СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРОТЕОМНЫЙ АНАЛИЗ КОНДЕНСАТА ВЫДЫХАЕМОГО ВОЗДУХА У ПАЦИЕНТОВ С РАКОМ ЛЕГКОГО МЕТОДОМ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ

Анализ конденсата выдыхаемого воздуха (КВВ) является перспективным неинвазивным методом оценки состояния дыхательной системы. Многие исследователи указывают на важность анализа протеома КВВ для раннего выявления заболеваний респираторного тракта, в т. ч. диагностики рака легкого (РЛ). В исследовании, в которое были включены 2 группы доноров: основная – больные РЛ (n = 26; 21 мужчина, 5 женщин; средний возраст – 56,5 ± 11,5 года) и контрольная (n = 23; 19 мужчин, 4 женщины; средний возраст – 30,0 ± 7,0 года) – здоровые некурящие добровольцы, у больных РЛ методом высокоэффективной жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии была проведена идентификация потенциальных белков-онкомаркеров в КВВ. Образцы КВВ были собраны с помощью одноразового портативного конденсора R-Tube. Основную часть (65 %)  идентифицированных белков составили белки кератиновой группы, в т. ч. кератины цитоскелетные 1-го (1, 2, 5 и 6А) и 2-го (9, 10, 14, 16 и 17) типов, а также группа транспортных белков (альбумин, липокалин-1). Было показано, что группа кератинов (5, 6 и 14) более значительно выражена (р < 0,05) у онкологических больных по сравнению со здоровым контролем. Также 6 белков были преимущественно определены в КВВ доноров основной группы, в т. ч. b- и a-субъединицы гемоглобина, ядерный убиквитиновый казеин (NUCKS), белки группы высокой мобильности (HMG-I/HMG-Y), лактоферрин. Большинство выявленных белков может быть предложено в качестве панели для диагностики РЛ. Однако необходимы дальнейшие исследования для определения диагностической значимости предложенных биомаркеров и их роли в патогенезе РЛ.

1. Kuban P., Foret F. Exhaled breath condensate: determination of non-volatile compounds and their potential for clinical diagnosis and monitoring. Analyt. Chim. Acta 2013; 805: 1–18.

2. Анаев Э.Х., Чучалин А.Г. Исследование конденсата выдыхаемого воздуха в пульмонологии (обзор). Пульмонология 2002; 2: 57–66.

3. Hunt J. Exhaled breath condensate: an overview. Immunol. Allergy Clin. N. Am. 2007; 27: 587–596.

4. Scheideler L., Manke H.-G., Schwulera U. et al. Detection of nonvolatile macromolecules in breath. A possible diagnostic tool? Am. Rev. Respir. Dis. 1993; 148 (3): 778–784.

5. Анаев Э.Х., Чучалин А.Г. Конденсат выдыхаемого воздуха в диагностике и оценке эффективности лечения болезней органов дыхания. Пульмонология 2006; 4: 12–20.

6. Moloney E., Mumby S., Gajdocsi R. et al. Exhaled breath condensate detects markers of pulmonary inflammation after cardiothoracic surgery. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2004; 169: 64–69.

7. Shahid S., Kharitonov S., Wilson N. et al. Increased interleukin4 and decreased interferon-gamma in exhaled breath condensate of children with asthma. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2002; 165: 1290–1293.

8. Gessner C., Rechner B., Hammerschmidt S. et al. Angiogenic markers in breath condensate identify non-small cell lung cancer. Lung Cancer 2010; 68 (2): 177–184.

9. Barak V., Goike H., Panaretakis K., Einarsson R. Clinical utility of cytokeratins as tumor markers. Clin. Biochem. 2004; 37: 529–540.

10. Lai R.-S., Chen C.-C., Lee P.-C., Lu J.-Y. Evaluation of cytokeratin 19 fragment (CYFRA 21-1) as a tumor marker in malignant pleural effusion. Jpn J. Clin. Oncol. 1999; 29 (9): 421–424.

11. Paganuzzi M., Onetto M., Marroni P. et al. Diagnostic value of CYFRA 21-1 tumor marker and CEA in pleural effusion due to mesothelioma. Chest 2001; 119: 1138–1142.

12. Zhang H., Zhao Q., Chen Y. et al. Selective expression of S100A7 in lung squamous cell carcinomas and large cell carcinomas but not in adenocarcinomas and small cell carcinomas. Thorax 2008; 63: 352–359.

13. Kurova V., Anaev E., Kononikhin A. et al. Proteomics of exhaled breath: methodological nuances and pitfalls. Clin. Chem. Lab. Med. 2009; 47: 706–712.

14. Kurova V., Kurochkin I., Kalamkarov G. et al. Structural and catalytic polymorphism of human enzymes: Novel potential platforms for biomedical diagnostics. Biotechnol. Adv. 2009; 27 (6): 945–959.

15. Курова В., Кононихин А., Попов И. и др. Масс-спектрометрический мониторинг белкового состава конденсата выдыхаемого воздуха больного, перенесшего трансплантацию легких. Изв. РАН. Сер. хим. 2010; 59 (1): 292–296.

16. Курова В., Кононихин А., Попов И. и др. Экзогенные белки в конденсате выдыхаемого человеком воздуха. Биоорган. химия 2011; 37 (1): 55–60.

17. Ishihama Y., Rappsilber J., Andersen J.S., Mann M. Microcolumns with self-assembled particle frits for proteomics. J. Chromatogr. A 2002; 979 (1–2): 233–239.

18. Nesvizhskii A., Keller A., Kolker E., Aebersold R. A statistical model for identifying proteins by tandem mass spectrometry. Analyt. Chem. 2003; 75 (17): 4646–4658.

19. Hoffmann H., Tabaksblat L., Enghild J., Dahl R. Human skin keratins are the major proteins in exhaled breath condensate. Eur. Respir. J. 2008; 31: 380–384.

20. Poschmann G., Sitek B., Sipos B. et al. Identification of proteomic differences between squamous cell carcinoma of the lung and bronchial epithelium. Mol. Cell. Proteomics 2009; 8 (5): 1105–1116.

21. Spik I., Brenuchon C., Angeli V. et al. Activation of the prostaglandin D2 receptor DP2/CRTH2 increases allergic inflammation in mouse. J. Immunol. 2005; 174: 3703–3708.

22. Wei N., Deng X.W. The COP9 signalosome. Ann. Rev. Cell. Dev. Biol. 2003; 19: 261–286.

23. Wood L., Maher J., Bunton T., Resar L. The oncogenic properties of the HMG-I gene family. Cancer Res. 2000; 60: 4256–4261.

24. Resar L. The high mobility group A1 gene: transforming inflammatory signals into cancer? Cancer Res. 2010; 70: 436–439.

25. Walmer D., Padin C., Wrona M. et al. Malignant transformation of the human endometrium is associated with overexpression of lactoferrin messenger RNA and protein. Cancer Res. 1995; 55: 1168–1175.

26. Ziolkowski P., Wozniak M., Dus K., Wisniewski J. The NUCKS: A novel tumor biomarker. J. Mol. Biomark. Diagn. 2013; 4: 3.