Атипическая тератоидно-рабдоидная опухоль ЦНС без потери ядерной экспрессии INI1

Атипическая тератоидно-рабдоидная опухоль центральной нервной системы (ЦНС) согласно определению Классификации ВОЗ опухолей ЦНС, представляет собой злокачественную эмбриональную опухоль ЦНС, состоящую преимущественно из плохо дифференцированных элементов с частым включением рабдоидных клеток и инактивацией гена SMARCB1 (INI1) или чрезвычайно редко гена SMARCA4 (BRG1) [1]. В большинстве случаев для постановки диагноза атипической тератоидно-рабдоидной опухоли достаточно иммуногистохимического исследования с INI1 (BAF47) [2, 3] и лишь редкие опухоли, имеющие морфологические проявления рабдоидной опухоли и сохранную ядерную экспрессию INI1, должны быть исследованы на наличие мутации гена SMARCA4.

Представляем клиническое наблюдение редкой атипической тератоидно-рабдоидной опухоли с сохранной ядерной экспрессией INI1 и двумя миссенс-мутациями в гене SMARCA4.

Девочка 8 мес поступила в ФГАУ «НМИЦ нейрохирургии» Минздрава России с жалобами на рвоту преимущественно в утренние часы, поперхивание при глотании жидкости, вялость и плаксивость. Из анамнеза известно, что у ребенка уже при рождении были признаки кривошеи. После случайного удара головой у девочки возникла многократная рвота, что послужило поводом для обращения в детскую больницу по месту жительства. Проведенная К.Т. головного мозга выявила объемное образование задней черепной ямки, кровоизлияние в ложе опухоли и желудочковую систему, расширение боковых желудочков. Выполнена МРТ, диагноз опухоли головного мозга подтвержден (рис. 1).

Рис. 1. МРТ в режиме Т1 с контрастным усилением в аксиальной (а), сагиттальной (б) и фронтальной (в) проекциях. Выявляется крупная опухоль, поражающая правую половину моста и продолговатого мозга, правую гемисферу мозжечка и область бокового выворота. Опухоль интенсивно, гетерогенно накапливает контрастное вещество. Отмечается грубая деформация прилежащих отделов ствола мозга, IV желудочка и мозжечка.

В ФГАУ «НМИЦ нейрохирургии» Минздрава России произведено удаление крупной опухоли правой половины моста и продолговатого мозга и правой гемисферы мозжечка с интраоперационным нейрофизиологическим мониторингом. Во время операции обнаружено, что строма опухоли содержит большой объем некроза и кровоизлияний различной степени давности, тромбированные и запустевшие сосуды. Удаление опухоли осуществлялось при помощи биполярной коагуляции, отсоса, окончатого пинцета. Постепенно опухоль резецирована из правой гемисферы. Следующим этапом удалена часть опухоли в области бокового выворота, боковой поверхности моста и продолговатого мозга, которые были инфильтрированы. Также опухоль включала часть корешков каудальной группы нервов, которые по возможности выделены и сохранены. Во время операции проводили электрофизиологический мониторинг — картирование ядер IV желудочка, однако ответ не получен. Таким образом, удалось резецировать весь объем опухоли до границы с интактным мозгом. В раннем послеоперационном периоде состояние ребенка было стабильным, неврологический статус без отрицательной динамики. Контрольная К.Т. головы выявила послеоперационные изменения (рис. 2).

Рис. 2. МРТ в режиме Т1 с контрастным усилением в 1-е сутки после операции в аксиальной (а) и фронтальной (б) проекциях. На фоне послеоперационных изменений отмечается картина тотального удаления опухоли правой половины ствола и бокового выворота.

Гистологически поставлен диагноз эмбриональной опухоли. Пациентка консультирована детским онкологом, даны рекомендации по лечению. Через 2 нед после операции у девочки присоединилась новая симптоматика в виде нижнего парапареза и нарушения со стороны тазовых органов по типу задержки. Проведена МРТ головного и спинного мозга, выявлено метастатическое распространение опухоли на уровне L_V. Несмотря на начатое лечение, состояние ребенка прогрессивно ухудшалось. На контрольной МРТ через 1мес после операции отмечено появление новых очагов накопления контраста метастатического генеза в области выворота IV желудочка справа, в белом веществе лобных долей с двух сторон размером до 10 мм. Также выявлено выраженное контрастирование оболочек спинного мозга. Через 6 нед, прошедших со дня операции удаления опухоли задней черепной ямки, пациентка умерла от прогрессии заболевания.

Гистологическое исследование выявило злокачественную опухоль, инфильтративно растущую в ткани мозжечка. Опухоль состоит из крупных достаточно мономорфных округлых клеток с крупными светлыми ядрами с видимыми ядрышками; количество митозов варьировало от 4 до 6 в поле зрения, имелись обширные некрозы (рис. 3).

Рис. 3. Атипическая тератоидно-рабдоидная опухоль. а — инфильтративный рост опухоли в ткань мозжечка, ×100; б — общий вид гистологического строения опухоли, ×300. Окраска гематоксилином и эозином.

Иммуногистохимическое исследование выявило тотальную ядерную экспрессию INI1 (рис. 4).

Рис. 4. Иммуногистохимическое исследование с антителом INI1, ×300. Определяется тотальная ядерная экспрессия INI1.

Также в клетках опухоли определяются слабая экспрессия глиофибриллярного кислого белка GFAP и мембранно-цитоплазматическая экспрессия CD99. Экспрессии синаптофизина, эпителиального мембранного антигена ЕМА, десмина, гладкомышечного актина, LIN28a, цитокератина АЕ1/3, альфа-фетопротеина, хорионического гонадотропина Beta-hCG и СD117 в опухолевых клетках не выявлено. Индекс мечения пролиферативного маркера Ki-67 достигал 50%. Флюоресцентная гибридизация in situ (FISH) не выявила амплификаций генов MYC/MYCN, FISH-анализ с пробой с EWSR1/NFATC2 показал в некоторых единичных ядрах расхождение сигналов, характерное для перестроек и транслокаций при саркоме Юинга t (20;22)(q13;q12). Дифференциальный диагноз проводился между медуллобластомой, анапластической эпендимомой, атипической тератоидно-рабдоидной опухолью, герминативно-клеточной опухолью, саркомой Юинга. В патолого-анатомическом отделении ФГАУ «НМИЦ нейрохирургии» Минздрава России поставлен диагноз «эмбриональная опухоль ЦНС NOS, возможно, опухоль семейства саркомы Юинга», которая, согласно исследованию D. Sturm и соавт. [4], относится в настоящее время к первичным внутримозговым эмбриональным опухолям ЦНС.

Исследование опухоли продолжено на базе отделения нейропатологии Университета Хайдельберга (Германия).

ДНК опухоли извлечена из парафинового блока, затем проведено исследование структуры метилирования ДНК на уровне генома с использованием матриц метилирования Illumina 850k [5]. Выявлен сбалансированный профиль опухоли без амплификаций онкогенов и делеций генов-супрессоров (рис. 5).

Рис. 5. Молекулярный профиль опухоли, полученный при исследовании Illumina Inﬁnium Human-Methylation 850 Bead Chip. По оси абсцисс — хромосомы от 1 до 22 (chr 1 — chr 22), по оси ординат — степень выраженности количественных изменений на хромосомах (от +1 (амплификация) до –1 (делеция)). Добавки хромосом определяются как сдвиги вверх (мечены зеленым цветом), хромосомные потери — как сдвиги вниз (мечены красным цветом). Профиль исследуемой опухоли сбалансирован — отсутствуют как добавки, так и потери хромосом. Кроме того, выделены области 29 из наиболее известных и значимых онкогенов и генов-супрессоров, таких как MDM1, MYCN, PDGFRA, TERT, MYB, EGFR, MYC, CDKN2A, PTCH1, PTEN и т. д., мечены синим цветом.

Согласно электронному классификатору опухолей головного мозга, созданному на основе исследования Illumina 850k, включающему и распознающему метиляционные группы 82 интракраниальных и спинальных опухолей, а также 9 метиляционных групп нормальной и реактивно измененной мозговой ткани, данная опухоль расценена как «неклассифицируемая».

Далее проведено иерархическое кластерирование, в результате которого опухоль, помеченная ATRT_NA22, попала в кластер, соответствующий атипической тератоидно-рабдоидной опухоли, и была распределена среди молекулярных групп ATRT_MYC и ATRT_SHH (рис. 6)

Рис. 6. Кластерный анализ исследуемой опухоли, помеченной серым цветом ATRT_NA22. а — опухоль кластерируется среди молекулярных групп ATRT_MYC (черный цвет) и ATRT_SHH (голубой цвет). Для удобства кластеры опухолей ЦНС маркированы цветом: черный цвет — атипическая тератоидно-рабдоидная опухоль MYC-группы (Atypical teratoid/rhabdoid tumour ATTR_MYC); голубой — атипическая тератоидно-рабдоидная опухоль SHH-группы (ATTR_SHH); цвет морской волны — высокозлокачественная нейроэпителиальная опухоль ЦНС с поражением BCOR (CNS high-grade neuroepithelial tumor with BCOR alteration CNS HGNET-BCOR); светло-зеленый цвет — опухоль семейства саркомы Юинга ЦНС с повреждением CIC (CNS Ewing sarcoma family tumor with CIC alteration CNS EFT-CIC); зеленый — карцинома сосудистого сплетения (Choroid plexus carcinoma CPC); болотный — эпендимома задней черепной ямки группа, А (Ependymoma Posterior Fossa A EPN_PFA); розовый — эмбриональная опухоль с обилием нейропиля и многорядными розетками (Embryonal tumour with multilayered rosettes ETMR); красный — саркома Юинга (Ewing sarcoma EWS); три кластера, маркированные оранжевым цветом разной степени интенсивности, — детская глиобластома RTK (pediatric glioblastoma RTK GBM RTK ped), глиобластома G34 (glioblastoma G34 CBM_G34), глиобластома К27 (glioblastoma K27 GBM_K27) соответственно; лиловый цвет — глиома высокой степени злокачественности средней линии (high-grade gliomas midline HGG_MID); темно-фиолетовый — глиома высокой степени злокачественности MYCN (high-grade gliomas MYCN HGG_MYCN); грязно-фиолетовый — высокозлокачественная нейроэпителиальная опухоль ЦНС с поражением MN1 (CNS high-grade neuroepithelial tumor with MN1 alteration CNS HGNET-MN1); бежевый — нейробластома ЦНС (CNS Neuroblastoma NBL) и коричневый — пинеобластома Pineoblastoma PBL). Цветовая шкала структуры метилирования ДНК: красный — метилированный участок ДНК, синий — неметилированный участок ДНК. Метилированный контроль — M. Sssl-DNA (M.SssI-treated DNA), неметилированный контроль — WGA-DNA (Whole-Genome Ampliﬁed DNA). Кластерирование выполнено на основе анализа 850 тыс. CpG-островков, расположенных на аррее Illumina Inﬁnium Human-Methylation850 BeadChip.; б — увеличенный фрагмент рис. 6, а, стрелкой показано кластерирование исследуемой опухоли и ее распределение среди молекулярных групп ATRT_MYC и ATRT_SHH. Кластеры опухолей ЦНС маркированы цветом: черный цвет — ATTR_MYC; голубой — ATTR_SHH; цвет морской волны — BCOR; светло-зеленый цвет — CIC; зеленый — CPC; болотный — EPN_PFA; розовый — ETMR; красный EWS; три кластера, маркированные оранжевым цветом разной степени интенсивности, — GBM RTK ped, CBM_G34, GBM_K27 соответственно; лиловый цвет — HGG_MID; темно-фиолетовый — HGG_MYCN; грязно-фиолетовый — MN; бежевый — NBL и коричневый — PBL. Подробную расшифровку нозологий см. в описании к рис. 6, а.

[6]. Коэффициент соответствия исследуемой опухоли в кластерном анализе был равен 0,9 для злокачественной рабдоидной опухоли и 0,9 для экстраренальной рабдоидной опухоли (коэффициент, равный единице, принимается за 100% соответствие).

Дальнейшее исследование опухоли продолжено при помощи сложного математического анализа, основанного на двухмерном представлении парных выборочных корреляций с использованием 10 000 наиболее изменчивых зондов путем уменьшения размерности t-распределенного стохастического соседства (t-distributed stochastic neighbor embedding t-SNE) (рис. 7)

Рис. 7. Кластерирование исследуемой опухоли методом t-SNE. Исследуемая опухоль, помеченная серым цветом ATRT_NA22, кластерируется вместе с молекулярными группами ATRT_MYC и ATRT_SHH (показано стрелкой), подтверждая предыдущий кластерный анализ. Кластеры опухолей ЦНС маркированы цветом: черный — ATTR_MYC; голубой — ATTR_SHH; цвет морской волны — BCOR; светло-зеленый цвет — CIC; зеленый — CPC; болотный — EPN_PFA; розовый — ETMR; красный — EWS; три кластера, маркированные оранжевым цветом разной степени интенсивности, — GBM RTK ped, CBM_G34, GBM_K27 соответственно; лиловый цвет — HGG_MID; темно-фиолетовый — HGG_MYCN; грязно-фиолетовый — MN; бежевый — NBL и коричневый — PBL. Подробную расшифровку нозологий см. в описании к рис. 6, а.

[7]. Результаты иерархического кластерирования и кластерирования на основе метода t-SNE полностью совпали и подтвердили принадлежность исследуемой опухоли к атипической тератоидно-рабдоидной опухоли ЦНС.

Последним этапом было проведено секвенирование нового поколения, выявившее три миссенс-мутации, две из которых поражали 7-й и 25-й экзоны гена SMARCA4:

1. SMARCA4:NM_001128845:exon7:c.C1283T:p.T428I

2. SMARCA4:NM_001128845:exon25:c.C3574T:p.R1192C

3. GABRA6:NM_000811:exon3:c.G160T:p.A54S.

Таким образом, поставлен окончательный диагноз: атипическая тератоидно-рабдоидная опухоль ЦНС с мутациями в гене SMARCA4.

Обсуждение

Атипическая тератоидно-рабдоидная опухоль ЦНС впервые описана в 1987 г. [8], в 1996 г. выделена как самостоятельная нозологическая единица [9] и в 2000 г. внесена в Классификацию ВОЗ опухолей ЦНС [10]. Более чем 98% атипических тератоидно-рабдоидных опухолей имеют различные повреждения гена SMARCB1 (также известного как hSNF5/INI1) на локусе 22q11.2. Генетические повреждения могут включать гомозиготные и гетерозиготные делеции, потерю гетерозиготности и мутации, поражающие любой из 9 экзонов гена SMARCB1 [11]. Биаллельная инактивация гена SMARCB1 приводит к потере ядерной экспрессии INI1, однако в литературе описан и другой механизм инактивации этого гена. С. Tsai и соавт. [12] обнаружили при негативном INI1 (иммуногистохимический анализ) отсутствие каких-либо повреждений гена на локусе 22q11.2 (молекулярное исследование), что говорит о возможном существовании альтернативного посттранскрипционного регуляторного механизма для синтеза протеина INI1. В случае если мутация гена SMARCB1 имеет не соматический, а наследственный характер, речь идет о синдроме предрасположенности к развитию рабдоидных опухолей [1]. В исключительно редких случаях, известных благодаря описанию единичных наблюдений, мутация может происходить в гене SMARCA4 (BRG1) на локусе 19p13.2 [13—17]. Большинство этих редких наблюдений атипических тератоидно-рабдоидных опухолей c мутацией в гене SMARCA4, как в нашем случае, отмечались у детей в возрасте младше 1 года и заканчивались неблагоприятно в течение короткого времени (1,5—6 мес) [13, 14, 17]. После сопоставления данных о выживаемости 40 маленьких пациентов в возрасте от 1,5 мес до 5 лет с атипической тератоидно-радбоидной опухолью с негативным INI1, оперированных в ФГАУ «НМИЦ нейрохирургии» Минздрава России в период с 2010 по 2016 г., выявлено, что 23 ребенка живы, средняя общая выживаемость 23 мес, а 17 детей умерли, их средняя общая выживаемость была равна 12 мес с вариациями от 1 до 35 мес и не зависела от возраста. Более 30 лет прошло с момента первого описания тератоидно-рабдоидной опухоли в ЦНС, за это время изучены молекулярные группы атипической тератоидно-рабдоидной опухоли [6], достигнуты определенные успехи в лечении, увеличены показатели общей выживаемости пациентов с атипической тератоидно-рабдоидной опухолью, предложена таргетная терапия [18, 19], однако диагностика редких случаев по-прежнему остается серьезной проблемой. К настоящему моменту изучен характер экспрессии множества молекулярных маркеров опухоли [20, 21], что вполне соотносилось с полученными результатами иммуногистохимического исследования опухоли. Однако, по всей вероятности, следует добавить, помимо хорошо зарекомендовавшего антитела INI1, еще и антитело BRG1 в алгоритм диагностики злокачественных опухолей ЦНС у маленьких детей [17], не забывая про секвенирование генов, показывающих ключевые повторяющиеся мутации в детских опухолях ЦНС, попутно исключая наличие не таких уж и редких наследственных синдромов [1, 22, 23]. Приведенный случай злокачественной опухоли у 8-месячной девочки потребовал приложения значительных усилий и использования сложных молекулярных методов. Опухоль была настолько редкой, что по Классификатору Illumina 850k она была признана «неклассифицируемой», однако кластерный анализ также, как и t-SNE (t-distributed stochastic neighbor embedding — t-распределенное стохастическое соседство), определил принадлежность новообразования к рабдоидным опухолям, что и было подтверждено с помощью секвенирования нового поколения (next-generation sequencing NGS) и выявления двух миссенс-мутаций в гене SMARCA4. Однако справедливости ради следует заметить, что мутации гена SMARCВ1 могут также наблюдаться в карциномах сосудистого сплетения, а мутации гена SMARCA4 — в медуллобластомах [1]. В связи с этим анализ метилирования ДНК на уровне тотального генома Illumina 850k, несмотря на сложности при классификации редких опухолей, остается золотым стандартом в диагностике опухолей ЦНС и, в частности, способен легко выявлять молекулярные группы медуллобластом и карциномы сосудистого сплетения с возможным наличием мутаций генов SMARCВ1 и SMARCA4 [24].

Благодарности. Авторы сердечно благодарят prof. Andrey Korshunov (Хайдельберг, Германия) за оказанные неоценимые помощь, дружескую поддержку и ценные советы, а также за возможность проведения на базе отделения нейропатологии Хайдельберга исследований злокачественных опухолей головного мозга у детей и взрослых в рамках научного сотрудничества между ФГАУ «НМИЦ нейрохирургии» Минздрава России и Университетом Хайдельберга.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сведения об авторах

Рыжова Марина Владимировна —д-р мед. наук, зав. патологоанатомическим отд-нием; e-mail: mrizhova@nsi.ru; https://orcid.org/0000-0001-7206-6365