RU2740382C1 - Method for detecting patients with high risk of developing prostate cancer - Google Patents

Method for detecting patients with high risk of developing prostate cancer Download PDF

Info

Publication number
RU2740382C1
RU2740382C1 RU2019141378A RU2019141378A RU2740382C1 RU 2740382 C1 RU2740382 C1 RU 2740382C1 RU 2019141378 A RU2019141378 A RU 2019141378A RU 2019141378 A RU2019141378 A RU 2019141378A RU 2740382 C1 RU2740382 C1 RU 2740382C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ace
prostate
prostate cancer
zphl
patients
Prior art date
Application number
RU2019141378A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Михайлович Данилов
Алексей Викторович Кадрев
Лариса Михайловна Самоходская
Арамаис Альбертович Камалов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
Priority to RU2019141378A priority Critical patent/RU2740382C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2740382C1 publication Critical patent/RU2740382C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/573Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for enzymes or isoenzymes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/577Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor involving monoclonal antibodies binding reaction mechanisms characterised by the use of monoclonal antibodies; monoclonal antibodies per se are classified with their corresponding antigens

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to medicine, namely to medical biochemistry and oncology, and aims at detecting patients with a high risk of developing prostate cancer. Method comprises producing a sample of tissue (biopsy material) of prostate, preparing homogenate from biopsy material with subsequent determination of such parameters, as 1) ACE activity in interaction with two artificial substrates of ACE - ZPHL and HHL with calculation of catalytic characteristic of ACE, characterized by ratio of hydrolysis rates of these two substrates ZPHL and HHL; and 2) the ACE immunoreactivity coefficient, characterized by the ratio of the amount of ACE which has attached 9B9 antibody, to the activity of the given ACE when reacting with the ZPHL substrate. If observing an increase in the values of each of the obtained parameters by 1.5 times or more as compared to control values characteristic of normal prostate tissue, a high risk of developing prostate cancer is stated.
EFFECT: use of the invention allows to identify patients with a high risk of developing prostate cancer on the basis of phenotyping ACE of prostate tissues obtained in transrectal biopsy under the control of ultrasonic examination, requiring more close observation of the attending physician with the probability of prescribing additional studies to exclude the early stage of prostate cancer.
1 cl, 2 dwg, 1 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates

Настоящее изобретение относится к области медицинской биохимии и может быть использовано для выявления пациентов с повышенным риском развития рака простаты.The present invention relates to the field of medical biochemistry and can be used to identify patients at increased risk of developing prostate cancer.

Уровень техникиState of the art

Рак предстательной железы (РПЖ) - вторая по частоте причина смертности от злокачественных новообразований у мужчин в мире - каждый год РПЖ выявляется более чем у одного миллиона мужчин, примерно треть из которых ожидает летальный исход в результате этого заболевания [Ferlay J, Soerjomataram I, Ervik M, et al. GLOBOSCAN 2013 v.1.0. Cancer Incidence and mortality worldwide. IARCCancerBase no. 11.]. Определение повышенного уровня простат-специфического антигена (ПСА) в сыворотке крови является наиболее употребимым маркером для выявления больных с РПЖ. Однако анализ на ПСА (включая его модификации - свободный ПСА, отношение свободного ПСА к общему ПСА) имеет низкую специфичность (значительный процент ложно-положительных результатов), так как увеличение этого параметря в крови может происходить при гиперплазии простаты и при остром простатите [Chatterjee SK and Zetter BR (2005) Cancer biomarkers: knowing the present and predicting the future. Future Oncology 1: 37-50; Ahmed HU (2014) Melbourne consensus - noble but misguided. Nature Reviews (Urology) 11: 250-251) и даже при манипуляциях с простатой (массаж простаты); Park SC, Shin YS, Zhang LT et al. (2015) Prospective investigation of change in the prostate-specific antigens after various urological procedures. Clin Intervent Aging 10: 1213-1218.].Prostate cancer (PCa) is the second most common cause of death from malignant neoplasms in men in the world - each year, prostate cancer is diagnosed in more than one million men, about a third of whom are expected to die from this disease [Ferlay J, Soerjomataram I, Ervik M, et al. GLOBOSCAN 2013 v.1.0. Cancer Incidence and mortality worldwide. IARCCancerBase no. eleven.]. Determination of an elevated level of prostate-specific antigen (PSA) in serum is the most commonly used marker for identifying patients with prostate cancer. However, the analysis for PSA (including its modifications - free PSA, the ratio of free PSA to total PSA) has low specificity (a significant percentage of false-positive results), since an increase in this parameter in the blood can occur in prostatic hyperplasia and acute prostatitis [Chatterjee SK and Zetter BR (2005) Cancer biomarkers: knowing the present and predicting the future. Future Oncology 1: 37-50; Ahmed HU (2014) Melbourne consensus - noble but misguided. Nature Reviews (Urology) 11: 250-251) and even when manipulating the prostate (prostate massage); Park SC, Shin YS, Zhang LT et al. (2015) Prospective investigation of change in the prostate-specific antigens after various urological procedures. Clin Intervent Aging 10: 1213-1218.].

В результате низкой специфичности теста на уровень ПСА в сыворотке крови только у одной трети больных, направленных на биопсию простаты с уровнем ПСА от 2 до 10 нг/мл (так называемая «серая» зона) гистологически подтверждается наличие РПЖ [Catalona WJ, Partin AW, Slawin KM, et al.(1998) Use of the percentage of free prostate-specific antigen to enhance differentiation of prostate cancer from benign prostatic disease: a prospective multicenter clinical trial. JAMA 279: 1542-1547.].As a result of the low specificity of the serum PSA test, only one third of patients referred for a prostate biopsy with a PSA level of 2 to 10 ng / ml (the so-called "gray" zone) histologically confirmed the presence of prostate cancer [Catalona WJ, Partin AW, Slawin KM, et al. (1998) Use of the percentage of free prostate-specific antigen to enhance differentiation of prostate cancer from benign prostatic disease: a prospective multicenter clinical trial. JAMA 279: 1542-1547.].

Диагностика РПЖ с помощью маркеров типа про-ПСА или ПСА3 основана на других идентификационных принципах и имеет большую диагностическую точность, чем ПСА, однако в силу большей стоимости (и низкой распространенности) данные методики применяются только в ограниченном числе лабораторий [Fillela X and Foj L (2015) Emerging biomarkers in the detection and prognosis of prostate cancer. Clin Chem Lab Med 53: 963-973.].Diagnosis of prostate cancer using markers such as pro-PSA or PSA3 is based on different identification principles and has greater diagnostic accuracy than PSA, but due to the higher cost (and low prevalence), these methods are used only in a limited number of laboratories [Fillela X and Foj L ( 2015) Emerging biomarkers in the detection and prognosis of prostate cancer. Clin Chem Lab Med 53: 963-973.].

Гистохимическое исследование биопсий простаты является в настоящее время «золотым стандартом» подтверждения диагноза, показывая морфологические изменения ткани простаты. Диагностику при подозрении на рак предстательной железы проводят с помощью мультифокальной пункционной биопсии под контролем трансректального ультразвукового исследования (ТРУЗИ). Существенным недостатком этого метода является достаточно высокий процент ложноотрицательных заключений (до 20-30%). В частности, были выявлены пациенты, у которых при первоначальной биопсии не были выявлены морфологические признаки РПЖ (с первоначальными заключениями: ASAP или атипическая мелкоацинарная пролиферация, HPIN или простатическая интраэпителиальная неоплазия высокой степени), однако при повторных биопсиях подтверждалось наличие злокачественной опухоли.The histochemical study of prostate biopsies is currently the gold standard for confirming the diagnosis, showing morphological changes in prostate tissue. Diagnosis of suspected prostate cancer is carried out using multifocal puncture biopsy under the control of transrectal ultrasound (TRUS). A significant disadvantage of this method is a rather high percentage of false negative conclusions (up to 20-30%). In particular, patients were identified in whom the initial biopsy did not reveal morphological signs of prostate cancer (with the initial conclusions: ASAP or atypical small acinar proliferation, HPIN or high-grade prostatic intraepithelial neoplasia), but repeated biopsies confirmed the presence of a malignant tumor.

Таким образом, крайне необходимым представляется выявление новых маркеров РПЖ с более высокими показателями чувствительности и специфичности. Технической проблемой является выявление пациентов с повышенным риском развития рака простаты на ранних этапах развития болезни, характеризующихся отсутствием клинических проявлений симптомов болезни.Thus, it seems extremely necessary to identify new markers of prostate cancer with higher sensitivity and specificity. A technical problem is the identification of patients with an increased risk of developing prostate cancer in the early stages of the disease, characterized by the absence of clinical manifestations of symptoms of the disease.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка способа выявления пациентов, представляющих группу риска развития рака простаты, на ранних этапах развития болезни, который, сохраняя высокую степень чувствительности (сравнимую с уровнем чувствительности ПСА), обладает более высокой степенью специфичности. Данный способ позволяет диагностировать биохимические изменения в ткани простаты до появления изменений морфологических, что делает возможным постановку диагноза на более раннем этапе и повышает точность постановки диагноза.The technical result of the claimed invention is to develop a method for identifying patients at risk of developing prostate cancer in the early stages of the disease, which, while maintaining a high degree of sensitivity (comparable to the PSA sensitivity level), has a higher degree of specificity. This method allows diagnosing biochemical changes in the prostate tissue before the appearance of morphological changes, which makes it possible to make a diagnosis at an earlier stage and increases the accuracy of the diagnosis.

Технический результат достигается при реализации способа выявления пациентов с повышенным риском развития рака простаты, включающего получение образца ткани (биоптата) простаты, приготовление гомогената из биоптата с последующим определением следующих параметров, характеризующих фенотип АПФ простаты:The technical result is achieved by implementing a method for identifying patients with an increased risk of developing prostate cancer, including obtaining a tissue sample (biopsy) of the prostate, preparing a homogenate from a biopsy with the subsequent determination of the following parameters characterizing the ACE phenotype of the prostate:

- активность АПФ при взаимодействии с двумя искусственными субстратами АПФ - ZPHL и HHL с вычислением каталитической характеристики АПФ, характеризующейся отношением скоростей гидролиза этих двух субстратов ZPHL и HHL;- ACE activity when interacting with two artificial ACE substrates - ZPHL and HHL with the calculation of the catalytic characteristics of ACE, characterized by the ratio of the rates of hydrolysis of these two substrates ZPHL and HHL;

- коэффициент иммунореактивности АПФ, характеризующийся отношением количества АПФ, присоединившего антитело 9В9, к активности данного АПФ при взаимодействии с субстратом ZPHL;- coefficient of ACE immunoreactivity, characterized by the ratio of the amount of ACE that has attached the 9B9 antibody to the activity of this ACE when interacting with the ZPHL substrate;

и при увеличении значений каждого из полученных параметров в 1,5 раза и более, по сравнению с контрольными значениями, характерными для нормальной ткани простаты (т.е. увеличении отношения скоростей гидролиза двух субстратов на 50% и более (Фиг. 1В), и увеличении коэффициента иммунореактивности АПФ на 50% и более (Фиг. 2В)), пациента относят к группе с повышенным риском развития рака простаты.and with an increase in the values of each of the obtained parameters by 1.5 times or more, compared with the control values typical for normal prostate tissue (i.e., an increase in the ratio of the rates of hydrolysis of two substrates by 50% or more (Fig.1B), and an increase in the ACE immunoreactivity coefficient by 50% or more (Fig. 2B)), the patient is referred to a group with an increased risk of developing prostate cancer.

Таким образом, технический результат достигается посредством реализации способа, позволяющего выявить пациентов с биохимическими характеристиками ангиотензинпревращающего фермента (АПФ), характерными для рака простаты, по результатам тестирования АПФ в гомогенатах биопсий ткани простаты. Способ основан на одновременном определении двух параметров: 1) активности АПФ при взаимодействии с двумя искусственными субстратами АПФ - ZPHL и HHL с вычислением каталитической характеристики АПФ, а именно, отношения скоростей гидролиза этих двух субстратов ZPHL и HHL; 2) коэффициента иммунореактивности АПФ, который определяется по отношению количества АПФ, присоединившего антитело 9В9, к активности данного АПФ при взаимодействии с субстратом ZPHL. Данные параметры могут свидетельствовать о высоком риске развития рака простаты. При этом точность определения высокого риска развития рака простаты повышается, если активность АПФ уменьшена более чем в 2 раза (Фиг. 1А) в сочетании с 50% и более увеличением каждого из параметров - отношения скоростей гидролиза двух субстратов (Фиг. 1В); 2) и коэффициента иммунореактивности АПФ (Фиг. 2В).Thus, the technical result is achieved through the implementation of a method that allows to identify patients with biochemical characteristics of the angiotensin-converting enzyme (ACE), characteristic of prostate cancer, based on the results of ACE testing in homogenates of prostate tissue biopsies. The method is based on the simultaneous determination of two parameters: 1) the activity of ACE when interacting with two artificial ACE substrates - ZPHL and HHL with the calculation of the catalytic characteristics of ACE, namely, the ratio of the rates of hydrolysis of these two substrates ZPHL and HHL; 2) the coefficient of ACE immunoreactivity, which is determined by the ratio of the amount of ACE that has attached the 9B9 antibody to the activity of this ACE when interacting with the ZPHL substrate. These parameters may indicate a high risk of developing prostate cancer. At the same time, the accuracy of determining a high risk of developing prostate cancer increases if the ACE activity is reduced by more than 2 times (Fig. 1A) in combination with a 50% or more increase in each of the parameters - the ratio of the rates of hydrolysis of two substrates (Fig. 1B); 2) and the coefficient of ACE immunoreactivity (Fig. 2B).

Известно, что железистые эпителиальные клетки простаты экспрессируют значительные количества ангиотензин-превращающего фермента (АПФ) поэтому, концентрация АПФ в семенной жидкости в 50 раз больше, чем в плазме крови [Krassnigg F, Niederhauser Н, Fink Е, Frick J, Schill WB (1989) Angiotensin converting enzyme inhuman seminal plasma is synthesized by the testis, epididymis and prostate. Int J Androl 12: 22-28; Nikolaeva MA, Balyasnikova IV, Alexinskaya MA, et al. (2006) Testicular isoform of angiotensin I-converting enzyme (ACE, CD143) on the surface of human spermatozoa: Testicular isoform of angiotensin I-converting enzyme (ACE, CD 143) on the surface of human spermatozoa: revelation and quantification using monoclonal antibodies. Am J Reprod Immunol 55: 54-68.]. Замена высоко-специализированных клеток эпителия простаты опухолевыми клетками приводит к значительному уменьшению активности АПФ в ткани простаты [Yokoyama М, Hiwada K, Kokubu Т, Takaha М, Takeuchi М (1980) Angiotensin-converting enzyme in human prostate. Clin Chim Acta 100: 253-258.]. Следовательно, фенотипирование АПФ в образцах ткани простаты, полученных с помощью биопсии, может иметь важное клиническое значение для выявления пациентов с повышенным риском развития РПЖ.It is known that glandular epithelial cells of the prostate express significant amounts of angiotensin-converting enzyme (ACE), therefore, the concentration of ACE in seminal fluid is 50 times greater than in blood plasma [Krassnigg F, Niederhauser H, Fink E, Frick J, Schill WB (1989 ) Angiotensin converting enzyme inhuman seminal plasma is synthesized by the testis, epididymis and prostate. Int J Androl 12: 22-28; Nikolaeva MA, Balyasnikova IV, Alexinskaya MA, et al. (2006) Testicular isoform of angiotensin I-converting enzyme (ACE, CD143) on the surface of human spermatozoa: Testicular isoform of angiotensin I-converting enzyme (ACE, CD 143) on the surface of human spermatozoa: revelation and quantification using monoclonal antibodies ... Am J Reprod Immunol 55: 54-68.]. Replacement of highly specialized cells of the epithelium of the prostate with tumor cells leads to a significant decrease in ACE activity in the prostate tissue [Yokoyama M, Hiwada K, Kokubu T, Takaha M, Takeuchi M (1980) Angiotensin-converting enzyme in human prostate. Clin Chim Acta 100: 253-258.]. Therefore, phenotyping of ACE in biopsy specimens of prostate tissue may have important clinical implications for identifying patients at increased risk of developing prostate cancer.

Проведенные нами ранее исследования связывания панели моноклональных антител (мАт) к различным конформационным эпитопам на поверхности АПФ человека с АПФ из разных тканей человека (конформационный фингерпринт АПФ), показали, что связывание ткане-специфично, главным образом, вследствие ткане-специфичного гликозилирования АПФ [Danilov SM, Balyasnikova IB, Danilova AS, et al. (2010) Conformational fingerprinting of the angiotensin-converting enzyme (ACE): Application in sarcoidosis. J Proteome Res 9: 5782-5793; Danilov SM, Tikhomirova VE, Metzger R, et al. (2018a) ACE phenotyping in Gaucher disease. Mol Genet Metab 123: 501-510.].Our earlier studies of the binding of a panel of monoclonal antibodies (mAbs) to various conformational epitopes on the surface of human ACE with ACEs from different human tissues (ACE conformational fingerprint) showed that binding is tissue-specific, mainly due to tissue-specific glycosylation of ACE [Danilov SM, Balyasnikova IB, Danilova AS, et al. (2010) Conformational fingerprinting of the angiotensin-converting enzyme (ACE): Application in sarcoidosis. J Proteome Res 9: 5782-5793; Danilov SM, Tikhomirova VE, Metzger R, et al. (2018a) ACE phenotyping in Gaucher disease. Mol Genet Metab 123: 501-510.].

Более того, были получены результаты, показывающие существенные отличия конформационного фингерпринта АПФ простаты от АПФ легкого [Kryukova OV, Tikhomirova VE, Golukhova EZ, et al. (2015) Tissue Specificity of human angiotensin I-converting enzyme. PLoS One 10: e0143455], что открывает теоретическую возможность использования появления АПФ простаты в крови, как раннего маркера РПЖ. В связи с тем, что концентрация АПФ в семенной жидкости превышает концентрацию АПФ в плазме всего в 50 раз, по сравнению с превышением ПСА в семенной жидкости над плазмой в 1000000 раз [Lovgren J, Valtonen-Andre С, Marsal K, Lilja H, Lundwall A (1999) Measurement of prostate-specific antigen and human glandular kallikrein 2 in different body fluids. J Androl 20: 348-355], можно предположить, что частота ложно-позитивных тестов при детектировании АПФ простаты в крови будет значительно меньше, чем при определении ПСА в крови.Moreover, the results were obtained showing significant differences in the conformational fingerprint of the ACE of the prostate from the ACE of the lung [Kryukova OV, Tikhomirova VE, Golukhova EZ, et al. (2015) Tissue Specificity of human angiotensin I-converting enzyme. PLoS One 10: e0143455], which opens up the theoretical possibility of using the appearance of prostate ACE in the blood as an early marker of prostate cancer. Due to the fact that the concentration of ACE in semen exceeds the concentration of ACE in plasma by only 50 times, compared with the excess of PSA in semen over plasma by 1,000,000 times [Lovgren J, Valtonen-Andre C, Marsal K, Lilja H, Lundwall A (1999) Measurement of prostate-specific antigen and human glandular kallikrein 2 in different body fluids. J Androl 20: 348-355], it can be assumed that the frequency of false-positive tests in the detection of ACE in the prostate in the blood will be significantly less than in the determination of PSA in the blood.

На первом этапе проведенных нами исследований (фенотипирования АПФ при ранней диагностике РПЖ), был осуществлен анализ АПФ в образцах ткани простаты, полученных с помощью биопсии у пациентов с гиперплазией простаты, у пациентов с раком простаты, а также в аутопсийном материале тканей простаты, как образец тканей из нормальной предстательной железы.At the first stage of our studies (phenotyping of ACE in early diagnosis of prostate cancer), ACE analysis was carried out in prostate tissue samples obtained by biopsy from patients with prostate hyperplasia, in patients with prostate cancer, as well as in autopsy material of prostate tissue, as a sample tissues from the normal prostate gland.

Результаты проведенных исследований показали, что: во-первых, каталитическая характеристика АПФ (отношение относительной скорости гидролиза одного искусственного субстрата АПФ (ZPHL) к таковой для другого искусственного субстрата (HHL) - ZPHL/HHL ratio была значительно увеличена у пациентов с РПЖ. Во-вторых, конформационный фингерпринт АПФ из ткани пациента с РПЖ существенно отличался от такового для пациентов с гиперплазией простаты или АПФ ткани простаты у условно здоровых индивидуумов.The results of the studies showed that: firstly, the catalytic characteristic of ACE (the ratio of the relative rate of hydrolysis of one artificial substrate of ACE (ZPHL) to that of another artificial substrate (HHL) - ZPHL / HHL ratio was significantly increased in patients with prostate cancer. Second, the conformational fingerprint of ACE from the tissue of a patient with prostate cancer was significantly different from that for patients with prostatic hyperplasia or ACE of the prostate tissue in apparently healthy individuals.

При проведении исследований была выявлена группа пациентов, у которых при первоначальной биопсии не выявлялось морфологических признаков РПЖ, однако при повторных биопсиях подтверждалось наличие злокачественной опухоли. В первоначальных заключениях гистологических исследований присутствовали: ASAP или атипическая мелкоацинарная пролиферация (31-40% риск РПЖ при повторной биопсии), HPIN или простатическая интраэпителиальная неоплазия высокой степени, выявленная более чем в трех биоптатах (30% риск РПЖ при повторной биопсии). Данные заключения являются показаниями к повторной биопсии.The study identified a group of patients in whom the initial biopsy did not reveal morphological signs of prostate cancer, but repeated biopsies confirmed the presence of a malignant tumor. The initial histological findings included: ASAP or atypical small acinar proliferation (31-40% risk of PCa with repeat biopsy), HPIN or high-grade prostatic intraepithelial neoplasia detected in more than three biopsies (30% risk of PCa with repeat biopsy). These conclusions are indications for a second biopsy.

С учетом выявленных особенностей АПФ в ткани простаты при наличии РПЖ, было предложено проведение анализа ткани простаты на АПФ для снижения количества ложноотрицательных первичных системных и прицельных биопсий. Таким образом, даже при морфологическом заключении об отсутствии РПЖ у пациента, но при значимых признаках РПЖ по данным иммунохимического анализа ткани простаты на АПФ, назначение повторной прицельной биопсии из участка с патологическим фенотипом АПФ может улучшить первичную диагностику РПЖ на более ранних стадиях. Данная возможность является важной для улучшения клинического прогноза и выживаемости данной группы пациентов.Taking into account the revealed features of ACE in the prostate tissue in the presence of PCa, it was proposed to analyze the prostate tissue for ACE to reduce the number of false-negative primary systemic and targeted biopsies. Thus, even with a morphological conclusion about the absence of PCa in a patient, but with significant signs of PCa according to the immunochemical analysis of prostate tissue for ACE, the appointment of a repeated targeted biopsy from an area with a pathological ACE phenotype can improve the primary diagnosis of PCa at earlier stages. This opportunity is important for improving the clinical prognosis and survival of this group of patients.

Таким образом, фенотипирование АПФ в образцах ткани простаты, полученных с помощью биопсии, обещает стать эффективным подходом для выявления пациентов с повышенным риском развития РПЖ.Thus, phenotyping of ACE in biopsy specimens of prostate tissue promises to be an effective approach for identifying patients at increased risk of developing prostate cancer.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

Изобретение поясняется чертежами, где представлены результаты проведенных исследований: на фиг. 1 представлена схема определения активности АПФ в гомогенатах тканей простаты, полученных в результате трансректальной биопсии простаты. А) Активность АПФ с субстратом ZPHL; Б) Активность АПФ с субстратом HHL: В) Отношение скоростей гидролиза субстрата ZPHL к таковому для субстрата HHL (ZPHL/HHL ratio); Г) Определение концентрации ПСА (Простат-Специфический Антиген) в плазме крови тестируемых пациентов.The invention is illustrated by drawings, which show the results of the studies performed: Fig. 1 shows a scheme for determining the activity of ACE in homogenates of prostate tissue obtained as a result of transrectal biopsy of the prostate. A) ACE activity with ZPHL substrate; B) ACE activity with the HHL substrate: C) The ratio of the rates of hydrolysis of the ZPHL substrate to that for the HHL substrate (ZPHL / HHL ratio); D) Determination of the concentration of PSA (Prostate-Specific Antigen) in the blood plasma of the tested patients.

Количественно данные представлены как % от значений для гомогенатов из тканей контрольных простат (от 2 до 6 контролей для каждого определения).Quantitatively, data are presented as% of values for homogenates from tissues of control prostates (2 to 6 controls for each determination).

На фиг. 2. А) продемонстрирована активность АПФ в тканях простаты с субстратом ZPHL; Б) Преципитация АПФ антителом 9В9; В) Отношение иммунореактивного белка АПФ (с антителом 9В9) к активности АПФ в этом же гомогенате (то есть отношение Б\А); Г) Определение концентрации ПСА. Количественно данные представлены как % от значений для гомогенатов из контрольных простат. Окраска столбцов- как на Фиг. 1. Столбцы, значения которых меньше 50% от значений нормальной ткани простаты, обозначены черным цветом.FIG. 2. A) demonstrated the activity of ACE in the tissues of the prostate with the substrate ZPHL; B) ACE precipitation by 9B9 antibody; C) The ratio of the immunoreactive protein ACE (with the antibody 9B9) to the activity of ACE in the same homogenate (that is, the ratio B \ A); D) Determination of PSA concentration. Quantitative data are presented as% of values for homogenates from control prostates. Column coloration as in FIG. 1. Bars that are less than 50% of normal prostate tissue values are shown in black.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Заявляемый способ, основанный на исследовании фенотипа АПФ в гомогенатах ткани простаты, включает следующие этапы: а) получение образцов ткани простаты при помощи трансректальной биопсии под контролем ультразвукового исследования; б) приготовление гомогената из биоптата; в) определение следующих параметров характеризующих фенотип АПФ простаты данного больного: 1) определение активности АПФ при взаимодействии с двумя искусственными субстратами АПФ - ZPHL и HHL с вычислением каталитической характеристики АПФ (отношение скоростей гидролиза этих двух субстратов ZPHL и HHL) и 2) вычисление коэффициента иммунореактивности АПФ (отношение количества АПФ, присоединившего антитело 9В9, к активности данного АПФ при взаимодействии с субстратом ZPHL).The inventive method, based on the study of the ACE phenotype in homogenates of prostate tissue, includes the following steps: a) obtaining samples of prostate tissue using transrectal biopsy under the control of ultrasound; b) preparation of a homogenate from a biopsy; c) determination of the following parameters characterizing the ACE phenotype of the prostate of a given patient: 1) determination of ACE activity in interaction with two artificial ACE substrates - ZPHL and HHL with the calculation of the catalytic characteristics of ACE (the ratio of the rates of hydrolysis of these two substrates ZPHL and HHL) and 2) calculation of the coefficient of immunoreactivity ACE (the ratio of the amount of ACE that has attached the 9B9 antibody to the activity of this ACE when interacting with the ZPHL substrate).

Из уровня техники известно уменьшение активности АПФ в ткани простаты у больных РПЖ. Однако проведенные исследования показали возможность использования маркера, характеризующего нативность каталитической характеристики АПФ с помощью искусственных субстратов ZPHL и HHL (ZPHL/HHL ratio), для ранней диагностики РПЖ.A decrease in ACE activity in prostate tissue in patients with prostate cancer is known from the prior art. However, the conducted studies have shown the possibility of using a marker characterizing the nativeness of the catalytic characteristics of ACE using artificial substrates ZPHL and HHL (ZPHL / HHL ratio) for early diagnosis of prostate cancer.

Было обнаружено, что отношение количества иммунореактивного белка АПФ в гомогенате ткани простаты (определяемое с помощью моноклонального антитела 9В9) к активности АПФ резко уменьшается именно в гомогенатах биоптатов из раковой ткани простаты, но не из ткани простаты с признаками доброкачественной гиперплазии.It was found that the ratio of the amount of immunoreactive protein ACE in the homogenate of prostate tissue (determined using the monoclonal antibody 9B9) to the activity of ACE sharply decreases precisely in homogenates of biopsies from prostate cancer tissue, but not from prostate tissue with signs of benign hyperplasia.

Проведенное фенотипирование АПФ на 35 образцах ткани простаты, полученных от 18 пациентов с гиперплазией простаты, от 6 пациентов с раком простаты и на 11 контрольных тканях простаты (аутопсийный материал от условно здоровых индивидуумов) показало, что:Phenotyping of ACE on 35 prostate tissue samples obtained from 18 patients with prostate hyperplasia, 6 patients with prostate cancer and 11 control prostate tissues (autopsy material from apparently healthy individuals) showed that:

а) Резкое падение активности АПФ (более чем в 3 раза) наблюдалось во всех 6 случаях рака простаты (Фиг. 1А и Б). При этом значительное (больше чем на 50%) увеличение отношения скоростей гидролиза двух субстратов (ZPHL/HHL ratio) -наблюдалось у 4-х из 6-ти пациентов (Фиг. 1 В). В то же время положительный результат исследования на ПСА крови был отмечен только у двух пациентов данной группы (из 6 пациентов с верифицированным гистологически раком простаты) (Фиг. 1Г).a) A sharp drop in ACE activity (more than 3 times) was observed in all 6 cases of prostate cancer (Fig. 1A and B). At the same time, a significant (more than 50%) increase in the ratio of the rates of hydrolysis of the two substrates (ZPHL / HHL ratio) was observed in 4 out of 6 patients (Fig. 1B). At the same time, a positive test result for blood PSA was observed only in two patients of this group (out of 6 patients with histologically verified prostate cancer) (Fig. 1D).

б) Значительное (больше чем на 50%) увеличение отношения иммунореактивного белка АПФ (определенное с помощью мАт 9В9) к активности АПФ в этом же гомогенате (Фиг. 2В) наблюдалось во всех 6 случаях рака простаты (Фиг. 2В). При этом позитивный тест на ПСА крови был отмечен только у двух пациентов данной группы из 6 (Фиг. 2Г).b) A significant (more than 50%) increase in the ratio of immunoreactive protein ACE (determined using mAb 9B9) to ACE activity in the same homogenate (Fig. 2B) was observed in all 6 cases of prostate cancer (Fig. 2B). In this case, a positive test for blood PSA was observed only in two patients of this group out of 6 (Fig. 2D).

в) Следует отметить, что некоторые пациенты с гиперплазией простаты (верифицированной гистологически), имели такие же количественные характеристики фенотипа АПФ, как и у больных РПЖ (увеличение отношение скоростей гидролиза двух субстратов (ZPHL/HHL ratio) - Фиг. 1В, и отношения иммунореактивного белка АПФ к активности АПФ в этом же гомогенате (Фиг. 2В).c) It should be noted that some patients with prostatic hyperplasia (verified histologically) had the same quantitative characteristics of the ACE phenotype as in patients with prostate cancer (an increase in the ratio of the rates of hydrolysis of two substrates (ZPHL / HHL ratio) - Fig. 1B, and the ratio of the immunoreactive ACE protein to ACE activity in the same homogenate (Fig. 2B).

Проведенные исследования показали, что фенотипирование АПФ позволяет выявлять пациентов, у которых наряду с гиперплазией начинается перерождение ткани простаты (скорее всего, как клональный рост опухолевых клеток), которое еще не изменяет ткань простаты гистологически, но биохимические изменения АПФ (привнесенные опухолевыми клетками) уже начинают проявляться.Studies have shown that phenotyping of ACE makes it possible to identify patients in whom, along with hyperplasia, degeneration of the prostate tissue begins (most likely, as clonal growth of tumor cells), which does not yet change the prostate tissue histologically, but biochemical changes in ACE (introduced by tumor cells) are already beginning manifest.

Таким образом, поставленная задача разработки простого в исполнении и сравнительно недорогого способа выявления пациентов с повышенным риском развития РПЖ была решена за счет использования новой технологии - фенотипирования АПФ на гомогенатах ткани простаты, полученной в результате трансректальной биопсии под контролем ультразвукового исследования.Thus, the task of developing an easy-to-use and relatively inexpensive method for identifying patients with an increased risk of developing prostate cancer was solved by using a new technology - phenotyping of ACE on homogenates of prostate tissue obtained as a result of transrectal biopsy under ultrasound guidance.

Ниже представлено более подробное описание проведенных исследований и осуществления изобретения, демонстрирующее достижение технического результата.Below is a more detailed description of the research and implementation of the invention, demonstrating the achievement of the technical result.

1. Критерии отбора больных с патологией простаты для проведения анализа.1. Criteria for selecting patients with prostate pathology for analysis.

Обследовано 24 пациента, наблюдавшихся в отделении урологии МНОЦ МГУ им. Ломоносова в период с января 2017 года по октябрь 2018 года. Критериями включения были подозрение на наличие РПЖ, а также подписанное информированное согласие на участие в исследовании. Отбор проводился согласно рекомендациям Европейского Общества Урологов, по которым при подозрении на РПЖ показанием для биопсии простаты являются: повышенный уровень ПСА (больше 4 нг/мл) и/или подозрительные результаты пальцевого ректального исследования и/или подозрительные результаты трансректального ультразвукового исследования [Mottet N, Bellmunt J, Bolla M. et al. (2017) EAU-ESTRO-SIOG Guidelines on prostate cancer. Part 1: Screening, diagnosis, and local treatment with curative intent. European Urology 71 (2017) 618-629.].We examined 24 patients who were followed up in the urology department of the Moscow State University Medical Center. Lomonosov in the period from January 2017 to October 2018. The inclusion criteria were suspicion of PCa and a signed informed consent to participate in the study. The selection was carried out according to the recommendations of the European Society of Urology, according to which, in case of suspected prostate cancer, the indications for prostate biopsy are: elevated PSA levels (more than 4 ng / ml) and / or suspicious results of digital rectal examination and / or suspicious results of transrectal ultrasound [Mottet N, Bellmunt J, Bolla M. et al. (2017) EAU-ESTRO-SIOG Guidelines on prostate cancer. Part 1: Screening, diagnosis, and local treatment with curative intent. European Urology 71 (2017) 618-629.].

Диагноз гиперплазии или рака простаты устанавливался гистологически - согласно общепринятым критериям.The diagnosis of hyperplasia or prostate cancer was established histologically according to generally accepted criteria.

По результатам гистологического исследования биоптатов были сформированы 2 группы пациентов: с выявленной доброкачественной гиперплазией простаты (N=18) и с раком простаты (N=6). Кроме того, отдельную группу составили контрольные образцы ткани простат (N=11), полученные путем аутопсии пациентов со смертельными исходами в результате аварий, без признаков морфологического изменения простаты.Based on the results of histological examination of biopsies, 2 groups of patients were formed: with identified benign prostatic hyperplasia (N = 18) and with prostate cancer (N = 6). In addition, a separate group consisted of control samples of prostate tissue (N = 11) obtained by autopsy of patients with fatal outcomes as a result of accidents, without signs of morphological changes in the prostate.

2. Проведение биопсии простаты.2. Conducting a biopsy of the prostate.

24 пациента были отобраны для проведения биопсии простаты под контролем трансректального ультразвукового исследования и ультразвуковой эластографии сдвиговой волной.24 patients were recruited for prostate biopsy under the guidance of transrectal ultrasound and shear wave ultrasound elastography.

Всем пациентам выполнялось трансректальное ультразвуковое исследование (ТРУЗИ) предстательной железы и семенных пузырьков на аппарате Aixplorer (Supersonic Imagine, Франция) с помощью внутриполостного датчика, работающего в диапазоне частот 3-12 МГц. Проводилось ТРУЗИ предстательной железы с использованием серошкального режима, режима энергетического допплеровского картирования и режима эластографии сдвиговой волной, позволяющего оценивать жесткость периферической зоны простаты. Предстательная железа была разделена на 12 секторов для ультразвуковой оценки и последующей системной биопсии предстательной железы (каждый из секстантов основания, средней части и верхушки железы справа и слева подразделялся на латеральный и медиальный субрегионы - итого 12 секторов).All patients underwent transrectal ultrasound examination (TRUS) of the prostate and seminal vesicles using an Aixplorer apparatus (Supersonic Imagine, France) using an intracavitary transducer operating in the 3-12 MHz frequency range. TRUS of the prostate was performed using a gray-scale mode, an energy Doppler mode, and a shear wave elastography mode, which allows assessing the stiffness of the peripheral zone of the prostate. The prostate gland was divided into 12 sectors for ultrasound assessment and subsequent systemic biopsy of the prostate (each of the base, middle and apex sextants on the right and left of the gland was subdivided into lateral and medial subregions - a total of 12 sectors).

После проведения ТРУЗИ и ультразвуковой эластографии всем пациентам выполнялась трансректальная мультифокальная системная пункционная биопсия предстательной железы из 12 точек под контролем ультразвукового исследования с использованием биопсийного пистолета Bard Magnum и одноразовых игл диаметром 18G. В дополнение к системной биопсии проводили прицельную биопсию из очагов, подозрительных на злокачественность по данным ультразвука и эластографии сдвиговой волной. Ультразвуковыми критериями, на основании которых проводилась прицельная биопсия, считались: гипоэхогенные очаги периферической зоны (серошкальный режим); зоны локального усиления кровотока с возможной деформацией сосудистого рисунка (энергетическое допплеровское картирование); жесткие очаги при эластографии сдвиговой волной. Жесткими считали очаги, модуль Юнга которых был более 35 кПа [Barr R.G., Cosgrove D., Brock М., Cantisani V., Correas J.M., Postema A.W., Salomon G., Tsutsumi M., Xu H.X., Dietrich C.F. WFUMB Guidelines and Recommendations on the Clinical Use of Ultrasound Elastography: Part 5. Prostate // Ultrasound Med. Biol. 2017. V. 43. No. 1. P. 27-48. Doi: 10.1016/j.ultrasmedbio.2016.06.020.]. В протоколе биопсии на схеме простаты, разделенной на секторы по вышеописанной методике, отмечалась точная локализация подозрительного очага. Затем проводился забор трех дополнительных столбиков ткани из каждого подозрительного очага для последующих измерений ферментативной активности и иммунохимической характеристики ткани предстательной железы на этом участке.After TRUS and ultrasound elastography, all patients underwent transrectal multifocal systemic puncture biopsy of the prostate from 12 points under ultrasound guidance using a Bard Magnum biopsy gun and disposable 18G needles. In addition to systemic biopsy, targeted biopsy was performed from lesions suspected of malignancy on the basis of ultrasound and shear wave elastography. The ultrasound criteria, on the basis of which the targeted biopsy was performed, were considered: hypoechoic foci of the peripheral zone (gray-scale mode); zones of local increased blood flow with possible deformation of the vascular pattern (power Doppler mapping); rigid lesions on shear wave elastography. The foci were considered rigid, the Young's modulus of which was more than 35 kPa [Barr R.G., Cosgrove D., Brock M., Cantisani V., Correas J.M., Postema A.W., Salomon G., Tsutsumi M., Xu H.X., Dietrich C.F. WFUMB Guidelines and Recommendations on the Clinical Use of Ultrasound Elastography: Part 5. Prostate // Ultrasound Med. Biol. 2017. V. 43. No. 1.P. 27-48. Doi: 10.1016 / j.ultrasmedbio.2016.06.020.]. In the biopsy protocol, the exact localization of the suspicious lesion was noted on a diagram of the prostate, divided into sectors according to the above technique. Then, three additional columns of tissue were taken from each suspicious lesion for subsequent measurements of the enzymatic activity and immunochemical characteristics of the prostate tissue in this area.

Гистологическое исследование биоптатов проводилась по стандартной методике. Образцы фиксировались в 4%-м нейтральном забуференном формалине в течение 48 ч, с дальнейшим погружением в парафин. Затем проводились окрашивание гематоксилином и эозином и изучение срезов под микроскопом.Histological examination of biopsies was carried out according to the standard technique. The samples were fixed in 4% neutral buffered formalin for 48 h, followed by immersion in paraffin. Then hematoxylin and eosin staining was performed and the sections were examined under a microscope.

Дополнительные столбики ткани простаты, полученные для анализа иммунохимических характеристик АПФ, охлаждались до 4°С без погружения в формалин.Additional columns of prostate tissue obtained for the analysis of the immunochemical characteristics of ACE were cooled to 4 ° C without immersion in formalin.

По результатам гистологического исследования, морфологические характеристики всех подозрительных очагов были проанализированы и сопоставлены с активностью и иммунохимическими характеристиками АПФ в ткани простаты, полученной из этих очагов.According to the results of histological examination, the morphological characteristics of all suspicious foci were analyzed and compared with the activity and immunochemical characteristics of ACE in the prostate tissue obtained from these foci.

3. Приготовление гомогенатов из образцов ткани простаты.3. Preparation of homogenates from prostate tissue samples.

Все операции по приготовлению гомогенатов ткани простаты проводили при 4°С. Для этого 2-3 биоптата (весом примерно 3-5 мг каждый) или ткань контрольной простаты, полученной при вскрытии (не более 10 мг) гомогенизировали в 1 мл 0,05 М фосфатного буфера, рН 7,5 содержащего 0,15 М NaCl, 1 мкМ ZnCl2, (буфер А) используя тканевой гомогенизатор Speed Mill (Analytik Jena, Jena, Germany) со стальыым шариком (3 = минутный цикл). Затем в гомогенат добавляли тритон Х-100 до 0,025%, перемешивали переворачиванием в течение 1 часа и центрифугировали на микрофуге в течение 5 мин при 13000 оборотах в минуту. Осадок отбрасывали, а супернатант использовали для дальнейшей работы. Концентрацию белка в гомогенатах с помощью реактива Брэдфорда.All operations for the preparation of prostate tissue homogenates were performed at 4 ° C. For this, 2-3 biopsies (weighing about 3-5 mg each) or tissue of the control prostate obtained at dissection (no more than 10 mg) were homogenized in 1 ml of 0.05 M phosphate buffer, pH 7.5 containing 0.15 M NaCl , 1 μM ZnCl 2 , (buffer A) using a Speed Mill tissue homogenizer (Analytik Jena, Jena, Germany) with a steel ball (3 = minute cycle). Then Triton X-100 was added to the homogenate to 0.025%, stirred by inversion for 1 hour and centrifuged in a microfuge for 5 min at 13000 rpm. The sediment was discarded, and the supernatant was used for further work. Protein concentration in homogenates using Bradford's reagent.

4. Определение активности АПФ4. Determination of ACE activity

Активность АПФ в супернатантах гомогенатов биопсий ткани простаты определяли по начальным скоростям гидролиза субстратов Z-Phe-His-Leu (ZPHL) и Hip-His-Leu (HHL), измеряя на многофункциональном микропланшетном ридере «Hitachi» (Japan) накопление продукта реакции His-Leu с помощью орто-фталевого альдегида. Для этого в ячейки 96-луночных планшетов помещали по 100 мкл 2,4 мМ ZPHL и 6 мМ HHL в 0,1 М фосфатном буфере рН 8,3, содержащем 0,3 М NaCl и 1 мкМ ZnCl2, добавляли по 20 мкл супернатанта гомогената в Буфере А и инкубировали смесь в течение 60 минут при 37°С в термостате. Конечная концентрация субстратов в реакционной смеси - 5 мМ и 2 мМ, соответственно. Время реакции подбирали таким образом, чтобы степень превращения субстрата не превышала 5%. Реакцию останавливали добавлением 25 мкл 1.4 н. NaOH, затем вносили 25 мкл раствора орто-фталевого альдегида (3.3 мг/мл) в метаноле, инкубировали смесь 10 минут, затем добавляли 25 мкл 2.1 н. HCl. Флуоресценцию образованного аддукта измеряли при длине волны возбуждения 370 нм и эмиссии 500 нм. Фоновую флуоресценцию измеряли в тех же условиях, но фермент (супернатат гомогената простаты) вносили после добавления щелочи. Стандартную флуоресценцию измеряли так же, как и фоновую, но вместо субстрата использовали раствор His-Leu. Отношение скоростей гидролиза двух субстратов вычисляли разделив среднюю флюоресценцию в трех ячейках планшета с субстратом ZPHL на среднюю флюоресценцию в трех ячейках с субстратом HHL.ACE activity in the supernatants of homogenates of prostate tissue biopsies was determined by the initial rates of hydrolysis of substrates Z-Phe-His-Leu (ZPHL) and Hip-His-Leu (HHL), measuring the accumulation of the reaction product His- on a Hitachi multifunctional microplate reader (Japan) Leu with ortho-phthalic aldehyde. To do this, 100 μl of 2.4 mM ZPHL and 6 mM HHL in 0.1 M phosphate buffer pH 8.3 containing 0.3 M NaCl and 1 μM ZnCl 2 were placed in the wells of 96-well plates, 20 μl of supernatant was added homogenate in Buffer A and incubated the mixture for 60 minutes at 37 ° C in a thermostat. The final concentration of substrates in the reaction mixture is 5 mM and 2 mM, respectively. The reaction time was selected so that the conversion of the substrate did not exceed 5%. The reaction was stopped by the addition of 25 μL of 1.4 N. NaOH, then 25 μl of a solution of ortho-phthalic aldehyde (3.3 mg / ml) in methanol was added, the mixture was incubated for 10 minutes, then 25 μl of 2.1 N HCI was added. HCl. The fluorescence of the formed adduct was measured at an excitation wavelength of 370 nm and an emission of 500 nm. Background fluorescence was measured under the same conditions, but the enzyme (prostate homogenate supernatate) was added after addition of alkali. Standard fluorescence was measured in the same way as background fluorescence, but His-Leu solution was used instead of the substrate. The ratio of the rates of hydrolysis of the two substrates was calculated by dividing the average fluorescence in three wells of the plate with the ZPHL substrate by the average fluorescence in three wells with the HHL substrate.

5. Определение иммунореактивного белка АПФ (с помощью антиетла 9В9)5. Determination of the immunoreactive protein ACE (using antietl 9B9)

Количество иммунорективного белка АПФ - то есть относительную эффективность связывания мАт с АПФ (в данном случае мАт 9В9), определяли методом иммуносорбции [Kryukova OV, Tikhomirova VE, Golukhova EZ, et al. (2015) Tissue Specificity of human angiotensin I-converting enzyme. PLoS One 10: e0143455.]. Для этого на плашку «Corning» с высокой сорбционной способностью наносили поликлональные антитела козы против иммуноглобулинов мыши (50 мкл, 10 мкг/мл) в 0,05 М фосфатном буфере с рН 7,5 и 0.15 М NaCl. Далее плашку оставляли в термостате при 37°С на 1 час. Затем раствор удаляли и промывали лунки буфером А, содержащим 0,05% Tween-20. В лунки добавляли по 50 мкл раствора моноклональных антител (мАт) 9В9 к АПФ человека с концентрацией 3 мкг/мл в буфере А, содержащем 100 мкг/мл БСА (в трипликатах). После инкубации в течение часа при 37°С лунки снова промывали буфером А, содержащим, 0,05% Tween-20, и добавляли по 50 мкл раствора АПФ (в супернатанте гомогената тканей простаты) и оставляли на ночь при 4°С. Отмывали плашку сначала 5 раз 0,05 М фосфатном буфере с рН 7,5 и 0.15 М NaCl, содержащим 0,05% Tween-20. Активность преципитированног АПФ простаты антителом 9В9 определяли по ферментативной активности АПФ связанного с поверхностью плашки. На плашку наносили по 100 мкл раствора субстрата ZPHL (2 мМ) в буфере А. Реакцию вели в течение одного часа при 37°С и останавливали добавлением 25 мкл 1.4 н. NaOH, затем вносили 25 мкл раствора орто-фталевого альдегида (3.3 мг/мл) в метаноле, инкубировали смесь 10 минут, затем добавляли 25 мкл 2.1 н. HCl. Флуоресценцию образованного аддукта измеряли при длине волны возбуждения 370 нм и длине волны эмиссии 500 нм. Фоновую флуоресценцию измеряли в тех же условиях, но в ячейках где вместо мАт 9В9 был добавлен 0,05 М фосфатном буфер с рН 7,5 и 0.15 М NaCl.The amount of immunoreactive protein ACE - that is, the relative efficiency of binding of mAbs with ACE (in this case, mAb 9B9), was determined by the method of immunosorption [Kryukova OV, Tikhomirova VE, Golukhova EZ, et al. (2015) Tissue Specificity of human angiotensin I-converting enzyme. PLoS One 10: e0143455.]. For this purpose, polyclonal goat antibodies against mouse immunoglobulins (50 μl, 10 μg / ml) in 0.05 M phosphate buffer with pH 7.5 and 0.15 M NaCl were applied to a Corning plate with a high sorption capacity. Then the plate was left in a thermostat at 37 ° C for 1 hour. Then the solution was removed and the wells were washed with buffer A containing 0.05% Tween-20. The wells were supplemented with 50 μl of a solution of monoclonal antibodies (mAb) 9B9 to human ACE with a concentration of 3 μg / ml in buffer A containing 100 μg / ml BSA (in triplicates). After incubation for an hour at 37 ° C, the wells were washed again with buffer A containing 0.05% Tween-20, and 50 μl of ACE solution (in the supernatant of prostate tissue homogenate) was added and left overnight at 4 ° C. The plate was washed first 5 times with 0.05 M phosphate buffer pH 7.5 and 0.15 M NaCl containing 0.05% Tween-20. The activity of the precipitated ACE of the prostate with the 9B9 antibody was determined by the enzymatic activity of the ACE bound to the plate surface. A plate was loaded with 100 μl of a ZPHL substrate solution (2 mM) in buffer A. The reaction was carried out for one hour at 37 ° С and was stopped by adding 25 μl of 1.4 N. NaOH, then 25 μl of a solution of ortho-phthalic aldehyde (3.3 mg / ml) in methanol was added, the mixture was incubated for 10 minutes, then 25 μl of 2.1 N HCI was added. HCl. The fluorescence of the formed adduct was measured at an excitation wavelength of 370 nm and an emission wavelength of 500 nm. Background fluorescence was measured under the same conditions, but in cells where, instead of mAb 9B9, 0.05 M phosphate buffer with pH 7.5 and 0.15 M NaCl was added.

6. Статистическая обработка результатов6. Statistical processing of results

Статистическую обработку данных проводили с помощью пакетов «Microsoft Office Excel 2007» и «Statistica 10.0» с использованием двустороннего точного критерия Фишера и критерия %2 Пирсона (для качественных признаков), критерия Манни-Уитни и Краскела-Уолиса (для количественных признаков с распределением, отличающимся от нормального). Достоверными считались различия при р<0,05 и 95% доверительном интервале (ДИ) для ОШ, не включающем «1».Statistical processing of the data was carried out using the Microsoft Office Excel 2007 and Statistica 10.0 packages using Fisher's two-sided exact test and Pearson's% 2 test (for qualitative features), Mannie-Whitney and Kruskal-Wallis test (for quantitative features with distribution, different from normal). Differences were considered significant at p <0.05 and 95% confidence interval (CI) for OR, not including "1".

Прогностически значимым принимали 50-ти процентное (то есть полуторакратное) увеличение отношения скоростей гидролиза субстрата ZPHL к таковому для субстрата HHL (ZPHL/HHL ratio, так как данный параметр отличается среди индивидуумов со стандартным отклонением не более 5%). Для отношения иммунореактивного белка АПФ (по 9В9) к активности прогностически значимым мы принимали 50-ти процентное (то есть полуторакратное) увеличение этого параметра.A 50% (i.e., 1.5-fold) increase in the ratio of the rates of hydrolysis of the ZPHL substrate to that for the HHL substrate (ZPHL / HHL ratio, since this parameter differs among individuals with a standard deviation of no more than 5%) was taken as prognostically significant. For the ratio of the ACE immunoreactive protein (according to 9B9) to the prognostically significant activity, we took a 50 percent (that is, one and a half-fold) increase in this parameter.

7. Оценка полученных результатов.7. Evaluation of the results obtained.

Каталитическая характеристика АПФ ткани простаты - специфичная для АПФ из раковой ткани простатыCatalytic characterization of ACE of prostate tissue - specific for ACE from prostate cancer tissue

Из 24 биоптатов ткани простаты резкое падение активности АПФ (более чем в 3 раза) наблюдалось во всех 6 случаях рака простаты (Фиг. 1А и Б). При этом значительное увеличение (больше 50%) отношения скоростей гидролиза двух субстратов (ZPHL/HHL ratio) наблюдалось у 4-х из 6-ти пациентов (Фиг. 1В). В то же время позитивный тест на ПСА крови был отмечен только у двух пациентов (из 6 пациентов) с верифицированным гистологически раком простаты (Фиг. 1Г). Из чего следует, что новая каталитичская характеристика АПФ ткани простаты - более чувствительный маркер РПЖ, чем тест на ПСА крови. Особенно интересно, что среди 18 пациентов с гиперплазией простаты (верифицированной гистологически) у двух пациентов (3-6 и 3-8 Фиг. 1) была резко уменьшена (меньше 50% от контроля - черные столбцы) активность АПФ в ткани простаты по обоим субстратам, но при этом ZPHL/HHL ratio было резко увеличено (больше 200% от контроля) только у пациента 3-8. Только резкое уменьшение активности АПФ в отдельном биоптате не является прогностическим признаком (так как биопсия может пройти не через ткань простаты, а через, например, соеднителькую ткань), а вот сочетание уменьшения активности и увеличения отношения ZPHL/HHL (Фиг. 1 В, пациент 3-8, выделено прямоугольником), сигнализирует о резком изменении микроокружения АПФ в ткани простаты. Например, повышенная экспрессия какого-то опухолевого белка, который, к тому же, обладает способностью связываться с АПФ и изменять его каталитические свойства.Out of 24 biopsies of prostate tissue, a sharp drop in ACE activity (more than 3 times) was observed in all 6 cases of prostate cancer (Fig. 1A and B). At the same time, a significant increase (more than 50%) in the ratio of the rates of hydrolysis of the two substrates (ZPHL / HHL ratio) was observed in 4 out of 6 patients (Fig. 1B). At the same time, a positive test for blood PSA was observed in only two patients (out of 6 patients) with histologically verified prostate cancer (Fig. 1D). From which it follows that the new catalytic characteristic of ACE of prostate tissue is a more sensitive marker of prostate cancer than a blood PSA test. It is especially interesting that among 18 patients with prostatic hyperplasia (verified histologically) in two patients (3-6 and 3-8 Fig. 1) the ACE activity in the prostate tissue for both substrates was sharply reduced (less than 50% of the control - black bars) , but at the same time the ZPHL / HHL ratio was sharply increased (more than 200% of the control) only in patient 3-8. Only a sharp decrease in ACE activity in a separate biopsy is not a prognostic sign (since the biopsy can pass not through the prostate tissue, but through, for example, the connective tissue), but a combination of a decrease in activity and an increase in the ZPHL / HHL ratio (Fig. 1B, patient 3-8, highlighted by a rectangle), signals a sharp change in the ACE microenvironment in the prostate tissue. For example, increased expression of some tumor protein, which, moreover, has the ability to bind to ACE and change its catalytic properties.

Кроме пациента 3-8, увеличение отношения ZPHL/HHL было отмечено у пациентов 4-6 и 5-1 (Фиг. 1В). При этом у пациента 5-1 было также отмечено увеличение ПСА в крови (Фиг. 1 В и С- отмечено прямоугольником). Этот факт прибавляет уверенности в том, что пациенты с увеличением отношения ZPHL/HHL для АПФ из простаты представляют собой группу риска (для развития РПЖ) и должны быть под особым наблюдением врачей с вероятностью дополнительных анализов (например, иммуногистохимии на экспрессию специфических опухолевых маркеров).In addition to patient 3-8, an increase in the ZPHL / HHL ratio was noted in patients 4-6 and 5-1 (Fig. 1B). At the same time, patient 5-1 also showed an increase in PSA in the blood (Fig. 1B and C- marked with a rectangle). This fact adds confidence that patients with an increase in the ZPHL / HHL ratio for ACE from the prostate are a risk group (for the development of prostate cancer) and should be under the special supervision of doctors with the likelihood of additional tests (for example, immunohistochemistry for the expression of specific tumor markers).

Отношение иммунореактивного белка АПФ к активности в ткани простаты - специфичное для АПФ из раковой ткани простатыThe ratio of ACE immunoreactive protein to activity in prostate tissue - specific for ACE from prostate cancer tissue

Из 24 биоптатов ткани простаты значительное увеличение отношения иммунореактивного белка АПФ к активности АПФ наблюдалось во всех 6 случаях рака простаты (Фиг. 2 В). Тогда как позитивный тест на ПСА крови был отмечен только у двух пациентов (из 6 пациентов с верифицированным гистологически раком простаты (Фиг. 2Г). Из чего следует, что новая конформационная характеристика АПФ ткани простаты - более чувствительный маркер РПЖ, чем тест на ПСА крови. Особенно интересно, что среди 18 пациентов с гиперплазией простаты (верифицированной гистологически) у 3-х пациентов (3-3, 3-4 и 3-6 - Фиг. 2) было резко увеличено это отношение. При этом у пациента 3-4 (с увеличенным отношением иммуно-реактивного белка АПФ к активности) также был увеличен ПСА в крови.Out of 24 prostate biopsies, a significant increase in the ratio of immunoreactive protein ACE to ACE activity was observed in all 6 cases of prostate cancer (Fig. 2B). Whereas a positive blood PSA test was noted only in two patients (out of 6 patients with histologically verified prostate cancer (Fig.2D). It follows from this that the new conformational characteristic of ACE of prostate tissue is a more sensitive marker of prostate cancer than the PSA blood test It is especially interesting that among 18 patients with prostatic hyperplasia (verified histologically) in 3 patients (3-3, 3-4 and 3-6 - Fig. 2) this ratio was sharply increased. (with an increased ratio of ACE immunoreactive protein to activity) blood PSA was also increased.

Полученные данные свидетельствуют о том, что совместное определение двух новых параметров фенотипа АПФ в тканях простаты 1) отношение скоростей гидролиза двух субстратов (ZPHL/HHL ratio) и 2) отношения иммунореактивного белка АПФ к активности позволяет выявить пациентов (с гистологически верифицированной гиперплазией простаты) которые представляют группу риска развития рака простаты.The data obtained indicate that the joint determination of two new parameters of the ACE phenotype in prostate tissues 1) the ratio of the rates of hydrolysis of the two substrates (ZPHL / HHL ratio) and 2) the ratio of the immunoreactive ACE protein to activity makes it possible to identify patients (with histologically verified prostatic hyperplasia) who represent a risk group for developing prostate cancer.

Пример 1.Example 1.

Пациент Р. 76 лет, при амбулаторном обследовании в крови выявлен уровень ПСА общ. 5,6 нг/мл (норма 0-4 нг/мл), объем предстательной железы составлял 65 см3. При проведении ТРУЗИ в обеих долях предстательной железы определялись кальцинаты до 3 мм. По результатам проведенной трансректальной биопсии простаты с ИГХ исследованием у пациента была выявлена ДГПЖ. Заключение патоморфологического исследования: «Кусочки ткани простаты с железами различной величины и формы с сохраненной базальной мембраной, местами - с признаками пролиферации, железы извитой формы, с атрофией эпителия. Строма с участками склероза, кровоизлияниями и признаками хронического воспаления». Однако по данным измерения активности АПФ у пациента был заподозрен РПЖ, так как было выявлено уменьшение активности АПФ более чем в 2 раза по сравнению с нормой и на 50% увеличено отношения скоростей гидролиза двух субстратов, а также увеличен коэффициент иммунореактивности АПФ более чем на 50%. В дальнейшем, в связи с выраженными симптомами нижних половых путей (18 баллов по шкале IPSS), через 3 месяца после трансректальной биопсия простаты пациенту была выполнена трансуретральная биопсия предстательной железы. По данным патоморфологического исследования резецированной ткани простаты у пациента был подтвержден диагноз РПЖ. Пациенту проведено оперативное лечение.Patient R., 76 years old, during an outpatient examination, the PSA level was revealed in the blood. 5.6 ng / ml (norm 0-4 ng / ml), the volume of the prostate gland was 65 cm3. When performing TRUS in both lobes of the prostate gland, calcifications up to 3 mm were determined. According to the results of a transrectal biopsy of the prostate with IHC study, the patient was diagnosed with BPH. The conclusion of the pathomorphological study: “Pieces of prostate tissue with glands of various sizes and shapes with preserved basement membrane, in places - with signs of proliferation, convoluted glands, with epithelial atrophy. Stroma with areas of sclerosis, hemorrhages and signs of chronic inflammation. " However, according to the measurement of ACE activity, the patient was suspected of prostate cancer, since a decrease in ACE activity was detected by more than 2 times compared with the norm and the ratio of the rates of hydrolysis of two substrates increased by 50%, and the coefficient of ACE immunoreactivity was increased by more than 50%. ... Subsequently, due to severe symptoms of the lower genital tract (18 points on the IPSS scale), 3 months after transrectal biopsy of the prostate, the patient underwent a transurethral biopsy of the prostate gland. According to the data of the pathomorphological examination of the resected prostate tissue, the diagnosis of prostate cancer was confirmed in the patient. The patient underwent surgical treatment.

Claims (4)

Способ выявления пациентов с повышенным риском развития рака простаты, включающий получение образца ткани (биоптата) простаты, приготовление гомогената из биоптата с последующим определением следующих параметров, характеризующих фенотип АПФ простаты:A method for identifying patients with an increased risk of developing prostate cancer, including obtaining a tissue sample (biopsy) of the prostate, preparing a homogenate from a biopsy, followed by determining the following parameters characterizing the ACE phenotype of the prostate: - активность АПФ при взаимодействии с двумя искусственными субстратами АПФ - ZPHL и HHL с вычислением каталитической характеристики АПФ, характеризующейся отношением скоростей гидролиза этих двух субстратов ZPHL и HHL;- ACE activity when interacting with two artificial ACE substrates - ZPHL and HHL with the calculation of the catalytic characteristics of ACE, characterized by the ratio of the rates of hydrolysis of these two substrates ZPHL and HHL; - коэффициент иммунореактивности АПФ, характеризующийся отношением количества АПФ, присоединившего антитело 9В9, к активности данного АПФ при взаимодействии с субстратом ZPHL;- coefficient of ACE immunoreactivity, characterized by the ratio of the amount of ACE that has attached the 9B9 antibody to the activity of this ACE when interacting with the ZPHL substrate; и при выявлении увеличения значений каждого из полученных параметров в 1,5 раза и более по сравнению с контрольными значениями, характерными для нормальной ткани простаты, делают вывод о повышенном риске развития рака простаты.and when detecting an increase in the values of each of the obtained parameters by 1.5 times or more in comparison with the control values typical for normal prostate tissue, it is concluded that there is an increased risk of developing prostate cancer.
RU2019141378A 2019-12-13 2019-12-13 Method for detecting patients with high risk of developing prostate cancer RU2740382C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141378A RU2740382C1 (en) 2019-12-13 2019-12-13 Method for detecting patients with high risk of developing prostate cancer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141378A RU2740382C1 (en) 2019-12-13 2019-12-13 Method for detecting patients with high risk of developing prostate cancer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2740382C1 true RU2740382C1 (en) 2021-01-13

Family

ID=74183947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019141378A RU2740382C1 (en) 2019-12-13 2019-12-13 Method for detecting patients with high risk of developing prostate cancer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2740382C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521229C1 (en) * 2012-12-18 2014-06-27 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО АГМА Минздрава России) Method for prediction of prostate cancer grade
WO2016193109A1 (en) * 2015-05-29 2016-12-08 Koninklijke Philips N.V. Methods of prostate cancer prognosis
RU2605838C1 (en) * 2015-08-04 2016-12-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт аридных зон Южного научного центра Российской академии наук (ИАЗ ЮНЦ РАН) Method for prediction of risk of biochemical recurrent in prostate cancer patients after radiation and hormone therapy
WO2018137435A1 (en) * 2017-01-26 2018-08-02 上海长海医院 Prostatic cancer marker, pcdh9, and application thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521229C1 (en) * 2012-12-18 2014-06-27 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО АГМА Минздрава России) Method for prediction of prostate cancer grade
WO2016193109A1 (en) * 2015-05-29 2016-12-08 Koninklijke Philips N.V. Methods of prostate cancer prognosis
RU2605838C1 (en) * 2015-08-04 2016-12-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт аридных зон Южного научного центра Российской академии наук (ИАЗ ЮНЦ РАН) Method for prediction of risk of biochemical recurrent in prostate cancer patients after radiation and hormone therapy
WO2018137435A1 (en) * 2017-01-26 2018-08-02 上海长海医院 Prostatic cancer marker, pcdh9, and application thereof

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОГАН М.И. и др. Ангиотензинпревращающий фермент - новый прогностический маркер рецидива при терапии рака предстательной железы. Онкоурология, 2016, т.12, N4, с.87-93. *
ТИХОМИРОВА В.Е. Фенотипирование ангиотензин-превращающего фермента в крови и тканях человека в норме и при патологии. Дисс.к.х.н., Москва, 2018, с.49-71. *
ТИХОМИРОВА В.Е. Фенотипирование ангиотензин-превращающего фермента в крови и тканях человека в норме и при патологии. Дисс.к.х.н., Москва, 2018, с.49-71. КОГАН М.И. и др. Ангиотензинпревращающий фермент - новый прогностический маркер рецидива при терапии рака предстательной железы. Онкоурология, 2016, т.12, N4, с.87-93. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Miyake et al. Elevation of urokinase-type plasminogen activator and its receptor densities as new predictors of disease progression and prognosis in men with prostate cancer.
US8658166B2 (en) Methods and materials for the diagnosis of prostate cancers
CA2760569C (en) New antibody cocktail
Caplan et al. Prostate-specific antigen and the early diagnosis of prostate cancer
You et al. Innovative biomarkers for prostate cancer early diagnosis and progression
JP2006311860A (en) Non-invasive enzyme screen for tissue remodelling-associated condition
Karazanashvili et al. Prostate specific antigen and human glandular kallikrein 2 in early detection of prostate cancer
Shariat et al. Screening for prostate cancer: an update
JP5616892B2 (en) Prostate cancer biomarker
JP2008509379A (en) Method for detecting activatable free PSA and its use in the diagnosis of benign pathology of prostate and prostate cancer
Matsuzaki et al. Plasma bikunin as a favorable prognostic factor in ovarian cancer
Al Saidi et al. Validity of prostate health index and percentage of [-2] pro-prostate-specific antigen as novel biomarkers in the diagnosis of prostate cancer: Omani tertiary hospitals experience
Kobayashi et al. Detection of prostate cancer in men with prostate-specific antigen levels of 2.0 to 4.0 ng/mL equivalent to that in men with 4.1 to 10.0 ng/mL in a Japanese population
Naik Role of biomarkers in the integrated management of melanoma
Danilov et al. Tissue ACE phenotyping in prostate cancer
Kamada et al. Urinary laminin‐γ2 is a novel biomarker of non‐muscle invasive urothelial carcinoma
EP2661628B1 (en) Diagnostic method
CA2629013A1 (en) Method of diagnosing breast cancer using protein markers
RU2740382C1 (en) Method for detecting patients with high risk of developing prostate cancer
Hara et al. Serum cathepsin D and its density in men with prostate cancer as new predictors of disease progression
US20120028271A1 (en) Methods and Kit for Detecting Breast Cancer
US8658164B2 (en) Methods and materials for the diagnosis of prostate cancers
Vlachaki et al. Screening for prostate cancer: moving forward in the molecular era
US20040029200A1 (en) Method and kits for the detection of renal cell carcinoma in a biological fluid of a patient
WO2009005816A1 (en) Methods for differential diagnosis of melanocytic lesions