Результат интеллектуальной деятельности: Способ определения риска наследственной детерминированности рака молочной железы по анамнестическим данным

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для определения риска наследственной детерминированности рака молочной железы по анамнестическим данным.

Рак молочной железы (РМЖ) среди злокачественных новообразований на протяжении последних десятилетий является основной причиной смертности женщин репродуктивного возраста в России (см. А.Д. Каприн, В.В. Старинский, Г.В. Петрова. Злокачественные новообразования в России в 2012 году (заболеваемость и смертность). М., 2014. - 250 с; Cancer statistics / A. Jemal, Т. Murray, Е. Ward et al. // CA Cancer J Clin. - 2005. - №55. - P. 10-30. Socolov D., Anghelache I., Ilea C, Socolov R., Carauleanu A. Benign breast disease and the risk of breast cancer in the next 15 years. Rev. Med. Chir. Soc. Med. Nat. Iasi. 2015; 119(1): 135-40).

По данным ВОЗ в 2013 г. в Российской Федерации впервые в жизни выявлено 535.887 случаев злокачественных новообразований, из них заболевших женщин РМЖ 96.996 человек, что составляет 18,1% от общего числа больных (см. Assessing the risk of breast cancer / Armstrong K., Eisen A., Weber B.N. // Engl. J. Med. - 2000. - Vol. 342. - P. 564-571). Исходя из представленных данных, становится понятной социальная значимость этой патологии, влияющая на среднюю продолжительность жизни женщин (см. Дворниченко В.В., Панферова Е.В., Ушакова И.В., Крыжная Л.В., Климова И.Д. Рак молочной железы: заболеваемость, смертность (популяционное исследование) / Сибирский медицинский журнал. 2013. №2. С. 70-73; см. Онкологическая статистика (традиционные методы, новые информационные технологии). Руководство для врачей / В.М. Мерабишвили; см. М-во здравоохранения и соц. развития, ФГУ НИИ онкологии им. Н.Н. Петрова, Популяц. Раковый рег. Санкт-Петербурга. - Санкт-Петербург: Коста, 2011. - Ч. 1. - 221 с.: цв. ил., карт.; см. Мерабишвили, В.М. Онкологическая служба Санкт-Петербурга (Оперативная отчетность за 2011-2012 годы, углубленная разработка базы данных регистра по международным стандартам) / Под ред. В.М. Колабутина, А.М. Беляева; Комитет по здравоохранению Правительства Санкт-Петербурга, Медицинский информационно-аналитический центр, Популяционный раковый регистр (№221 IACR), ФГБУ «НИИ онкологии им. Н.Н. Петрова» МЗ РФ, Научно-методический совет по развитию информационных технологий в Северо-Западном регионе России. - Санкт-Петербург: Коста, 2013. - 362, [2] с.: ил.).

Возникновение злокачественных новообразований в молодом возрасте позволяет предполагать наличие генетической предрасположенности к РМЖ, приблизительно 5% данных случаев возникает на фоне носительства терминальных мутаций в гене BRCA1 или BRCA2 (см. Имянитов Е.Н. Общие представления о наследственных опухолевых синдромах / Практическая онкология 2014. №3. Том 15. С. 101-106). Многими группами исследователей отмечен защитный эффект родов, так, у женщин, имевших поздние первые роды в возрасте более 30 лет или не имевших родов, риск заболеть раком молочной железы в 2-3 раза выше, чем у рожавших до 20 лет (см. Premenopausal serum androgens and breast cancer risk: a nested case-control study / A. Zeleniuch-Jacquotte, Y. Afanasyeva, R. Kaaks et al. // Alan Breast Cancer Research. - 2012, 14: R32).

Длительное грудное вскармливание, в течение года или более, как показано, также снижает риск развития злокачественного новообразования в молочной железе, причем тем сильнее, чем продолжительнее период лактации (см. Мастопатия и рак молочной железы. / А.С. Зотов, Е.О. Белик. - 4-е изд., доп. - М.: МЕДпресс-информ, 2005. - С. 17-18; см. Reproductive and hormonal risk factors for postmenopausal luminal, HER-2-overexpressing, and triple-negative breast cancer / A.I. Phipps, K.E. Malone, P.L. Porter et al. // Cancer (Philad.). - 2008. - Vol. 113. - P. 1521-1526.). Нельзя оставить без внимания, что по данным Cullinane С.А. (2005) число родов более 4 снижает риск развития рака у носительниц BRCA1 мутации (см. Cullinane С. A., Lynch Н.Т., Narod S.A. Effect of pregnancy as a risk factor for breast cancer in BRCA1/BRCA2 mutation carriers. Int J Cancer 2005; 20; 117(6): 988-91.). Тогда как при BRCA2 мутации риск данной патологии повышается при большем количестве родов, особенно на 2-й год после беременности (см. Новикова В.А. Факторы риска рака молочной железы в репродуктивном возрасте // Акушерство и гинекология, 2015. - N 10. - С. 27-34.; см. Cardonick Е., Dougherty R., Grana G. et al. Breast cancer during pregnancy: Maternal and fetal outcomes. Cancer J, 2010; 16: 76-82).

С целью снижения этих показателей необходимо внедрение в клиническую практику инновационных высокотехнологичных методов ранней, в том числе доклинической, диагностики, разработка индивидуальных лечебных и профилактических подходов с учетом генетических факторов риска (см. Land С.Е., Hayakawa N., Machado S.G. et al. // Cancer Causes and Control. - 1994. - V. 5, N 2. - P. 157-165).

Из патентных источников известен способ прогнозирования наследственной предрасположенности к раку молочной железы (см. патент RU №2522501 C1, G01N 33/574, опубл. 20.07.2014, Бюл. №20). Способ характеризуется тем, что проводят амплификацию коротких фрагментов гена BLM протяженностью до 200 п.о. с последующим высокоразрешающим плавлением, включающим оптимизированный для гена BLM этап формирования гетеродуплексов: быстрый нагрев до 95°С и медленное снижение температуры до 50°С; выбирают один фрагмент с аберрантным профилем плавления для секвенирования, секвенируют выбранный фрагмент и при выявлении мутации гена BLM прогнозируют наследственную предрасположенность к раку молочной железы. Способ повышает точность детекции мутации, прост в исполнении и высокоинформативен: позволяет выявлять до 100% мутаций в гене BLM. Однако данный способ требует наличия специального дорогостоящего оборудования, специалистов.

Предлагаемое нами изобретение направлено на прогнозирование риска наследственного РМЖ у женщин по анамнестическим данным.

Технический результат изобретения заключается в разработке способа определения риска наследственной детерминированности рака молочной железы по анамнестическим данным.

Задача состоит в скрининговом обследовании пациенток по специальной разработанной анкете, выявлении женщин с высоким риском наследственного РМЖ с целью дальнейшего направления ее на инструментальное, лучевое и генетическое исследование.

Указанный технический результат достигается тем, что у пациенток оценивают данные анамнеза, а именно возраст в годах, число абортов, число беременностей, возраст наступления менопаузы в годах (если менопаузы нет, то фактор не учитывается), длительность курения в годах (если женщина не курит, то 0), число грудных вскармливаний и продолжительность грудного кормления в месяцах. Далее путем использования разработанной прогностической таблицы каждому показателю устанавливается прогностический коэффициент (ПК), а именно, если возраст больной ≤42 года ПК (+) 10, более 42 лет ПК (-) 7,7; если число абортов ≤1 ПК (+) 2,0, более 1 ПК (-) 2,3; если число беременностей ≤2 ПК (+) 3,6, более 2 ПК (-) 2,6; если возраст наступления менопаузы ≤41 год ПК (+) 3,6, более 41 года ПК (-) 3,7; при длительности курения ≤9 лет ПК (+) 3, более 9 лет ПК (-) 5,4; если число грудных вскармливаний ≤1 ПК (+) 4, более 1 ПК (-) 7; при продолжительности грудного вскармливания ≤6 месяцев ПК (+) 5,4, более 6 месяцев ПК (-) 4,6; после чего определяют сумму ПК и принимают решение о высоком риске наследственного РМЖ, если сумма ПК ≥ (+) 18, либо отсутствии риска генетической детерминации РМЖ, если сумма ПК меньше (+) 18 с диагностической чувствительностью 85,7% и специфичностью 93,75%.

Разработка прогностического инструмента проводилась методом последовательного анализа Вальда (см. Гублер Е.В., Генкин А.А. Применение непараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях. - Л.: Медицина, 1973. - 141 с.). На первом этапе у 27 женщин с подтвержденным путем генетических исследований РМЖ и у 30 больных со спорадическим РМЖ путем анкетирования собирали сведения о многих признаках. Затем при использовании критерия Пирсона χ-квадрат с поправкой Йетса с оценкой статистической значимости различия качественных показателей по доверительной вероятности p, расчета относительного риска, отношения шансов, диагностического коэффициента, его информативности, а также при использовании критерия Манна-Уитни при сравнении количественных показателей в двух группах ограничивали круг анамнестических данных с наиболее выраженным различием. Если показатели были количественными, то путем ROC-анализа определяли диагностическую точку разделения для отнесения пациентки к одной из двух групп.

На следующем этапе оценивали частоту семи признаков в двух группах: возраст больной ≤42 лет, число абортов ≤1, число беременностей ≤2, возраст наступления менопаузы ≤41 лет, длительность курения ≤9 лет, число грудных вскармливаний ≤1, длительности грудного вскармливания ≤6 месяцев.

По каждому признаку составляли таблицу сопряженности (см. таблица 1)

где а - количество больных, у которых диагностирован наследственный РМЖ и наблюдается изучаемый признак,

b - количество больных, у которых спорадический РМЖ и наблюдается изучаемый признак,

с - количество больных, у которых диагностирован наследственный РМЖ и не наблюдается изучаемый признак,

d - количество больных, у которых спорадический РМЖ и не наблюдается изучаемый признак.

Для каждого фактора рассчитывался положительный и отрицательный прогностический коэффициент по следующим формулам:

ПК(+)=3*(ln((a/(a+c))/(b/(b+d)))

ПК(-)=3*(ln((c/(a+c))/(d/(b+d)))

Таким образом для каждого фактора мы имеем два числа - ПК(+) и ПК(-) (таблица 2).

Каждый выявленный у индивидуального больного фактор риска должен увеличивать вероятность прогноза появления изучаемой болезни, а отсутствие фактора риска должно уменьшать такую вероятность.

У каждого больного вычисляли алгебраическую сумму ПК.

На заключительном этапе путем ROC анализа определяли диагностическую точку разделения суммы ПК, которая позволила бы оценить риск наследственного РМЖ. Путем ROC-анализа путем соотношения количества верно классифицированных положительных примеров (истинно положительные) от количества неверно классифицированных отрицательных примеров (ложно отрицательные) было установлено, что диагностической точкой разделения явилась сумма в 18 баллов (см. Таблица 3). Если сумма ПК ≥ (+) 18, то принимается решение о наличии риска генетической детерминации РМЖ, а если сумма ПК меньше (+)18, то принимается решение в пользу риска спорадического РМЖ. Диагностическая чувствительность метода 85,7% и специфичность 93,75%.

Примечание: ДЧ - диагностическая чувствительность, ДС - диагностическая специфичность, ДИ - доверительный интервал, * отмечена диагностическая точка разделения.

При анализе графического изображения ROC-кривой модели отметили, что график ROC-кривой был близок к верхнему левому углу, где доля истинно положительных случаев составляет 100% (идеальная чувствительность) (см. фиг. 1). Поэтому, чем ближе кривая к верхнему левому углу графика, тем выше предсказательная способность модели.

Для математической оценки качества полученной модели или близости ее к идеальному классификатору рассчитали с помощью метода трапеций численный показатель площади под ROC-кривой (AUC). Теоретически AUC варьирует в диапазоне от 0 до 1,0, причем, чем выше этот показатель, тем качественнее модель. AUC разработанной нами модели составила 0,92±0,036 (р<0,0001), что свидетельствует о хорошем качестве модели.

Приведем клинический пример применения данного способа.

Пример №1

Пациентка А. заполнила анкету до начала специального лечения, после чего были определены прогностические коэффициенты, представленные в таблице 4.

Поскольку сумма балов 25 больше порогового значения 18, то был сделан вывод о наличии риска наследственного РМЖ у пациентки А., больная направлена на комплекс диагностических мероприятий, включающих генетическое исследование.

После проведения молекулярно-генетического исследования была установлена мутация в генах BRCA1/2 методом пиросеквенирования (PyroMark Q24) и набора "BRCA-скрин" («Интерлабсервис», Россия). В результате был получен мутантный аллель 5382 insC BRCA1.

Пример №2

Пациентка Л. до начала специального лечения заполнила анкету, после чего были определены прогностические коэффициенты, представленные в таблице 5.

Поскольку сумма балов -23,3 меньше порогового значения 18, то делается вывод о наличии риска спорадического РМЖ у пациентки Л., больная направлена на комплекс уточняющих диагностических мероприятий.

В результате проведения молекулярно-генетического исследования в генах BRCA1/2 методом пиросеквенирования (PyroMark Q24) и набора "BRCA-скрин" («Интерлабсервис», Россия) мутации установлено не было.

Таким образом, математическая интерпретация клинико-анамнестических факторов риска создает реальную возможность скрининга риска наследственной детерминированности РМЖ перед проведением генетических исследований.

Предлагаемый способ позволяет целенаправленно учесть высокий риск наследственной предрасположенности к РМЖ и своевременно подключить диагностические мероприятия по идентификации состояния здоровья пациентки и осуществлению превентивных мер профилактики либо лечения.