Вторушин С.В.

ФГБНУ «Томский НИИ онкологии»; ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России, Томск, Россия

Малых Р.Д.

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России, Томск, Россия

Современные предпосылки для молекулярно-генетической классификации рака эндометрия

Журнал: Архив патологии. 2017;79(3): 57-62

Просмотров : 47

Загрузок : 4

Как цитировать

Вторушин С. В., Малых Р. Д. Современные предпосылки для молекулярно-генетической классификации рака эндометрия. Архив патологии. 2017;79(3):57-62. https://doi.org/10.17116/patol201779357-62

Авторы:

Вторушин С.В.

ФГБНУ «Томский НИИ онкологии»; ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России, Томск, Россия

Все авторы (2)

Рак тела матки занимает одну из лидирующих позиций по распространенности злокачественных новообразований как в мире, так и в России. В 2015 г. уровень заболеваемости в РФ составил 166 человек на 100 000 населения, что составило 7% всех онкологических заболеваний [1] и вывело рак эндометрия на 3-е место.

В настоящее время основной патогенетической классификацией злокачественных опухолей эндометрия является дуалистическая модель, предложенная J. Bokhman в 1983 г. Однако, согласно мнению ряда исследователей, на сегодняшний день этой классификации недостаточно для определения тактики ведения пациенток, а также прогнозирования степени риска рецидива.

Современные методы изучения структуры ДНК, в том числе кластерный анализ, дают возможность определить генетический профиль опухолей, который зачастую не совпадает с морфологической картиной. Это позволяет предположить, что внедрение классификации, основанной на молекулярных характеристиках опухолей, позволит врачам разрабатывать индивидуальные схемы и повысить эффективность лечения онкологической патологии. В настоящем обзоре рассмотрены различные данные литературы, позволяющие сравнить классический и современный варианты классификаций, а также оценить их обоснованность.

Дуалистическая модель. J. Bokhman [2] выделял два типа злокачественных опухолей эндометрия. Тип I: как правило, эндометриоидные опухоли, ассоциированные с воздействием эстрогенов, возникающие на фоне гиперплазии эндометрия. Факторами риска являются: ожирение, отсутствие беременности и родов, лечение эстрогенами. Опухоли экспрессируют рецепторы к эстрогену и прогестерону. Клинически это высокодифференцированные опухоли, характеризующиеся благоприятным прогнозом. Тип II: данные опухоли представлены неэндометриоидными, низкодифференцированными, морфологически — серозными или светлоклеточными карциномами, как правило, развивающимися на фоне атрофии эндометрия. Этот тип карцином не связан с воздействием эстрогенов, следовательно, гормональные факторы риска не являются ведущими в патогенезе, клинически характеризуется более агрессивным течением, высоким риском метастазирования, неблагоприятным прогнозом [2].

N. Bansal и соавт. [3] в рамках обзора различных исследований, дают подробную характеристику генетических изменений, характерных для каждого из двух типов опухолей. Так, эндометриоидные неоплазии характеризуются множеством альтераций, наиболее частая из которых мутация гена PTEN [4, 5]. Как известно, продукт гена PTEN — онкосупрессор, основной функцией которого является регуляция жизнедеятельности клетки за счет остановки клеточного цикла в фазе G1/S, ингибирования миграции и адгезии клеток, а также ингибирования факторов роста, стимулирующих каскад митогенактивируемых протеинкиназ (МАПК). Кроме того, с помощью PTEN осуществляется регуляция про- и антиапоптотических механизмов (в том числе контроль фактора BCL-2) [6].

Таким образом, инактивация гена PTEN приводит к неконтролируемому клеточному росту и «уходу» клетки от апоптоза. Кроме того, известно, что инактивация гена PTEN происходит на ранних этапах канцерогенеза предположительно в ответ на воздействие гормональных факторов.

Другой генетической альтерацией данного типа опухолей является микросателлитная нестабильность. В опухолевых клетках появляются дополнительные аллели микросателлитов (варьирующих локусов ДНК, состоящих из повторяющихся фрагментов), которые образуются в результате нарушений репликации ДНК. Как правило, причиной этого является инактивация MLH1, отвечающего за репарацию ДНК, связанная с гиперметилированием участка CpG в промотере. Микросателлитная нестабильность также представлена на ранних этапах канцерогенеза [3].

Следующие альтерации представлены мутациями KRAS (адаптерный белок, передающий сигнал от ростовых факторов или протеинкиназы С на каскады МАПК) и β-катенина. M. Saegusa и соавт. [7] в своем исследовании показали, что в то время как мутации PTEN, KRAS и микросателлитная нестабильность часто сосуществуют, мутации β-катенина обычно встречаются изолированно. Как известно, β-катенин — белок, входящий в комплекс Е-кадгерина, формирующего клеточные контакты в эпителиальной ткани. Он необходим для клеточной дифференцировки, поддержания нормальной тканевой структуры, играет важную роль в проведении клеточных сигналов. В норме β-катенин нестабилен и быстро деградирует, но в результате мутации структура β-катенина стабилизируется, что приводит к накоплению его в цитоплазме и ядре, а также усилению транскрипции генов, ответственных за переход клетки в S-фазу клеточного цикла [8]. В результате стимулируется размножение клеток и увеличивается их способность к инвазии. Ряд авторов предполагают, что β-катенин является компонентом универсального транскрипционного комплекса, начинающего клеточный цикл при любом митогенном стимуле [9].

По мнению S. Lax и соавт. [10], наиболее частой генетической альтерацией для типа II, серозных карцином эндометрия, является мутация онкосупрессора р53 [10]. Функции белка р53 в норме связаны с ответом на повреждения клеточных структур: так, р53 активирует гены (р21 и др.), отвечающие за остановку клеточного деления; гены (ВАХ, KILLER/DR5, PIG), запускающие апоптоз; гены (TSP1, BAI1), тормозящие ангиогенез; репрессирует гены (BCL-2, BCL-X), сдерживающие апоптоз. «Мутированный» p53 не только превращается в неактивный белок, но и накапливается в клетке, ингибируя действие «спонтанного» p53 и вызывая размножение поврежденных клеток. Установлено, что мутации одной аллели ТР53 развиваются на раннем этапе канцерогенеза, потеря второй аллели происходит позднее, по мере прогрессирования роста опухоли [3].

Другой частой альтерацией является инактивация гена р16 и повышенная экспрессия гена HER-2/neu; p16 — онкосупрессор, инактивация которого приводит к неконтролируемому росту клеток. HER-2/neu в свою очередь онкоген, кодирующий трансмембранный рецептор эпидермального фактора роста (EGFR), участвующий в передаче клеточных сигналов [3]. Амплификация или повышенная экспрессия гена HER-2/neu играет важную роль в патогенезе и прогрессировании агрессивных типов рака.

Следующая альтерация представлена снижением экспрессии Е-кадгерина (трансмембранного белка клеточной адгезии), характеризующаяся уменьшением сил сцепления между клетками, приводящим к отрыву и распространению опухолевых клеток, т. е. к метастазированию [3].

Современная модель. Одно из недавних исследований, заключающееся в интегративном геномном анализе 373 опухолей эндометрия, проведенное группой ученых Washington University (St. Louis, 2013) в рамках проекта «The Cancer Genome Atlas (TCGA)», продемонстрировало, что около ¼ опухолей, классифицированных как низкодифференцированные эндометриоидные, имеет молекулярный фенотип, аналогичный серозным карциномам тела матки, включая мутации ТР53 и аномалии числа копий соматических генов [11]. Это стало поводом для выделения 4 новых подгрупп неоплазий эндометрия в зависимости от спектра генетических и молекулярных альтераций. Y. Hussein и соавт. [12] в многоцентровом исследовании проанализировали морфологические и клинико-патологические параметры 17 опухолей «ультрамутированной» подгруппы TCGA, а также когорту из 8 подобных опухолей, изучаемых в University of Calgary (Канада) [12]. На основании этих, а также некоторых других исследований ниже приведена обобщенная характеристика новых подгрупп.

Ультрамутированные опухоли. Эти опухоли характеризуются ультравысокой частотой соматических мутаций, микросателлитной стабильностью, низким уровнем аберраций числа копий генов, частыми мутациями в генах PTEN, PIK3CA, ARID1A, KRAS, а также высоким уровнем экспрессии CCNB1 (*β-катенин) [11, 12]. Впервые идентифицированными являются «hotspot mutations» (Pro286Arg, Val411Leu) в структуре экзонуклеарного домена гена POLE [11]. Не все опухоли эндометрия, имеющие мутации гена POLE, можно считать «ультрамутированными», в том числе потому, что такие мутации встречаются вне экзонуклеарного домена [12].

Как известно, ген POLE кодирует каталитическую субъединицу ДНК-полимеразы эпсилон и отвечает за синтез лидирующей цепи в процессе репликации ДНК. Кроме того, он играет важную роль в распознавании и удалении неправильно сопоставленных нуклеотидов [13, 14]. Группой ученых TCGA (2013) были выявлены определенные гены кластера POLE, участвующие в клеточном метаболизме [11], в частности, в механизмах глюконеогенеза, гликолиза, цикла трикарбоновых кислот II, передачи сигнала через актин цитоскелета и др. [15].

Y. Hussein и соавт. [12], изучающие, в том числе морфологическую структуру опухолей, продемонстрировали, что практически все эндометриальные опухоли, содержащие мутацию гена POLE, имели как минимум компонент эндометриоидной дифференцировки, однако также была выявлена значительная внутриопухолевая гетерогенность. Интересным оказался тот факт, что мутация ТР53, характерная для серозных опухолей эндометрия, обнаружена в 6 (35%) из 17 опухолей кластера POLE.

Относительно клинического прогноза «ультрамутированные» опухоли имеют наилучший прогноз по сравнению с другими группами [11]. На этот счет существует несколько гипотез.

Во-первых, это может быть связано с большим числом общих и специфических мутаций, а также резким повышением числа замен, несовместимых с ростом опухолевых клеток и их выживанием [12]. Согласно данным I. Van Gool и соавт. [16], а также B. Howitt и соавт. [17], это возможно, в том числе благодаря увеличению количества антигенных неоэпитопов, которые приводят к усилению противоопухолевого иммунного ответа.

Во-вторых, установлено, что высокие уровни лимфоцитарной инфильтрации, также характерные для опухолей данной группы, ассоциированы с более благоприятным прогнозом [18, 19]. При этом инфильтрат содержит популяцию CD8+-лимфоцитов и имеет повышенную экспрессию маркеров цитотоксической лимфоцитарной дифференцировки, а также ИНФ-γ, перфорина 1 и гранзима В [16]. Кроме того, в обзоре E. Rayner и соавт. [20] имеются данные о том, что опухоли, содержащие мутации гена POLE, демонстрируют повышенную экспрессию генов, отвечающих за иммуносупрессию при синтезе молекул, которые могут принимать участие в росте опухоли. Другое объяснение благоприятного прогноза — наличие «предела ошибок»: комбинация дефектной ДНК-полимеразы и полная потеря системы репарации ошибочно спаренных нуклеотидов становятся летальными, превышая данный «порог» [21, 22].

Отличительные характеристики опухолей, имеющих мутацию гена POLE, могут приводить к сложностям в лечении таких пациенток. Вследствие того что эти опухоли ассоциируются с благоприятным клиническим прогнозом, риски, связанные с осложнениями адъювантной послеоперационной терапии, могут быть неоправданными [20]. Вместе с тем D. Church и соавт. [23], а также E. Stelloo и соавт. [24] подчеркивают, что мутации гена POLE чаще выявляются в опухолях, подходящих под критерии высокого риска, при которых обычно рекомендована послеоперационная лучевая и химиотерапия. Большое количество мутаций, присутствующих в опухолях данной подгруппы, кроме всего прочего, также приводит к повышению их чувствительности к специфической терапии. Не исключен положительный эффект от применения иммунных ингибиторов, мишенью которых являются молекулы иммуносупрессии (PD1, PDL1) [20]. Более того, данные, представленные V. Twyman-Saint и соавт. [25], о потенцировании действия иммунных ингибиторов с помощью лучевой терапии [25], свидетельствуют о возможном успехе такой комбинации. В основе другого вида терапии этих опухолей лежит упомянутая выше концепция «предела ошибок». В теории такие агенты, как мутагенные нуклеозиды или ингибиторы репарации ДНК [26], могут быть использованы для повышения уровня мутаций до значений, превышающих данный «порог», что приведет к гибели опухоли [27].

«Hypermutated» tumors. Опухоли данной подгруппы характеризуются микросателлитной нестабильностью в связи с метилированием MLH1-промотера [11, 12]. Кроме того, наблюдаются общий высокий уровень мутаций и небольшое количество альтераций числа копий генов [12]. Микросателлитно-нестабильные опухоли имеют как высокий уровень экспрессии PIK3CA, так и низкий уровень экспрессии PTEN [11]. По данным TCGA (2013), ни одна из опухолей с высокой микросателлитной нестабильностью не имела мутаций в «hotspot» гена POLE [12]. Также S. Byron и соавт. [28] было установлено, что мутации KRAS и FGFR2 встречались значительно чаще среди микросателлитно-нестабильных опухолей в отличие от мутаций CTNNB1, которые более характерны для микросателлитно-стабильных опухолей.

Следует отметить, что вдобавок к мутациям генов выявлено значительное число повреждений клеточных путей, включающих распад треонина II, глицина и анандамида. Согласно гистологическому исследованию, ни одна из опухолей со смешанной или серозной морфологической структурой не вошла в данную группу [11]. Кроме того, микросателлитная нестабильность с большей частотой была обнаружена в низкодифференцированных (G3) опухолях по сравнению с высокодифференцированными (G1) [29—31]. Исследование эндометриоидных опухолей I. Zighelboim и соавт. [29] продемонстрировало отсутствие корреляции между микросателлитной нестабильностью и исходом заболевания [29], что также подтвердили I. Diaz-Padilla и соавт. [32] в метаанализе 23 исследований.

«Copy-number low» (CN-low) tumors. Группа «CN-low» состоит в основном из микросателлитно-стабильных опухолей G1—2 с низким общим уровнем мутаций, но с альтерациями гена PTEN [11, 12]. В процессе анализа нарушений сигнальных путей наиболее значительные изменения обнаружены именно в данной группе. Они включают в себя мутации генов CTNNB1, KRAS, SOX17 (регулирует работу β-катенина). При этом в обзоре M. Le Gallo и соавт. [15] мутации гена SOX17 описаны только в этой подгруппе. Кроме того, практически все (92%) опухоли «CN-low» имеют альтерации PI3К-сигнального пути [11]. Согласно морфологической структуре, превалируют эндометриоидные опухоли различной степени дифференцировки (чаще G1). Подгруппа также характеризуется увеличением экспрессии рецепторов прогестерона, что может свидетельствовать о чувствительности данных опухолей к гормональной терапии [11].

«Copy-number high» (CN-high, serous-like) tumors. Опухоли группы «CN-high» характеризуются выраженными аберрациями числа копий соматических генов, низким общим уровнем мутаций, альтерациями в генах TP53, PIK3CA, CTNNB1, снижением уровня фосфо-АКТ-белка, что приводит к деактивации фосфо-АКТ-сигнального пути [11, 12]. Кроме того, в ¼ случаев выявлена фокальная амплификация ERBB2 (HER-2), часто сочетающаяся с мутациями PIK3CA [11]. По данным K. Berns и соавт. [33] и P. Eichhorn и соавт. [34], такое сочетание аберраций при раке молочных желез обусловливает резистентность к некоторым видам таргетной терапии. В целом данный кластер продемонстрировал наибольшую транскрипционную активность на примере выраженной дизрегуляции клеточного цикла (CCNE1, PIK3CA, MYC, CDKN2A) и мутаций TP53 [11]. Большое значение придается мутациям гена CHD4 (кодирует каталитическую субъединицу комплекса ремоделирования хроматина), наличие мутаций в «hotspots» которого, по данным E. Kuhn и соавт. [35], S. Zhao и соавт. [36], а также TCGA (2013), позволяет предположить его ключевую роль в процессе канцерогенеза серозных и серозно-подобных опухолей [11].

Кластер «CN-high» включает большинство серозных и ¼ эндометриоидных серозно-подобных аденокарцином класса G3 [11, 12], что может привести к недооценке прогноза заболевания, основанного только на результатах морфологического исследования новообразований. Из всех подгрупп данные опухоли отличаются наименее благоприятным прогнозом [12]. Обращает на себя внимания и тот факт, что аномалии числа копий соматических генов в эндометриоидных опухолях встречаются редко, тогда как серозные и серозно-подобные опухоли демонстрируют их высокую частоту, которая отрицательно коррелирует с выживаемостью без прогрессирования заболевания [11].

Опухоли эндометрия и другие виды рака. В дополнение ко всему вышеизложенному были проанализированы данные по сравнению опухолей эндометрия с другими видами рака. Так, по данным исследователей TCGA (2013), эндометриоидные опухоли и колоректальный рак имеют некоторые общие характеристики, а именно: высокая частота микросателлитной нестабильности, мутации гена POLE, а также частая активация WNT/CTNNB1-сигнального пути [11]. Целая серия исследований продемонстрировала наличие соматической мутации гена POLE в опухолях молочных желез, желудка, поджелудочной железы и мозга [11, 37—42]. Тем не менее эндометриальные карциномы характеризуются исключительными мутациями KRAS и CTNNB1, а также особыми механизмами активации сигнальных путей [11]. По данным TCGA (2013), эндометриальные серозные карциномы имеют общие черты и с базально-клеточно-подобными опухолями молочных желез и низкодифференцированными серозными опухолями яичников («неспящие» мутации ТР53, низкая частота мутаций гена PTEN и широко распространенные аномалии числа копий соматических генов). Однако высокая частота мутаций PIK3CA, FBXW7, PPP2R1A и ARID1A, характерная для опухолей эндометрия, не отмечена в вышеперечисленных опухолях молочных желез и яичников [11].

Практический аспект. Согласно современным рекомендациям «ESMO» по ведению пациенток с опухолями эндометрия, тактика лечения определяется по результатам стратификации риска [43]. При расчете группы риска учитываются возраст пациентки, стадия заболевания по FIGO, глубина инвазии в миометрий, степень дифференцировки и тип опухоли (эндометриоидная/неэндометриоидная), а также вовлечение в процесс лимфатических сосудов [44]. В зависимости от клинической ситуации обосновываются объем хирургического вмешательства и послеоперационная терапия. Таким образом, правильное определение степени дифференцировки и типа опухоли становится основополагающим моментом при разработке индивидуального плана лечения.

Однако, согласно исследованию, проведенному TCGA (2013), ¼ опухолей, классифицированных как эндометриоидные карциномы G3 по молекулярному профилю, соответствуют подгруппе серозно-подобных опухолей [11]. В то же время другая группа исследователей M. McConechy и соавт. [45] продемонстрировала 3 случая опухолей, гистологически определенных как серозные, которые имели мутации PTEN и ARID1A, при отсутствии мутаций ТР53. На гистопатологическом пересмотре все 3 опухоли определены как смешанные. Дополнительно был проведен иммуногистохимический (ИГХ) анализ, который опроверг серозный профиль опухолей в связи с нормальной экспрессией р53 и отсутствием экспрессии р16. Кроме того, в одной из опухолей выявлена экспрессия рецепторов к эстрогенам и прогестерону [45]. По мнению исследователей, это говорит о том, что классификация рака эндометрия больше не может основываться на дуалистической модели. В частности, низкодифференцированные опухоли имеют выраженную гетерогенность, которая не отражена в принятой классификации, тогда как профиль мутаций высокодифференцированных и серозных опухолей значительно различается.

Большинство серозных опухолей содержит мутации в гене TP53, 1/3 «ультрамутированных» опухолей также может их иметь, однако клинический прогноз при этом различный. Поэтому при использовании ИГХ-метода анализа для подтверждения диагноза серозной карциномы определение р53 и вспомогательной панели ИГХ-параметров, таких как PTEN и ARID1A, может быть использовано для дифференцировки серозной карциномы от эндометриоидной опухоли с мутацией гена POLE [12].

Заключение

В будущем молекулярная классификация опухолей эндометрия может стать незаменимым дополнением гистопатологической классификации, помочь в определении прогноза заболевания и тактики лечения, разработке новой таргетной терапии, а также во внедрении тестов молекулярной диагностики для выявления рака эндометрия на ранних стадиях, когда прогноз наиболее благоприятный.

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

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