с контрольной, что совпадает с данными по усилению экспрессии ММР-2. Усиление ангиогенеза наиболее выражено в РЛ с НЭД.

Хромогранин-А выявлялся в цитоплазме и ядрах опухолевых клеток МРЛ, а в опытной группе и во всех случаях НМРЛ, что позволяет их считать НМРЛ с НЭД. При этом процент хромогранин+ клеток в ПРЛ с НЭД в среднем составил 30%, а в АК с НЭД - 70%. В контрольной группе хромогранин+ клетки среди НМРЛ выявлялись только в ПРЛ и составляли в среднем 2,5% (Рис. 11д).

В результате проведенного исследования установлено, что подавляющее большинство больных из семипалатинского региона имели мелкоклеточный РЛ. В случаях немелкоклеточного РЛ (НМРЛ) в опухолевых клетках также выявлялась нейроэндокринная дифференцировка, что было показано нами ранее при выявлении хромогранина. По данным других авторов известно, что РЛ, связанный с радиационным воздействием, обладает некоторыми особенностями. Так, L. Kreyberg [1967] первым отметил, что наиболее часто такой рак имеет нейроэндокринную дифференцировку, однако в последнее время описывают учащение среди радиационных карцином легкого опухолей с железистой дифференцировкой. По данным литературы, считается, что у работников урановых рудников и радиохимических производств чаще возникают нейроэндокринные центральные карциномы легких [Чучалин А.Г., 1998, Коган Е.А., 1999, Кутьков В. А., 1993]. При изучении РЛ у шахтеров урановых рудников установлено, что особую опасность по химическому составу представляют пыли, содержащие радионуклиды в малых дозах [Али-Риза А., 1999; Archer V. E., 1964, Abid S., 2001, Шпагина Л.А., 2003].

Особенностью РЛ семипалатинского региона является также большой процент молодых пациентов. Возраст больных колебался с 13 до 69 лет, в то время как в контрольной группе возраст больных составлял 47-81год.

Полученные данные отражают общую тенденцию, обнаруженную за десятилетия функционирования ядерного испытательного полигона в Семипалатинском регионе Республики Казахстан [Балмуханов С.Б., 1998, Бозтаев К.Б., 1992]. Особенно тревожными является неуклонный рост общей онкозаболеваемости у жителей города Семипалатинска и высокая заболеваемость у детей, рожденных от облученных родителей и молодых людей [Капитульский В.Б., 1995, Жангелова М.Б., 1994].

Сопоставление экспрессии ММРs и других изученных нами факторов в различных гистологических типах РЛ сравниваемых группах было бы не корректным, так как в основной группе во всех изученных опухолях обнаруживалась НЭД. В то же время выявлены некоторые особенности в экспрессии ММРs и VEGF в некоторых гистологических типах РЛ обеих групп: ММР-2 практически не экспрессировалась в опухолевых клетках МРЛ, ММР-9 была выше в НМРЛ по сравнению с МРЛ, а VEGF был самым низким в АК (см. рис. 10в-е, 11б, в).

Рак легкого, возникший в условиях повышенной радиации, отличается высоким потенциалом к инвазивному росту, судя по повышению уровня экспрессии ММР-1, -2 и -9 в эпителиальных клетках, а также усиления ангиогенеза в строме. При этом компенсаторно происходит активация механизмов антибластомной защиты путем усиления выработки TIMP-1, что может сочетаться с местной иммунодепрессией, индуцированной радиационным воздействием по данным литературы [Игембаева К. С., 2002]. Относительно высокий уровень металлопротеиназ в радиационном РЛ может быть косвенным подтверждением возникновения рака в условиях радиационного фиброза.

Таким образом, установлено, что злокачественный потенциал РЛ в плане инвазивного роста значительно выше у пациентов I группы, что вероятно и определяет худший прогноз течения их заболевания. Данное предположение основывается на обнаруженном нами усилении экспрессии ММР-1, -2 и -9 в раковых клетках основной группы по сравнению с контрольной.

Ангиогенез в строме семипалатинского рака легкого, как правило, был более выраженным, судя по экспрессии VEGF и плотности новообразованных сосудов по сравнению с контрольной группой. РЛ, возникший в условиях повышенной радиации отличается более высоким уровнем ангиогенеза в строме, а также инвазивными свойствами опухолевой ткани, что обеспечивается более высоким уровнем экспрессии металлопротеиназ и факторов роста. MMP-2 экспрессируется в РЛ в основном в очагах ангиогенеза стромы на значительно более высоком уровне в РЛ I группы по сравнению с контролем. Относительно высокий уровень металлопротеиназ в радиационном раке может быть косвенным подтверждением роста опухоли в условиях радиационного фиброза и ее высокого злокачественного потенциала.

Таким образом, пневмосклероз и злокачественные опухоли являются наиболее тяжелыми последствиями не только внешнего облучения, но и ингаляционного поступления радионуклидов в дыхательные пути. В эксперименте доказано, что чаще всего подобные изменения вызывают изотопы урана, радона, полония, плутония, америция, церия, технеция, бария, фосфора, рутения, причем бластомогенный эффект более выражен именно при ингаляции радионуклидов, а не «горячих» частиц, поскольку последние за счет высоких доз вызывают массовую гибель окружающих клеток и тем самым препятствуют накоплению клеток с мутациями и признаками злокачественной трансформации [Иванов А.Е., 1981]. Кроме того, инкорпорированные радионуклиды, оставаясь источниками внутреннего облучения ликвидаторов в течение многих лет, могут служить причиной образования мелкоочагового фиброза легочной ткани и последующего развития злокачественных опухолей органов дыхания.

ММРs и TIMP оказывают воздействие на процессы инвазии, метастазирования РЛ и ангиогенеза. При этом ММР-2 наиболее активно экспрессируется в очагах новообразования сосудов в опухолях. РЛ, возникший в условиях повышенной радиации, отличается высоким потенциалом к инвазивному росту за счет дисбаланса между экспрессией металлопротеиназ и их ингибитора, а также инактивацией механизмов антибластомной защиты. Ангиогенез в строме подлежащих тканей также создает благоприятные условия для инвазивного роста эпителия. Перечисленные факторы могут обуславливать плохой прогноз РЛ у лиц, проживавших на радиоактивно-загрязненных территориях.

Таким образом, рак легкого, возникший в условиях повышенной радиации, отличается рядом молекулярных особенностей, которые заключаются в следующем: развитие рака легкого в более молодом возрасте; наличие высокого потенциала к инвазивному росту за счет дисбаланса между экспрессией металлопротеиназ и их ингибиторов, а также активацией механизмов антибластомной защиты; усиленный ангиогенез в строме подлежащих тканей, что также создает благоприятные условия для инвазивного роста раковых клеток; относительно высокий уровень экспрессии металлопротеиназ в РЛ, возникшем в условиях повышенной радиации, что может быть косвенным подтверждением роста опухоли в условиях радиационного фиброза и ее высокого злокачественного потенциала; характерное развитие нейроэндокринной дифференцировки в раковых клетках.

В результате проведенного исследования можно предложить гипотезу о роли металлопротеиназ в развитии фиброза, предрака и рака легкого при хроническом радиационном воздействии (Рис. 12, 13).

Рис. 13. Патогенез радиационного предрака и рака легкого.

Радиационное повреждение вызывает ремоделирование экстрацеллюлярного матрикса, что приводит к фиброзу через снижение активности металлопротеиназ и усиление активности их ингибиторов. В условиях фиброза и гипоксии, а также стимуляции продуктами деградации экстрацеллюлярного матрикса дисрегенераторные процессы могут превращаться в предраковые, для которых характерно усиление активности металлопротеиназ, но еще в большей степени их ингибиторов, а также дисбаланса в процессах ангиогенеза, что еще больше способствует фиброзу, гипоксии и злокачественной трансформации эпителия.

ВЫВОДЫ

1. Показатели заболеваемости хронической обструктивной болезнью легких, бронхоэктатической болезнью, фиброзирующим альвеолитом в Семипалатинском регионе значительно превышают среднестатистические данные по России.

2. Выявлена тенденция к снижению показателей заболеваемости и смертности хроническими диффузными заболеваниями легких в Семипалатинском регионе после прекращения ядерных испытаний, начиная с 1992г., что может подтверждать значение радиации как этиопатогенетического фактора в развитии легочной патологии.

3. При хронических диффузных заболеваниях легких помимо известных морфологических особенностей следует отметить: выраженный склероз стенок бронхов и интерстиция, сосудистая патология с развитием гемосидероза, накопление пыли как косвенный показатель отложения радионуклидов, гиперплазия нейроэндокринных клеток, дисплазии бронхиального, бронхиолярного и альвеолярного эпителия.

4. Хроническая обструктивная болезнь легких, бронхоэктатическая болезнь, фиброзирующий альвеолит у лиц, проживавших на радиоактивно-загрязненных территориях Семипалатинской области Казахстана отличались от контрольной группы более высокой экспрессией MMP1, 2, 9, TIMP-1, TGFв, VEGF, основными источниками которых являются макрофаги, палочкоядерные лейкоциты, эндотелий сосудов, фибробласты и эпителий дисрегенераторных очагов.

5. Дисрегенераторные изменения эпителия чаще встречались при хронической обструктивной болезни легких, бронхоэктатической болезни, фиброзирующем альвеолите у лиц, проживавших на радиоактивно-загрязненных территориях Семипалатинской области Казахстана, и характеризовались более высокой экспрессией эпителием MMP1, 2, 9, TIMP-1, TGFв, VEGF, а также хромогранина.

6. Морфологическими особенностями фиброзно-кавернозного туберкулеза у лиц, длительное время проживавших на радиоактивно-загрязненных территориях Семипалатинской области являются: большая выраженность деструктивных и фибротических изменений, снижение частоты выявляемости гранулематозного воспаления и наличие слабой местной лимфоидной инфильтрации.

7. Выраженность деструктивных процессов и фиброзирования при фиброзно-кавернозном туберкулезе основной группы зависит от активности MMPs, их ингибиторов, факторов ангиогенеза, ростовых факторов. Клетки гранулем и СD68+ макрофаги воспалительного инфильтрата являются главным тканевым источником ММР-1, -2, -9 и TIMP-1 в очагах фиброзно-кавернозного туберкулеза.

8. Предрак легкого, возникший в условиях повышенной радиации, отличается высоким потенциалом к инвазивному росту за счет дисбаланса между экспрессией металлопротеиназ и их ингибиторов, повышением уровня пролиферации эпителия, усиленным ангиогенезом в строме подлежащих тканей, что также создает благоприятные условия для инвазивного роста трансформированного эпителия.

9. Рак легкого, возникший в условиях повышенной радиации, характеризуется развитием в более молодом возрасте; высокой экспрессией раковыми клетками потенциала к инвазивному росту за счет дисбаланса между экспрессией ММР-1, -2, -9 и TIMP-1, TGFв, VEGF, а также хромогранина, что обеспечивает его высокий злокачественный потенциал.

10. Рак легкого, возникший в условиях повышенной радиации характеризуется усиленным ангиогенезом в строме, что также создает благоприятные условия для инвазивного роста раковых клеток.

11. Гиперплазия нейроэндокринных клеток в очагах дисрегенераторных и предраковых изменений эпителия, а также нейроэндокринная дифференцировка опухолевых клеток при раке легкого являются характерной чертой легочной патологии, возникшей у лиц Семипалатинского региона, длительное время проживавших в условиях повышенной радиации.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Коган Е.А., Сагиндикова Г.Е., Секамова С.М., Жак Г. Морфологические, цитогенетические и молекулярно-биологические особенности рака легкого, развившегося у лиц, длительное время проживавших на радиоактивно загрязненных территориях Семипалатинской области Казахстана. // Архив патологии, 2002, №5. с.13-18.

2. Сагиндикова Г.Е., Коган Е.А. Патология легких, возникшая в условиях повышенной радиации семипалатинского региона. // Пульмонология. 2003. Доп. Выпуск. 13 национальный конгресс по болезням органов дыхания. Санкт-Петербург. c.363.

3. Сагиндикова Г. Е. IGF система и биомолекулярные маркеры рака легкого. // Монография. Актюбинск, 2004. ISBN 9965-706-34-4. 101 стр.

4. Сагиндикова Г. Е. Рак легкого и радиация. // Монография. Актюбинск, 2004. ISBN 9965-706-35-2. 132 стр.

5. Самсонова М.В., Сагиндикова Г. Е., Черняев А.Л., Коган Е. А. Рак легкого, развившийся у лиц, работавших на радиационных производствах и проживавших на загрязненных территориях России: гистологические и молекулярно-генетические особенности. // Пульмонология, 2004, №6. с. 30-34.

6. Сагиндикова Г.Е., Коган Е.А., Жак Г. Особенности рака легкого, развившегося у лиц, длительное время проживавших на радиоактивно-загрязненных территориях Семипалатинской области Казахстана. // Медицина, международный профессиональный журнал. Казахстан. 2004. №4. с. 25-30.

7. Сагиндикова Г.Е., Коган Е.А., Сатбаева Э.Б. Ангиогенез и инвазивный рост рака легкого, развившегося у лиц, длительно проживавших на радиоактивно-загрязненных территориях Семипалатинской области Казахстана. // Пульмонология. 2006. Доп. Выпуск. Сборник трудов конгресса. XVI национальный конгресс по болезням органов дыхания. II конгресс евроазиатского респираторного общества. Санкт-Петербург. c.242.

8. Сагиндикова Г.Е, Коган Е.А., Сатбаева Э.Б., Парамонова Н.Б. Предрак легких, развившийся у лиц, длительно проживавших на радиоактивно-загрязненных территориях Семипалатинской области Казахстана. // Пульмонология. 2006. Доп. Выпуск. Сборник трудов конгресса. XVI национальный конгресс по болезням органов дыхания. II конгресс евроазиатского респираторного общества. Санкт-Петербург. c. 241.

9. Сагиндикова Г.Е., Коган Е.А. Заболеваемость и смертность от хронических забролеваний легких у населения Семипалатинского региона и их морфологические проявления. // Пульмонология. 2006. Доп. Выпуск. Сборник трудов конгресса. XVI национальный конгресс по болезням органов дыхания. II конгресс евроазиатского респираторного общества. Санкт-Петербург. c.241.

10. Сагиндикова Г.Е, Коган Е.А., Сатбаева Э.Б., Парамонова Н.Б. Матриксные металлопротеиназы, процессы ремоделирования экстрацеллюлярного матрикса и ангиогенеза при различных морфологических вариантах предрака легкого. // Astana Medical Journal. 2006. N4 (36). c. 125-129.

11. Сагиндикова Г.Е, Коган Е.А., Флигель Д.М., Телеуов М.К. Морфологические и иммуногистохимические особенности фиброзно-кавернозного туберкулеза легких у лиц, длительное время проживавших на радиоактивно загрязненных территориях Семипалатинской области Казахстана. // Astana Medical Journal. 2007. N1 (37), c.85-90.

12. Сагиндикова Г.Е., Коган Е.А., Шаханов Т.Е.. Заболеваемость и смертность от хронических заболеваний легких у населения Семипалатинского региона и их морфологические проявления. // Медицина Казахстана. 2007. №3, с. 32-35.

13. Сагиндикова Г.Е, Коган Е.А., Флигель Д.М., Телеуов М.К. Роль матриксных металлопротеиназ в патогенезе и морфогенезе фиброзно-кавернозного туберкулеза легких у лиц, длительное время проживавших на радиоактивно загрязненных территориях Семипалатинской области Казахстана. // Архив патологии, 2007, №3, стр.34-37.

14. Сагиндикова Г.Е, Коган Е.А., Сатбаева Э.Б., Парамонова Н.Б. Матриксные металлопротеиназы и их ингибиторы в процессах ангиогенеза, фиброза и дисрегенерации эпителия при хронических заболеваниях легких у лиц, длительное время проживавших на радиоактивно-загрязненных территориях Семипалатинской области Казахстана.// Российский Биомедицинский журнал Medline.ru. 2007. том 8. статья №44. с. 476-489.

15. Сагиндикова Г.Е., Коган Е.А., Шаханов Т.Е. Характеристика заболеваемости и смертности от хронических заболеваний легких у населения Семипалатинского региона и их морфологические проявления. // Пульмонология, 2007, №3. с. 87-92.

16. Сагиндикова Г.Е., Е.А. Коган, Сатбаева Э.Б., Парамонова Н.Б. Различные морфологические варианты предрака легкого у лиц, длительное время проживавших на радиоактивно-загрязненных территориях Семипалатинской области Казахстана и роль матриксных металлопротеиназ. III Конгресс Евроазиатского Респираторного Общества. // Сборник трудов конгресса. Астана. 6-8 мая, 2007. с. 78.

17. Сагиндикова Г.Е., Коган Е.А., Сатбаева Э.Б. Различные морфологические варианты рака легкого развившегося у лиц, длительно проживавших на радиоактивно-загрязненных территориях Семипалатинской области Казахстана и иммуногистохимия матриксных металлопротеиназ. III Конгресс Евроазиатского Респираторного Общества. // Сборник трудов конгресса. Астана. 6-8 мая,2007. с.78.

18. Сагиндикова Г.Е., Коган Е.А. Морфо- и патогенез фиброзно-кавернозного туберкулеза легких у лиц, длительное время проживавших на радиоактивно-загрязненных территориях Семипалатинской области Казахстана. III Конгресс Евроазиатского Респираторного Общества. // Сборник трудов конгресса. Астана. 6-8 мая, 2007. с. 138.

19. Sagindikova G., Kogan E. Lung carcinoma in persons lived for long time at radioactive contaminated of Semipalatinsk region (Kazakhstan). // European Respiratory Journal. 12-th ERS Annual Congress. Stockholm, Sweden, September 14-18, 2002. - Vol. 20. p.14.

20. Sagindikova G., Kogan E. Lung cancer in persons lived at radioactive-polluted territories of Semipalatinsk region (Kazakhstan). // Histopathology. XXIVth International Congress of the International Academy of Pathology. Amsterdam, The Netherlands, October 5-10, 2002. - Vol. 41 , Supplement 1.- P. 192.

21. Sagindikova G., Kogan E. Lung cancer and background disease in persons lived at radioactive-polluted territories of Semipalatinsk region (Kazakhstan). // Journal of Histochemistry and Cytochemistry. V. 52. Sup.1 24-28 July 2004. р. 33. 12th International Congress of Histochemistry and Cytochemistry. San-Diego La Jolla California (ICHC)

22. Sagindikova G., Kogan E. Lung cancer in Semipalatinsk region of Kazakhstan with high radiation level. UICC World Conference for Cancer Organisation. Dublin. Ireland. November 17-19 2004. V. 21. р. 38.

23. Sagindikova G., Kogan E. Imunohistochemistry of IGF family members in lung cancer in persons lived in the radioactive-polluted Semipalatinsk territories of Kazakhstan. // European Respiratory Journal. 14-th ERS Annual Congress. Glasgow. Scotland, September 4-8, 2004. - Vol. 24. p.47.

24. Sagindikova G., Kogan E. Morphology of the lung cancer in persons lived at radioactive-polluted territories of Semipalatinsk region (Kazakhstan). // Пульмонология. 2004. Доп. Выпуск. Russian respiratory Society. 14-th National Congress on Lung Diseases; International Union against Tuberculosis and Lung Diseases (IVATLD); 3-rd Congress of European Region. Moscow. p.161.

25. Sagindikova G., Kogan E. Chronic bronchitis in persons lived at radioactive-polluted territories of Semipalatinsk region (Kazakhstan). // Пульмонология. 2004. Доп. Выпуск. Russian respiratory Society. 14-th National Congress on Lung Diseases; International Union against Tuberculosis and Lung Diseases (IVATLD); 3-rd Congress of European Region. Moscow. p.161.

26. Sagindikova G., Kogan E. Pulmonary tuberculosis in persons lived at radioactive-polluted territories of Semipalatinsk region (Kazakhstan). // Пульмонология. 2004. Доп. Выпуск. Russian respiratory Society. 14-th National Congress on Lung Diseases; International Union against Tuberculosis and Lung Diseases (IVATLD); 3-rd Congress of European Region. Moscow. p.25.

27. Sagindikova G., Kogan E. Clinicomorphological peculiarities of chronic bronchitis in persons lived at radioactive-polluted territories of Semipalatinsk region (Kazakhstan). Intercontinental Congress of Pathology. June 9-13. 2004. Iguassu. Brazil 2004. p. 353.

28. Sagindikova G., Kogan E. Clinicomorphological peculiarities of Pulmonary tuberculosis in persons lived at radioactive-polluted territories of Semipalatinsk region (Kazakhstan). Australia 2004. proc. Natl. acad. Sci. USA. Vol. 100. N4. p. 244.

29. Sagindikova G., Kogan E. Particularity of chronic diffuse lung disease in patients lived at radioactiv-polluted territories of Semipalatinsk region.//Virchovs Archiv. Vol. 447. N2. 2005. 20-th European Congress of Pathology. Paris, September 3-8, 2005. p.387-388.

30. Sagindikova G., Kogan E. Diseases, mortality and morphology of the chronic diffusion lung diseases in persons lived at radioactive-polluted territories of Semipalatinsk region over a long period of time. // European Respiratory Journal. 15-th ERS Annual Congress. Copenhagen, Denmark, September 17-21, 2005. - Vol. 26. p.96.

31. E.Kogan, G.Sagindikova. Matrix metalloproteinases and angiogenesis in various morphological types of precancer of the lung in patients from Semipalatinsk region of Kazakhstan with high radiation level. 5-th International Symposium on Targeted Anticancer Therapies (TAT). Amsterdam, The Netherlands, March 8-10, 2007. р.501.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ААГ - атипическая аденоматозная гиперплазия

АБГ - атипическая базальноклеточная гиперплазия

АК - аденокарцинома

БКГ - базальноклеточная гиперплазия без атипии

БКТ - бокаловидноклеточная трансформация

БЭБ - бронхоэктатическая болезнь

ГНК - гиперплазия нейроэндокринных клеток

DIII - дисплазия III бронхиального эпителия

МРЛ - мелкоклеточный рак легкого

МФ - макрофаги

НМРЛ - немелкоклеточный рак легкого

НЭГ - нейроэндокринная гиперплазия

НЭД - нейроэндокринная дифференцировка

ПМ - плоскоклеточная метаплазия

ПРЛ - плоскоклеточный рак легкого

ПЯЛ - палочкоядерные лейкоциты

РЛ - рак легкого

ФА - фиброзирующий альвеолит

ФКТ - фиброзно-кавернозный туберкулез

ХДЗЛ - хронические диффузные заболевания легких

ХОБЛ - хроническая обструктивная болезнь легких

MMPs - матриксные металлопротеиназы

TIMP - тканевой ингибитор MMPs

TGFв - трансформирующий фактор роста

VEGF - сосудистый эндотелиальный фактор роста

Размещено на Allbest.ru