Аллина Д.О.

ГБОУ ДПО «Российская медицинская академия последипломного образования»

Андреева Ю.Ю.

ГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Минздрава России

Завалишина Л.Э.

ФГБУ "Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена" Минздравсоцразвития России

Кекеева Т.В.

ФГБУ "Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена" Минздрава России

Франк Г.А.

Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена Росмедтехнологий, Москва

Простатическая интраэпителиальная неоплазия высокой степени: современное состояние проблемы

Журнал: Архив патологии. 2015;77(1): 69-74

Просмотров : 86

Загрузок : 1

Как цитировать

Аллина Д. О., Андреева Ю. Ю., Завалишина Л. Э., Кекеева Т. В., Франк Г. А. Простатическая интраэпителиальная неоплазия высокой степени: современное состояние проблемы. Архив патологии. 2015;77(1):69-74. https://doi.org/10.17116/patol201577169-

Авторы:

Аллина Д.О.

ГБОУ ДПО «Российская медицинская академия последипломного образования»

Все авторы (5)

Согласно современным представлениям, простатическая интраэпителиальная неоплазия (ПИН) высокой степени представляет собой предраковый процесс и является наиболее значимым прогностическим маркером развития аденокарциномы (АК) предстательной железы. Возникновение ПИН связано с прогрессивным накоплением аномалий генотипа и фенотипа, по совокупности которых она занимает промежуточное положение между нормальным эпителием простаты и карциномой. Наблюдаются признаки клеточной атипии, потеря или приобретение определенных биомаркеров, включая маркеры дифференцировки, стромальные маркеры, факторы роста и их рецепторы; изменяются экспрессия онкогенов, генов-супрессоров опухолевого роста, а также число и структура хромосом.

Морфологические критерии и подтипы ПИН высокой степени

Подразделение степени ПИН на высокую и низкую главным образом основано на клеточных характеристиках люминального эпителия. Высокая степень ПИН характеризуется пролиферацией клеток различного размера с большим ядром, хаотично разбросанным хроматином и заметным ядрышком [1]. В цитоплазме клеток наблюдается положительная реакция с антителами к рацемазе, отмечается прерывистость слоя базальных клеток, наличие которых подтверждается положительной реакцией с антителами к p63 и высокомолекулярным цитокератинам (СК-Н). Несмотря на то что цитологические характеристики ПИН довольно однотипны, высокая ПИН различается по своим архитектурным характеристикам (паттернам).

Четыре основных архитектурных паттерна были выделены D. Bostwick и соавт. в 1993 г. [2] — плоское поражение, пролиферация эпителия с образованием микрососочков, криброзных структур или розеток. Каждый из типов строения обладает разной частотой встречаемости, но, как правило, их выявляют в комбинации, а не изолированно. Некоторые авторы [3] полагают, что выделение этих особенностей строения ПИН не имеет клинической и прогностической значимости. Кроме основных архитектурных вариантов строения высокой степени ПИН, описаны другие, более редкие — перстневидно-клеточный, муцинозный, ПИН из пенистых клеток, инвертированная ПИН (характеризующаяся пролиферацией клеток типа «сапожных гвоздей»), ПИН с плоскоклеточной дифференцировкой, или нейроэндокринной [4—9]. Чаще всего данные подтипы ПИН встречаются одновременно с соответствующими вариантами АК, что доказывает тесную связь между этими процессами.

Дифференциальный диагноз высокой ПИН

Дифференциальную диагностику высокой ПИН необходимо проводить с множеством доброкачественных и злокачественных процессов в предстательной железе.

Доброкачественные состояния и нормальные структуры, имитирующие высокую ПИН

По данным D. Bostwick и J. Ma [10], гипердиагностика ПИН составляет 23,9%. Наиболее часто за ПИН высокой степени принимается базально-клеточная гиперплазия (12%), доброкачественный пролиферирующий эпителий (10%), низкая степень ПИН (10%), реактивные изменения (10%), крибриформная гиперплазия (1%), атрофия (1%), постатрофическая гиперплазия (1%).

Железы центральной зоны архитектурно более сложные, чем периферической и переходной зон, и обладают определенной степенью ядерной стратификации, что может быть интерпретировано как ПИН. Кроме того, в этой зоне могут присутствовать мостовидные, папиллярные, тубулярные и криброзные структуры. Структуры центральной зоны часто обнаруживаются в биопсиях основания простаты. По сравнению с ПИН высокой степени клетки желез центральной зоны имеют эозинофильную цитоплазму, а также хорошо визуализируется слой базальных клеток. Железы здесь обычно локализованы ближе к концу столбика ткани и могут соседствовать с толстыми пучками мышечных волокон, типичных для шейки мочевого пузыря. Наиболее значимым дифференциально-диагностическим критерием в этом случае является отсутствие в железах центральной зоны клеточной атипии и заметных ядрышек [11, 14].

Светлоклеточная крибриформная гиперплазия обычно встречается в переходной зоне и чаще обнаруживается в материале после трансуретральной резекции (ТУР). Крибриформные железы плотно расположены, с бледной цитоплазмой. Ключевой признак, отличающий ее от высокой ПИН, — отсутствие ядерной атипии. Кроме того, железы при светлоклеточной крибриформной гиперплазии, как правило, имеют хорошо выраженный слой базальных клеток.

Базально-клеточная гиперплазия (БКГ.— может быть принята за высокую степень ПИН, поскольку при обоих процессах наблюдаются митотическая активность и видимые ядрышки. Описано несколько вариантов строения БКГ: мелкие плотно расположенные железы или солидные гнезда с пролиферацией базалоидных клеток со скудной цитоплазмой; пролиферация базальных клеток в предсуществующих крупных доброкачественных железах, крибриформная или псевдокрибриформная БКГ. В отличие от БКГ в виде мелких плотно расположенных желез железы при высокой степени ПИН более напоминают нормальные железы по размеру, сохранившемуся просвету и обильной цитоплазме клеток. БКГ дает положительную окраску с антителами к p63 и CK-H и чаще всего встречается в материале после ТУР, отражая рост в переходной зоне, в то время как высокая степень ПИН чаще встречается в периферической зоне.

Семенные пузырьки и семявыносящие протоки могут обнаруживаться в материале после ТУР и пункционной биопсии. Вспомогательными критериями отличия этих структур от высокой степени ПИН является наличие полиморфных, часто уродливых, клеток с округлыми или овальными ядрами различного размера, содержащими внутриядерные включения, и цитоплазматического пигмента (липофусцина). Следует отметить, что липофусцин может встречаться и в простатических клетках. Эпителий выводных протоков и семенных пузырьков не дает положительной реакции с антителами к простатическому специфическому антигену (ПСА) и простатической кислой фосфатазе.

Переходно-клеточная метаплазия протоков и ацинусов характеризуется клетками с вытянутыми овальными ядрами, часто с продольными ядерными желобками. В случае более зрелой переходно-клеточной метаплазии некоторые ядра могут содержать ядрышки, в связи с чем она также может быть принята за высокую степень ПИН. Чаще всего это ядра обычного размера [11—13].

Существуют трудности и в дифференциальной диагностике редких форм ПИН. Например, высокая ПИН с пенистыми клетками может быть принята как за доброкачественный процесс, так и за аденокарциному [9].

Злокачественные состояния, имитирующие высокую ПИН

Внутрипротоковая карцинома. Внутрипротоковая карцинома характеризуется распространением внутри протоков и ацинусов пролиферирующих клеток инвазивной АК [15, 16]. Внутрипротоковая карцинома ассоциирована с агрессивной АК с высокой градацией по шкале Глисона, что определяет важность ее выявления. R. Cohen и соавт. [17] предложили 5 больших и 3 малых критерия для диагностики внутрипротоковой карциномы. Пять больших критериев присутствуют, как правило, всегда и включают в себя: 1) большой калибр желез, более чем в два раза превосходящий диаметр нормальных желез периферической зоны; 2) сохранение слоя базальных клеток; 3) клеточную атипию; 4) экспансивный рост клеточных масс в просвет ацинуса; 5) комедонекроз (присутствует не всегда).

Малые критерии включают железы с ветвлением прямоугольной формы или c ровными, округлыми границами, а также две популяции клеток: вытянутые полиморфные клетки по внешнему периметру с низкой митотической активностью, не экспрессирующие ПСА, и клетки кубической формы, мономорфные, по внутреннему периметру без признаков митотической активности, с обильной цитоплазмой, содержащей большое количество ПСА.

Внутрипротоковая карцинома, как правило, соседствует с инвазивной крибриформной ацинарной или протоковой А.К. Инвазивная А.К. в таких случаях может имитировать микропапиллярный и крибриформный варианты высокой степени ПИН, а протоковая АК может состоять из простых желез, выстланных многослойным цилиндрическим эпителием, с клеточными и архитектурными особенностями плоской или розетковидной высокой степени ПИН, так называемый PIN-like-протоковый рак. PIN-like-протоковый рак отличается от высокой ПИН слишком плотным расположением атипичных желез, нередко кистозно-расширенных, преобладанием желез с плоской архитектурой, и немногочисленными ядрышками [18].

Переходно-клеточный рак с поражением протоков и ацинусов. Признаки, помогающие отличить переходно-клеточный рак от высокой степени ПИН, включают наличие остатков люминального слоя (не всегда), некроз и определенные цитологические характеристики: клетки переходно-клеточного рака обычно разнообразны по форме и размеру, содержат грубый хроматин, митотическая активность выражена. Фигуры митоза характерны для низкодифференцированного переходно-клеточного рака и протоковой аденокарциномы предстательной железы, но редки для крибриформной карциномы и высокой ПИН [12].

Молекулярные и генетические характеристики ПИН. Эпигенетические изменения

Количественные и качественные хромосомные аномалии при помощи метода FISH [19] были обнаружены в половине фокусов ПИН, 51% фокусов АК и в 100% метастазов рака простаты. Наиболее часто в ПИН выявляются структурные перестройки в 8-й хромосоме (32% фокусов), 10-й хромосоме (13%), 7-й (10%), 12-й (4%) и Y (4%). Наиболее частыми в фокусах рака являются перестройки в 7-й и 8-й хромосомах (28 и 30% фокусов соответственно), в 10-й (23%), 12-й (9%) и Y (9%). В метастазах АК обнаруживают высокий процент аномалий во всех хромосомах (более 63% фокусов). Кроме того, отмечается вариабельность хромосомных аномалий в различных фокусах ПИН. В 48% случаев с мультифокусными ПИН хромосомные аномалии наблюдаются в одном или более фокусе, но не во всех, что доказывает генетическую гетерогенность.

Таким образом, среднее число хромосомных аномалий возрастает от ПИН к карциноме. Кроме того, в пределах одного случая фокусы АК имеют большее число хромосомных аномалий, нежели соседние очаги ПИН, что является очередным доказательством предраковой природы ПИН. Однако в некоторых случаях очаги ПИН содержат большее число аномалий, чем соседствующие карциномы, либо отличаются от нее по структуре хромосомных перестроек.

Эти результаты подтверждаются и с помощью лазерной микродиссекции с последующей сравнительной геномной гибридизацией. Согласно исследованиям S. Hughes и соавт. [20], наиболее часто встречающейся аномалией в высокой ПИН является дисбаланс в 8-й хромосоме, а в карциноме простаты — изменения в 6, 10, 13 и 16-й хромосомах.

Особое значение геномного анализа АК простаты подчеркивает открытие часто встречающегося химерного гена TMPRSS2/ERG [21]. Показана корреляция наличия TMPRSS2/ERG с более поздними стадиями заболевания [22] и возможность использования его обнаружения для дифференциальной диагностики высокой ПИН и внутрипротоковой карциномы [23].

Комплексные молекулярно-биологические исследования показали, что процессы миграции, пролиферации, дифференцировки и клеточной гибели не объясняются лишь списком мутаций, а регулируются клеточными сигнальными белками, структура которых также способна изменяться вследствие посттрансляционных эпигенетических модификаций.

Применение методов лазерной микродиссекции и гибридизации на микрочипах позволило провести анализ профилей экспрессии генов в АК предстательной железы и ПИН. По данным S. Ashida и соавт. [24], карцинома простаты и высокая ПИН сходны в профилях экспрессии в виде общих генов с повышенной экспрессией (21, включая AMACR, OR51E2, RODH, SMS) и с пониженной (63, среди которых гены протеиназ SERPINB1, SERPING1 и MMP7). Изменения в профиле экспрессии генов при переходе ПИН в рак заключаются в повышении экспрессии еще 41 гена и понижении 98. Список с повышенным профилем экспрессии включает в себя POV1, CDKN2C, EPHA4, APOD, FASN и VWF, с пониженным — ITGB2, LAMB2, PLAU и TIMP1, которые, вероятно, вовлечены в регуляцию процессов клеточной адгезии и инвазивного роста АК [24].

В высокой ПИН отмечается пониженная экспрессия глутатион-S-трансферазы (GSTP) π-класса — фермента, отвечающего за детоксикацию электрофильных и кислых ксенобиотиков. Снижение экспрессии фермента является результатом гиперметилирования промотора кодирующего его гена. Метилирование промотора GSTP1 — наиболее часто встречающееся изменение и в АК простаты, считается наиболее ранним событием канцерогенеза [25, 26]. Гиперметилирование промотора гена 15-липооксигеназы-1 приводит также к выраженной экспрессии этого фермента в высокой ПИН и АК [27].

Сравнительно недавно были разработаны методы количественной и качественной полимеразной цепной реакции, основанные на определении метилирования одиночных генов — GSTP1 [28], совокупности генов (P16/ARF/MGMT/GSTP1) [29], и комплексный тест мочи на метилирование трех маркеров — GSTP1, RARB, APC [30]. Тем не менее данные методы детекции не являются достаточно эффективными в диагностике ранних стадий рака простаты, поэтому до сих пор идет поиск эффективных маркеров [30, 31].

Кроме изучения генетических и эпигенетических изменений, важную роль в понимании процессов канцерогенеза и в практических целях играет изучение фенотипических проявлений измененных генов на уровне синтеза белков, в частности молекул клеточной адгезии. Молекулы клеточной адгезии состоят из пяти важных семейств: суперсемейство иммуноглобулинов, кадгерины, селектины, интегрины и CD44 [32—34]. CD44 — трансмембранный гликопротеин, играющий важную роль в миграции лимфоцитов, межклеточных взаимодействиях и клеточной адгезии. Кроме того, существует предположение, что популяция CD44+-клеток связана с трансформацией стволовых и прогениторных клеток простаты в опухолевые [35]. Отмечено снижение экспрессии CD44 в высокой ПИН по сравнению с доброкачественными железами и низкой ПИН [36] и исчезновение экспрессии в большинстве (95%) АК простаты [37].

Роль базальных клеток. Концепция раковых стволовых клеток

До недавнего времени в онкологии господствовала стохастическая теория онкогенеза, постулирующая клоногенность всех раковых клеток, т. е. способность любой клетки давать начало новой опухоли. Однако к настоящему моменту уже появилось значительное количество доказательств альтернативной иерархической теории, согласно которой опухоли построены по тому же принципу, что и нормальная ткань, и включают раковые клетки различной степени дифференцировки — стволовые клетки, переходные размножающиеся клетки и дифференцированные раковые клетки.

Нормальный эпителий простаты взрослого человека состоит из трех типов клеток — секреторных (люминальные), базальных и нейроэндокринных. Секреторные клетки экспрессируют рецепторы андрогенов, ПСА и низкомолекулярные цитокератины (СK8, СK18). В свою очередь базальные клетки демонстрируют низкую экспрессию рецепторов андрогенов или ее отсутствие и характеризуются экспрессией высокомолекулярных цитокератинов (СК-Н, СК5 и СК14) и р63. Кроме того, как in vivo, так и in vitro выявляются клетки с промежуточным между базальным и секреторным фенотипом. По-видимому, эти два типа клеток иерархически связаны, и базальные клетки являются прогениторными для секреторных [38—45]. Например, существуют клетки, не экспрессирующие СК14, но содержащие СК5 и 8 [47, 49], вероятно, этот фенотип отражает переходные размножающиеся клетки. Кроме того, экспрессия СК19 наблюдается в субпопуляциях клеток как в базальном, так и в люминальном слоях [38, 39, 45].

Простатический эпителий развивается из урогенитального синуса и формирует солидные пласты внутри периуретральной мезенхимы (так называемые простатические почки) [46]. Впоследствии простатические почки канализуются, базальные и секреторные клетки становятся различимы среди эпителия, выстилающего протоки. Y. Wang и соавт. [44] считают, что к моменту формирования простаты из эпителия урогенитального синуса он состоит из большой популяции простатических стволовых клеток и экспрессирует маркеры как базальных, так и секреторных клеток, так же как и СК19. Тот же фенотип наблюдается в небольшой фракции базальных клеток простаты взрослого человека [44]. Было сделано предположение, что бипотентная популяция представляет собой прогениторные/стволовые клетки, способные дифференцироваться в оба типа зрелых клеток простатического эпителия.

Кроме того, было показано, что р63 играет критическую роль в органогенезе простаты [48]. Анализ новорожденных мышей, нокаутированных по p63 (р63–/–), выявил, что эпителий урогенитального синуса лишен базальных клеток и дальнейшая трансформация простатических почек невозможна, что доказало развитие секреторных клеток из р63-позитивных стволовых/прогениторных клеток простатических почек.

Несмотря на успехи в изучении эмбриогенеза простаты, механизм регенерации эпителия во взрослой простате остается неясным, но существует предположение, что базальные клетки и в зрелом организме сохраняют свойства стволовых. Тем не менее гипотеза самообновления популяции секреторных клеток имеет право на существование.

Некоторые исследования поддерживают модель, в которой стволовые клетки в зрелой простате локализованы в слое базальных клеток и отвечают за обновление дифференцированных секреторных клеток. Кроме того, базальные клетки демонстрируют более высокую способность к пролиферации, чем секреторные [50, 51].

При изучении молекулярных механизмов, регулирующих пролиферацию и дифференцировку предполагаемых стволовых клеток, S. Salm и соавт. [52] установили ведущую роль TGFβ в этом процессе.

G. Richardson и соавт. изолировали из простаты клетки, экспрессирующие маркер гематопоэтических стволовых клеток CD133. CD133-позитивная популяция, коэкспрессирующая интегрин α2β1, обогащенная in vitro, сформировала полностью дифференцированную популяцию простатических ацинусов в иммунокомпрометированных мышах. Кроме того, иммуноферментный анализ показал локализацию CD133-позитивных клеток в базальном слое. Два независимых сообщения подчеркнули значимость экспрессии Sca-1 (антиген стволовых клеток 1) в изолированных простатических клетках со стволовыми характеристиками [53, 54].

Однако остается не решенным ключевой вопрос канцерогенеза в простате — все ли опухолевые клетки обладают одинаковой способностью к воспроизводству или существует субпопуляция раковых стволовых клеток. К маркерам предполагаемых раковых стволовых клеток, основываясь на данных литературы [55], были отнесены CD133, α2β1, Sca-1, CD44, CD24, p63, CK5, CK8, p27, Ki-67/BrDU, H2B, Hoechst 33342, ABCG2, Bcl2, GST-π, β-Catenin. При сравнении клеток с данным фенотипом (после очистки, размножения in vitro и нескольких пассажей in vivo в иммунокомпрометированных мышах) и более дифференцированных опухолевых клеток обнаруживаются различия в способностях к самообновлению и выживанию [56].

Изоляция предшественников простатических клеток с канцерогенными и клоногенными характеристиками стала возможна после обработки коллагеназой и FACS-сортинга, согласно экспрессируемым поверхностным маркерам. Их геномный анализ должен пролить свет на сходства и различия предполагаемых раковых стволовых клеток и более дифференцированного потомства и на молекулярную биологию этих клеток.

Недавнее исследование T. Stoyanova и соавт. [57] также показало ведущую роль базальных клеток в развитии АК простаты. Более того, согласно полученным данным, различные гистологические подтипы могут возникать из одной клетки-предшественницы, а дальнейшая прогрессия связана не только с ролью раковых стволовых клеток, но с делением и самообновлением популяции опухолевых клеток. Кроме того, общую клетку-предшественницу имеют различные фенотипы рака простаты в структуре одной опухоли — ацинарная АК и области с плоскоклеточной дифференцировкой.

Фактор трансляции eIF4E — звено сигнального пути PI3K — при взаимодействии с Myc способствует клеточному росту и канцерогенезу. eIF4E не способен запускать трансляцию при связывании с 4EBP1. mTOR-опосредованное фосфорилирование 4EBP1 (p4EBP1) ослабляет это взаимодействие и запускает eIF4E-управляемую инициацию трансляции. Высокий уровень eIF4E и p4EBP1 связан с плохим прогнозом рака простаты. Повышенный уровень eIF4E, 4EBP1 и p4EBP1 наблюдается в luminal-like-клетках, изолированных из Myc и myrAKT-опосредованных опухолей, но не найден в доброкачественных люминальных клетках. Luminal-like-опухолевые клетки так же экспрессируют MTA1 и Sox2 — две мишени eIF4E, ассоциированные с прогрессией рака простаты. eIF4E, p4EBP1, MTA1 и Sox2 также были идентифицированы в популяции доброкачественных базальных клеток, а не в доброкачественных люминальных, что тоже вносит вклад в самовоспроизведение luminal-like-опухолевых клеток [57].

В отношении зональности опухолевого роста, а именно преимущественного развития высокой степени ПИН и карциномы простаты в периферической зоне, стоит отметить, что, по данным F. Garcia и соавт. [58], базальные клетки в переходной и периферической зонах имеют разную морфологию и иммунофенотип. В периферической зоне базальные клетки имеют треугольную форму с верхушкой, обращенной в просвет, между люминальными клетками, перпендикулярно базальной мембране и хорошо окрашиваются высокомолекулярными цитокератинами и p63. Базальные клетки переходной зоны обнаруживают слабую экспрессию высокомолекулярных цитокератинов в 65,9% случаев с сохранением нормальной экспрессии p63, имеют плоскую или кубоидальную форму с верхушкой, параллельной базальной мембране. Треугольной формы клетки встречаются лишь в 18% случаев, что значительно ниже, чем в периферической зоне (92%). Похожий феномен был описан S. Wang и соавт. [59] в исследовании Pten-ноль-мышей. Была отмечена повышенная экспрессия высокомолекулярных цитокератинов в проксимальной зоне дорсолатеральной доли простаты и различная морфология, выражающаяся в увеличении размера клеток и вытянутом ядре, перпендикулярном базальной мембране. Базальные клетки дикого типа имели плоскую морфологию и были вытянуты вдоль базальной мембраны. Авторы предполагают, что различие в морфологии клеток связано с тем, что периферическая зона является областью, богатой стволовыми/прогениторными клетками.

Однако существует также ряд исследований, касающихся существования и люминальных клеток со свойствами стволовых. X. Wang и соавт. [60] показали экспрессию простатспецифического гена Nkx3−1 в редких люминальных клетках, никогда не встречающегося в базальных клетках, после инволюции, индуцированной кастрацией. Кроме того, рак, развивающийся из различных стволовых клеток, является разным по своим характеристикам и прогнозам.

Заключение

Накопленные к настоящему моменту данные генетического, протеомного и морфологического анализа неоплазий в предстательной железе свидетельствуют в пользу предраковой природы высокой степени ПИН и связи канцерогенеза с прогрессирующим накоплением аномалий фенотипа и генотипа. Тем не менее существует ряд трудностей как в понимании источника развития опухолевого процесса, так и в вопросах дифференциальной диагностики неоплазий и состояний, их имитирующих. С учетом достижений современной молекулярной биологии в понимании роли генов и их продуктов в жизнедеятельности клетки, особую актуальность приобретает использование знаний протеомики в практических и фундаментальных целях.

Конфликт интересов отсутствует .

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail