Рак. Современные методы исследования и диагностика опухолей. Молекулярно-генетические методы исследования. Курсовая работа (проект)

Введение

Актуальность темы: онкологические заболевания занимают одно из первых мест в общей структуре заболеваемости, инвалидности и смертности населения [1, с.5].

На конец 2015 года на диспансерном учете находилось 271918 онкологических пациентов (каждый 37-й житель Беларуси), причем 50,7% из них состоят на учете пять и более лет [2].

Опухолевые заболевания известны в течение многих веков, однако стоит отметить, что онкология не является очень древней отраслью медицины, так как на протяжении ряда столетий сведения об опухолях были весьма примитивными и опухолевые процессы нередко смешивались с воспалительными. Наиболее активно изучение опухолевых процессов началось лишь со второй половины XIX века вместе с развитием микробиологии и гистологии. Успехи изучения различных канцерогенных агентов, опухолевых вирусов, введение в клинику ряда новых методов диагностики, развитие методов эпидемиологии, применение химиотерапевтических препаратов для лечения ряда опухолей – все это относится к XX веку [3, с.9].

На протяжении длительного периода изучались особенности новообразовательных процессов и делались попытки определить понятие «опухоль».

Основоположник советской онкологии Н. Н. Петров в своем первом руководстве по онкологии («Общее учение об опухолях», 1910) определял опухоль как «атипическое органоидное образование, растущее из первоначального зачатка без определенного заканчивания, иногда бурно и неудержимо, всегда независимо от интересов организма – посредством пролиферации своих собственных клеток, для которых размножение является самодовлеющей целью». В последующем Н. Н. Петров критиковал последнюю фразу этого определения. В руководстве под редакцией Н. Н. Петрова, вышедшем в 1947 г., злокачественная опухоль определялась как «автономное автодинамическое разрастание тканей, несущее стимул для своего разрушительного или агрессивного беспредельного роста в своих собственных клетках». Наконец, в 1954 г. Н. Н. Петров предложил рассматривать опухоли как «дистрофическую пролиферативную реакцию организма на различные вредные факторы, внешние и внутренние, стойко нарушившие состав и строение тканей клеток и изменившие их обмен» .

По определению Большой медицинской энциклопедии опухоль (tumor, бластома, новообразование) – это избыточное, некоординированное с организмом патологическое разрастание тканей, продолжающееся после прекращения действия вызвавших причин; состоит из качественно изменившихся клеток, ставших атипичными в отношении дифференцировки и характера роста, передающих эти свойства своим потомкам [4, с.10].

Злокачественное образование – это опухоль, которая характеризуется бесконтрольным размножением клеток, способных к инвазии в прилежащие ткани и метастазированию в отдельные органы [5, с.6].

Глава 1. Эпидемиология злокачественных новообразований

О глобальности современной проблемы злокачественных новообразований свидетельствуют экспертные оценки, обобщения и прогнозы Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и Международного агентства по изучению рака (МАИР).

7 апреля 2005 г. на 58-ой сессии Всемирной ассамблеи здравоохранения (ежегодный форум представителей государств-членов ВОЗ), где обсуждалась проблема профилактики рака и борьбы с онкологическими заболеваниями, констатируется: «В настоящее время рак является одной из самых распространенных причин заболеваемости и смертности. Ежегодно во всем мире регистрируется более 10 млн. новых случаев заболевания раком и более 6 млн. случаев смерти от него. Рак является причиной примерно 20% всех случаев смерти в промышленно развитых странах. Только за последнее десятилетие прошлого века заболеваемость злокачественными новообразованиями и смертность от них выросли в мире более чем на 23%. Согласно прогнозам, к 2020 г. число новых случаев заболевания раком достигнет 15 млн. в год, а случаев смерти – 10 млн. Значительная часть этого увеличения в абсолютном выражении обусловлена старением населения в мире» [6, с. 6].

Массовое (эпидемическое) распространение онкологических заболеваний потребовало и специфического эпидемиологического подхода к изучению закономерностей их распространения, причин возникновения, методов профилактики и борьбы с ними.

Эпидемиология – это анализ распространения определяющих факторов, состояний и явлений, относящихся к здоровью в определенных группах населения, а также применение проведенного анализа в борьбе с проблемами в сфере здоровья [7, с.25].

Предмет эпидемиологии злокачественных опухолей включает научный и практический разделы [5, с.22-28]:

- изучение распространения злокачественных новообразований и их отдельных видов и локализаций у различных возрастно-половых, социальных, профессиональных, этнических и прочих групп населения на различных административных, экономико-географических, природно-климатических и других территориях; выделение тех групп населения и тех территорий, где отмечаются наибольшие и наименьшие показатели частоты злокачественных новообразований для составления программ аналитических исследований;

- выявление факторов внешней и внутренней среды, которые способствуют или препятствуют распространению этих заболеваний. К ним относятся как природно-климатические факторы (воздух, инсоляция, минеральный состав воды, почвы и др.), так и социально-бытовые (условия жилья, питания, быта, уровня санитарной культуры и др.) и профессионально гигиенические факторы;

- разработка мероприятий по устранению или максимально возможному ослаблению действий патогенных факторов и усилению действия факторов, препятствующих возникновению злокачественных новообразований. К ним относятся как мероприятия общесоциального и профессионально-технического порядка, так и специальные мероприятия в области здравоохранения (по раннему выявлению больных злокачественными опухолями и лиц, имеющих «предраковые» состояния, по организации их лечения и оказанию медицинской помощи и др.);

Глава 2. Этиология и патогенез злокачественных опухолей

Изучение этиологии и патогенеза злокачественных опухолей вступило в такую фазу, когда факты, полученные в эксперименте на животных, приобретают практическое значение для клиники. В настоящее время можно уже говорить в общих чертах об этиологии и патогенезе отдельных онкологических заболеваний [8,с. 12].

Основные этапы развития теоретической онкологии и авторы гипотез представлены в таблице 1 [5, с. 22].

Таблица 1- Теории канцерогенеза.

Канцерогенез – сложный многостадийный процесс, протекающий на молекулярном, генетическом, клеточном, тканевом, органном и организменном уровнях в результате воздействия и взаимодействия различных по своей природе экзо- и эндогенных канцерогенных, коканцерогенных и антиканцерогенных факторов, обладающий на определенных стадиях обратимостью и приводящий при неблагоприятных для организма условиях к развитию злокачественной опухоли, основными чертами которой являются неконтролируемый рост, врастание в окружающие ткани и органы, анаплазия и метастазирование. [1, с. 30].

Глава 3. Классификация злокачественных опухолей

Долгое время разрабатывалась классификация, которая должна была учитывать локализацию опухолей, время их выявления и гистологическую структуру [12. с. 18].

I. По локализации первично-множественные опухоли делятся на:

- на систематизированные – первично-множественные опухоли в одном

органе;

- корреспондирующие – первично-множественные опухоли в парных органах

или органах одной системы;

- несистематизированные – первично-множественные опухоли в органах

разных систем.

II. По времени выявления:

- синхронные;

- метахронные;

- синхроннометахронные;

- метахронно-синхронные.

Критерием синхронности или метахронности большинством исследователей признан шестимесячный интервал между выявлением опухолей.

III. По гистологической структуре:

- опухоли разной гистологической структуры;

- опухоли одинаковой гистологической структуры: а) одинаковая степень

дифференцировки опухолевых клеток; б) разная степень дифференцировки опухолевых клеток.

Классификация злокачественных новообразований, также как и доброкачественных, связана прежде всего с видом ткани, из которой произошла опухоль. Эпителиальные опухоли получили название рака (карцинома, канцер). В зависимости от происхождения при высокодифференцированных новообразованиях это название уточняют: плоскоклеточный ороговевающий рак, аденокарцинома, фолликулярный и папиллярный рак и др. При низкодифференцированных опухолях возможна конкретизация по опухолевой форме клеток: мелкоклеточный рак, перстневидноклеточный рак и т.д. Опухоли из соединительной ткани называют саркомами. При относительно высокой дифференцировке наименование опухоли повторяет название ткани, из которой она развилась: липосаркома, миосаркома и т.д [9, с. 29].

Большое значение в прогнозе при злокачественных новообразованиях имеет степень дифференцировки опухоли - чем она ниже, тем быстрее её рост, больше частота метастазов и рецидивов [4, с. 15].

В настоящее время общепринятыми считают международную классификацию TNM и клиническую классификацию злокачественных опухолей [9, с.30].

Глава 4. Современные методы исследования и диагностика опухолей

Онкологическая настороженность и ранняя диагностика – краеугольные камни эффективной борьбы с онкологическими заболеваниями.

Онкологическая настороженность подразумевает следующие основные позиции [5, с. 28]:

- Знание особенностей предраковых заболеваний, принципов их наблюдения и лечения.

- Подробный сбор анамнеза и выяснение факторов риска развития опухолей.

- Знание симптомов опухоли на ранних стадиях.

- Систематичность обследования – внимательный и скрупулёзный осмотр пациента, в том числе зон возможного метастазирования (лимфатические узлы, печень).

- Использование современных диагностических методов для исключения скрытого рака.

- Учёт возможности наличия злокачественного новообразования в диагностически сложных случаях.

- Активная пропаганда онкологических знаний среди населения.

Сбор анамнеза (опрос больного).

При сборе анамнеза большое значение необходимо придавать жизненным привычкам (курению, употреблению алкоголя, режиму питания, особенностям половой жизни и т.д.), профессиональным вредностям, климато-географическим условиям, расовым традициям (например, в отношении курения или жевания особых сортов табака, приема острой или горячей пищи), возрасту и полу, наследственной предрасположенности и другим факторам риска.

Особое внимание следует уделять изменению ощущений и появлению новых симптомов у больного с хроническим заболеванием (язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, гиперацидный гастрит, мастопатия, эрозия шейки матки, пневмосклероз, бронхит, гайморит, ларингит и т.д.), которые могут служить фоном для развития рака.

Перед началом осмотра необходимо обязательно спросить больного, не появились ли (увеличились) какие-нибудь образования на коже или в подкожной клетчатке. Не менее важной является информация о патологических выделениях: кровь в моче, примесь крови к калу, характер рвоты, патологическое отделяемое из ЛОР-органов. Необходимо обращать внимание на звучность голоса, носовое дыхание, дискомфорт при глотании. У женщин особое внимание обращают на особенности гинекологического анамнеза. У мужчин обязательно выясняют проблемы с мочеиспусканием.

Физикальное обследование.

Объективное обследование начинают с оценки общего вида и состояния больного. Онкологические больные нередко угнетены, вяло и осторожно двигаются.

При общем осмотре нередко удаётся обнаружить асимметрию, расширенные или застойные подкожные вены брюшной или грудной стенок. Обращают внимание на деформацию и контуры шеи, лицевого черепа, расположение молочных желез, выделения из сосков. При осмотре конечностей необходимо обратить внимание на изменение походки, нарушение функции конечностей. С помощью мерной ленты сравнивают окружности конечности на одном уровне с двух сторон. Ощупывая опухоль или зону её расположения, получают ценные сведения о размерах и консистенции объёмного образования, его подвижности, взаимоотношениях с окружающими органами и тканями. Определяют флюктуацию и болезненность.

Глава 5. Молекулярно-генетические исследования

Среди большого разнообразия хромосомных аномалий выделяют специфические или первичные изменения кариотипа, которые характерны для определённых вариантов лейкозов и солидных злокачественных новообразований.

К первичным изменениям хромосом относят структурные поломки (транслокации, делеции, инверсии и амплификации), в которые вовлекаются онкогены, гены ростовых факторов, клеточных рецепторов и другие биологически активные гены. Перенос, активация или потеря генов, контролирующих работу онкогенов в составе нормального генома, а также образование вследствие транслокаций новых генетических последовательностей ДНК играют ключевую роль в процессах злокачественной трансформации, причём генетические перестройки могут значительно опережать морфологическую перестройку клеточных структур и служить индикатором предопухолевых изменений [5, с. 27].

ДНК-диагностика - это один из наиболее современных высокотехнологичных методов исследования. ДНК-анализы широко применяются в диагностике инфекционных заболеваний, позволяя обнаруживать даже единичные микроорганизмы в организме человека [16, c. 45-48].

ДНК-диагностика объединяет несколько методов исследования, самый распространенный из них - метод ПЦР (полимеразной цепной реакции, Polymerase chain reaction, PCR diagnostics) [17, с. 304].

Изобретение ПЦР К.Муллисом и его сотрудниками в 1985 году революционизировало молекулярную биологию и молекулярную медицину. До этого в истории медицины врачи не имели такого быстрого, эффективного, и главное высокоточного метода ранней диагностики различных заболеваний. Данный метод широко распространен в современном мире, имеет большое количество достоинств и обладает высокой точностью. Широкое внедрение в область практического здравоохранения ПЦР обусловлено простотой ее выполнения, низкой себестоимостью и надежностью. Вместе с тем, сегодня уже очевидно, что дальнейшее развитие ПЦР получит в области количественного определения нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) инфекционных агентов [18, с.11- 20].

Полимеразная цепная реакция (ПЦР, PCR - polymerase chain reaction) – современный метод клинической лабораторной диагностики, имитирующий естественную репликацию ДНК и позволяющий обнаружить единственную специфическую молекулу ДНК в присутствии миллионов других молекул. Метод основан на многократном избирательном копировании определённого участка ДНК при помощи ферментов в условиях in vitro. При этом происходит копирование только того участка, который удовлетворяет заданным условиям, и только в том случае, если он присутствует в исследуемом образце. В отличие от амплификации ДНК в живых организмах, (репликации), с помощью ПЦР амплифицируются относительно короткие участки ДНК. В обычном ПЦР-процессе длина копируемых ДНК-участков составляет не более 3000 пар оснований. Прежде можно было получить только минимальные количества специфического гена, теперь с использованием ПЦР даже единичная копия может быть амплифицирована до миллиона копий за несколько часов [19,с.3-10].

Заключение

Злокачественная опухоль, или рак – это опухоль, свойства которой чаще всего (в отличие от свойств доброкачественной опухоли) делают её крайне опасной для жизни организма.

Злокачественное новообразова́ние – заболевание, характеризующееся появлением бесконтрольно делящихся клеток, способных к инвазии в прилежащие ткани и метастазированию в отдаленные органы. Болезнь связана с нарушением пролиферации и дифференцировки клеток вследствие генетических нарушений.

Международное агентство по изучению рака за 2000 год предоставляет следующие данные: злокачественными опухолями в мире заболели 10 млн. человек. По тем же оценкам, в 2000 году в мире от рака умерли 8 млн. человек. По числу как заболевших, так и умерших, на первом месте стоит рак лёгкого.

Основа патогенеза всех новообразований - появление и размножение в организме генетически измененных опухолевых клеток с особыми свойствами. Опухолевые клетки изменены генетически в том смысл, что они способны передавать свои патологические свойства потомкам: при делении опухолевой клетки образуются дочерние клетки, по крайней мере часть которых сохраняет опухолевые свойства. Такая передача клетками опухолевых свойств потомкам может происходить в бесконечном ряду поколений. Деление опухолевых клеток в большинстве случаев является основным способом роста первичных опухолевых узлов. Первичные узлы многих типов опухолей человека и животных являются клонами, т. е. все клетки данного узла являются потомками одной исходной опухолевой клетки. Перенос опухолевых клеток в другие ткани и их размножение в таких тканях ведут к образованию метастатических опухолевых узлов. Можно считать установленным, что все ткани и клетки организма способны участвовать в опухолевых процессах. Известно, что клетка, ставшая опухолевой, передает по наследству эти свойства всем последующим поколениям клеток, что опухолевый рост отличается определенной автономностью, указывающей на нарушение в этом случае регуляции роста и размножения клеток [3. с 11].

Классификация злокачественных новообразований связана прежде всего с видом ткани, из которой произошла опухоль. Эпителиальные опухоли получили название рака (карцинома, канцер). В зависимости от происхождения при высокодифференцированных новообразованиях это название уточняют: плоскоклеточный ороговевающий рак, аденокарцинома, фолликулярный и папиллярный рак и др. При низкодифференцированных опухолях возможна конкретизация по опухолевой форме клеток: мелкоклеточный рак, перстневидноклеточный рак и т.д. Опухоли из соединительной ткани называют саркомами. При относительно высокой дифференцировке наименование опухоли повторяет название ткани, из которой она развилась: липосаркома, миосаркома и т.д. Большое значение в прогнозе при злокачественных новообразованиях имеет степень дифференцировки опухоли - чем она ниже, тем быстрее её рост, больше частота метастазов и рецидивов. В настоящее время общепринятыми считают международную классификацию TNM и клиническую классификацию злокачественных опухолей.