Пальцева Е.М.

Лаборатория электронной микроскопии и иммуногистохимии Централизованного патологоанатомического отделения ГБОУ ВПО "Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова" Минздравсоцразвития России

Самофалова О.Ю.

Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского РАМН, Москва

Горбачева Ю.В.

Лаборатория электронной микроскопии и иммуногистохимии Централизованного патологоанатомического отделения ГБОУ ВПО "Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова" Минздравсоцразвития России

Царьков П.В.

Кафедра сердечно-сосудистой хирургии и инвазивной кардиологии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова (зав. — д.м.н. Р.Н. Комаров), Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского (дир. — акад. РАН Ю.В. Белов), Москва, Россия

Экспрессия ряда молекулярно-биологических маркеров в первичных аденокарциномах толстой кишки и их метастазах в лимфатических узлах

Журнал: Архив патологии. 2012;74(4): 12-20

Просмотров : 9

Загрузок :

Как цитировать

Пальцева Е. М., Самофалова О. Ю., Горбачева Ю. В., Царьков П. В. Экспрессия ряда молекулярно-биологических маркеров в первичных аденокарциномах толстой кишки и их метастазах в лимфатических узлах. Архив патологии. 2012;74(4):12-20.

Авторы:

Пальцева Е.М.

Лаборатория электронной микроскопии и иммуногистохимии Централизованного патологоанатомического отделения ГБОУ ВПО "Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова" Минздравсоцразвития России

Все авторы (4)

Рак толстой кишки (РТК) занимает одно из первых мест в структуре смертности от злокачественных новообразований в развитых странах. Несмотря на усовершенствование методов диагностики, хирургического и химиотерапевтического лечения, смертность от данного заболевания остается высокой. Основным прогностическим фактором при РТК считается стадия заболевания (по системе TNM). Тем не менее в последние годы широко изучается возможность использования различных молекулярно-биологических маркеров для определения прогноза и ответа на химиотерапию [15].

Уровень экспрессии мРНК и белков зачастую сильно отличается в метастатических и первичных опухолях. Такие отличия первичного опухолевого очага и метастатических отсевов обусловливают их различную агрессивность и чувствительность к химиотерапии. Вследствие этого определение экспрессии молекул, на которые воздействуют те или иные препараты, в первичных опухолях не может служить для определения эффективности химиотерапии у пациентов с наличием метастазов [12]. Также при определении прогноза РТК необходимо учитывать экспрессию молекулярно-биологических маркеров, играющих роль в регулировании клеточной пролиферации, адгезии, инвазии и ангиогенеза не только в первичной опухоли, но и в ткани метастазов.

К прогностическим маркерам при аденокарциномах толстой кишки (АТК) относят тимидилатсинтазу (ТС) — внутриклеточный фермент, участвующий в синтезе ДНК и являющийся мишенью 5-фторурацила — одного из основных препаратов, используемых для лечения данного заболевания [8]. По данным исследований, высокий уровень ТС коррелирует с плохим ответом на химиотерапию с использованием 5-фторурацила [8, 20]. Экспрессия ТС в первичной опухоли не позволяет прогнозировать эффективность химиотерапии, основанной на применении 5-фторурацила, у пациентов с наличием метастазов; это свидетельствует о том, что уровень экспрессии данного фермента в опухоли толстой кишки отличается от такового в метастатических очагах [20].

В последнее время разработаны препараты для лечения РТК, представляющие моноклональные антитела, инактивирующие рецептор эпидермального фактора роста (epidermal growth factor receptor — EGFR) [11, 14] и сосудистый эндотелиальный фактор роста (vascular endothelial growth factor — VEGF) [16]. Поскольку рост и распространение опухолей зависят от их васкуляризации, представляется важным воздействие на молекулы, регулирующие лимфо- и ангиогенез, такие как семейство VEGF. EGFR — трансмембранный рецептор, активация которого приводит к усилению пролиферации клеток, индукции ангиогенеза и метастазирования [14, 22]. В большинстве эпителиальных опухолей отмечается активация EGFR. Тем не менее существующие препараты эффективны лишь примерно в 10% случаев метастатического РТК. Экспрессия EGFR в первичной опухоли не является показателем ответа на терапию в метастатических очагах. Отличия в экспрессии данного рецептора между опухолью толстой кишки и ее метастазами могут объяснить, почему пациенты с отсутствием экспрессии в первичной опухоли отвечают на анти-EGFR терапию [22].

К наиболее прогностически важным маркерам при РТК относятся молекулы адгезии и антиадгезии, участвующие в развитии метастазов. Нарушение межклеточных соединений способствует инвазии эпителиальных клеток, приводя, таким образом, к прогрессии аденокарциномы. Комплекс Е-кадгерин—β-катенин играет важную роль в клеточной адгезии, и нарушение его функционирования приводит к увеличению инвазивного и метастатического потенциала опухолевых клеток. β-Катенин связывает Е-кадгерин с актиновым цитоскелетом через α-катенин и обеспечивает прочные межклеточные контакты [4]. Снижение уровня адгезивной молекулы Е-кадгерина выявляется во многих эпителиальных злокачественных опухолях [7].

Гликопротеин внеклеточного матрикса (ВКМ) тенасцин С (ТН С), обладающий антиадгезивными свойствами, взаимодействует с другими молекулами ВКМ и клеточными рецепторами и усиливает пролиферацию клеток, ангиогенез, инвазию и метастазирование. Повышенная экспрессия ТН С коррелирует с наличием метастазов в лимфатических узлах и плохим прогнозом РТК [15].

Фактор супрессии метастазов KAI-1 (CD82) расположен на клеточной мембране и формирует взаимосвязи с интегринами, хемокинами, ответственными за клеточную миграцию, адгезию и передачу сигналов. Снижение экспрессии KAI-1 приводит к усилению опухолевой прогрессии. Повышение содержания данной молекулы приводит к уменьшению клеточной инвазии и миграции в связи эндоцитозом EGFR [13]. В настоящее время недостаточно изучена экспрессия KAI-1 и ТН С в метастазах РТК в сравнении с экспрессией в первичных опухолях.

Изучение экспрессии факторов, регулирующих пролиферацию опухолевых клеток, индуцирующих ангиогенез и метастазирование, как в первичных опухолях, так и в метастатических очагах, может способствовать не только сопоставлению их иммунофенотипа и определению агрессивности опухоли, но и чувствительности к химиотерапии.

Целью настоящего исследования явилось сравнение экспрессии ТС, EGFR, VEGF, Е-кадгерина, β-катенина, ТН С и KAI-1 в первичных аденокарциномах толстой кишки и их метастазах в лимфатических узлах.

В исследование вошли 22 больных первичным РТК с метастазами в лимфатических узлах, у которых отсутствовали данные, указывающие на наличие гематогенных метастазов, проходивших лечение в РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского в период с 2007 по 2008 г. Морфологическому и иммуногистохимическому исследованию подвергнут послеоперационный материал опухолей толстой кишки и их метастазов в регионарных лимфатических узлах.

Фиксация ткани опухоли и лимфатических узлов проводилась в 10% нейтральном забуференном формалине в течение 1 сут. Для морфологического исследования изготавливали срезы толщиной 3—4 мкм и окрашивали гематоксилином и эозином.

Иммуногистохимическое исследование (ИГХ) выполнялось на парафиновых срезах с использованием системы визуализации Super Sensitive Polymer-HRP IHC Detection Sysytem/DAB (BioGenex) в соответствии с прилагаемой инструкцией. Депарафинацию проводили по стандартной методике, затем осуществляли демаскировку антигенов в буфере Tris-EDTA (pH 9,0) в водяной бане при температуре 98 °C. Для выявления EGFR проводили предварительную обработку с протеиназой К. Эндогенную пероксидазу блокировали 3% H2O2. Затем срезы инкубировали с первичными антителами (табл. 1).

Контрольный срез оставляли без инкубации с первичными антителами. После этого срезы инкубировали с Super Enhancer Reagent (реагентом, усиливающим сигнал); добавляли Poly-HRP Reagent (полимерные вторичные антитела, конъюгированные с пероксидазой хрена). Продукт реакции выявляли с помощью DAB. Для окрашивания клеточных ядер препараты погружали в раствор гематоксилина. Препараты исследовали с помощью световой микроскопии.

При исследовании с антителами к Е-кадгерину и β-катенину выявлялось окрашивание в мембране и/или цитоплазме железистых эпителиальных клеток, для β-катенина — дополнительно в ядрах опухолевых клеток. Для VEGF определяли цитоплазматическую экспрессию в железистых эпителиальных клетках и стенках сосудов опухоли. Для EFGR — цитоплазматическое и мембранно-цитоплазматическое окрашивание железистых эпителиальных клеток. При исследовании с антителами к ТС выявлялось окрашивание в цитоплазме и ядрах клеток паренхимы и стромы опухоли. Экспрессия данных маркеров отмечалась как в отдельных фокусах клеток, так и равномерно во всех опухолевых клетках. Для ТН С была характерна очаговая или диффузная экспрессия в ВКМ стромы опухоли и стенках сосудов. Оценка интенсивности экспрессии перечисленных маркеров проводилась полуколичественным методом. Отмечалась слабая, умеренная и выраженная интенсивность окрашивания.

При иммунопероксидазной реакции с антителами к KAI-1 определялась экспрессия в лимфоидных клетках стромы опухоли и/или в области лимфогистиоцитарного инфильтрата, окружающего тяжи опухолевой ткани. Количество клеток оценивалось в расчете на 10 полей зрения (ПЗ) и было разделено на три группы: 1-я группа — 0—50 клеток в 10 ПЗ, 2-я группа — 50—100 клеток в 10 ПЗ, 3-я группа — более 100 клеток в 10 ПЗ.

Для визуализации изображения использовали цифровую камеру Leica DFC.

Для статистического анализа полученных данных использовалась программа Statistica 6.1. Значимость различий между показателями маркеров при анализе опухоли и лимфатических узлов проверялась путем построения таблиц сопряженности, дополненных критерием χ2 Пирсона и критерием Фишера.

При исследовании экспрессии ТС в АТК в большинстве случаев выявлялось отсутствие иммунопероксидазного окрашивания (6 пациентов, 28,5%) и слабая интенсивность окрашивания цитоплазмы в большинстве клеток, сопровождавшаяся окраской ядра (6 пациентов, 28,5%) (см. рисунок,а).

Рисунок 1. Экспрессия ТС, VEGF, рецептора EGFR и Е-кадгерина в первичных АТК и их метастазах в лимфатических узлах. а — ядерная и слабая цитоплазматическая экспрессия ТС в аденокарциноме толстой кишки. ×200; б — слабая/умеренная цитоплазматическая экспрессия VEGF в эпителиальных клетках и слабая экспрессия в стенках сосудов в аденокарциноме толстой кишки. ×200; в — слабая очаговая мембранно-цитоплазматическая экспрессия рецептора EGFR в аденокарциноме толстой кишки. ×200; г — выраженная мембранно-цитоплазматическая экспрессия рецептора EGFR в метастазе в лимфатическом узле. ×200; д — слабая цитоплазматическая экспрессия Е-кадгерина в аденокарциноме толстой кишки. × 200; е — слабая мембранно-цитоплазматическая экспрессия Е-кадгерина в метастазе в лимфатическом узле. ×100; а—е — иммуногистохимическая окраска.
При анализе метастазов в лимфатических узлах наиболее характерным показателем было отсутствие реакции при ИГХ-исследовании с антителами к ТС (16 пациентов, 73%) (табл. 2).
Различия в показателях экспрессии данного маркера в пораженных лимфатических узлах и основной опухоли были значимыми (р=0,001).

При сопоставлении показателей экспрессии ТС в парах первичная опухоль—метастаз в лимфатическом узле у каждого пациента выявлено, что окрашивание было одинаково лишь в 3 (13,5%) случаях из 22. Отмечалось ядерное и слабое цитоплазматическое окрашивание или отсутствие экспрессии.

При сравнении экспрессии VEGF в пораженных лимфатических узлах и основной опухоли выявлено, что для первичной опухоли наиболее характерной была слабая/умеренная экспрессия в цитоплазме в отдельных фокусах опухолевых железистых эпителиальных клеток (10 пациентов, 45,5%) либо аналогичная экспрессия в эпителиальных клетках, сопровождающаяся слабой окраской стенок сосудов (7 пациентов, 32%) (см. рисунок, б), а для ткани метастазов — отсутствие иммунопероксидазного окрашивания (19 пациентов, 86,5%) (см. табл. 2). Различия были статистически значимыми (р<0,001).

Сопоставление показателей экспрессии VEGF в парах первичная опухоль—метастаз в лимфатическом узле выявило также лишь три совпадения (13,5%): в двух случаях иммунопероксидазное окрашивание отсутствовало и в одном отмечалось слабое цитоплазматическое окрашивание эпителиальных клеток.

При сравнительном анализе особенностей экспрессии EGFR в метастазах в лимфатических узлах и в первичной опухоли выявлено, что для ткани основной опухоли наиболее характерным показателем было отсутствие экспрессии маркера (10 случаев, 45,5%) либо слабое мембранно-цитоплазматическое окрашивание (7 случаев, 32%) (см. рисунок, в), а для пораженных лимфатических узлов — умеренная/выраженная мембранно-цитоплазматическая экспрессия (13 случаев, 59%) (см. табл. 2, рисунок, г). Различия между показателями экспрессии EGFR при анализе первичной опухоли и лимфатических узлов были статистически достоверны (р=0,025).

Сравнив экспрессию EGFR в АТК и ее метастазах в лимфатических узлах у каждого пациента, мы выявили 9 случаев с одинаковыми показателями (41%). Для 6 пациентов было характерно слабое/умеренное мембранно-цитоплазматическое окрашивание, для 3 — отсутствие окрашивания.

При изучении экспрессии Е-кадгерина в АТК с одинаковой частотой встречалась слабая интенсивность окрашивания цитоплазмы фокусов клеток либо равномерно всех эпителиальных клеток (см. рисунок, д), а также слабая либо выраженная интенсивность мембранно-цитоплазматического окрашивания части клеток (по 5 случаев, 23%). Для большинства пораженных лимфатических узлов (8 пациентов, 36,5%) было характерно слабое мембранно-цитоплазматическое окрашивание части опухолевых клеток (см. рисунок, е); в 6 случаях (27%) было отмечено отсутствие экспрессии маркера (см. табл. 2). При сравнении экспрессии Е-кадгерина в первичной опухоли и пораженных лимфатических узлах выявлены статистически достоверные различия (р=0,0022).

Экспрессия Е-кадгерина была одинаковой в АТК и метастатических поражениях у 3 (13,5%) пациентов и характеризовалась как слабая либо умеренная мембранно-цитоплазматическая.

При сравнении показателей экспрессии β-катенина в лимфатических узлах с показателями маркера в основной опухоли выявлено, что в обоих случаях была наиболее характерна выраженная интенсивность окрашивания мембраны и цитоплазмы отдельных фокусов клеток: в 12 (54,5%) случаях — в первичной опухоли и в 10 (45,5%) случаях — в клетках метастазов аденокарциномы в лимфатических узлах (см. табл. 2). Статистически значимых различий между группами не выявлено (р=0,07).

Исследование экспрессии данного маркера в парах первичная опухоль—метастаз в лимфатическом узле показало, что она была одинакова в 7 (32%) случаях. У 5 пациентов выявлялась мембранно-цитоплазматическая экспрессия слабой либо умеренной интенсивности, у 1 пациента — ядерная и умеренная/выраженная цитоплазматическая экспрессия и у еще 1 — ядерное и слабое мембранно-цитоплазматическое окрашивание.

По данным ИГХ-исследования с антителами к ТН С в большинстве случаев АТК и пораженных лимфатических узлов также отмечались сходные показатели — умеренная/выраженная очаговая экспрессия в ВКМ стромы, сопровождающаяся умеренной/выраженной окраской стенок сосудов в 10 (45,5%) случаях АТК и 17 (77%) случаях метастазов. Однако у остальных пациентов иммунореактивность маркера отличалась в первичной опухоли и метастазах в регионарных лимфатических узлах (см. табл. 2). Различия между показателями экспрессии ТН С при анализе первичной опухоли и лимфатических узлов были статистически достоверны (р=0,04).

Сопоставление показателей экспрессии данного маркера в первичной АТК и метастазах в лимфатических узлах показало, что и там, и там отмечалось умеренное очаговое окрашивание стромы и стенок сосудов опухолевой ткани в 10 (45,5%) случаях.

При ИГХ-исследовании экспрессии KAI-1 наиболее часто в первичной опухоли встречалось окрашивание ≤50 клеток стромы в 10 ПЗ (8 случаев, 36,5%) и окрашивание клеток лимфогистиоцитарного инфильтрата, сопровождающееся окраской клеток стромы, общим количеством ≤50 клеток в 10 ПЗ (6 случаев, 27%). В метастазах в лимфатических узлах наиболее характерным показателем являлось отсутствие экспрессии маркера (17 случаев, 77%) (см. табл. 2). Различия между группами статистически достоверны (р=0,0001).

При сравнении экспрессии KAI-1 в первичной опухоли и ее метастазах в лимфатических узлах выявлено, что она была одинакова лишь в 2 (9%) случаях. У 1 пациента отмечалось окрашивание ≤50 клеток стромы в 10 ПЗ и у 1 — отсутствие окрашивания.

Поскольку экспрессия различных молекулярно-биологических маркеров в опухолевой ткани зачастую гетерогенна, то характеристики, выявленные в первичной опухоли, могут отличаться от таковых в метастазах в лимфатических узлах. В различных исследованиях показана иммунофенотипическая и генетическая внутриопухолевая гетерогенность РТК [1, 2]. В нашем исследовании экспрессия большинства маркеров (ТС, VEGF, EGFR, Е-кадгерина, ТН С и KAI-1), исследованная с помощью иммуногистохимии, достоверно отличалась в первичной опухоли и метастазах в лимфатических узлах. При сравнении в парах первичная опухоль—метастаз выявлено, что у большей части пациентов экспрессия ТС, VEGF, Е-кадгерина, β-катенина, KAI-1 была различна. Показатели экспрессии EGFR и ТН С совпадали в 41 и 45,5% случаев соответственно.

По полученным нами данным, при исследовании экспрессии ТС выявлено, что она отсутствовала в метастазах в лимфатических узлах у большинства пациентов и была в основном невысокой в первичных АТК. Достоверно различаются также показатели экспрессии мРНК ТС в АТК и метастазах в печени и лимфатических узлах [20]. Такие различия в показателях экспрессии свидетельствуют о том, что необходимо определять содержание данного маркера не только в первичной опухоли, но и в метастазах, поскольку экспрессия ТС в метастазах является предиктором ответа на химиотерапию с использованием 5-фторурацила. У пациентов, у которых выявляется низкая экспрессия ТС в пораженных лимфатических узлах, отмечается бóльшая выживаемость после хирургического лечения, поэтому определение данного маркера в метастазах может служить прогностическим маркером для пациентов, получивших только хирургическое лечение [15].

У большинства пациентов отсутствовала экспрессия VEGF в метастазах в лимфатических узлах и была преимущественно слабой/умеренной в первичных АТК. Содержание VEGF, являющегося позитивным регулятором ангиогенеза, увеличивается в опухолевых тканях. Невысокий уровень экспрессии VEGF может быть связан с влиянием различных условий на рост сосудов в зоне опухоли, в том числе с полиморфизмом гена VEGF [5]. Тем не менее различные показатели VEGF в первичной опухоли и метастатических очагах свидетельствуют о необходимости исследовать его содержание перед применением препаратов направленного действия.

В нашем исследовании экспрессия EGFR достоверно различалась: отсутствовала либо была слабой мембранно-цитоплазматической в первичной опухоли у большинства пациентов и, напротив, преимущественно умеренной/выраженной мембранно-цитоплазматической в метастазах. Высокое содержание EGFR в пораженных лимфатических узлах ассоциировано с плохой выживаемостью в отличие от аналогичного содержания маркера в первичной опухоли [6]. При сравнении пар первичная опухоль—метастаз в лимфатическом узле нами выявлено 9 (41%) случаев с одинаковыми показателями экспрессии, из них 6 со слабым/умеренным мембранно-цитоплазматическим окрашиванием. Наличие экспрессии EGFR в первичной АТК и пораженных лимфатических узлах ассоциировано с более низкой выживаемостью, чем отсутствие экспрессии [6]. Существующие в настоящее время данные об экспрессии EGFR в первичных АТК и метастазах в печени и лимфатических узлах противоречивы: в одних исследованиях обнаружен значительный процент случаев с одинаковой экспрессией, в других — напротив, с различной [6, 14, 18, 22]. Поэтому у пациентов РТК с метастазами определение EGFR только в первичной опухоли недостаточно для выбора терапии, направленной на EGFR.

При подавлении активности молекул адгезии клетки приобретают способность отделяться от окружающей ткани. По полученным нами данным, в метастазах АТК в лимфатических узлах экспрессия Е-кадгерина в целом была более слабой, чем в первичной опухоли. Сходные результаты получены и другими авторами при сравнении первичной опухоли с метастазами как в лимфатических узлах, так и в печени [3, 7]. В нашем исследовании больных РТК экспрессия молекулы адгезии β-катенина достоверно не отличалась в сравниваемых группах, однако в целом также была выше в первичной опухоли, чем в метастазах. Это может быть обусловлено тем, что метастазируют клетки с более низкой экспрессией молекул адгезии Е-кадгерина, β-катенина, а также воздействием окружающей ткани лимфатического узла, где сформировался метастаз [7]. Снижение содержания β-катенина в метастазах по сравнению с первичной опухолью ассоциировано с худшими показателями выживаемости [10].

Экспрессия ТН С, способствующего отделению клеток от их окружения, в нашем исследовании была умеренной или высокой у большей части пациентов, и при сравнении двух групп оказалось, что в целом она была более выраженной в ткани метастазов в лимфатических узлах, чем в основной опухоли. В других исследованиях схожие данные получены для метастазов в печени [9]. При сопоставлении экспрессии данного маркера в парах первичная опухоль—метастазы в лимфатических узлах выявлено наибольшее количество одинаковых показателей среди всех изученных нами маркеров — 45,5%.

В нашем исследовании в первичных АТК выявлялась преимущественно небольшая экспрессия KAI-1, но в метастазах в лимфатических узлах отсутствовала у большинства пациентов, что согласуется с данными других авторов [19, 21]. Известно, что экспрессия фактора супрессии метастазов KAI-1 уменьшается с прогрессией РТК [19].

Таким образом, в нашем исследовании показано, что экспрессия ряда молекулярно-биологических маркеров, используемых для определения прогноза и выбора терапии РТК (ТС, VEGF, EGFR, Е-кадгерин, β-катенина, ТН С и KAI-1), различна в первичных опухолях и метастазах в лимфатических узлах, поэтому недостаточно проводить их определение только в первичной опухоли. Их экспрессия в метастазах может служить показателем агрессивности опухоли и иметь прогностическое значение. Для применения показателей экспрессии этих молекулярно-биологических маркеров в клинической практике необходимо проведение исследования на большем количестве больных.

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