Клинический разбор в общей медицине №9 2025
Оценка метилирования группы генов в диагностике гидроторакса
Номера страниц в выпуске:118-120
Аннотация
В последнее время особое внимание уделяется развитию новых методов диагностики с использованием молекулярных биомаркеров, в том числе изучению метилирования ДНК. Одним из способов улучшить диагностику гидроторакса неясного генеза может быть метод жидкостной биопсии, при которой предполагается исследование материалов, связанных с раком (т.е. бесклеточной ДНК, белков, экзосом), из крови или других биологических жидкостей. Так, определение метилирования генов SHOX2 и уровня эмбрионального опухолевого антигена (CEA) в плевральном выпоте имеет высокую диагностическую ценность для выявления причин развития гидроторакса. Метилирование промотора RARβ отмечается при ряде опухолей, включая рак легких, молочной железы и пищевода, а также плоскоклеточный рак головы и шеи. Метилирование гена DAPK-1 отмечали при онкологических заболеваниях полости рта, а также при карциноме желчных протоков, В-клеточной лимфоме и раке желудка и кишечника. Метилирование miR-375 отмечали при раке предстательной железы, раке прямой кишки и раке молочной железы. Таким образом, возможно применение исследования метилирования вышеописанной группы генов наряду с рутинными общепринятыми методами для сокращения сроков диагностики и как можно более раннего начала терапии, что соответствует как интересам пациента, так и экономическим интересам системы здравоохранения.
Ключевые слова: гидроторакс, метилирование группы генов, SHOX2, RARβ, DAPK-1, miR-375.
Для цитирования: Покровский В.Е., Федосеев А.Н., Смирнов В.В., Сороколетов С.М. Оценка метилирования группы генов в диагностике гидроторакса Клинический разбор в общей медицине. 2025; 6 (9): 118–120. DOI: 10.47407/kr2025.6.9.00683
В последнее время особое внимание уделяется развитию новых методов диагностики с использованием молекулярных биомаркеров, в том числе изучению метилирования ДНК. Одним из способов улучшить диагностику гидроторакса неясного генеза может быть метод жидкостной биопсии, при которой предполагается исследование материалов, связанных с раком (т.е. бесклеточной ДНК, белков, экзосом), из крови или других биологических жидкостей. Так, определение метилирования генов SHOX2 и уровня эмбрионального опухолевого антигена (CEA) в плевральном выпоте имеет высокую диагностическую ценность для выявления причин развития гидроторакса. Метилирование промотора RARβ отмечается при ряде опухолей, включая рак легких, молочной железы и пищевода, а также плоскоклеточный рак головы и шеи. Метилирование гена DAPK-1 отмечали при онкологических заболеваниях полости рта, а также при карциноме желчных протоков, В-клеточной лимфоме и раке желудка и кишечника. Метилирование miR-375 отмечали при раке предстательной железы, раке прямой кишки и раке молочной железы. Таким образом, возможно применение исследования метилирования вышеописанной группы генов наряду с рутинными общепринятыми методами для сокращения сроков диагностики и как можно более раннего начала терапии, что соответствует как интересам пациента, так и экономическим интересам системы здравоохранения.
Ключевые слова: гидроторакс, метилирование группы генов, SHOX2, RARβ, DAPK-1, miR-375.
Для цитирования: Покровский В.Е., Федосеев А.Н., Смирнов В.В., Сороколетов С.М. Оценка метилирования группы генов в диагностике гидроторакса Клинический разбор в общей медицине. 2025; 6 (9): 118–120. DOI: 10.47407/kr2025.6.9.00683
Review
1 Federal Scientific and Clinical Center for Specialized Types of Medical Care and Medical Technologies of the FMBA of Russia, Moscow, Russia;
2 Botkin Moscow Multidisciplinary Scientific and Clinical Center, Moscow, Russia
vasiliy.pokrovsky@gmail.com
Abstract
Recently, particular attention has been paid to the development of new diagnostic methods using molecular biomarkers, including the study of DNA methylation. One way to improve the diagnosis of hydrothorax of unknown origin may be the liquid biopsy method, which involves the study of cancer-related materials (i.e., cell-free DNA, proteins, exosomes) from blood or other biological fluids. Thus, the determination of SHOX2 gene methylation and embryonic tumor antigen (CEA) levels in pleural effusion has high diagnostic value for identifying the causes of hydrothorax. Methylation of the RARβ promoter is observed in a number of tumors, including lung, breast, and esophageal cancer, as well as squamous cell carcinoma of the head and neck. Methylation of the DAPK-1 gene has been observed in oral cancer, as well as in bile duct carcinoma, B-cell lymphoma, and stomach and intestinal cancer. Methylation of miR-375 has been observed in prostate cancer, colorectal cancer and breast cancer. Thus, it is possible to use methylation testing of the above-described group of genes alongside routine standard methods to reduce diagnosis times and start treatment as early as possible, which is in the interests of both the patient and the healthcare system.
Keywords: hydrothorax, gene group methylation, SHOX2, RARβ, DAPK-1, miR-375.
For citation: Pokrovsky V.E., Fedoseev A.N., Smirnov V.V.; Sorokoletov S.M. Assessment of the methylation status of a group of genes for the diagnosis of hydrothorax Clinical review for general practice. 2025; 6 (9): 118–120 (In Russ.). DOI: 10.47407/kr2025.6.9.00683
Пациент Л., мужчина в возрасте 70 лет, поступил в стационар с жалобами на затруднение дыхания, одышку, усиливающуюся в положении лежа, кашель и боль в груди во время вдоха. При осмотре пациент нормального питания, сложение нормостеническое, температура при поступлении в стационар 37,2 °С, артериальное давление – 135/80 мм рт. ст. При осмотре отмечается сухой кашель с одышкой, частое поверхностное дыхание, синюшность губ и ногтевых фаланг пальцев кистей. Также при осмотре отмечено выбухание межреберных промежутков и ослабление дыхательных движений грудной клетки. При аускультации слышно ослабление везикулярного дыхания. В анамнезе у пациента гастрит, стенокардия, гипертония 2-й степени. В общем анализе крови гемоглобин – 100 г/л, эритроциты – 3,8 г/л, тромбоциты – 300000/мкл, лейкоциты – 15×109/л, СОЭ – 25 мм/ч. В биохимическом анализе крови общий белок – 70 г/л, общий холестерин – 5,2 ммоль/л, триглицериды – 1,5 ммоль/л, аспартатаминотрансфераза – 35 ед/л, аланинаминотрансфераза – 37 ед/л, общий билирубин – 18 мкмоль/л, мочевина –7,5 ммоль/л, креатинин – 98 мкмоль/л, глюкоза – 5,1 ммоль/л, железо – 25 мкмоль/л, калий – 5,2 ммоль/л, натрий – 138 ммоль/л, кальций – 2,54 ммоль/л, магний – 1,02 ммоль/л.
При рентгенографии грудной клетки определяется однородное затемнение, которое представляет собой скопление жидкости в плевральной полости справа, приблизительный объем жидкости около 500 мл. Пациенту был выполнен торакоцентез с проведением цитологического и бактериологического исследования плевральной жидкости. Опухолевые клетки и бактерии не выявлены. При проведении компьютерной томографии (КТ) с контрастированием был точно определен уровень жидкости в плевральной полости, опухоли, инфильтраты, инородные тела и патология сосудов выявлены не были. Тромбоэмболия легочной артерии была исключена. Также провели исследование плевральной жидкости для выявления следующих онкомаркеров: CEA (эмбриональный опухолевый антиген), CA 19-9 (углеводный антиген, вырабатывающийся клетками эпителия желудочно-кишечного тракта), CA 125 (высокомолекулярный гликопротеин) и биомаркеров BrdU, CD15, CD30 и цитокератины. Онкомаркеры и биомаркеры в плевральной жидкости не обнаружили. Пациенту провели консультацию пульмонолога и онколога. Причина развития гидроторакса не была установлена. В связи с затруднением выявления этиологии гидроторакса пациент был включен в научное исследование по метилированию группы генов при гидротораксе неясного генеза. В данном исследовании выявили метилирование промотора гена SHOX2 и гена β-рецептора ретиноевой кислоты (RARβ). Метилирование генов DAPK1 и miR-375 у пациента не выявили.
В последнее время особое внимание уделяется развитию новых методов диагностики с использованием молекулярных биомаркеров, в том числе и изучению метилирования ДНК. Одним из способов улучшить диагностику гидроторакса неясного генеза может быть метод жидкостной биопсии. Жидкостная биопсия предполагает исследование материалов, связанных с раком (т. е. бесклеточной ДНК, белков, экзосом), из крови или других биологических жидкостей. Жидкости для жидкостной биопсии содержат бесклеточную ДНК (cfDNA) [1–4], в которой может присутствовать фракция циркулирующей опухолевой ДНК (ctDNA); фракция ctDNA варьируется в зависимости от типа опухоли и стадии заболевания [5–7]. Присутствие фракции ctDNA можно обнаружить путем тестирования образцов cfDNA на опухолеспецифическое метилирование ДНК. Биомаркеры метилирования ДНК являются более информативными, чем мутации ДНК, поскольку метилирование ДНК, специфичное для рака, происходит в большей части образцов опухолей, чем мутации ДНК [8]. Кроме того, метилирование ДНК может быть специфичным для нескольких типов рака, которые развиваются в разных органах и тканях [4]. Поскольку раковые опухоли имеют много аномально метилированных участков ДНК [9–11], можно исследовать несколько геномных локусов с помощью qPCR, специфичного для метилирования ДНК, на наличие опухолеспецифического метилирования ДНК и тем самым повысить чувствительность теста [12].
B. Bixby и соавт. разработали Sentinel-MPE, новый надежный тест жидкой биопсии для выявления рака [13]. Тест Sentinel-MPE основан на обнаружении специфического для опухоли метилирования ДНК в десяти геномных локусах [14].
В ряде исследований, в которых изучали метилирование ДНК, было показано, что оценка метилирования промотора гена SHOX2 является многообещающим биомаркером для установления причины развития гидроторакса [15]. Метаанализ исследований, в которых изучали метилирование промотора гена SHOX2 при раке легких, показал, что частота метилирования промотора гена SHOX2 увеличивалась в ткани рака легких, что свидетельствует о значительной связи метилирования SHOX2 с раком легких [16, 17].
S. Chen и соавт. [18] провели исследование, в котором изучали диагностическую ценность метилирования генов SHOX2 в сочетании с определением уровня эмбрионального опухолевого антигена (CEA) при гидротораксе, вызванном злокачественными опухолями (злокачественным плевральным выпотом). Авторы пришли к выводу, что определение метилирования генов SHOX2 и уровня CEA в плевральном выпоте имеет высокую диагностическую ценность для выявления причин развития гидроторакса. Из-за небольшого размера выборки данное исследование также имеет некоторые ограничения. Во-первых, до сих пор не установлено, существует ли разница в метилировании ДНК у различных патологических типов злокачественного плеврального выпота. Во-вторых, уровень метилирования ДНК является только качественным определением, а не количественным статистическим анализом. В будущем исследователи планируют проверять выводы данного исследования, расширяя размер выборки, проводя иерархический анализ статуса метилирования ДНК злокачественного плеврального выпота разных патологических типов и проводя количественный анализ уровня метилирования ДНК [18].
Ретиноиды являются ингибиторами опухолеобразования, их действие опосредуется связыванием с ядерными ретиноидными рецепторами. Ядерные ретиноидные рецепторы состоят из двух различных семейств: рецепторов ретиноевой кислоты (RAR) и ретиноидных X-рецепторов (RXR), каждый из которых имеет три подтипа (α, β и γ) [19]. Каждый подтип имеет несколько изоформ, образующихся в результате использования различных промоторов и альтернативного сплайсинга. Среди этих рецепторов RARβ, а точнее изоформа β2, снижается или подавляется в ряде опухолей, включая рак легких, молочной железы и пищевода, а также плоскоклеточный рак головы и шеи [20–23]. Кроме того, мРНК и белок RARβ избирательно теряются в тканях рака простаты [24]. Экзогенная экспрессия гена RARβ в RARβ-отрицательных раковых клетках увеличивает их чувствительность к ингибированию роста и индукции апоптоза ретиноевой кислотой [25]. Однако о механизмах, лежащих в основе подавления экспрессии RARβ в опухолевых клетках, известно мало.
Ген RARβ характеризуется двумя различными промоторами и транскриптами, которые производятся путем альтернативного сплайсинга. Большинство клеток человека экспрессируют RARβ2 в качестве основной изоформы. Промотор RARβ2 характеризуется областью, богатой CpG (цитидинфосфатгуанозин), CpG-островком (Gardiner-Garden and Frommer, 1987), который расположен в 5′-нетранслируемой области, наряду с несколькими мотивами, которые являются потенциальными сайтами связывания для транскрипционных факторов, таких как AP-1, AP-2 и Sp1. Кроме того, RARE, βRARE и TATA-бокс расположены вблизи сайта инициации транскрипции [26, 27].
Метилирование ДНК, особенно в богатых CpG участках промотора, ингибирует транскрипцию, препятствуя инициации или снижая аффинность связывания последовательностных транскрипционных факторов. Недавно было продемонстрировано, что метил-CpG-связывающие белки рекрутируют репрессоры транскрипции, такие как гистондеацетилаза [28].
Таким образом, в ряде исследований было продемонстрировано метилирование RARβ при ряде опухолей.
Ген DAPK-1 играет ключевую роль среди молекул, которые могут подвергаться гиперметилированию ДНК. P. Papadopoulos и соавт. [29] изучили метилирование ДНК гена DAPK-1 при потенциально злокачественных заболеваниях полости рта и плоскоклеточной карциноме полости рта по сравнению с нормальным эпителием полости рта, а также оценили возможную роль метилированного DAPK-1 в качестве индикатора раннего начала злокачественной трансформации потенциально злокачественных заболеваний полости рта. Было продемонстрировано, что при исследовании образцов ткани плоскоклеточной карциномы полости рта во всех 39 образцах отметили метилирование в промоторной области DAPK-1, тогда как только 2 из 12 образцов нормальных тканей показали гиперметилирование промотора DAPK-1. Поскольку эпигенетические изменения происходят на ранних стадиях канцерогенеза и потенциально обратимы, их можно использовать в качестве биомаркеров заболевания для диагностики, прогнозирования и предсказания, а также в качестве терапевтических мишеней. Метилирование DAPK-1 в основном присутствует на ранних стадиях дисплазии, а также во всех случаях рака полости рта.
Также метилирование гена DAPK-1 отмечали при других онкологических заболеваниях, в частности при карциноме желчных протоков [30], В-клеточной лимфоме [31], раке желудка и кишечника [32].
Недавние исследования показали, что метилирование ДНК в промоторе miR-375 снижает его экспрессию во время онкогенеза. Метилирование miR-375 отмечали при раке предстательной железы [33], раке прямой кишки [34], раке молочной железы [35].
Таким образом, несмотря на то, что в ходе клинического обследования в стационаре не было выявлено причины развития гидроторакса, после изучения метилирования генов у пациента Л. можно было предположить наличие онкологического заболевания, которое, однако, не подтверждалось данными традиционных лабораторных и инструментальных обследований.
В связи с этим пациент после дренирования плевральной полости и улучшения состояния был выписан из стационара и ему была рекомендована контрольная госпитализация с обследованием через 3 мес. При контрольной госпитализации через 3 мес у пациента снова обнаружили гидроторакс справа, провели торакоцентез и КТ. На данной КТ в динамике было выявлено образование размером 15 мм в нижней доле правого легкого. После проведения трансбронхиальной биопсии у пациента была выявлена аденокарцинома легкого.
Таким образом, применение исследования метилирования вышеописанной группы генов наряду с рутинными общепринятыми методами может помочь сократить сроки диагностики и способствовать раннему началу терапии, что соответствует как интересам пациента, так и экономическим интересам системы здравоохранения.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interests. The authors declare that there is not conflict of interests.
Информация об авторах
Information about the authors
Покровский Василий Евгеньевич – аспирант, каф. внутренних болезней Академии постдипломного образования, ФНКЦ ФМБА России. E-mail: vasiliy.pokrovsky@gmail.com
Vasily E. Pokrovsky – Graduate Student, Federal Scientific and Clinical Center for Specialized Types of Medical Care and Medical Technologies of the FMBA of Russia. E-mail: vasiliy.pokrovsky@gmail.com
Федосеев Анатолий Николаевич – д-р мед. наук, проф., проф. каф. внутренних болезней Академии постдипломного образования, ФНКЦ ФМБА России
Anatoly N. Fedoseev – Dr. Sci. (Med.), Full Prof., Federal Scientific and Clinical Center for Specialized Types of Medical Care and Medical Technologies of the FMBA of Russia
Смирнов Владимир Вячеславович – д-р мед. наук, проф., зав. каф. внутренних болезней Академии постдипломного образования, ФНКЦ ФМБА России
Vladimir V. Smirnov – Dr. Sci. (Med.), Full Prof., Federal Scientific and Clinical Center for Specialized Types of Medical Care and Medical Technologies of the FMBA of Russia
Сороколетов Сергей Михайлович – д-р мед. наук, проф. IAME, зам. глав. врача по терапевтической помощи, вед. науч. сотр., ГБУЗ «ММНКЦ им. С.П. Боткина»
Sergey M. Sorokoletov – Dr. Sci. (Med.), Prof. IAME, Leading Res. Officer, Deputy Chief doctor, Botkin Moscow Multidisciplinary Scientific and Clinical Center
Поступила в редакцию: 08.07.2025
Поступила после рецензирования: 25.07.2025
Принята к публикации: 07.08.2025
Received: 08.07.2025
Revised: 25.07.2025
Accepted: 07.08.2025
Assessment of the methylation status of a group of genes for the diagnosis of hydrothorax
Vasily E. Pokrovsky1, Anatoly N. Fedoseev1, Vladimir V. Smirnov1, Sergey M. Sorokoletov21 Federal Scientific and Clinical Center for Specialized Types of Medical Care and Medical Technologies of the FMBA of Russia, Moscow, Russia;
2 Botkin Moscow Multidisciplinary Scientific and Clinical Center, Moscow, Russia
vasiliy.pokrovsky@gmail.com
Abstract
Recently, particular attention has been paid to the development of new diagnostic methods using molecular biomarkers, including the study of DNA methylation. One way to improve the diagnosis of hydrothorax of unknown origin may be the liquid biopsy method, which involves the study of cancer-related materials (i.e., cell-free DNA, proteins, exosomes) from blood or other biological fluids. Thus, the determination of SHOX2 gene methylation and embryonic tumor antigen (CEA) levels in pleural effusion has high diagnostic value for identifying the causes of hydrothorax. Methylation of the RARβ promoter is observed in a number of tumors, including lung, breast, and esophageal cancer, as well as squamous cell carcinoma of the head and neck. Methylation of the DAPK-1 gene has been observed in oral cancer, as well as in bile duct carcinoma, B-cell lymphoma, and stomach and intestinal cancer. Methylation of miR-375 has been observed in prostate cancer, colorectal cancer and breast cancer. Thus, it is possible to use methylation testing of the above-described group of genes alongside routine standard methods to reduce diagnosis times and start treatment as early as possible, which is in the interests of both the patient and the healthcare system.
Keywords: hydrothorax, gene group methylation, SHOX2, RARβ, DAPK-1, miR-375.
For citation: Pokrovsky V.E., Fedoseev A.N., Smirnov V.V.; Sorokoletov S.M. Assessment of the methylation status of a group of genes for the diagnosis of hydrothorax Clinical review for general practice. 2025; 6 (9): 118–120 (In Russ.). DOI: 10.47407/kr2025.6.9.00683
Пациент Л., мужчина в возрасте 70 лет, поступил в стационар с жалобами на затруднение дыхания, одышку, усиливающуюся в положении лежа, кашель и боль в груди во время вдоха. При осмотре пациент нормального питания, сложение нормостеническое, температура при поступлении в стационар 37,2 °С, артериальное давление – 135/80 мм рт. ст. При осмотре отмечается сухой кашель с одышкой, частое поверхностное дыхание, синюшность губ и ногтевых фаланг пальцев кистей. Также при осмотре отмечено выбухание межреберных промежутков и ослабление дыхательных движений грудной клетки. При аускультации слышно ослабление везикулярного дыхания. В анамнезе у пациента гастрит, стенокардия, гипертония 2-й степени. В общем анализе крови гемоглобин – 100 г/л, эритроциты – 3,8 г/л, тромбоциты – 300000/мкл, лейкоциты – 15×109/л, СОЭ – 25 мм/ч. В биохимическом анализе крови общий белок – 70 г/л, общий холестерин – 5,2 ммоль/л, триглицериды – 1,5 ммоль/л, аспартатаминотрансфераза – 35 ед/л, аланинаминотрансфераза – 37 ед/л, общий билирубин – 18 мкмоль/л, мочевина –7,5 ммоль/л, креатинин – 98 мкмоль/л, глюкоза – 5,1 ммоль/л, железо – 25 мкмоль/л, калий – 5,2 ммоль/л, натрий – 138 ммоль/л, кальций – 2,54 ммоль/л, магний – 1,02 ммоль/л.
При рентгенографии грудной клетки определяется однородное затемнение, которое представляет собой скопление жидкости в плевральной полости справа, приблизительный объем жидкости около 500 мл. Пациенту был выполнен торакоцентез с проведением цитологического и бактериологического исследования плевральной жидкости. Опухолевые клетки и бактерии не выявлены. При проведении компьютерной томографии (КТ) с контрастированием был точно определен уровень жидкости в плевральной полости, опухоли, инфильтраты, инородные тела и патология сосудов выявлены не были. Тромбоэмболия легочной артерии была исключена. Также провели исследование плевральной жидкости для выявления следующих онкомаркеров: CEA (эмбриональный опухолевый антиген), CA 19-9 (углеводный антиген, вырабатывающийся клетками эпителия желудочно-кишечного тракта), CA 125 (высокомолекулярный гликопротеин) и биомаркеров BrdU, CD15, CD30 и цитокератины. Онкомаркеры и биомаркеры в плевральной жидкости не обнаружили. Пациенту провели консультацию пульмонолога и онколога. Причина развития гидроторакса не была установлена. В связи с затруднением выявления этиологии гидроторакса пациент был включен в научное исследование по метилированию группы генов при гидротораксе неясного генеза. В данном исследовании выявили метилирование промотора гена SHOX2 и гена β-рецептора ретиноевой кислоты (RARβ). Метилирование генов DAPK1 и miR-375 у пациента не выявили.
В последнее время особое внимание уделяется развитию новых методов диагностики с использованием молекулярных биомаркеров, в том числе и изучению метилирования ДНК. Одним из способов улучшить диагностику гидроторакса неясного генеза может быть метод жидкостной биопсии. Жидкостная биопсия предполагает исследование материалов, связанных с раком (т. е. бесклеточной ДНК, белков, экзосом), из крови или других биологических жидкостей. Жидкости для жидкостной биопсии содержат бесклеточную ДНК (cfDNA) [1–4], в которой может присутствовать фракция циркулирующей опухолевой ДНК (ctDNA); фракция ctDNA варьируется в зависимости от типа опухоли и стадии заболевания [5–7]. Присутствие фракции ctDNA можно обнаружить путем тестирования образцов cfDNA на опухолеспецифическое метилирование ДНК. Биомаркеры метилирования ДНК являются более информативными, чем мутации ДНК, поскольку метилирование ДНК, специфичное для рака, происходит в большей части образцов опухолей, чем мутации ДНК [8]. Кроме того, метилирование ДНК может быть специфичным для нескольких типов рака, которые развиваются в разных органах и тканях [4]. Поскольку раковые опухоли имеют много аномально метилированных участков ДНК [9–11], можно исследовать несколько геномных локусов с помощью qPCR, специфичного для метилирования ДНК, на наличие опухолеспецифического метилирования ДНК и тем самым повысить чувствительность теста [12].
B. Bixby и соавт. разработали Sentinel-MPE, новый надежный тест жидкой биопсии для выявления рака [13]. Тест Sentinel-MPE основан на обнаружении специфического для опухоли метилирования ДНК в десяти геномных локусах [14].
В ряде исследований, в которых изучали метилирование ДНК, было показано, что оценка метилирования промотора гена SHOX2 является многообещающим биомаркером для установления причины развития гидроторакса [15]. Метаанализ исследований, в которых изучали метилирование промотора гена SHOX2 при раке легких, показал, что частота метилирования промотора гена SHOX2 увеличивалась в ткани рака легких, что свидетельствует о значительной связи метилирования SHOX2 с раком легких [16, 17].
S. Chen и соавт. [18] провели исследование, в котором изучали диагностическую ценность метилирования генов SHOX2 в сочетании с определением уровня эмбрионального опухолевого антигена (CEA) при гидротораксе, вызванном злокачественными опухолями (злокачественным плевральным выпотом). Авторы пришли к выводу, что определение метилирования генов SHOX2 и уровня CEA в плевральном выпоте имеет высокую диагностическую ценность для выявления причин развития гидроторакса. Из-за небольшого размера выборки данное исследование также имеет некоторые ограничения. Во-первых, до сих пор не установлено, существует ли разница в метилировании ДНК у различных патологических типов злокачественного плеврального выпота. Во-вторых, уровень метилирования ДНК является только качественным определением, а не количественным статистическим анализом. В будущем исследователи планируют проверять выводы данного исследования, расширяя размер выборки, проводя иерархический анализ статуса метилирования ДНК злокачественного плеврального выпота разных патологических типов и проводя количественный анализ уровня метилирования ДНК [18].
Ретиноиды являются ингибиторами опухолеобразования, их действие опосредуется связыванием с ядерными ретиноидными рецепторами. Ядерные ретиноидные рецепторы состоят из двух различных семейств: рецепторов ретиноевой кислоты (RAR) и ретиноидных X-рецепторов (RXR), каждый из которых имеет три подтипа (α, β и γ) [19]. Каждый подтип имеет несколько изоформ, образующихся в результате использования различных промоторов и альтернативного сплайсинга. Среди этих рецепторов RARβ, а точнее изоформа β2, снижается или подавляется в ряде опухолей, включая рак легких, молочной железы и пищевода, а также плоскоклеточный рак головы и шеи [20–23]. Кроме того, мРНК и белок RARβ избирательно теряются в тканях рака простаты [24]. Экзогенная экспрессия гена RARβ в RARβ-отрицательных раковых клетках увеличивает их чувствительность к ингибированию роста и индукции апоптоза ретиноевой кислотой [25]. Однако о механизмах, лежащих в основе подавления экспрессии RARβ в опухолевых клетках, известно мало.
Ген RARβ характеризуется двумя различными промоторами и транскриптами, которые производятся путем альтернативного сплайсинга. Большинство клеток человека экспрессируют RARβ2 в качестве основной изоформы. Промотор RARβ2 характеризуется областью, богатой CpG (цитидинфосфатгуанозин), CpG-островком (Gardiner-Garden and Frommer, 1987), который расположен в 5′-нетранслируемой области, наряду с несколькими мотивами, которые являются потенциальными сайтами связывания для транскрипционных факторов, таких как AP-1, AP-2 и Sp1. Кроме того, RARE, βRARE и TATA-бокс расположены вблизи сайта инициации транскрипции [26, 27].
Метилирование ДНК, особенно в богатых CpG участках промотора, ингибирует транскрипцию, препятствуя инициации или снижая аффинность связывания последовательностных транскрипционных факторов. Недавно было продемонстрировано, что метил-CpG-связывающие белки рекрутируют репрессоры транскрипции, такие как гистондеацетилаза [28].
Таким образом, в ряде исследований было продемонстрировано метилирование RARβ при ряде опухолей.
Ген DAPK-1 играет ключевую роль среди молекул, которые могут подвергаться гиперметилированию ДНК. P. Papadopoulos и соавт. [29] изучили метилирование ДНК гена DAPK-1 при потенциально злокачественных заболеваниях полости рта и плоскоклеточной карциноме полости рта по сравнению с нормальным эпителием полости рта, а также оценили возможную роль метилированного DAPK-1 в качестве индикатора раннего начала злокачественной трансформации потенциально злокачественных заболеваний полости рта. Было продемонстрировано, что при исследовании образцов ткани плоскоклеточной карциномы полости рта во всех 39 образцах отметили метилирование в промоторной области DAPK-1, тогда как только 2 из 12 образцов нормальных тканей показали гиперметилирование промотора DAPK-1. Поскольку эпигенетические изменения происходят на ранних стадиях канцерогенеза и потенциально обратимы, их можно использовать в качестве биомаркеров заболевания для диагностики, прогнозирования и предсказания, а также в качестве терапевтических мишеней. Метилирование DAPK-1 в основном присутствует на ранних стадиях дисплазии, а также во всех случаях рака полости рта.
Также метилирование гена DAPK-1 отмечали при других онкологических заболеваниях, в частности при карциноме желчных протоков [30], В-клеточной лимфоме [31], раке желудка и кишечника [32].
Недавние исследования показали, что метилирование ДНК в промоторе miR-375 снижает его экспрессию во время онкогенеза. Метилирование miR-375 отмечали при раке предстательной железы [33], раке прямой кишки [34], раке молочной железы [35].
Таким образом, несмотря на то, что в ходе клинического обследования в стационаре не было выявлено причины развития гидроторакса, после изучения метилирования генов у пациента Л. можно было предположить наличие онкологического заболевания, которое, однако, не подтверждалось данными традиционных лабораторных и инструментальных обследований.
В связи с этим пациент после дренирования плевральной полости и улучшения состояния был выписан из стационара и ему была рекомендована контрольная госпитализация с обследованием через 3 мес. При контрольной госпитализации через 3 мес у пациента снова обнаружили гидроторакс справа, провели торакоцентез и КТ. На данной КТ в динамике было выявлено образование размером 15 мм в нижней доле правого легкого. После проведения трансбронхиальной биопсии у пациента была выявлена аденокарцинома легкого.
Таким образом, применение исследования метилирования вышеописанной группы генов наряду с рутинными общепринятыми методами может помочь сократить сроки диагностики и способствовать раннему началу терапии, что соответствует как интересам пациента, так и экономическим интересам системы здравоохранения.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interests. The authors declare that there is not conflict of interests.
Информация об авторах
Information about the authors
Покровский Василий Евгеньевич – аспирант, каф. внутренних болезней Академии постдипломного образования, ФНКЦ ФМБА России. E-mail: vasiliy.pokrovsky@gmail.com
Vasily E. Pokrovsky – Graduate Student, Federal Scientific and Clinical Center for Specialized Types of Medical Care and Medical Technologies of the FMBA of Russia. E-mail: vasiliy.pokrovsky@gmail.com
Федосеев Анатолий Николаевич – д-р мед. наук, проф., проф. каф. внутренних болезней Академии постдипломного образования, ФНКЦ ФМБА России
Anatoly N. Fedoseev – Dr. Sci. (Med.), Full Prof., Federal Scientific and Clinical Center for Specialized Types of Medical Care and Medical Technologies of the FMBA of Russia
Смирнов Владимир Вячеславович – д-р мед. наук, проф., зав. каф. внутренних болезней Академии постдипломного образования, ФНКЦ ФМБА России
Vladimir V. Smirnov – Dr. Sci. (Med.), Full Prof., Federal Scientific and Clinical Center for Specialized Types of Medical Care and Medical Technologies of the FMBA of Russia
Сороколетов Сергей Михайлович – д-р мед. наук, проф. IAME, зам. глав. врача по терапевтической помощи, вед. науч. сотр., ГБУЗ «ММНКЦ им. С.П. Боткина»
Sergey M. Sorokoletov – Dr. Sci. (Med.), Prof. IAME, Leading Res. Officer, Deputy Chief doctor, Botkin Moscow Multidisciplinary Scientific and Clinical Center
Поступила в редакцию: 08.07.2025
Поступила после рецензирования: 25.07.2025
Принята к публикации: 07.08.2025
Received: 08.07.2025
Revised: 25.07.2025
Accepted: 07.08.2025
Список исп. литературыСкрыть список1. Schwarzenbach H, Hoon DS, Pantel K. Cell-free nucleic acids as biomarkers in cancer patients. Nat Rev Cancer 2011;11:426-37.
2. Wan JCM, Massie C, Garcia-Corbacho J et al. Liquid biopsies come of age: towards implementation of circulating tumour DNA. Nat Rev Cancer 2017;17:223-38.
3. Snyder MW, Kircher M, Hill AJ et al. Cell-free DNA Comprises an In Vivo Nucleosome Footprint that Informs Its Tissues-Of-Origin. Cell 2016;164:57-68.
4. Moss J, Magenheim J, Neiman D et al. Comprehensive human cell-type methylation atlas reveals origins of circulating cell-free DNA in health and disease. Nat Commun 2018;9:5068.
5. Bettegowda C, Sausen M, Leary RJ et al. Detection of circulating tumor DNA in early-and late-stage human malignancies. Sci Transl Med 2014;6:224ra24.
6. Diehl F, Li M, Dressman D et al. Detection and quantification of mutations in the plasma of patients with colorectal tumors. Proc Natl Acad Sci USA 2005;102:16368-73.
7. Jahr S, Hentze H, Englisch S et al. DNA fragments in the blood plasma of cancer patients: quantitations and evidence for their origin from apoptotic and necrotic cells. Cancer Res 2001;61:1659-65.
8. Zou H, Allawi H, Cao X et al. Quantification of methylated markers with a multiplex methylation-specific technology. Clin Chem 2012;58:375-83.
9. Novak P, Jensen T, Oshiro MM et al. Agglomerative epigenetic aberrations are a common event in human breast cancer. Cancer Res 2008;68:8616-25.
10. Rauch TA, Zhong X, Wu X et al. High-resolution mapping of DNA hypermethylation and hypomethylation in lung cancer. Proc Natl Acad Sci USA 2008;105:252-7.
11. Shames DS, Girard L, Gao B et al. A genome-wide screen for promoter methylation in lung cancer identifies novel methylation markers for multiple malignancies. PLoS Med 2006;3:e486
12. Eads CA, Danenberg KD, Kawakami K et al. MethyLight: a high-throughput assay to measure DNA methylation. Nucleic Acids Res 2000;28:E32.
13. Bixby B, Vrba L, Lenka J et al. Cell-Free DNA Methylation Analysis as a Marker of Malignancy in Pleural Fluid. Res Sq 2023;Oct 9:rs.3.rs-3390107. DOI: 10.21203/rs.3.rs-3390107/v1
14. Vrba L, Oshiro MM, Kim SS et al. DNA methylation biomarkers discovered in silico detect cancer in liquid biopsies from non-small cell lung cancer patients. Epigenetics 2020;15:419-30.
15. Schmidt B, Liebenberg V, Dietrich D et al. SHOX2 DNA methylation is a biomarker for the diagnosis of lung cancer based on bronchial aspirates. BMC Cancer 2010;10:600.
16. Dietrich D, Hasinger O, Liebenberg V et al. DNA methylation of the homeobox genes PITX2 and SHOX2 predicts outcome in non-small-cell lung cancer patients. Diagn Mol Pathol 2012;21(2):93-104.
17. Weiss G, Schlegel A, Kottwitz D et al. Validation of the SHOX2/PTGER4 DNA Methylation Marker Panel for Plasma-Based Discrimination between Patients with Malignant and Nonmalignant Lung Disease. J Thorac Oncol 2017;12(1):77-84.
18. Chen S, Huang K, Zou L et al. Diagnostic value of SHOX2, RASSF1A gene methylation combined with CEA level detection in malignant pleural effusion. BMC Pulm Med 2023;23(1):160.
19. Chambon P. A decade of molecular biology of retinoic acid receptors. FASEB J 1996. 10:940-54.
20. Lotan R, Xu XC, Lippman SM et al. Suppression of retinoic acid receptor-beta in premalignant oral lesions and its up-regulation by isotretinoin. N Engl J Med 1995;332:1405-10.
21. Picard E, Seguin C, Monhoven N et al. Expression of retinoid receptor genes and proteins in non-small-cell lung cancer. J Natl Cancer Inst 1999;91:1059-66.
22. Qiu H, Zhang W, El-Naggar AK et al. Loss of retinoic acid receptor-beta expression is an early event during esophageal carcinogenesis. Am J Pathol 1999;155:1519-23.
23. Xu XC, Sneige N, Liu X et al. Progressive decrease in nuclear retinoic acid receptor beta messenger RNA level during breast carcinogenesis. Cancer Res 1997;57:4992-6.
24. Lotan Y, Xu XC, Shalev M et al. Differential expression of nuclear retinoid receptors in normal and malignant prostates. J Clin Oncol 2000;18:116-21.
25. Sun SY, Wan H, Yue P et al. Evidence that retinoic acid receptor beta induction by retinoids is important for tumor cell growth inhibition. J Biol Chem 2000;275:17149-53.
26. Baust C, Redpath L, and Schwarz E. Different ligand responsiveness of human retinoic-acid-receptor beta-gene transcription in tumorigenic and non-tumorigenic cervical-carcinoma-derived cell lines is mediated through a large retinoic-acid-response domain. Int J Cancer 1996;67:409-16.
27. van der Leede BJ, Folkers GE, Kruyt FA, van der Saag PT. Genomic organization of the human retinoic acid receptor β2. Biochem Biophys Res Commun 1992;188:695-702.
28. Jones PL, Veenstra GJ, Wade PA et al. Methylated DNA and MeCP2 recruit histone deacetylase to repress transcription. Nat Genet 1998;19:187-91.
29. Papadopoulos P, Zisis V, Andreadis D et al. Methylation Profile of DAPK-1 Between Oral Potentially Malignant Disorders and Oral Squamous Cell Carcinoma. DNA 2024;4:494-506.
30. Asiaf A, Ahmad S, Malik A et al. Association of Protein Expression and Methylation of DAPK1 with Clinicopathological Features in Invasive Ductal Carcinoma Patients from Kashmir Asian. Pac J Cancer Prev 2019;20(3):839-48.
31. Kristensen LS, Asmar F, Dimopoulos K et al. Hypermethylation of DAPK1 is an independent prognostic factor predicting survival in diffuse large B-cell lymphoma Oncotarget 2014;5:9798-810.
32. Yuan W, Chen J, Shu Y et al. Correlation of DAPK1 methylation and the risk of gastrointestinal cancer: A systematic review and meta-analysis. Plos One 2017;12:e0184959.
33. Chrenkov· E, ätudentov· H, Hol· K et al. Castration-resistant prostate cancer monitoring by cell-free circulating biomarkers. Front Oncol 2024;14:1394292. DOI: 10.3389/fonc.2024.1394292
34. Christensen LL, Holm A, Rantala J et al. Functional screening identifies miRNAs influencing apoptosis and proliferation in colorectal cancer. PLoS One 2014;9(6):e96767.
35. Liu SL, Sui YF, Lin MZ. MiR-375 is epigenetically downregulated due to promoter methylation and modulates multi-drug resistance in breast cancer cells via targeting YBX1. Eur Rev Med Pharmacol Sci 2016 Jul;20(15):3223-9.